No presente trabalho foram medidos os campos hiperfinos magnéticos (CHM) atuando sobre o núcleo do 111 Cd como impureza nas séries de ligas de Heusler Pd 2MnIni _ xSn x, Pd2MnSn1 _ySby e Pd1+xMnSb para valores de x e y entre O e 1, usando a técnica da correlação angular perturbada diferencial. A liga Pd2MnIni _ xSnx e antiferromagnetica no interva lo x <0,5, apresenta fases antiferro e ferromagnética coexisten tes no intervalo de x >0,5 ate 0,9 e é ferromagnética pura no intervalo restante. A liga Pd2MnSn1 _ ySby e ferromagnética para todos os valores de y. Foi observado CHM nulo nas composições an tiferromagnéticas. Nas composições, que apresentam a fase ferro magnética parcial ou total (x > 0,5 e todos os y), foi observado CHM negativo de valor crescente desde -150 kOe ate -235 kOe, man tendo uma proporcionalidade simples em relação ãs temperaturas Curie como função do número de elétrons sp. A liga Pdi+OnSb e ferromagnética para todos os valo res de x e apresenta a estrutura L21 para x =1, que se transforma uniformemente até a estrutura Clb para x =0. Neáta liga foram observados três CHM em quase todas as composições e cujos valores variam pouco com x. Os valores destes campos variam res pectivamente em torno de +250 kOe, -250 kOe e -130 kOe. Estes três CHM foram associados respectivamente ao 111 Cd no sitio do Mn, do Sb e do Pd. Os resultados experimentais de CHM, obtidos no presen te trabalho, são discutidos, juntamente com todos os dados de CHM sobre elementos 5sp em diversas ligas de Heusler, disponiveis na literatura, em termos dos modelos teóricos existentes, particularmente os modelos de Caroli e Blandin e de Blandin e Campbell. Como estes modelos tem dificuldades em explicar os resultados, é apresentada uma interpretação em termos de um modelo semi-empírico novo. Neste modelo os CHM para sítios diferentes e impurezas diferentes em virias ligas de Heusler e inclusi ve em matriz de ferro são interpretados consistentemente em termos de uma densidade de spin efetiva da forma p = p0c0s0/03. / In the present work we report on the measurements of magnetic hyperfine fields (mhf), acting on 111 Cd as impurity in the series of Heusler alloys Pd2MnIn1 _ xSn x, Pd2MnSn1 _ ySby and Pd 1+x MnSb for values of x and y between O and 1, by using the differential perturbed angular correlation technique. The alloys of Pd2MnIni _ xSnx are antiferromagnetic for x <0.5, show coexistent antiferro and ferromagnetic phases in the range of 0.5‘ x‘ 0.9 and are ferromagnetic for x >0.9. The alloys of Pd2MnSn1 _ ySby are ferromagnetic for all y (0 <y‘.1). In the antiferromagnetic compositions a zero field was observed. For the compositions where the ferromagnetic phase is present (x >0.5 and all y), an increasing negative field of -150 k0e to -235 k0e was observed, its value following closely the behavior of the Curie temperatures as a function of the number of sp electrons. The alloys of Pdi„MnSb are ferromagnetic for all x (0 x 1). The crystal structure is L21 for x =1 and changes homogeneously to Clb for x =0. For nearly all compositions in these alloys, three different mhf's were observed at 111cd. These fields shift only slightly with x about the values +250 k0e, -250 k0e and -130 k0e. The three fields have been related to 111 Cd in Mn, Sb and Pd sites respectively. The experimental mhf results obtained in the present work, and all data presently available in the literature, for mhf at 5sp elements in several Heusler alloys, are discussed in terms of the existing theoretical models, particularly those of Caroli and Blandin and of Blandin and Campbell. As however these models show deficiencies in explaining the results, a new semiempirical model is developed where the mhf's for various different 5sp probe atoms and sitings of these in a number of Heusler alloys and even in iron are explained consistently in terms of effective spin density oscillations of the form p = p0c0s0/0 3.

