Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-29T15:38:02Z No. of bitstreams: 1 2016_AndréiadeAlmeida.pdf: 10836840 bytes, checksum: e19edfc2959cacefa0a384474d13236c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-02T20:25:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AndréiadeAlmeida.pdf: 10836840 bytes, checksum: e19edfc2959cacefa0a384474d13236c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T20:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AndréiadeAlmeida.pdf: 10836840 bytes, checksum: e19edfc2959cacefa0a384474d13236c (MD5) / Zonas ripárias possuem papel essencial de conectividade hidrológica entre a vertente e os corpos hídricos, ressaltando a importância da compreensão dos processos hidrológicos que nelas se estabelecem. Diante disso, este trabalho consiste na aquisição de dados geofísicos para caracterização indireta do comportamento da água no solo e a resolução de um modelo numérico bidimensional vertical voltado à simulação do fluxo de água em ambiente de zona ripária. A bacia do córrego Capetinga, localizada na porção sul do Distrito Federal, foi utilizada como área experimental para coleta de dados geofísicos e monitoramento da umidade do solo no período de agosto de 2015 a fevereiro de 2016. Os levantamentos geofísicos foram realizados pelo método elétrico de corrente contínua, com técnica de caminhamento elétrico e arranjo de Wenner, considerando a variação espacial num trecho de 200 m de vertente, totalizando seis linhas de monitoramento (cinco paralelas e uma horizontal ao córrego Capetinga). A equação diferencial que rege o fluxo de água em superfícies de saturação variável foi solucionada por aproximação numérica pelo método de elementos finitos. O imageamento elétrico possibilitou acompanhar a variação espacial e temporal nos valores de resistividade elétrica do solo, como um indicativo do comportamento da água, especialmente no que diz respeito à identificação da zona saturada na vertente. Desse modo, as informações geofísicas permitiram a caracterização das condições iniciais e a verificação dos resultados de carga hidráulica simulados. Com relação à umidade do solo, os métodos gravimétrico, sonda TDR e de blocos de gesso foram aplicados com o intuito de instrumentalizar a obtenção de dados diretos e indiretos e ampliar a escala temporal e espacial de monitoramento do teor de água na zona não saturada. O modelo numérico, por sua vez, apresentou convergência para condutividade hidráulica equivalente a 0,04 m/dia. Nesse caso, os valores de escoamento de base simulados resultaram em ordem de grandeza equivalente àqueles decorrentes do filtro automático de Arnold e Allen (1999). De modo geral, este trabalho contribuiu para a análise do comportamento da água no solo, sendo um passo inicial para compreensão da complexidade dos processos hidrológicos estabelecidos em ambientes de vertente. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Riparian zones have essential role of hydrological connectivity between the hillslope and the streams, emphasizing the importance of understanding the hydrological processes that are established in them. Therefore, this paper presents the development of an experimental design with the acquisition of geophysical data for the indirect characterization of soil water behavior as well as from the resolution of a two-dimensional vertical numerical model focused on the simulation of water flow in the soil environment riparian zone. The watershed of the Capetinga stream, located in the southern part of the Federal District, was used as an experimental area with collection of geophysical data and monitoring of soil moisture during the period from August 2015 to February 2016. Geophysical surveys were conducted through electrical method of direct current resistivity technique and Wenner arrangement, considering the spatial variation in 200 meters of hillslope, totaling six lines monitoring (five parallel and one orthogonal to the Capetinga stream). Differential equation that governs the flow of water in the saturation of surfaces was solved by numerical approximation by finite element method. The electrical resistivity traversing possible to monitor the spatial and temporal variations in the values of electrical resistivity soil, as an indication of the behavior of water, especially identifying the saturated zone along the hillslope. Thus, the information obtained from the geophysical surveys allowed the characterization of the initial conditions and verification of the results of head hydraulic resulting from the simulation of water flow in the model domain. Regarding the soil moisture, the application of gravimetric methods, TDR probe and gypsum blocks was carried out in order to instrumentalize obtaining direct and indirect data and expand the temporal and spatial scale of the water content monitoring in the unsaturated zone. The numerical model, in turn, results had converged by adopting hydraulic conductivity equal to 0.04 m/d. In this case, the simulators base flow values presented order of magnitude equivalent to those resulting from recursive filter Arnold and Allen (1999). Overall, this work contributed to the water of behavior analysis on soil hillslope, being an initial step in understanding the complexity of hydrological processes established in this environment that is a unit of essential landscape at the watershed scale.

