As correntes de turbidez de alta densidade e seus depósitos resultantes, ainda hoje, não são um fenômeno totalmente explicado/classificado, tanto no meio científico, como na indústria, em especial, a do petróleo. Visando buscar o entendimento hidrodinâmico e deposicional desses fluxos gravitacionais de sedimentos naturais, este trabalho realizou um estudo experimental (modelagem física) deste fenômeno em laboratório. Através da modelagem física foi possível realizar 25 simulações experimentais com diferentes tipos de materiais sedimentares, no caso, esferas de vidro ( m ~ 2600kg/m³), simulando as frações areia fina e silte, e o caulim ( m ~ 2600kg/m³), representando as frações de argila nesses escoamentos. As faixas de concentrações volumétricas utilizadas nos experimentos foram de 2,5%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% e 35%. Para esses intervalos de concentrações foram utilizadas três diferentes proporções de argila na mistura, no caso fluxos não coesivos (0% de argila), fluxos mistos (com 50% de argila) e fluxos coesivos (100% de argila). Ainda, para a concentração volumétrica de 20%, foram realizados quatro ensaios adicionais com 10%, 25%, 75% e 90% de argila na mistura, englobando a transição de um fluxo não coesivo para coesivo. Os experimentos utilizaram um canal de acrílico (4,5 x 0,2 x 0,5 m) e a simulação se deu através da metodologia de pulso de material, a qual utilizou 120 litros de mistura de água e sedimento, que era lançada, instantaneamente, no interior do tanque, através da abertura de uma comporta. Para o registro dos ensaios foram utilizadas duas câmeras digitais, além de um medidor de velocidade ultrassônico (UVP) com dez transdutores, distribuídos ao longo de 15 cm e instalado a 340 cm da fonte. Ao seu lado, foram colocadas quatro sondas de medição da concentração da mistura (UHCM), as quais amostravam uma faixa de 10 cm do interior do fluxo. Para todas as misturas utilizadas, foi realizada a sua caracterização reológica, com o uso de um reômetro. Para a avaliação do depósito, foram coletadas amostras indeformáveis do depósito, em três locais distintos que foram, posteriormente, processadas em um microscópio eletrônico de varredura - MEV. A partir dos dados da caracterização reológica das misturas utilizadas nos experimentos, foi possível estabelecer o modelo da relação tensão/deformação, bem como as equações constitutivas de determinação da viscosidade dinâmica (e/ou aparente) da mistura em relação a concentração volumétrica, gradiente de deformação e presença de argila. Com os dados do registro de vídeo foi possível caracterizar, via um método desenvolvido com uso de uma lousa interativa, a série temporal de três espessuras geométricas da corrente. Aliado aos dados de velocidade e de concentração obtidos nos equipamentos de medição, foi possível avaliar as propriedades hidrodinâmicas das correntes, tais como as séries temporais de velocidade, concentração e geometria, os seus perfis verticais médios, a adimensionalização dos perfis de velocidade e concentração, relações adimensionais entre esses parâmetros, bem como as definições da tensão de cisalhamento junto ao fundo, da espessura da subcamada viscosa e da vazão mássica de sedimentos. Os depósitos foram avaliados em duas escalas distintas: em macro-escala, com a avaliação da espessura e granulometria do depósito ao longo da distância, balanço de massa de sedimentos e determinação da taxa de deposição (com o auxílio das imagens do vídeo); e em micro-escala, através do uso de imagens microscópicas obtidas a partir de amostras indeformáveis do depósito resultante, onde foi possível obter a distribuição do tamanho do grão médio ao longo da vertical (gradação), a porcentagem de cada tipo de sedimento e laminações dos grãos. A partir dos resultados apresentados na caracterização reológica das misturas, nas propriedades hidrodinâmicas, geométricas e deposicionais, foi realizado uma síntese agrupando estas propriedades, considerando, ao todo, 22 parâmetros de classificação. Um diagrama de três entradas (concentração volumétrica, presença de argila e o comportamento reológico da mistura) foi construído e, como resultado, foi possível definir seis regiões de reologia/fluxo/depósito que apresentam uma condição de causa (fluxo) com consequência (depósito) características. As seis regiões podem ser resumidas no que segue: Região I – Fluxo Newtoniano de baixa concentração, turbulento e subcrítico, mantidos pela componente ascendente da turbulência, com deposição de partículas individuais que geraram depósitos gradados normalmente com ou sem presença destacada de camada selante de argila no topo. Região II – Fluxo Newtoniano de média concentração, turbulento e supercrítico com a formação de uma camada turbulenta ondulada (deformável) e mais concentrada e com presença de argila junto ao fundo, mantido pela turbulência e com influência da decantação impedida que geraram depósitos parcialmente segregados (maciços) junto à base e gradados normalmente junto ao topo, com ou sem presença destacada de camada selante de argila. Região III – Fluxo Newtoniano de mais alta concentração, turbulento, supercrítico com nítida estratificação (bipartição) de uma camada turbulenta fortemente ondulada (deformável) e mais concentrada junto ao fundo, mantido pela turbulência e com influência da decantação impedida, com uma deposição de grãos mais abrupta (próximo ao congelamento friccional), gerando depósitos menos segregados (maciços) junto à base e com uma gradação normal junto ao topo, com ou sem presença destacada de camada selante de argila. Região IV – Fluxo não Newtoniano de média concentração, baixa turbulência, supercrítico, com formação de uma camada lamosa mais concentrada junto ao fundo com menores ondulações, com influência das forças viscosas e coesivas, com formação de um “plug” de sedimentos (congelamento coesivo) que formou depósitos do topo à base por congelamento coesivo com uma camada de grãos não coesivos levemente gradados junto ao fundo, com uma camada lamosa com grãos não coesivos dispersos não gradados na matriz e com a presença de uma camada selante. Região V- Fluxo não Newtoniano de alta concentração, com uma turbulência nos instantes iniciais, subcrítico, com formação de uma camada lamosa mais concentrada junto ao fundo com ondulações, influência das forças viscosas, empuxo e coesivas (matriz coesiva), com formação de um “plug” homogêneo de sedimentos (congelamento coesivo) que formou depósitos do topo à base