Neste trabalho foram estudados por correlação angular perturbada os campos hiperfinos atuando em núcleo de As7.5 M095 e Ta181 respectivamente em liga diluídas de ferro e no composto intermetálico Fe2Hf. Concluiu-se pela impossibilidade de obtenção por processos metalúrgicos de soluções sólidas de Se em Fe, explicando-se também alguns resultados obtidos anteriormente para os campos hiperfinos. Determinou- se o campo hiperfino de Se em Fe como sendo Hhf:,=(-2494+15)k0e a 50°C, observando-se também o seu comportamento em função da temperatura. Foi determinado existirem no Fe2IIf duas fases com estruturas cúbica e hexagonal respectivamente. A primeira cio tipo Cu2Mg e a segunda MgNi2. Os campos hiperfinos atuando sobre os núcleos de Ta foram determinados como sendo (130+4) kOe e (8+5)k0e respectivamente na fase cúbica e hexagonal a 20°C. A temperatura ambiente, as medidas mostraram uma mistura de frequências em torno das frequências principais. Medidas em temperatura acima do ponto Curie permitiram interpretar a mistura como sendo causada por perturbações quadripolares elétricas originadas nas fronteiras entre as duas fases. Segundo essa interpretação, as discordâncias existentes atuam como uma distribuição de impurezas de carga. Medidas por efeito Mössbauer determinaram ser a direção <111> a direção de magnetização espontânea na fase cúbica. / In this work the hyperfine fields acting at As75, Mo95 and Ta181 nuclei in respectively dilute iron alloys and in the intermetallic compound Fe2Hf were studied by perturbed angular correlations. It was conclude that it is impossible to make Fe-Se solid solutions by metallurgical processes, and the discrepancies in results obtained previously for the hyperfine filed were explained. The hyperfine field of Mo in Fe matrix was determined to be Hhf= (-249+15) kOe at 50°C. The temperature dependence of the field was also determined. Two phases were found in stoichiometric Fe2Hf, with cubic Cu2Mg and hexagonal MgNi2 structures. The hyperfine fields acting on the Ta nuclei were determined to be (130+4) kOe and (85+5) kOe in the cubic and hexagonal phases respectively, at room temperature. The measurements showed a frequency distribution around the main values. Measurements made above the Curie temperature allowed an interpretation of the distribution as due to quadrupolar electric perturbation with origin at the phase boundaries. In the model, the discordances at the boundaries behave like charge impurity distributions. Mössbauer measurements show the <111> directions as the axis of easy magnetization.

Neste trabalho foi medido o alargamento Doppler de uma aniquilação elétron pósitron com o uso de um filtro angular. O Filtro angular reduz, substancialmente, a detecção de fótons provenientes de aniquilações de elétrons com baixo momento, enfatizando, desta forma, a contribuição de aniquilações com elétrons fortemente ligados. Foram medidos os espectros de coincidência para os ângulos de corte de 0,28°, 0,42° e 1.2°. Os resultados obtidos mostram que, conforme se aumenta o ângulo de corte, há uma redução das aniquilações com elétrons de valência em proporção muito maior do que para elétrons fortemente ligados. Foi determinada a transmissibilidade do filtro em função do ângulo entre as direções de emissão dos gamas, levando em conta todos os elementos do arranjo experimental para cada ângulo crítico, assim como a distribuição espacial da atividade da fonte radioativa. Um modelo simples foi utilizado para estimar teoricamente a dependência da dispersão da energia em função do ângulo de corte. Este modelo permitiu calcular o alargamento Doppler da radiação de aniquilação elétron pósitron. Os resultados obtidos mostram um bom acordo com os dados experimentais. Geralmente, estudos de aniquilação de pósitrons com elétrons fortemente ligados dependem de uma modelagem detalhada do espectro de coincidência, ou da medida dos fótons provenientes da aniquilação em coincidência com elétrons Auger. O filtro angular, desenvolvido neste trabalho se coloca como uma boa alternativa a estes métodos. / This work reports the measurement of the Doppler broadening of the electron-positron annihilation radiation using an angular filter. The angular filter substantially reduces the number of detected gamma-rays from positron annihilation with low momentum electrons, therefore emphasizing the contribution of bound electron. Four coincidence measurements of the emitted gamma-rays were done with arrangements corresponding to critical angles of 0.28°, 0.42°, 1.2°. The obtained results show that the relative intensity of annihilation with valence electrons decreases as the critical angle increases. The filter transmissibility as a function of the angle between the two gamma-rays emission directions was determined taking into account all the elements of the experimental arrangement for every critical angle as well as the spatial distribution of the source activity. A simple model was used to theoretically estimate the dependence of the energy dispersion on the critical angle. The model allows us to calculate the Doppler broadening of the electron-positron annihilation radiation, and the obtained results show good agreement with the experimental data. Usually, the study of positrons annihilation with inner electrons requires good detectors\' energy resolution and depends on either sophisticated modeling and statistical analysis of the coincidence spectra or the measurement of the annihilation gamma-rays in coincidence with Auger electrons. The use of the angular filter developed in this work is a good alternative to those procedures.