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-28T00:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fiorelli_GabrielLeal_M.pdf: 3837582 bytes, checksum: 65b0461498266c19956369250cbca96f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O presente trabalho tem por objetivo caracterizar rochas carbonáticas de afloramento, com propriedades petrofísicas análogas às do pré-sal brasileiro, integrando três ferramentas distintas: Resistividade Elétrica, Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Porosimetria por Intrusão de Mercúrio (MICP) em condições ambientes. As rochas são coquinas Coqueiro Seco da Formação Morro do Chaves, Bacia Sergipe ¿ Alagoas, Brasil, e dolomitos Silurian da Formação Thornton, provenientes dos Estados Unidos. As amostras de rochas foram analisadas variando-se a suas saturações de salmoura/ar/óleo e medindo-se a resistividade elétrica e o tempo de relaxação magnética transversal (T2) em cada nível de saturação. As amostras foram também analisadas quanto à distribuição de gargantas utilizando a técnica de Porosimetria por Intrusão de Mercúrio (MICP). Os resultados de tempo de relaxação obtidos mostram que as estruturas porosas dos dois sistemas rochosos têm características de distribuição de tamanho de poros multimodal. No entanto, as curvas de MICP apresentaram comportamentos distintos. As coquinas e os dolomitos apresentaram ser compostos na maioria por estruturas macroporosas, com uma pequena parcela mesoporosa e microporosa. As curvas de índice de resistividade para o sistema de saturação água ¿ ar apresentaram comportamento linear para as duas rochas. Em contrapartida no sistema de saturação água ¿ óleo, não foi possível visualizar um comportamento linear. Para os dolomitos as curvas apresentaram um desvio positivo em baixas saturações, justificado pela metodologia empregada. / Abstract: This study aims to characterize carbonate rocks outcrop rocks with similar petrophysical properties of the Brazilian pre-salt by three different methodologies: Electrical Resistivity, Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Porosimetry by Mercury Intrusion (MICP) at room conditions. The rocks are coquinas Coqueiro Seco Formation Morro do Chaves, Sergipe Basin - Alagoas, Brazil, and Silurian dolomites Formation Thornton, from the United States. The rock samples were analyzed for varying brine saturations / air / oil by measuring electrical resistivity and magnetic transverse relaxation time (T2) at each level of saturation. The samples were also analyzed for throat size distribution using the technique of porosimetry by mercury intrusion (MICP). The relaxation time results show that the porous structures of the two systems have pore size characteristics of multimodal distribution. However the MICP curves showed different behavior. The present coquinas and dolomites are composed mostly of macroporous structures with a small portion of micropores and mesopores. The resistivity index curves for water/air saturations ¿ are typical, with a linear behavior. However, for water/oil saturations, the linear behavior. For dolomites, the curves showed a positive difference, justified by the methodology used / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

A corrosão das armaduras é uma das manifestações patológicas mais frequentemente observadas nas estruturas de concreto, e vem daí a importância de se estudar os parâmetros relacionados a esse fenômeno, tal como a resistividade elétrica do material. Esta tese apresenta um estudo quantitativo de alguns dos fatores intervenientes nas medidas da resistividade elétrica superficial do concreto, considerando-se a realização dos ensaios pelo método de Wenner (ou método dos quatro pontos). Dentre os fatores analisados, podem ser relacionados: a presença da armadura imersa no concreto (traduzida por distúrbios nos valores de resistividade elétrica ocasionados pela condutividade do aço), as condições de exposição e cura do concreto, a idade do concreto, o efeito de fuga de corrente da sonda Wenner. Os ensaios foram realizados em corpos-de-prova armados e não armados, antigos (com mais de cinco anos e hidratação supostamente estabilizada) e novos (moldados para a realização desses ensaios). Um equipamento comercial foi empregado nas leituras dos valores de resistividade elétrica superficial. Como algumas das conclusões deste trabalho, podem ser mencionadas: a manutenção de uma distância mínima de 6 cm da armadura (quando considerada uma barra de aço isolada, de 1,25 cm de diâmetro), para se evitar a influência da condutividade do aço; leituras de resistividade elétrica superficial obtidas posicionando-se a sonda Wenner perpendicularmente à armadura não são afetadas pela condutividade do aço; a necessidade de uma distância mínima de 8 cm da borda do elemento de concreto para que as medidas de resistividade elétrica superficial não sejam afetadas pela fuga de corrente da sonda Wenner; sob cura submersa constante, o concreto leva em torno de 120 dias para apresentar uma tendência de estabilização nos valores de resistividade elétrica superficial, enquanto que, exposto à condições de laboratório, leva cerca de 5 vezes esse tempo.