por congelamento coesivo, depósito não gradado com predominância de uma matriz lamosa com grãos dispersos, com ou sem a presença de um depósito gradado no topo resultado do fluxo remanescente do corpo e cauda. Região VI – Fluxo não Newtoniano de alta concentração, dominado pelas forças viscosas, subcrítico, com formação de uma camada lamosa mais concentrada junto ao fundo com poucas ondulações, fortemente resistente ao escoamento (yield strength) devido ao empuxo e as forças coesivas (matriz coesiva), com formação de um “plug” homogêneo de sedimentos (congelamento coesivo) que formou depósitos do topo à base por congelamento coesivo, depósito não gradado com predominância de uma matriz lamosa com grãos dispersos, com ou sem a presença de um depósito gradado no topo resultado do fluxo remanescente do corpo e cauda. Por fim, as características de fluxo e depósito obtidas nesses seis modelos foram comparadas com as classificações encontradas na literatura sobre fluxos gravitacionais de sedimentos, mais especificamente, com correntes de turbidez de alta densidade. Foi proposta então, uma classificação inédita para esses fluxos, baseada na concentração volumétrica, presença de argila e comportamento reológico das misturas, além de considerar a evolução e transformação destes fluxos ao longo do espaço. Pela nova classificação proposta, os fluxos extremos seriam aqueles que são amplamente aceitos: correntes de turbidez de baixa densidade (região I) e os fluxos de detritos (regiões V e VI). Os fluxos das regiões II, III foram classificados com as correntes de turbidez de alta densidade inercial, devido à predominância das forças inerciais no escoamento e a região IV foi classificada como correntes de turbidez de alta densidade viscosa, devido à influência do aumento da presença de argila no escoamento, o que causou significativas mudanças no fluxo e depósito. / Our ability to interpret the deposits of sediment gravity flows in the marine realm has been greatly restricted by our lack of understanding of their flow processes. This limitation is reflected in the numerous classification schemes and the difficulty in using terms such as low and high-density turbidity currents. Here we report a novel experimentally-derived classification scheme that for the first time identifies flow types and quantifies their transition points. A series of 25 experiments with non-cohesive, mixed and cohesive high-density turbidity currents were performed in order to study the depositional-process based hydrodynamic and rheological properties of these flows. Three types of turbidity current were studied at eight different volumetric concentrations between 2.5% and 35%. The flows carried a mixture of non-cohesive (siltsized glass beads) and cohesive sediment (kaolin) at different clay-silt ratios. Detailed time-series of flow structure, suspended sediment concentration and flow velocity were collected using Digital Video Cameras, Ultra-High Concentration Meters and Ultrasonic Doppler Velocity Probes. The rheological properties of the mixtures were also evaluated. The hydrodynamic properties of the flows were determined using changing flow geometry, and high-frequency time-series, depth-average values and vertical profiles of velocity and sediment concentration. Moreover, the deposits were studied using Scanning Electron Microscopy. Six types of flows were distinguished based on a comparison of hydrodynamic, depositional and rheological properties. A 3D phase diagram was created, showing the boundaries between these flow types in terms of rheological behaviour, bulk volumetric concentration and clay concentration. The main characteristics of the flow types are: Type I: Low density flow; Newtonian; grains supported by upward component of turbulence; no hindered settling; segregation of grains and normally graded beds. Type II: Newtonian; grains supported by turbulence; turbulent flow with gently undulating high-concentration near-bed layer; partial hindered settling and partial size segregation forming partially graded beds. Type III: Newtonian; fully turbulent flow with strongly undulating high-concentration near-bed layer; hindered settling resulting in rapid deposition and generation of partially graded beds. Type IV: non-Newtonian; viscous flow; formation of “plug” and shear flow (mud layer close the bottom); viscous forces cause freezing of the flow and forming graded beds of muddy sand. Types V and VI: non-Newtonian; viscous flow with thick mud layer; grain support by matrix strength; weakly undulating internal mud layer; cohesive freezing forms an ungraded muddy sand with coarse-tail grading on top. A new process-related classification of sediment gravity flows is proposed. Type I resembles classic low-density turbidity current behavior, and types V and VI are close to the debris flow behavior. Types II and III are classified as inertial high-density turbidity currents, due to flow turbulence and model IV represents a viscous high-density turbidity current, due to the high concentrations of clay and its cohesive influence on flow and deposit.

Submitted by NATÁLIA TENÓRIO MAIA null (nmaia@ift.unesp.br) on 2017-09-15T20:22:15Z No. of bitstreams: 1 Thesis.pdf: 1131110 bytes, checksum: 34daa9c413449ad52c084f6625357b9d (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-19T17:47:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 maia_nt_dr_ift.pdf: 1131110 bytes, checksum: 34daa9c413449ad52c084f6625357b9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T17:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maia_nt_dr_ift.pdf: 1131110 bytes, checksum: 34daa9c413449ad52c084f6625357b9d (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nesta tese, nós investigamos os efeitos de reação de radiação devido ao spin na dinâmica de um sistema binário de corpos compactos usando uma abordagem de teoria efetiva de campos. Focamos no estágio de espiral da evolução do sistema binário que, por sua vez, provê uma hierarquia de escalas propícia à implementação de uma abordagem perturbativa, tal como a expansão pós-newtoniana. Fazemos uso de um formalismo próprio para investigar efeitos dissipativos. Provemos uma extensão desse formalismo para incluir graus de liberdade de spin. Com isso, em uma abordagem de teoria efetiva de campos, calculamos as acelerações de reação de radiação devido a efeitos de spin-órbita e spin-spin, em primeira ordem. Apresentamos, pela primeira vez, a contribuição de spin na reação de radiação devido ao tamanho