A radiação gama é uma das tecnologias aplicadas para a esterilização de sistemas de embalagens contendo produtos para a saúde. No processo de esterilização, é fundamental que as propriedades das embalagens sejam mantidas. Neste estudo, duas amostras de embalagens comerciais, no formato de envelope compostas por papel grau cirúrgico de um dos lados e filme plástico laminado do outro, foram irradiadas com raios gama com doses de 25 kGy (taxa de dose de 1,57 kGy/h) e 50 kGy (taxa de dose de 1,48 kGy/h). Uma das amostras de embalagem era constituída por papel de fibras de coníferas e filme plástico laminado de poli(tereftalato de etileno) (PET)/polietileno (PE) e a outra por papel de fibras de coníferas e de folhosas e filme plástico laminado de poli(tereftalato de etileno) (PET)/polipropileno (PP). Os efeitos da radiação nas propriedades físicas e químicas dos papéis e dos filmes plásticos, assim como nas propriedades da embalagem foram estudados. O papel foi o material mais sensível à radiação, sendo a alvura, o pH e as resistências ao rasgo, ao arrebentamento e à tração os parâmetros nos quais foram observadas maiores modificações, em ambas as amostras. Todavia, dos dois tipos de papel, o efeito foi mais pronunciado para a amostra com fibras de conífera e de folhosas. A porosidade dos papéis foi alterada com 50 kGy. No caso dos filmes plásticos, a propriedade com maior modificação foi a resistência à tração, em ambas as amostras. No caso das embalagens, a irradiação diminuiu a resistência da selagem. Os efeitos observados para a dose de 50 kGy foram em média mais pronunciados quando comparados com as modificações nos valores das amostras tratadas com 25 kGy, que é a dose usualmente empregada para esterilização de produtos para a saúde. A dosimetria deste estudo foi realizada nos materiais irradiados com 25 kGy, 40 kGy e 50 kGy, demonstrando sua importância à medida que a variação média para as três doses estudadas foi de 20 %. / Gamma radiation is one of the technologies applied for the sterilization of packaging systems containing products for health. During sterilization process it is critical that the properties of packages are maintained. In this study two samples of commercial pouch packaging comprised of surgical grade paper on one side and the other side multilayer plastic film were irradiated with gamma rays. The following doses were applied 25 kGy (1,57 kGy/h) and 50 kGy (1,48 kGy/h). One packaging sample was paper formed by softwood fibers and multilayer plastic film based on poly(ethylene terephthalate) (PET)/polyethylene (PE). The second type of paper sample was made by a mixture of softwood and hardwood fibers and multilayer plastic film based on polyethylene terephthalate (ethylene) (PET)/polypropylene (PP). The effects of radiation on the physical and chemical properties of papers and multilayer plastic films, as well as the properties of the package were studied. The paper was the more radiation sensitive among the studied materials and radiation effects were more pronounced at brightness, pH, tearing resistance, bursting strength and tensile strength. Nonetheless, worst comparatively effects were noted on the sample made by a mixture of softwood and hardwood fibers. The porosity of paper was enhanced by 50 kGy. In the case of plastic films, radiation effects on tensile strength was the most pronounced property for both samples. In the case of the packaging the sealing resistance decreased with radiation. The effects observed for the treatment at 50 kGy were more pronounced when compared to 25 kGy. This last is the dose which is usually applied to sterilize health products. A dosimetry study was performed during irradiation at 25 kGy, 40 kGy and 50 kGy and its importance may be reported by the average dose variation 20 %.

