[pt] O conhecimento das propriedades térmicas dos solos é de grande importância em muitos projetos de engenharia e outras situações onde ocorre a transferência de calor nos solos, como em projetos de rodovias, de tubulações para petróleo, água, gás, cabos elétricos enterrados, aplicação de técnicas para remedição de solos contaminados, entre outros. A propagação de calor nos solos é governada pelas suas propriedades térmicas e essas propriedades devem ser determinadas experimentalmente. A presente Dissertação teve como objetivo principal a avaliação da influência da mineralogia, do índice de vazios e do teor de umidade em propriedades térmicas de solos. As principais propriedades térmicas dos solos são condutividade térmica, resistividade térmica, difusividade térmica e calor específico. Foram avaliados experimentalmente a condutividade, a difusividade, o calor específico dos solos e o calor específico dos sólidos. Trabalhou-se com misturas em diferentes proporções de materiais argilosos e arenosos. Os solos foram fabricados a partir de diferentes proporções de Caulim, Bentonita e Areia Quartzosa, formando-se nove solos diferentes. Os solos fabricados foram caracterizados física, química e mineralogicamente. Para a determinação da condutividade térmica e da difusividade térmica aplicou-se o método da sonda térmica de imersão em solos. O calor específico dos solos e o calor específico dos sólidos foram estimados através de equações propostas na literatura consultada. Os corpos de prova foram confeccionados por compactação estática e por vibração. Foi observado que os parâmetros térmicos são dependentes da umidade, do índice de vazios e da mineralogia dos solos de formas diferentes e, eventualmente, opostas, sendo a influência da umidade mais significativa. Foi proposta uma correlação para estimar o calor específico de areias quartzosas que depende apenas do teor de umidade gravimétrica. / [en] The knowledge of thermal properties of soils is of great relevance in many engineering projects where the transference of heat in soils occurs, such as: projects of highways, oil, water and gas pipeways, electric cables embedded in the ground and application of techniques for remediation of contaminated soil. The propagation of heat in the ground is governed by its thermal properties and these properties should be determined by laboratory tests. This Dissertation has as main objective the evaluation of the influence of mineralogy, voids ratio and water content in thermal soil properties. The main thermal properties of soils are thermal conductivity, thermal resistivity, thermal difusivity and specific heat. Soil conductivity and difusivity were obtained experimentally, while the specific heat of soil and specific heat of solids were obtained through equations proposed in the currente literature. The soils used comprised mixtures in different ratios of clayey and sandy materials employing different ratios of commercially found Kaolin, Bentonite and Quartz pellets, forming nine different soils. The prepared soils were characterized in their physical, chemical and mineralogical aspects. For the determination of the thermal conductivity and the thermal diffusivity it was employed the methodology of insertion of a thermal needle in the soils. Both vibration and static compaction techniques were used in the preparation of the soil samples to be tested. It was observed that the thermal parameters are dependent on the water content, voids ratio and mineralogy of the soil in different and, eventually, opposite ways.