finito dos corpos compactos. Também investigamos como os spins de tais corpos são afetados pela reação de radiação, na ordem pós-newtoniana de interesse. Por fim, realizamos um teste de consistência - relacionando a potência total radiada com a perda de energia induzida pelas forças dissipativas - assegurando, assim, a validade dos nossos resultados. / In this thesis, we investigate the radiation reaction effects due to spin on the dynamics of binary compact bodies, using an effective field theory framework. We focus on the inspiral phase of the binary’s evolution, which provides a hierarchy of scales that invites us to implement a perturbative approach such as the Post-Newtonian expansion. We use a formalism suitable to incorporate dissipative effects, providing an extension to include spin degrees of freedom. We use this extension of the effective field theory framework to compute the radiation reaction accelerations due to spin-orbit and spin-spin effects at leading order. We present, for the first time, the spin contribution to radiation reaction due to finite size effects. We also investigate how the spin evolution of the compact bodies is affected by the radiation reaction, at the order of interest. Finally, we perform a consistency test - relating the total radiated power to energy loss induced by the non-conservative forces - ensuring the validity of our results.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-17T19:30:45Z No. of bitstreams: 1 MacksonMatheusFrancaNepomuceno_TESE.pdf: 12126877 bytes, checksum: 07d5c77235cdfd529f0902323ba9b8e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-17T23:55:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MacksonMatheusFrancaNepomuceno_TESE.pdf: 12126877 bytes, checksum: 07d5c77235cdfd529f0902323ba9b8e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T23:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MacksonMatheusFrancaNepomuceno_TESE.pdf: 12126877 bytes, checksum: 07d5c77235cdfd529f0902323ba9b8e0 (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Usando as recentes observa??es da onda gravitacional GW150914 produzida pelo sistema de buracos negros bin?rios coalescentes, a presente tese investiga a natureza fractal e multifractal da varia??o temporal da deforma??o relativa (strain) medido pelos detectores do Observat?rio de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser (LIGO na sigla em ingl?s). Uma sele??o de m?todos e procedimentos, tais como as an?lises R/S e Wavelet, assim como, o m?todo multifractal denotado por MFDMA, foram usados para estimar par?metros estat?sticos que sintetizam a onda gravitacional como uma s?rie temporal complexa. Seja nos dados de Hanford ou Livingston, a an?lise fractal revelou que a referida s?rie apresenta um comportamento com forte persist?ncia e mem?ria de longa dura??o quantificado pelo expoente de Hurst. Al?m disso, a forte aglomera??o das flutua??es encontrados pela an?lise R/S indica o alto grau de depend?ncia por escala, caracter?stica de um sinal multifractal. Por outro lado, a an?lise multifractal atrav?s do m?todo MFDMA sugere que a s?rie temporal apresenta uma predomin?ncia de fracas singularidades em detrimentos ?s fortes, causando uma assimetria no espectro de singularidade D(h). Neste contexto, foram realizados dois tipos de procedimentos que analisam as poss?veis fontes de multifractalidade presentes na s?rie temporal. Os resultados mostram que procedimentos apontam para a exist?ncia de dois regimes de multifractalidade na s?rie temporal separados pela regi?o onde ocorre a colis?o dos buracos negros, referentes aos dados de Hanford, e, para os dados de Livingston, pr?ximo ao final da fase de inspiraliza??o. Em seguinte, foi verificado a evolu??o temporal dos par?metros multifractais, um processo similar ao adotado quando aplica-se a an?lise R/S. Como um resultado, constatou-se que, durante a evolu??o da diversidade lateral esquerda do espectro D(h), esse par?metro sofre um pequeno impulso. A origem f?sica desse impulso pode estar associada ? amplitude da mem?ria derivada do n?vel de polariza??o em rela??o a linha de visada do observador. Essa caracter?stica pode abrir caminho para uma gama de especula??es, dentre elas, que a elasticidade do tecido espa?o-tempo por ser inferida pelo comportamento multifractal da onda gravitacional. / Using the recent observations of the gravitational wave GW150914 produced by the binary black holes coalescing system, the present thesis investigates the fractal and multifractal nature of the temporal variation of the strain measured by the detectors of the Observatory of Gravitational Wave by Laser Interferometry-LIGO. A selection of methods and procedures, such as the R/S andWavelet analysis, as well as the multifractal method denoted by MFDMA, were used to estimate statistical parameters that synthesize the gravitational wave as a complex time series. Whether in the Hanford or Livingston data, the fractal analysis revealed that the series presents a behavior with strong persistence and long-term memory quantified by the Hurst exponent. In addition, the strong agglomeration of the fluctuations found by the R/S analysis indicates the high degree of scale dependence characteristic of a multifractal signal. On the other hand, multifractal analysis using the MFDMA method suggests that the time-series presents a predominance of weak singularities in detriments to the strong, causing an asymmetry in the singularity spectrum D(h). In this context, two types of procedures were performed that analyze the possible sources of multifractality present in the time-series. The results show that procedures point to the existence of two multifractality regimes in the time series separated by the region where the black holes collide, referring to the Hanford data, and, for the Livingston data, near the end of the inspiral phase. Then, the temporal evolution of the multifractal parameters was verified, a process similar to that adopted when applying the R/S analysis. As a result, it was found that, during the evolution of the left lateral diversity of the spectrum D(h), this parameter undergoes a small impulse. The physical origin of this pulse may be associated with the amplitude of the memory derived from the polarization level in relation to the observer?s line of sight. This feature may open the way for a range of speculations, among them, the elasticity of the space-time fabric to be inferred by the multifractal behavior of the gravitational wave.