Submitted by Stephany Silva (stephany.silva@cpqam.fiocruz.br) on 2016-09-16T13:46:13Z No. of bitstreams: 1 2015lima-kfa.pdf: 3114947 bytes, checksum: 0d9150a2df9afa75d5a290834a43483a (MD5) / Approved for entry into archive by Adagilson Silva (adagilson@cpqam.fiocruz.br) on 2016-09-16T19:22:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015lima-kfa.pdf: 3114947 bytes, checksum: 0d9150a2df9afa75d5a290834a43483a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:22:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015lima-kfa.pdf: 3114947 bytes, checksum: 0d9150a2df9afa75d5a290834a43483a (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil / Este estudo avaliou o desempenho biológico e reprodutivo de machos de Aedes aegypti esterilizados por radiação gama e seu potencial para uso no controle da espécie, através da técnica do inseto estéril (TIE). A eficácia de esterilização de diferentes doses de radiação gama, 30, 40 e 50 Gy, foi avaliada em machos irradiados (MI) na fase de pupa. O seu efeito sobre a longevidade e competitividade de acasalamento dos MI, sobre a fecundidade e fertilidade das fêmeas acasaladas com estes machos, bem como de fêmeas também irradiadas (FI), foram parâmetros analisados. Os testes de competitividade foram conduzidos em gaiolas teladas (2 X 2 m) em condições simuladas de campo, onde foram liberados machos irradiados e machos não irradiados (MNI), nas seguintes proporções: 5:1, 10:1 e 15:1. Os resultados revelaram que o fitness biológico e reprodutivo dos mosquitos são afetados pela radiação, de modo que os efeitos são diretamente proporcionais a dose de radiação utilizada. O parâmetro de longevidade apresentou diferenças significativas, tanto quando os MI foram analisados de forma individual quanto em grupo. Para a maior dose, MI e FI viveram em média 19,6 ± 2,2 dias e 25,8 ± 2,2 dias, respectivamente, enquanto que no grupo controle, estes valores foram de 24,9 ± 2,5 dias e 30,4 ± 2,5 dias. Foi observado também um efeito da radiação na fecundidade das fêmeas irradiadas (FI), visto que 100 por cento delas não realizaram postura e na fertilidade de machos irradiados (MI), expostos às doses de 40 e 50 Gy, cujo cruzamento com fêmeas não irradiadas promoveu cerca de 80 por cento e 100 por cento de inviabilidade dos embriões. Nos experimentos de competitividade, na menor proporção (5:1) apenas 24,5 por cento dos ovos estavam inviáveis, enquanto que nas proporções maiores (10:1 e 15:1) este percentual aumentou para cerca de 80 por cento. Estes resultados sugerem que para a supressão de A. aegypti pela TIE, em campo, será necessária uma quantidade de machos estéreis, pelo menos, 10 vezes maior do que a de machos selvagens. Em conclusão, machos esterilizados por radiação gama parecem ser competitivos e com potencial para uso nas condições locais de campo, como um método espécie-específico de controle para A. aegypti (AU)

Oito blocos transportáveis para calibração foram construídos para serem utilizados como padrões de concentração na calibração de espectrômetros gama portáteis e aerotransportados. Todo o procedimento de construção é descrito em detalhe. Os blocos, com dimensões de 1 m x 1 m x 0,30 m e massas variando entre 593 kg e 673 kg, devem a sua radioatividade à adição de diferentes quantidades de feldspato potássico (ortoclásio), caldasito e areia monazítica à massa de concreto. As concentrações de potássio, urânio e tório variam significativamente de um bloco para outro atingindo valores máximos de 5,7% de K, 45,6 ppm eU e 137 ppm eTh. A distribuição do fluxo de radiação gama proveniente da superfície dos blocos de concreto e a magnitude das heterogeneidades na concentração dos elementos radioativos foi determinada experimentalmente. Como exemplo de aplicação apresenta-se o resultado da calibração de um espectrômetro gama portátil. / Eight transportable calibration pads were built in to be used as concentration standards for portable and airborne gamma spectrometers calibrations. The pads construction procedure is described in full detail. The pads, with dimensions of 1 m x 1 m x 0,30 m and masses between 593 kg and 673 kg were made radioactive by the addition of different amounts of k-feldspar, caldasite and monazitic sand to the concrete masses. The potassium, uranium and thorium concentration vary significantly in the pads, reaching maximum values of 5,7% of K, 45,6 ppm eU and 137 ppm eTh. The distribution of the gamma radiation flux from the pads surfaces and the heterogeneity magnitudes of the radioactive elements concentration were experimentally established. An example of gamma spectrometer calibration is presented.