Este trabalho apresenta a fabricação e a caracterização elétrica de contatos Al/Ti/Ni(Pt)Si sobre junções rasas N+P com aproximadamente 0,2 ìm de profundidade, sendo que o monosiliceto de níquel foi formado a partir da estrutura Ni(30nm)/Pt(1,5nm)/Si. O comportamento elétrico dos diodos obtidos no melhor processo foi adequado, com as seguintes médias e desvios padrões: corrente reversa por unidade de área de 33,8nA/cm2 ±12,3 nA/cm2 e corrente reversa por unidade de perímetro de 654pA/cm ±229pA/cm para tensão reversa de -5V, a resistência reversa dos diodos quadrados de 268,9G? ±97,7G? e a resistência reversa dos diodos serpentinas de 35,5G? ±11,5G?, a tensão de início de condução resultou entre 0,55V e 0,56V, a resistência série em condução de 4,7? ±1,3?, fator de idealidade de 1,15 ±0,03, e corrente de saturação de 1,1x10-11A para diodos quadrados (300ìm x 300ìm). O menor valor de resistividade do filme de (Ni(Pt)Si) resultou 25ì?cm e a resistência de folha de 3,13 ?/? foram obtidas após a formação do mono-siliceto de níquel na temperatura de 600 ºC durante 120 segundos. As estruturas Kelvin apresentaram resistividade de contato de 15,0ì?.cm2 ±3,3ì?.cm2 e comportamento ôhmico estável para diversos níveis de corrente. Após uma extensa análise sobre modelagem de contato, foi elaborado um programa computacional desenvolvido em MATLAB, baseado em um método bem conhecido, isto é, uma malha de resistores tridimensional, que analisa os efeitos do fenômeno de concentração das linhas de corrente lateral no contato. Este programa foi aplicado em contatos com siliceto de níquel, onde foram observadas reduções de até 32% na resistividade real do contato. / This work presents the fabrication and electrical characterization of Al/Ti/Ni(Pt)Si contacts having the nickel monosilicide formed from Ni(30nm)/Pt(1.5nm)/Si structure on shallow N+P junctions with about 0.2 ìm of depth. The diodes? electrical behavior achieved at the best process was considered good, with the following average and standard deviations: area diode leakage current of 33.8nA/cm2 ±12.3nA/cm2 and periphery diode leakage current of 654pA/cm ±229pA/cm for reverse voltage of -5V, the square diode reverse resistance of 268.9G? ±97.7G? and serpentine diode reverse resistance of 35.5G? ±11.5G?, forwardbias voltage between 0.55V and 0.56V, forward series resistance of 4.7? ±1.3?, ideality factor of 1.15 ±0.03, and reverse saturation current of 1.1x10-11A for square diodes (300ìm x 300ìm). The lowest film resistivity value (Ni(Pt)Si) of 25ì?cm and sheet resistance of 3.13 ?/? were obtained for the formation of nickel monosilicide under temperature of 600ºC for 120 seconds. The cross-bridge Kelvin resistors presented contact resistivity of 15.0 ì?.cm2 ±3.3 ì?.cm2 and stable ohmic behavior for several electrical current levels. After extensive analysis about contact modeling, a computer program was elaborated in MATLAB, based on a well-known three-dimensional resistor network, which analyses the lateral current crowding effects on contact. This program was applied for contacts with nickel silicide, where a decrease up to 32% at the real contact resistivity was observed.