Ensaios experimentais foram realizados com o intuito de criar condições ao escoamento das correntes de turbidez a alcançar um estado de equilíbrio dinâmico, o qual é associado à escoamentos com alta capacidade de transferência de sedimentos para a bacia submarina. De-vido à sua imprevisibilidade e dificuldades de medição, os dados obtidos em ambientes natu-rais das correntes de turbidez são escassos, porém sua importância na geração de reservas de hidrocarbonetos é amplamente reconhecida. Duas séries experimentais foram realizadas, para tanto, um canal unidirecional (5,38 m (C) x 0,30 m (L) x 0,38 m (A)) foi utilizado, sob uma declividade de 3°. As correntes foram compostas por caulim fino (ds = 23um) e uma des-carga contínua ( q = 21/s) foi mantida em todo o experimento. Nos ensaios de maior concen-tração (Fase A – Cv = 2,7%), o escoamento acelerou ao longo do tempo, diluindo-se e di-minuindo a resistência junto ao leito. Já a Fase B (menor concentração – Cv = 1,25%) indica uma retração do fluxo (redução na espessura), desenvolvendo uma camada basal de maior concentração e cisalhamento. O estado de equilíbrio do escoamento, a partir da formação e equilíbrio das formas de fundo, foi atestado através da análise dos modelos teóricos e das equações governantes, sendo função do número de Richardson normal (RiN ≈ 0,41). Inclusi-ve, o escoamento assemelhou-se ao escoamento uniforme em canal, de modo que, para uma mesma descarga, o escoamento ajustou-se a uma mesma declividade (S ≈ 0,07) e coeficiente de resistência (cf ≈ 0,015). Os resultados indicam para a potencialidade das correntes de tur-bidez em gerar as chamadas Ondas Sedimentares, estruturas encontradas em ambientes natu-rais semelhantes às antidunas fluviais. A evolução temporal da declividade e sua importância para obtenção de um estado de equilíbrio, indica que, através da manutenção de uma descarga de sedimentos (e.g. por cheias fluviais, instabilidades de acumulação deltaica), as correntes tem capacidade de alcançar um estado de equilíbrio com o leito, mesmo em regime de deposi-ção. Boas correlações dos experimentos simulados com o uso de modelos de previsão de for-mas de fundo fluviais e a desenvolvimento similar das ondulações geradas são novos indícios que atestam a semelhança entre os mecanismos de geração e formação das formas de fundo às geradas por escoamentos fluviais. Além disso, a caracterização da camada basal da corrente, responsável pela maior parte do transporte sedimentar e com perfis característicos semelhan-tes aos de escoamento fluviais, geraram melhor correlação dos dados experimentais com os modelos fluviais. / Turbidity currents were simulated in laboratory in order to allow the flows to reach an dynamic equilibrium condition, which is related to natural flows of great potential of transfer-ring sediment into the submarine basin. Natural observation and measurements from turbidity currents are very rare due to its unpredictability and difficulties, however its role in the gener-ation of hydrocarbons reservoirs it is widely recognized. Two experimental series were per-formed with the use of an unidirectional tank (5,38 m long, 0,30 m wide and 0,38 m high), which sited in a slope of 3 degrees. The flows were composed by kaolin (ds = 23um) and fed the tank continuously with the same discharge (q = 21/s). High concentration (Phase A – Cv = 2,7%) flows accelerated trough time, diluting it and reducing shear on the bed. Phase B experiments (low conc. – Cv = 1,25%) indicated flow retraction (lower H and U) and the development of a high concentration basal layer, together with higher bed shear. The equilib-rium stage between the flow and the bedforms was verified with the use of theoretical models and governing equations, at the end it was verified that it was a function of the normal Rich-ardson number (RiN ≈ 0,41). Plus, a similar behavior of the flow with uniform open channel flows was verified, in a way that for a given discharge, the flow was set to the same slope (S ≈ 0,07) and drag coefficient (cf ≈ 0,015). Also, new results indicate the potential of tur-bidity currents to generate sedimentary waves, particular features found in natural environ-ments generally associated with antidunes. The temporal evolution of the bed slope was very relevant to the flow equilibrium stage; so that in the natural environment periodic discharges (e.g. river floods, instabilities of deltaic accumulation) could allow turbidity currents reach an equilibrium stage with the bed through deposition. Good correlation with experimental data of fluvial bedforms prediction models and similar development of resulting ripples are new evi-dence of similarity between mechanisms of generation and evolution of the fluvial and turbid-ity currents bedforms. Besides that, an improvement of the correlation was observed when characteristic scales of the basal layer were used, which is a region of high sediment transport having typical profiles very similar to fluvial ones.

O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um modelo de transdutor paramétrica de alto desempenho do tipo cavidade reentrante supercondutora (ressonante em 10 GHz) para ser implementado no detector brasileiro de ondas gravitacionais. Estes transdutores monitorarão as vibrações mecânicas de uma massa ressonante esférica de Cu-AI(6%) com 65 em de diâmetro em uma faixa de frequência de 3200 ±200Hz. Várias geometrias, materiais e métodos foram testados e comparados para otimizar parâmetros como os fatores-Q mecânico e elétrico. Por fim, um modelo inédito foi construído. Neste modelo, o acoplamento mecânico com a antena é feito por contração térmica e o acoplamento elétrico com o circuito externo é feito por acoplamento eletromagnético remoto. As membranas (que fecham as cavidades) foram totalmente fabricadas a partir de lâminas de nióbio com 99,8 o/o de pureza e 0,05 mm de espessura, enquanto nióbio RRR300 foi utilizado para construir o restante do transdutor. O projeto das novas dimensões de cavidade reentrante atingiu fator-Q elétrico de 5 x 105 e df jdx de 8 x 1014 Hzjm, aumentando respectivamente em duas e dez vezes os valores dos modelos anteriores. Em condições criogênicas, o fator de acoplamento crítico ({J ~ 1) entre a sonda e a cavidade foi conseguido com a sonda afastada 4,0 mm do interior da cavidade. Este efeito permite eliminar o uso do complexo sistema de antenas micro-fitas tradicionalmente adotado. O resultado final foi a construção de um conjunto completo de oito transdutores paramétricas do tipo cavidade reentrante que, acoplados à antena esférica, poderão atingir a sensibilidade espectral h~-10-21 Hz-1 /2 em futuro próximo. / The main purpose of this work was to develop a model of parametric transducer of superconducting reentrant cavity type (ressonant in 10 GHz) with high performance to be implemented in the Mario Schenberg brazilian gravitational wave detector. These transducers will monitor the mechanical vibrations of the 65 em diameter CuAI(6%) I spherical resonant mass in the 3200 ± 200 I-lav frequency range. Many geometries, materiais and methods were tested and compared to optimize parameters such as electric and mechanical Q-factor. Finally, a new model was built. In this model, the mechanical coupling with the spherical antenna is done by thermal contraction and the electrical coupling with the externai circuit is done by remate electromagnetic coupling. The menbranes (which dose the cavities) were completely manufactured from niobium foil with 99,8 o/o purity and 0,05 mm thíckness, whíle niobium RRR300 was used to build the remainder of the transducer. The design of the new dímensions of reentrant cavity reached electrical Q-factor of 5x105 and df jdx of 8 x 1014 Hzjm, increasing respectively in two and ten times the values of the previous models. At cryogenic conditions, the criticai coupling factor (/3 ~ 1) between the probe and the cavity was obtained with probe moved 4,0 mm away from the cavity. This effect allows to eliminate the use of complex microstrip antenna system, which was traditionally adopted. The final result was the construction of a complete set of eight parametric transducers that,attached to the spherical antenna, will possibly reach the sensitivity h -10-21 Hz-112 in the near future.