Recentemente, o Observatório Pierre Auger tem medido espectro de energia de Raios Cósmicos Ultra Energéticos (Ultra High Energy Cosmic Rays - UHECR) (E &gt; 1019 eV) com grande acurácia. No entanto, o estudo de raios cósmicos ultra energéticos na Terra tem uma forte dependência do estudo de sua propagação no Universo. Neste trabalho, abordamos o estudo da propagação de raios cósmicos em diferentes aspectos. Núcleos em alta energia interagem com os campos de radiação no caminho da fonte à Terra. A interação mais importante é a fotodesintegração. Na primeira parte, implementamos de maneira analítica e numérica a solução da razão de fotodesintegração e fizemos uso da solução numérica em um programa de Monte Carlo. Mostramos soluções baseadas na parametrização das seções de choque por uma função Gaussiana e por uma função Lorenztiana. Comparamos nossos resultados com trabalhos prévios da literatura. O seguinte estudo mostrou que sob a hipótese de propagação quase-linear e utilizando várias distribuições de fontes no céu, a latitude do observatório: tem influência no fluxo total medido por um observatório; impõe um limite na capacidade de medida de anisotropia e tem um efeito negligenciável na medida do XMax. No terceiro estudo, um limite superior na integral do fluxo de raios gama em GeV-TeV é usado para obter um limite superior na luminosidade total de UHECR de fontes individuais. A correlação entre o limite superior na integral do fluxo de raios gama e o limite superior na luminosidade total de UHECR é estabelecida através do processo de cascatas de partículas geradas durante a propagação de raios cósmicos nos campos de radiação. / Recently, the Pierre Auger Observatory has measured the energy spectrum of Ultra High Energy Cosmic Rays (UHECR) (E &gt; 1019 eV) with an unprecedented accuracy. However, the study of ultra-high energy cosmic rays at Earth depends on the models used to describe the propagation of the particle in the Universe. In this work, we present a study of propagation of cosmic rays on different aspects. Nucleus at this high energy interacts with the radiation fields on the way from the source to Earth. The most important interaction is the photodisintegration. In the first part, we implemented analytical, numerical and Monte Carlo simulation solutions for the photodisintegration rate. We show solutions based on parameterizations of the cross-section using Gaussian and Lorenztian functions. We compare our results with previous works. The following study shows that under the assumption of quasi-linear propagation and using several sources distributions of sky, the latitude of the observatory: has influence on the total flux measured by an observatory; imposes a limitation on the capability of measuring an anisotropic sky and has a negligible efect on the Xmax measurement. In the thirdy study, an upper limit on the integral flux of GeV-TeV gamma-rays is used to extract the upper limit on the total UHECR luminosity of individual sources. The correlation between upper limit on the integral GeV-TeV gamma-rays flux and upper limit on the UHECR luminosity is established through the cascading process that takes place during propagation of the cosmic-rays in the background radiation fields.