O presente trabalho teve como objetivo determinar as vantagens e limitações do método geofísico de resistividade capacitiva na identificação de materiais enterrados de diferentes tamanhos e propriedades físicas e em diversas profundidades, localizados no Sítio Controlado de Geofísica Rasa II (SCGR-II), em frente ao IAG-USP. Para isso, a COMGAS, em parceria com o IAG-USP adquiriu o equipamento OhmMapper, possibilitando a aquisição de dados através do método capacitivo. Anteriormente à aquisição dos dados de campo, foram adquiridos os valores de resistividade aparente referentes ao background da área, para então realizar a instalação dos alvos. Após a instalação do sítio controlado, determinou-se a melhor técnica de aquisição em relação ao objetivo proposto, mostrando-se a técnica de aquisição contínua, com marcação de posição a cada 10m a mais adequada para o projeto em questão. Com a definição da melhor técnica de aquisição de dados, foi realizada a modelagem sintética dos alvos para que os resultados fossem confrontados com os obtidos em campo; a modelagem demonstrou que o método sintético utilizado (descrito no item 6.2) é capaz de definir contrastes de resistividade em profundidades inferiores a 0,8m e em alvos que apresentem dimensões de no mínimo 10cm. Para a avaliação do método capacitivo, realizou-se após a aquisição dos dados, uma análise 2D e 3D das anomalias. A análise dos dados reais demonstrou boa correlação com os ensaios sintéticos, exceto para alvos metálicos que apresentaram forte anomalia condutiva, enquanto que os mesmos alvos apresentaram anomalias resistivas no modelo criado. A análise das seções 2D do SCGR-II demonstrou boa resposta do método capacitivo utilizado para a caracterização geoelétrica de tambores de plástico cheios de água, tambores de aço vazios , cano metálico e tubos de cerâmica e PVC com água anomalias condutivas, tambores de plástico vazios, manilhas de concreto de grande diâmetro e vazias, caixa de areia acoplada a tubo vertical de PVC, vasos de cerâmica vazios, caixa com material cerâmico, caixa com brita de granito, tubos de PEAD vazios e tubos de polietileno e PVC de pequeno diâmetro e em até 0,5m de profundidade anomalias resistivas. Os dados 3D sumarizam as anomalias apresentadas nas diversas seções 2D, auxiliando na visualização dos contornos condutivos e resistivos do SCGR-II. Recomenda-se que a caracterização dos alvos pontuais seja, sempre que possível, realizada com o uso mútuo de no mínimo dois equipamentos distintos em suas técnicas e métodos, de forma a se evitar a interpretação precipitada das anomalias observadas e a reduzir os erros implícitos a interpretação, garantindo boa correlação com os dados diretos de campo. / The present work had as objective to determine the advantages and limitations of the capacitive resistivity method in the identification of buried materials with different dimensions, physical properties and located at different depths, at the Shallow Controlled Geophysical Site II (SCGR-II) IAG-USP. For this, the enterprise COMGAS, in partnership with the IAG-USP, acquired the capacitive equipment OhmMapper, enabling a data acquisition through the capacitive method. Previously to the acquisition of field data for the SCGR-II targets, the background apparent resistivity of the area were acquired, and then the targets were installed. After the installation of the targets, several acquisitions of test data were performed to define the best acquisition technique for the proposed objective, showing the technique of continuous acquisition, with mark spacing every 10m, the most appropriate for the project. After setting the best technique data acquisition, a synthetic modeling of the targets was done so that the results were compared with the field data; The modeling showed that the synthetic method used (described in item 6.2) is able to define resistivity contrasts in depths lower than 0.8m and in targets that have dimensions of at least 10cm. For the evaluation of the capacitive method, a 2D and 3D analysis of the anomalies was performed with the field data. The results showed a good correlation with the synthetic model, except to metallic targets that presented strong conductive anomaly, whereas the same targets at the modeling presented resistive anomalies. The analysis of the 2D sections at SCGR-II demonstrated that the capacitive method used for the geoelectric characterization got good responses for water filled plastic drums, empty steel drums, metal pipe and ceramic and PVC pipes with water - conductive anomalies, empty plastic drums, empty concrete sleeves with large diameter, sandbox coupled with a vertical PVC pipe, empty ceramic pots, box with ceramic material, box with crushed granite, empty PEAD pipes and tubes of polyester and small diameter PVC that is located up to 0.5m depth - resistive anomalies. The 3D data summarized the anomalies presented in the 2D sections, contributing to a better evaluation of the conductive and resistive contours observed on the sections of SCGR-II. It is recommended that the characterization of punctual targets, whenever possible, carried out with the mutual use of at least two different equipments which work with distinct techniques and methods, in order to avoid a hasty interpretation of the observed anomalies and to reduce the implicit errors in the interpretation, improving the geophysical correlation with direct field data.