Ensaios experimentais foram realizados com o intuito de criar condições ao escoamento das correntes de turbidez a alcançar um estado de equilíbrio dinâmico, o qual é associado à escoamentos com alta capacidade de transferência de sedimentos para a bacia submarina. De-vido à sua imprevisibilidade e dificuldades de medição, os dados obtidos em ambientes natu-rais das correntes de turbidez são escassos, porém sua importância na geração de reservas de hidrocarbonetos é amplamente reconhecida. Duas séries experimentais foram realizadas, para tanto, um canal unidirecional (5,38 m (C) x 0,30 m (L) x 0,38 m (A)) foi utilizado, sob uma declividade de 3°. As correntes foram compostas por caulim fino (ds = 23um) e uma des-carga contínua ( q = 21/s) foi mantida em todo o experimento. Nos ensaios de maior concen-tração (Fase A – Cv = 2,7%), o escoamento acelerou ao longo do tempo, diluindo-se e di-minuindo a resistência junto ao leito. Já a Fase B (menor concentração – Cv = 1,25%) indica uma retração do fluxo (redução na espessura), desenvolvendo uma camada basal de maior concentração e cisalhamento. O estado de equilíbrio do escoamento, a partir da formação e equilíbrio das formas de fundo, foi atestado através da análise dos modelos teóricos e das equações governantes, sendo função do número de Richardson normal (RiN ≈ 0,41). Inclusi-ve, o escoamento assemelhou-se ao escoamento uniforme em canal, de modo que, para uma mesma descarga, o escoamento ajustou-se a uma mesma declividade (S ≈ 0,07) e coeficiente de resistência (cf ≈ 0,015). Os resultados indicam para a potencialidade das correntes de tur-bidez em gerar as chamadas Ondas Sedimentares, estruturas encontradas em ambientes natu-rais semelhantes às antidunas fluviais. A evolução temporal da declividade e sua importância para obtenção de um estado de equilíbrio, indica que, através da manutenção de uma descarga de sedimentos (e.g. por cheias fluviais, instabilidades de acumulação deltaica), as correntes tem capacidade de alcançar um estado de equilíbrio com o leito, mesmo em regime de deposi-ção. Boas correlações dos experimentos simulados com o uso de modelos de previsão de for-mas de fundo fluviais e a desenvolvimento similar das ondulações geradas são novos indícios que atestam a semelhança entre os mecanismos de geração e formação das formas de fundo às geradas por escoamentos fluviais. Além disso, a caracterização da camada basal da corrente, responsável pela maior parte do transporte sedimentar e com perfis característicos semelhan-tes aos de escoamento fluviais, geraram melhor correlação dos dados experimentais com os modelos fluviais. / Turbidity currents were simulated in laboratory in order to allow the flows to reach an dynamic equilibrium condition, which is related to natural flows of great potential of transfer-ring sediment into the submarine basin. Natural observation and measurements from turbidity currents are very rare due to its unpredictability and difficulties, however its role in the gener-ation of hydrocarbons reservoirs it is widely recognized. Two experimental series were per-formed with the use of an unidirectional tank (5,38 m long, 0,30 m wide and 0,38 m high), which sited in a slope of 3 degrees. The flows were composed by kaolin (ds = 23um) and fed the tank continuously with the same discharge (q = 21/s). High concentration (Phase A – Cv = 2,7%) flows accelerated trough time, diluting it and reducing shear on the bed. Phase B experiments (low conc. – Cv = 1,25%) indicated flow retraction (lower H and U) and the development of a high concentration basal layer, together with higher bed shear. The equilib-rium stage between the flow and the bedforms was verified with the use of theoretical models and governing equations, at the end it was verified that it was a function of the normal Rich-ardson number (RiN ≈ 0,41). Plus, a similar behavior of the flow with uniform open channel flows was verified, in a way that for a given discharge, the flow was set to the same slope (S ≈ 0,07) and drag coefficient (cf ≈ 0,015). Also, new results indicate the potential of tur-bidity currents to generate sedimentary waves, particular features found in natural environ-ments generally associated with antidunes. The temporal evolution of the bed slope was very relevant to the flow equilibrium stage; so that in the natural environment periodic discharges (e.g. river floods, instabilities of deltaic accumulation) could allow turbidity currents reach an equilibrium stage with the bed through deposition. Good correlation with experimental data of fluvial bedforms prediction models and similar development of resulting ripples are new evi-dence of similarity between mechanisms of generation and evolution of the fluvial and turbid-ity currents bedforms. Besides that, an improvement of the correlation was observed when characteristic scales of the basal layer were used, which is a region of high sediment transport having typical profiles very similar to fluvial ones.

As correntes de turbidez de alta densidade e seus depósitos resultantes, ainda hoje, não são um fenômeno totalmente explicado/classificado, tanto no meio científico, como na indústria, em especial, a do petróleo. Visando buscar o entendimento hidrodinâmico e deposicional desses fluxos gravitacionais de sedimentos naturais, este trabalho realizou um estudo experimental (modelagem física) deste fenômeno em laboratório. Através da modelagem física foi possível realizar 25 simulações experimentais com diferentes tipos de materiais sedimentares, no caso, esferas de vidro ( m ~ 2600kg/m³), simulando as frações areia fina e silte, e o caulim ( m ~ 2600kg/m³), representando as frações de argila nesses escoamentos. As faixas de concentrações volumétricas utilizadas nos experimentos foram de 2,5%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% e 35%. Para esses intervalos de concentrações foram utilizadas três diferentes proporções de argila na mistura, no caso fluxos não coesivos (0% de argila), fluxos mistos (com 50% de argila) e fluxos coesivos (100% de argila). Ainda, para a concentração volumétrica de 20%, foram realizados quatro ensaios adicionais com 10%, 25%, 75% e 90% de argila na mistura, englobando a transição de um fluxo não coesivo para coesivo. Os experimentos utilizaram um canal de acrílico (4,5 x 0,2 x 0,5 m) e a simulação se deu através da metodologia de pulso de material, a qual utilizou 120 litros de mistura de água e sedimento, que era lançada, instantaneamente, no interior do tanque, através da abertura de uma comporta. Para o registro dos ensaios foram utilizadas duas câmeras digitais, além de um medidor de velocidade ultrassônico (UVP) com dez transdutores, distribuídos ao longo de 15 cm e instalado a 340 cm da fonte. Ao seu lado, foram colocadas quatro sondas de medição da concentração da mistura (UHCM), as quais amostravam uma faixa de 10 cm do interior do fluxo. Para todas as misturas utilizadas, foi realizada a sua caracterização reológica, com o uso de um reômetro. Para a avaliação do depósito, foram coletadas amostras indeformáveis do depósito, em três locais distintos que foram, posteriormente, processadas em um microscópio eletrônico de varredura - MEV. A partir dos dados da caracterização reológica das misturas utilizadas nos experimentos, foi possível estabelecer o modelo