Mediu-se a seção de choque de ionização da camada K de átomos de Au e Bi por impacto de elétrons com energias entre os respectivos potenciais de ionização (80 e 90 keV) e 100 keV. Filmes finos de Au e Bi, evaporados em suportes de filmes finos de C, foram posicionados numa câmara de vácuo perpendicularmente ao feixe de elétrons do sistema injetor do Mícrotron da Universidade de São Paulo, Brasil. Os raios x emitidos num ângulo de 120 graus em relação à direção do feixe de elétrons foram observados com um detetor de HPGe planar, cuja eficiência total de pico foi determinada com fontes radioativas de atividades conhecidas. Para cada energia de feixe, a seção de choque experimental de produção de raios x foi determinada com base nas áreas dos picos $K\\alpha_{2,1}$ característicos, na área do espectro de bremsstrahlung próxima ao \"tip\" e na seção de choque duplamente diferencial de produção de bremsstrahlung teórica. Valores tabelados de fluorescence yield e taxa de emissão de raios x foram empregados para converter seções de choque de produção de raios x em seções de choque de ionização. Os resultados experimentais obtidos são ligeiramente maiores do que os resultados de cálculos recentes baseados na aproximação de Bohr com ondas distorcidas. No caso do Au, os poucos resultados encontrados na literatura para energias próximas ao limiar de ionização diferem entre si quase por um fator 4 a 100 keV, e a seção de choque obtida neste trabalho se encontra próxima do valor médio desses dados. Por outro lado, este experimento fornece as primeiras medições da seção de choque de ionização da camada K do Bi para energias menores que 2 MeV. / The cross sections for the ionization of the K shells of Au and Bi atoms by electrons with energies from 100 keV down to the respective thresholds (80 and 90 keV) were measured. To this end, thin films of Au and Bi, evaporated on very thin C backings, were positioned in a vacuum chamber perpendicularly to the electron beam delivered by the the microtron injector at the Universidade de São Paulo, Brazil. The x-rays emitted at an angle of 120 degrees relative to the beam direction were observed with a planar HPGe detector, whose full-energy peak efficiency curve had been determined using radioactive sources of known activities. For each beam energy, the experimental x-ray production cross section was determined using the area of the characteristic $K\\alpha_{2,1}$ peaks, the area of the spectrum in an energy interval close to the bremsstrahlung tip and the theoretical doubly-differential bremsstrahlung cross section. Tabulated fluorescence yields and x-ray emission rates were employed to convert x-ray production to ionization cross sections. The obtained experimental values for the K shells of the studied atoms are slightly larger than that of recent calculations carried out within the distorted-wave Born approximation. In the case of Au, the few measurements reported in the literature at energies close to the threshold differ by almost a factor of 4 at 100 keV, and our cross sections lie between those older data. On the other hand, the present experiment provides the first cross section measurements for the K shell ionization of Bi below 2 MeV.

Define-se infiltração da água no solo como a entrada da água através da superfície do solo. O processo de infiltração separa, assim, quanto da precipitação pluvial, por exemplo, flui sobre a superfície do solo e quanto flui abaixo da superfície do solo, esta última tanto vertical como horizontalmente. Diversos fatores interferem neste processo, podendo-se destacar aqueles relacionados ao tipo de solo e declividade do terreno e às características do solo e da cobertura vegetal, bem como aquelas relacionadas à precipitação. São conhecidas diversas equações de infiltração, propostas para expressar a lei da infiltração da água em solos, que é o gráfico da taxa de infiltração da água com o tempo. São equações desenvolvidas empiricamente ou a partir de considerações físicas e aplicam-se somente a solos homogêneos e que permanecem homogêneos durante o processo. Dados da literatura têm mostrado que para nossos solos o avanço da frente de molhamento no processo de infiltração vertical também é proporcional à raiz quadrada do tempo, como a solução da equação de Richards obtida por Philip para a infiltração horizontal, porém com uma velocidade maior. Dado este fato, levanta-se a hipótese de utilizar a equação proposta por Philip para a infiltração na direção horizontal também para a direção vertical, em colunas com amostra de solo indeformada e com amostra de solo homogeneamente remodelada. Este trabalho trata do processo da infiltração de água no solo, especificamente a vertical descendente. Pretendeu-se avaliar as equações clássicas da lei da infiltração em amostras homogêneas de três solos estruturalmente distintos com estrutura deformada e indeformada. O experimento foi conduzido em latoratório, em nove colunas com amostras de três solos com características distintas, sendo um Cambissolo Háplico, um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico e um Nitossolo Vermelho eutroférrico. As curvas da taxa de infiltração foram determinadas em laboratório e o conteúdo de água foi determinado pela técnica da