[pt] A análise quantitativa de risco à saúde humana (AqR) devido a uma determinada área contaminada vem se verificando como importante ferramenta na gestão ambiental bem como a concretização de dano ambiental, tanto no Brasil como em outros países. Os procedimentos para AqR consistem em passos seqüenciados de forma orgânica e lógica e englobam características legais, aspectos toxicológicos e mecanismos de transporte. Apesar de não haver uma lei específica que regule a AqR, o Direito Ambiental permite que estas metodologias sejam plenamente aplicadas tanto no âmbito administrativo quanto no âmbito judicial para a caracterização de dano ambiental. As metodologias de AqR se valem de modelos fármaco-cinéticos que relacionam a exposição ao composto químico à possibilidade de causar danos à saúde humana. A Geotecnia Ambiental estuda o transporte e comportamento dos contaminantes nos solos e nas águas subterrâneas. A AqR se mostra um problema complexo e permeado por inúmeras incertezas e variabilidades. Foi proposta a utilização do método do segundo momento de primeira ordem (FOSM) para quantificar as incertezas relacionadas com a estimativa dos parâmetros de transporte a serem usadas em um modelo analítico de transporte de soluto em meios porosos (Domenico). O estudo de caso consiste na aplicação do programa desenvolvido para esta finalidade (SeRis). O método se mostra computacionalmente econômico e o estudo de caso, dentro das idealizações, identificou os parâmetros com maior importância relativa e apresentou uma variância total razoável para o resultado. / [en] The quantitative human health risk assessment (AqR) due a contaminated site has became an important tool at Environmental Managenment and at the identification of environmental harm, at Brazil and other countries. The AqR procedures consists in logical sequence of actions concerned about legal aspects, toxicological matter and transport phenomena. In spite of the absence of a single law that could regulate specifically the AqR, the Environmental Law, as a whole, allows that AqR methodologies to be fully applied at governamental and judicial levels. The AqR procedures are base on pharmaco-kinetics models that quantitatively relates the exposure to the chemicals to human harm potency. The Environmental Geotechnics studies the fate and transport of contaminants at soil and groundwater. AqR is complex and full of uncertainties and variabilities subject. It have been proposed the application of the first order second moment method (FOSM) to quantify the uncertainties related to the estimation of the transport parameters to be used in the analytical transport model of solute in porous media (Domenico). It have been developed a specific software that meets this objective (SeRis). This software proved to be computationally efficient. The case study example indicated the relative importance of the considered parameters and presented a reasonable total system variance.

[pt] A presente tese apresenta uma abordagem sobre a técnica de dessorção térmica na remediação de áreas contaminadas, esta tecnologia se baseia no aquecimento direto do solo. A propagação de calor num solo é simulada matematicamente pelo fluxo acoplado de calor. Para que esta simulação seja possível é necessário a identificação dos parâmetros relevantes para o problema: condutividade hidráulica em função da umidade volumétrica, condutividade térmica em função da umidade volumétrica, capacidade de aquecimento volumétrico, e, curva característica de sucção. Uma discussão técnica é apresentada sobre estes parâmetros. Foram estudados dois tipos de solos, uma argilo-arenoso (Campo Experimental da PUC-Rio) e um areno-argiloso (Cidade dos Meninos). É apresentado um estudo físico-químico sobre os efeitos da temperatura nos solos, com ensaios de RaiosX, Microscopia Eletrônica, CTC, Ataque Sulfúrico e de Caracterização para solos não aquecidos e previamente aquecidos até a temperatura de 300 Graus Celsius. São apresentadas metodologias e equipamentos que foram desenvolvidos e/ou adaptados de para o estudo das propriedades termo- hidráulicas necessárias. Foram realizados ensaios de condutividade hidáulica, curvas características de sucção e deformabilidade, levando-se em conta a temperatura. Todos os parâmetros mostraram-se altamente dependente desta. Os parâmetros térmicos, condutividade térmica e calor específico, foram determinados para estes dois de solos. / [en] This thesis presents an introduction on the use of the thermal desorption technique that is based on the direct heating of the soil, for the remediation of contaminated areas. Heat propagation through soils can be mathematically simulated using coupled heat-moisture transfer theories. In order to make this simulation possible it is necessary to identify the required parameters: hydraulic conductivity as a function of volumetric water content, thermal conductivity as a function of volumetric water content, volumetric heat capacity, and soil-water characteristic curve. One technical description of such parameters is presented. Two different kinds of soils were used, one clay- sand (CH) and one sandclay (SC). A study physico-chemical was done talking into consideration the temperature effect on the soils with X-Ray, electron microscopic investigation, CTC, Atterberg Limits and at the particle size distribution. The study was done on pre-heated soils with temperatures ranging from 20 Degrees Celsius to 300 Degrees Celsius. Equipments and methodologies have been especially developed for the study of the thermo-hydraulics proprieties. The laboratory tests program consisted of hydraulic conductivity, retention curves and deformability, taking into account the temperature effects. During the tests it was observed that all parameters were temperature dependent. The thermal parameters, thermal conductivity and heat capacity were studied for both soils.