Foi medida a resistência elétrica das ligas amorfas pseubinárias do tipo (Fex Ni80-x)B20(x =40,50,60,70 e 80) durante a cristalização isotérmica. Os dados experimentais, assumindo uma relação linear entre a resistência elétrica e a fração volumétrica de material transformado, se ajustam à equação de JOHNSON-MEHL-AVRAMI. Supondo que o meca ni smo de cristalização é semelhante ao de uma reação química, obtivemos valores dos parÂmetros cinéticos para o processo de transformação da fase amorfa para a fase cristalina. As medidas de resitividade elétrica em função da temperatura,utilizando taxas de aquecimento constantes, permitiram a obtenção de parâmetros cinéticos e sua comparação à aqueles obtidos por métodos isotérmicos. Finalmente estudamos a estabiblidade térmica destas ligas, analisando a contribuição eletrônica para esta estabilidade. / We have measured the electrical resistance of amorphous alloys type (Fex Ni80-x)B20(x =40,50,60,70 e 80) during isothermal crystallization. The obtained data fits a JOHNSON-MEHL-AVRAMI equation, assuming a linear relation between the electrical resistance of the sample ant the transformed material volumetric fraction (x). Assuming a crystallization mechanism similar to that of a chemical reaction, we have obtained values for the kinetic parameters for the transformation process. Temperature dependent measurements of the resistivity, at constant heating rates, allowed for the obtention of kinetic parameters and its comparison to those obtained above. Finally, we have studied the thermal stability of these alloys, analizing the electronic contribution to this stability.

Medidas de resistividade elétrica, magnetorresistência e efeito Hall em amostras de grafite modificadas por implantação iônica são apresentadas e discutidas nesta Tese. As experiências de resistividade foram realizadas em função da temperatura com corrente aplicada paralelamente aos planos de grafeno. Medidas de magneto-transporte, na orientação planar, foram realizadas no limite de baixas temperaturas, em campos magnéticos de amplitude – 9 T < B < 9 T aplicados perpendicularmente aos planos de grafeno. Amostras de grafite de diferentes origens foram estudadas. Em conformidade com o fornecedor, tais amostras são eventualmente denominadas GW, ZYA, SPi-I, Kish e Natural. As três primeiras são grafites pirolíticas altamente orientadas (HOPG) e as duas últimas são monocristalinas. Nestas amostras foram feitas implantações com Al, P, Na, Ga e As em até três fluências distintas. Na primeira etapa deste trabalho, foram implantados, em diferentes amostras de grafite SPi-I, íons de alumínio, fósforo e sódio. Diferentes fluências foram empregadas. Medidas de magneto-transporte foram realizadas nesta etapa em cinco temperaturas fixas: T = 2 K, 4 K, 8 K, 12 K e 25 K. Na segunda etapa do trabalho, amostras de todas as grafites foram submetidas à implantação de Ga e As. As medidas de magneto-transporte foram executadas nas temperaturas fixas de T = 2 K, 3 K, 5 K, 7 K e 10 K. Oscilações de Shubnikov-de Haas (SdH) foram observadas tanto nas medidas de magnetorresistência quanto nas medidas de resistividade Hall. Análises desses resultados por meio de transformações de Fourier levaram à obtenção das frequências fundamentais de oscilação e das massas efetivas para elétrons e lacunas tanto no estado puro quanto nos estados implantados de todas as amostras investigadas. As oscilações SdH observadas não revelam efeitos notáveis produzidos por implantação em nenhum dos casos investigados. Medidas de resistividade Hall mostraram variações significativas por efeito de implantação nas amostras: (i) SPi-I irradiadas com Al e P, (ii) GW