atenuação gama. A equação proposta por Kostiakov para a lei da infiltração ajustou-se muito bem (máximo R2 para todos os solos, com exceção da coluna indeformada do Nitossolo) por praticamente coincidir com a equação de ajuste estatistico dos dados. Já o mesmo não ocorreu com a equação proposta por Horton para a qual os coeficientes de determinação variaram de 0,528 a 0,898 (sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). Com relação ao modelo de Green & Ampt que, ao contrário das equações de Kostiakov e Horton que são modelos empíricos, pode-se dizer tratar-se de um modelo semi-analítico, os ajustes dos dados também não foram muito bons (R2 variando de 0,802 a 0,898, sem considerer a amostra do Nitossolo indeformada). O modelo quase todo analítico de Philip, baseado na solução da equação de Richards para a direção horizontal, ajustou-se muito bem aos dados desta pesquisa que foi desenvolvida para a direção vertical descendente, visto que o gráfico da posição de frente de molhamento em relação a fonte de água em função da raiz quadrada do tempo de infiltração resultou numa linha reta com alto coeficiente de determinação para todas as amostras (R2 maior que 0,99 para as deformadas e R2 maior que 0,95 para as deformadas). Todos os modelos apresentaram um ajuste ruim (R2 menor que 0,1) para a coluna indeformada do solo 3 (Nitossolo). Provavelmente devido à presença de bioporo no interior da coluna, com fluxo preferencial da água ou também ao processo de amostragem que é muito dificuldato devido a forte estruturação deste solo. / Soil water infiltration is defined as the entry of water through the soil surface. The infiltration process thus separates how much of the rainfall, for example, flows over the soil surface and how much it flows below the surface of the soil, the latter both vertically and horizontally. Several factors interfere in this process, being possible to highlight those related to the type of soil and slope of the terrain and to the characteristics of the soil and vegetation cover, as well as those related to precipitation. Several infiltration equations are known, proposed to express the law of water infiltration in soils, which is the graph of the infiltration rate of water as a function of time. They are equations developed empirically or from physical considerations and apply only to homogeneous soils that remain homogeneous during the process. Literature data have shown that for our soils the advance of the wetting front in the vertical infiltration process is also proportional to the square root of the time, as the solution of the Richards equation obtained by Philip for horizontal infiltration, but with a higher velocity. Given this fact, the hypothesis is proposed to use the equation proposed by Philip for the infiltration in the horizontal direction also for the vertical direction, in columns with undisturbed soil sample and with homogeneously remodeled soil sample. This work deals especifically with the process of vertical descending soil water infiltration. It was intended to evaluate the classical equations of the infiltration law in homogeneous samples of three structurally distinct soils with disturbed and undisturbed structure. The experiment was carried out in a laboratory, in nine columns with three soils distinct characteristics, being a Haplic Cambisol, a Dystrophic Yellow Red Latosol and an eutrophic Red Nitosol. The infiltration rate curves were determined in the laboratory and the water content was determined by the gamma ray attenuation technique. The equation proposed by Kostiakov for the infiltration law adjusted very well (maximum R2 for all soils, except for the undisturbed Nitosol column) since it practically coincide with the equation of statistical fit of the data. The same did not occur with the equation proposed by Horton for which the coefficients of determination ranged from 0,528 to 0.898 (not considering the undisturbed column of Nitosol. In relation to the Green & Ampt model, unlike the Kostiakov and Horton equations that are empirical models, it can be said that it is a semi-analytical model, the data adjustments were also not good changing from 0,802 to 0,848 also not considering the undisturbed Nitosol. Philip\'s almost all-analytical model, based on the solution of the Richards equation for the horizontal direction, fitted very well the data from this work that were conducted in the downward vertical direction, since the graph of the wet facing front position the water source as a function of the square root of the infiltration time resulted in a straight line with a high coefficient of determination for all samples (R2 greater than 0.99 for the deformed and R2 greater than 0.95 for the deformed ones). All models presented a poor fit (R2 less than 0.01) for the undisturbed soil 3 column (Nitosol). Probably due to the presence of biopore inside the column, with preferential flow of water or to the sampling process that is very difficult due to the strong structure of this soil.