da relação tensão/deformação, bem como as equações constitutivas de determinação da viscosidade dinâmica (e/ou aparente) da mistura em relação a concentração volumétrica, gradiente de deformação e presença de argila. Com os dados do registro de vídeo foi possível caracterizar, via um método desenvolvido com uso de uma lousa interativa, a série temporal de três espessuras geométricas da corrente. Aliado aos dados de velocidade e de concentração obtidos nos equipamentos de medição, foi possível avaliar as propriedades hidrodinâmicas das correntes, tais como as séries temporais de velocidade, concentração e geometria, os seus perfis verticais médios, a adimensionalização dos perfis de velocidade e concentração, relações adimensionais entre esses parâmetros, bem como as definições da tensão de cisalhamento junto ao fundo, da espessura da subcamada viscosa e da vazão mássica de sedimentos. Os depósitos foram avaliados em duas escalas distintas: em macro-escala, com a avaliação da espessura e granulometria do depósito ao longo da distância, balanço de massa de sedimentos e determinação da taxa de deposição (com o auxílio das imagens do vídeo); e em micro-escala, através do uso de imagens microscópicas obtidas a partir de amostras indeformáveis do depósito resultante, onde foi possível obter a distribuição do tamanho do grão médio ao longo da vertical (gradação), a porcentagem de cada tipo de sedimento e laminações dos grãos. A partir dos resultados apresentados na caracterização reológica das misturas, nas propriedades hidrodinâmicas, geométricas e deposicionais, foi realizado uma síntese agrupando estas propriedades, considerando, ao todo, 22 parâmetros de classificação. Um diagrama de três entradas (concentração volumétrica, presença de argila e o comportamento reológico da mistura) foi construído e, como resultado, foi possível definir seis regiões de reologia/fluxo/depósito que apresentam uma condição de causa (fluxo) com consequência (depósito) características. As seis regiões podem ser resumidas no que segue: Região I – Fluxo Newtoniano de baixa concentração, turbulento e subcrítico, mantidos pela componente ascendente da turbulência, com deposição de partículas individuais que geraram depósitos gradados normalmente com ou sem presença destacada de camada selante de argila no topo. Região II – Fluxo Newtoniano de média concentração, turbulento e supercrítico com a formação de uma camada turbulenta ondulada (deformável) e mais concentrada e com presença de argila junto ao fundo, mantido pela turbulência e com influência da decantação impedida que geraram depósitos parcialmente segregados (maciços) junto à base e gradados normalmente junto ao topo, com ou sem presença destacada de camada selante de argila. Região III – Fluxo Newtoniano de mais alta concentração, turbulento, supercrítico com nítida estratificação (bipartição) de uma camada turbulenta fortemente ondulada (deformável) e mais concentrada junto ao fundo, mantido pela turbulência e com influência da decantação impedida, com uma deposição de grãos mais abrupta (próximo ao congelamento friccional), gerando depósitos menos segregados (maciços) junto à base e com uma gradação normal junto ao topo, com ou sem presença destacada de camada selante de argila. Região IV – Fluxo não Newtoniano de média concentração, baixa turbulência, supercrítico, com formação de uma camada lamosa mais concentrada junto ao fundo com menores ondulações, com influência das forças viscosas e coesivas, com formação de um “plug” de sedimentos (congelamento coesivo) que formou depósitos do topo à base por congelamento coesivo com uma camada de grãos não coesivos levemente gradados junto ao fundo, com uma camada lamosa com grãos não coesivos dispersos não gradados na matriz e com a presença de uma camada selante. Região V- Fluxo não Newtoniano de alta concentração, com uma turbulência nos instantes iniciais, subcrítico, com formação de uma camada lamosa mais concentrada junto ao fundo com ondulações, influência das forças viscosas, empuxo e coesivas (matriz coesiva), com formação de um “plug” homogêneo de sedimentos (congelamento coesivo) que formou depósitos do topo à base por congelamento coesivo, depósito não gradado com predominância de uma matriz lamosa com grãos dispersos, com ou sem a presença de um depósito gradado no topo resultado do fluxo remanescente do corpo e cauda. Região VI – Fluxo não Newtoniano de alta concentração, dominado pelas forças viscosas, subcrítico, com formação de uma camada lamosa mais concentrada junto ao fundo com poucas ondulações, fortemente resistente ao escoamento (yield strength) devido ao empuxo e as forças coesivas (matriz coesiva), com formação de um “plug” homogêneo de sedimentos (congelamento coesivo) que formou depósitos do topo à base por congelamento coesivo, depósito não gradado com predominância de uma matriz lamosa com grãos dispersos, com ou sem a presença de um depósito gradado no topo resultado do fluxo remanescente do corpo e cauda. Por fim, as características de fluxo e depósito obtidas nesses seis modelos foram comparadas com as classificações encontradas na literatura sobre fluxos gravitacionais de sedimentos, mais especificamente, com correntes de turbidez de alta densidade. Foi proposta então, uma classificação inédita para esses fluxos, baseada na concentração volumétrica, presença de argila e comportamento reológico das misturas, além de considerar a evolução e transformação destes fluxos ao longo do espaço. Pela nova classificação proposta, os fluxos extremos seriam aqueles que são amplamente aceitos: correntes de turbidez de baixa densidade (região I) e os fluxos de detritos (regiões V e VI). Os fluxos das regiões II, III foram classificados com as correntes de turbidez de alta densidade inercial, devido à predominância das forças inerciais no escoamento e a região IV foi classificada como correntes de turbidez de alta densidade viscosa, devido à influência do aumento da presença de argila no escoamento, o que causou significativas mudanças no fluxo e depósito. / Our ability to interpret the deposits of sediment gravity flows in the marine realm has been greatly restricted by our lack of understanding of their flow processes. This limitation is reflected in the numerous classification schemes and the difficulty in using terms such as low and high-density turbidity currents. Here we report a novel experimentally-derived classification scheme that for the first time identifies flow types and quantifies their transition points. A series of 25 experiments with non-cohesive, mixed and cohesive high-density turbidity currents were performed in order to study the depositional-process based hydrodynamic and rheological properties of these flows. Three types of turbidity current were studied at eight different volumetric concentrations between 2.5% and 35%. The flows carried a mixture of non-cohesive (siltsized glass beads) and cohesive sediment (kaolin) at different clay-silt ratios. Detailed time-series of flow structure, suspended sediment concentration and flow velocity were collected using Digital Video Cameras, Ultra-High Concentration Meters and Ultrasonic Doppler Velocity Probes. The rheological properties of the mixtures were also evaluated. The hydrodynamic properties of the flows were determined using changing flow