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talita Rosas Ferreira.pdf: 6282017 bytes, checksum: f3b7825f0878fb8865db212f2fd79a70 (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The computed tomography (CT) represents a technique that provides images of samples, allowing the study of different soil physical phenomena by qualitative and quantitative analysis in 2D and 3D. In the area of applied physics to porous media is a matter of investigation the definition of representative elementary areas (REA) regarding measurements of physical properties of this media. REA is related to the minimum area of a sample needed to represent its characteristics of interest. The aim of this study was to define REAs to be adopted for density (ρs) measurements from sample soil collected in volumetric rings. Having this purpose in mind, three soils with different textures were analyzed: Geric Ferralsol (GF), Rhodic Ferralsol (RF) and Eutric Nitosol (EN). Six samples from each soil were submitted to the method of volumetric ring (VR) and CT for ρs evaluation. A first generation tomograph equipped with 241Am gamma-ray source was used in the image acquisition. Consecutive areas were selected according to three different schemes (consecutive areas increasing from a first area selected at the center of the image and consecutive areas increasing from a first area selected at the inferior and superior borders of the sample) with size areas ranging from 1.2 to 678.8 mm². For ρs measurements, the following criteria were adopted: 1) relative deviation (RD) between ρs – RV and each of the areas not superior to 10, 8, 6, 4 and 2%; 2) RD between ρs - CT obtained for the last area selected inside the tomographic image and each of the remaining areas equally not superior than the criteria from item 1; 3) that at least three consecutive areas must not differ in RD values among themselves, using the variation criterion presented in items 1 and 2. It was considered that the REA for ρs was reached at the variation criteria of 4%. The REA found for ρs, according to the area selection starting from the center, superior and inferior borders of the tomographic images, were: 432.0; 393.3 and 334.0 mm² (GF), 473.1; 457.4 and 393.3 mm² (RF) and 349.7; 457.4 and 334,0 mm² (EN), respectively. The results obtained by the area selection starting from the center were assumed to be the real values of REA for the studied soils. In this study, it was also proposed an alternative criterion of analysis based on the results obtained, which use as reference, simultaneously, the methods of VR and CT. Therefore, it was possible to define that áreas measuring 432.0 mm² e 349.7 mm² provide, respectively , reliable density values for the LVA and NV soils. / A Tomografia Computadorizada (TC) é uma técnica que fornece imagens do interior de amostras, permitindo a investigação de diferentes fenômenos físicos que ocorrem no solo por meio de análises qualitativas e quantitativas em 2D e 3D. Na área de física aplicada a meios porosos, uma questão que vem sendo estudada nos últimos anos diz respeito à definição de áreas elementares representativas (AER) para medidas de propriedades físicas desses meios. A AER está relacionada com a área mínima de uma amostra, necessária para representar suas características de interesse. O objetivo deste estudo foi definir AERs para medidas de densidade (ρs) de amostras de solo coletadas em anéis volumétricos. Para isso, três solos de diferentes texturas foram analisados: Latossolo Vermelho-amarelo (LVA), Latossolo Vermelho (LVE) e Nitossolo Vermelho (NV). Seis amostras de cada solo foram submetidas a dois métodos para determinação da sua ρs: método do anel volumétrico (AV) e da TC. Para a obtenção das imagens foi utilizado um tomógrafo de raios gama de primeira geração equipado com fonte de 241Am. Foram selecionadas, nas imagens tomográficas, áreas consecutivas, de acordo com três diferentes esquemas (áreas concêntricas crescentes a partir de uma área no centro da amostra e áreas crescentes a partir de uma área selecionada nas bordas inferior e superior da amostra), com áreas variando de 1,2 até 678,8 mm². Para medidas de ρs, os seguintes critérios foram adotados para a definição da AER: 1) desvio relativo (DR) entre o valor médio de ρs - AV e cada uma das demais áreas não superior a 10, 8, 6, 4 e 2%; 2) DR entre o valor médio de ρs - TC obtido para a última área (UA) selecionada na imagem tomográfica e para cada uma das demais áreas igualmente não superior aos critérios do item 1; 3) que pelo menos três áreas consecutivas não devessem diferir entre si nos valores de ρs, de acordo com os itens 1 e 2. Considerou-se que a AER para a ρs foi atingida no critério de variação de 4%. As AERs obtidas para ρs, de acordo com uma seleção de áreas partindo do centro, face inferior e face superior das imagens tomográficas foram, respectivamente, 432,0; 393,3 e 334,0 mm² (solo LVA), 473,1; 457,4 e 393,3 mm² (solo LVE) e 349,7; 457,4 e 334,0 mm² (solo NV). Os resultados obtidos por meio da seleção de áreas partindo do centro das imagens tomográficas foram adotados como valores oficiais de AER dos solos estudados. Também foi proposto neste trabalho um novo critério de análise baseado nos resultados que utilizam como referência os métodos do AV e da TC, simultaneamente, a partir do qual foi possível determinar que as áreas de tamanho 432,0 mm² e 349,7 mm², respectivamente, fornecem valores de densidade confiáveis para os solos LVA e NV.