geometry, and high-frequency time-series, depth-average values and vertical profiles of velocity and sediment concentration. Moreover, the deposits were studied using Scanning Electron Microscopy. Six types of flows were distinguished based on a comparison of hydrodynamic, depositional and rheological properties. A 3D phase diagram was created, showing the boundaries between these flow types in terms of rheological behaviour, bulk volumetric concentration and clay concentration. The main characteristics of the flow types are: Type I: Low density flow; Newtonian; grains supported by upward component of turbulence; no hindered settling; segregation of grains and normally graded beds. Type II: Newtonian; grains supported by turbulence; turbulent flow with gently undulating high-concentration near-bed layer; partial hindered settling and partial size segregation forming partially graded beds. Type III: Newtonian; fully turbulent flow with strongly undulating high-concentration near-bed layer; hindered settling resulting in rapid deposition and generation of partially graded beds. Type IV: non-Newtonian; viscous flow; formation of “plug” and shear flow (mud layer close the bottom); viscous forces cause freezing of the flow and forming graded beds of muddy sand. Types V and VI: non-Newtonian; viscous flow with thick mud layer; grain support by matrix strength; weakly undulating internal mud layer; cohesive freezing forms an ungraded muddy sand with coarse-tail grading on top. A new process-related classification of sediment gravity flows is proposed. Type I resembles classic low-density turbidity current behavior, and types V and VI are close to the debris flow behavior. Types II and III are classified as inertial high-density turbidity currents, due to flow turbulence and model IV represents a viscous high-density turbidity current, due to the high concentrations of clay and its cohesive influence on flow and deposit.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação - Mônica C. Pinto.pdf: 4484852 bytes, checksum: 664b4b417eb16b34c0081e97c1896497 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This research analyses the Amazonian geomorphological dynamics in the left bank of the Madeira river in the municipality of Autazes (AM) until the confluence with the Amazon river. The economic structure of this municipality is centered on the primary sector, of which the bubaline livestock activity is responsible for the largest national milk production. The state of Amazonas is subject to an annual rainfall typical seasonality, which determines welldemarcated flood and drainage periods for the region's rivers. The riverine activities are thus controlled by the continuous modifications of the landscape resulting from pluvi-fluviometric seasonality.The energy present in the drainage system of rainwater and fluvial waters causes modifications in the relief resulting from the processes of margin collapse, erosion, transport and deposition of sediments. These processes stand out mainly in whitewater rivers, such as the Solimões / Amazonas / Madeira System. In this context, the present research has as general objective to understand the implications of local livestock activities based on the relationship between natural and anthropic dynamics in the flood plain of the left bank of the Madeira river. To achieve this objective, the following specific objectives were defined: (i) to qualitatively analyze the dynamics of the Madeira river system and the riverine relationship with the seasonal change of the landscape; (ii) to evaluate how river erosion processes and mass gravitational movements interfere with riverine livestock practices; (iii) to perform geomorphological mapping from remotely sensing data and field work, and (iv) to define strategies for the use of flood plains based on the New Brazilian Forest Code. The applied methodology consists in the bibliographical survey, the collection of cartographic data, the execution of field work during the flood and ebb period, interviews on the socioeconomic and landscape aspects resulting from the seasonal change of the landscape and fallen lands and the digital processing and the interpretation of visual and automatic orbital images. The results obtained allow us to verify the intrinsic relationship maintained between riverine populations and the fluvial dynamics, such as the transfer of the flood plain production systems to firm ground, the oscillation in the commercialization of product prices, difficulties in locomotion, mass gravitational movements by rotational sliding and block falls, and the seasonal change of the landscape due to the flood and ebb periods provided by the fluvial dynamics of the Madeira river. Based on these results, it can be verified that the relationship between fluvial geomorphological dynamics and the development of livestock activity is established in a different way according to the purchasing power of the four social classes identified in the study area, as follow: the owners of firm ground (class A); those with pieces of firm ground and lowland (class B); Those that only have plots in the lowland areas (class C) and those without access to the large productive system, the livestock, grouped in class D.The above mentioned classes are established in relief units of average slope (0 to 20%), not exceeding values of 50m of altitude, based on the mapped formations of homogeneous tabular plateau, terraces and fluvial plain, with presence of a dense drainage network of paranás, holes, lowland lakes and adapted to the tectonics, and igarapés of both sub-dendritic and dendritic patterns, and the formation of islands, sediment bars, deltas, sandy cords and river dikes. The awereness of this geomorphological context and of the socioeconomic relationship in the study area evidences the need for specific measures in the environmental context. The Crop- Livestock-Forest Integration System (ILPF) and the Agroforestry System (SAF) are indicated for the maintenance and development of these environments. / Esta pesquisa analisa a dinâmica geomorfológica amazônica na margem esquerda do rio Madeira no município de Autazes (AM) até a confluência com o rio Amazonas. A estrutura econômica desse município é centrada no setor primário, cuja atividade pecuária bubalina é responsável pela maior produção nacional de leite. O estado do Amazonas está sujeito a uma sazonalidade anual de precipitação pluviométrica típica, que determina para os rios da região períodos de cheias e vazantes bem demarcados. As atividades ribeirinhas são, assim, controladas pelas modificações contínuas da paisagem decorrentes da sazonalidade plúviofluviométrica. A energia presente no sistema de escoamento das águas pluviais e fluviais provoca modificações no relevo, decorrentes dos processos de desmoronamento das margens, erosão, transporte e deposição de sedimentos. Esses processos destacam-se principalmente nos rios de águas brancas, como o Sistema Solimões/Amazonas/Madeira. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivo geral compreender as implicações das atividades pecuárias locais a partir da relação entre a dinâmica natural e antrópica na planície de inundação da margem esquerda do rio Madeira. Para atingir esse objetivo, foram definidos os seguintes objetivos específicos: (i) analisar qualitativamente a dinâmica do sistema fluvial do rio Madeira e a relação ribeirinha com a mudança sazonal da paisagem; (ii) avaliar como os processos erosivos fluviais e movimentos gravitacionais de massa interferem nas práticas pecuárias ribeirinhas; (iii) realizar o mapeamento geomorfológico a partir de dados sensoriados remotamente e por trabalho de campo, e (iv) definir as estratégias para utilização das várzeas com base no Novo Código Florestal Brasileiro. A metodologia aplicada consiste no levantamento bibliográfico, coleta de dados cartográficos, realização de trabalhos de campo em período de cheia e vazante, entrevistas sobre os aspectos socioeconômicos e paisagísticos decorrentes da mudança sazonal da paisagem e das terras caídas; e, o processamento digital e interpretação visual e automática de imagens orbitais. Os resultados obtidos permitem a constatação da relação intrínseca mantida entre as populações ribeirinhas e a dinâmica fluvial, como a transferência dos sistemas produtivos da várzea para terra firme, a oscilação na comercialização do preço dos produtos, as dificuldades de locomoção, os movimentos gravitacionais de massa por escorregamento rotacional e quedas de blocos, e a mudança sazonal da paisagem decorrentes dos períodos de cheia e vazante proporcionada pela dinâmica fluvial do rio Madeira. Com base nesses resultados, pode-se aferir que a relação entre a dinâmica geomorfológica fluvial e o desenvolvimento da atividade pecuária se estabelece de forma distinta de acordo com o poder aquisitivo das quatro classes sociais identificadas na área de estudo, sendo estes: os detentores de terra firme (classe A); os que possuem lotes de terra firme e várzea (classe B); aqueles que possuem apenas lotes nas áreas de várzea (classe C) e aqueles sem acesso ao grande sistema produtivo, a pecuária, agrupado na classe D. As classes supracitadas estão estabelecidas nas unidades do relevo de declividade média (0 a 20%), não ultrapassando valores de 50m de altitude, embasadas sobre as formações mapeadas de platô homogêneo tabular, terraços e planície fluvial, com presença de uma densa rede de drenagem de paranás, furos, lagos de várzea e adaptados a tectônica, e igarapés de padrão sub-dentrítico a dentrítico, e a formação de ilhas, barras de sedimentos, deltas, cordões arenosos e diques fluviais. O conhecimento desse contexto geomorfológico e da relação socioeconômica na área de estudo evidencia a necessidade de medidas específicas no contexto ambiental, sendo apontadas para a manutenção e desenvolvimento desses ambientes o Sistema de Integração Lavoura Pecuária Floresta (ILPF) e o Sistema Agroflorestal (SAF).

Orientador: Alberto Vazquez Saa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dadam_Fabio_M.pdf: 999114 bytes, checksum: 86eea1cd6f96a55892393c5ee86c320f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Oscilações de buracos negros adquiriram importância nos últimos anos devido a possibilidade de se comprovar a existência de tais corpos celestes por meio da detecção da radiação gravitacional emitida por eles. Nesse trabalho, o estudo da propagação de ondas de diferentes tipos incidentes em um buraco negro é apresentado sob o ponto de vista matematico. Inicialmente, são usados elementos de Geometria Diferencial a fim de se estabelecer a estrutura matemática da gravitação e, a partir de um conjunto de hipóteses, determinase uma família de soluções das Equações de Einstein que caracteriza os buracos negros (Schwarzschild, Reissner-Nordstrom, Kerr e Kerr-Newman). As Equações de Teukolsky, que governam as perturbações de buracos negros, são obtidas com a ajuda do formalismo de Newman-Penrose e transformadas em uma equação de onda unidimensional. Obedecendo a condições de fronteira especificas, soluções dessa equação para frequências complexas são então determinadas a partir de diferentes métodos semi-analiticos / Abstract: In the past few years, black hole oscillations became a very interesting research area mainly due to the possibility of proving the existence of such celestial bodies through the gravitational radiation emitted by them. In this work, the study of the propagation of different kinds of incident waves on a black hole is presented under the mathematical point of view. Initially, elements of differential geometry are used to establish the mathematical structure of gravitation and, under certain hypotheses, a family of solutions to the Einstein equations is obtained, describing the black holes (Schwarzschild, Reissner-Nordstr¨om, Kerr and Kerr-Newman). Teukolsky equations, which govern the black hole perturbations, are obtained with the aid of Newman-Penrose formalism and transformed to a one-dimensional wave equation. According to certain boundary conditions, solutions of this equation for complex frequencies are determined from different semi-analytic methods / Mestrado / Geometria / Mestre em Matemática

[pt] A combinação de modelos numéricos com modelos computacionais tem contribuido muito para o melhor entendimento matemático de fluxos gravitacionais, porém esses modelos não podem substituir a análise através de trabalhos experimentais. O uso de modelos físicos em escala provou ser essencial na validação de equações para modelagem de correntes de turbidez. Com o objetivo de diminuir o nível de dificuldade em modelar numericamente essas correntes e de gerar modelos computacionais de alto desempenho, algumas simplificações foram feitas durante o desenvolvimento das equações de velocidade. Dessa forma, para provar que tais simplificações não iriam alterar os resultados numéricos do modelo, foram realizados inúmeros experimentos, coletando informações sobre a evolução espaço- temporal de velocidades das correntes de turbidez não- confinadas com e sem partículas. Comparando os resultados do modelo numérico com os do modelo físico, foi concluído que, infelizmente, as aproximações influenciaram os resultados. Contudo, os dados e a comparação visual entre as simulações também revelaram alguns resultados encorajadores, os quais estimularão pesquisas futuras para se melhorar a precisão da equação de velocidade utilizada no modelo numérico. / [en] The combination between numerical and computer models has improved dramatically the mathematical understanding of gravity currents; however, these models can not replace the analysis by experimental work. The use of scaled analogue models, or physical models, proved to be essential in validating velocity equations for turbidity currents. In order to reduce the level of difficulty to model mathematically these currents, some approximations were applied during the development of the velocity equation. Therefore, willing to prove that these approximations would not compromise the numerical results, innumerous experiments were performed to acquire a spatio-temporal velocity evolution database for both unconfined particle free and particulate turbidity flows. Comparing the results from the numerical and physical simulations, it was concluded that, unfortunately, the approximations have influenced the numerical results. Nevertheless, the data and visual comparisons between the simulations also revealed some encouraging results, which will stimulate some future research to improve the accuracy of the depth-averaging velocity equation.