irradiadas com Ga e As e (iii) Grafite Natural irradiada com As. Em baixos campos magnéticos, efeitos sistemáticos foram observados na resistividade Hall da grafite SPi-I implantada com Al e da grafite GW implantada com As. Para interpretação destes resultados foi proposto um modelo de condução por duas correntes em que a implantação modifica as mobilidades de elétrons e lacunas. A resistividade Hall das amostras GW e ZYA mostra uma reversão de sinal, passando de negativa para positiva em altos campos aplicados. / An experimental study of electrical resistivity, magnetoresistance and Hall Effect in graphite samples modified by ionic implantation is presented in this Thesis. The resistivity measurements were carried out as a function of the temperature with current applied parallel to the graphene sheets. The magneto transport measurements were performed at low temperatures in magnetic fields in the interval -9 T < B < 9 T applied perpendicular to the graphene sheets. Graphite samples from different sources were studied. In accordance to the supplier, these samples are named GW, ZYA, SPi-I, Kish and Natural. The first three samples are highly oriented pyrolytic graphites (HOPG) and the last ones are monocrystaline. In these samples were carried out implantations with Al, P, Na, Ga and As in three different fluences at most. In the first part of this study, aluminum, phosphorous and sodium were implanted in SPi-I graphite samples. Magneto transport measurements were then performed at five fixed temperature, T = 2 K, 4 K, 8 K, 12 K e 25 K. In the second part, the HOPG, Kish and Natural graphite samples were investigated. All of them were submitted to Ga and As implantation. Magnetotransport experiments were carried out in five fixed temperatures, T = 2 K, 3 K, 5 K, 7 K e 10 K. Shubnikov-de Haas oscillations (SdH) were observed in the magnetoresistance as well as in Hall resistivity measurements. Results were analyzed using fast Fourier Transform. Quantum fundamental frequencies and effective masses for electrons and holes were obtained in the pure and implanted states of all investigated samples. The SdH oscillations didn’t reveal significant effects from implantation in all investigated samples. Hall resistivity measurements showed a significative variation upon irradiation in: (i) SPi-I graphite irradiated with Al and P, (ii) GW samples irradiated with Ga and As and (iii) Natural graphite irradiated with As. Systematic effects could be seen in the low field Hall resistivity of SPi-I graphite irradiated with Al and GW irradiated with As. These results were described by a simple twoband model where implantation modifies the electron and hole mobilities. The Hall resistivity of the HOPG GW and ZYA samples revealed a signal reversal in high applied fields.

O presente trabalho teve como objetivo determinar as vantagens e limitações do método geofísico de resistividade capacitiva na identificação de materiais enterrados de diferentes tamanhos e propriedades físicas e em diversas profundidades, localizados no Sítio Controlado de Geofísica Rasa II (SCGR-II), em frente ao IAG-USP. Para isso, a COMGAS, em parceria com o IAG-USP adquiriu o equipamento OhmMapper, possibilitando a aquisição de dados através do método capacitivo. Anteriormente à aquisição dos dados de campo, foram adquiridos os valores de resistividade aparente referentes ao background da área, para então realizar a instalação dos alvos. Após a instalação do sítio controlado, determinou-se a melhor técnica de aquisição em relação ao objetivo proposto, mostrando-se a técnica de aquisição contínua, com marcação de posição a cada 10m a mais adequada para o projeto em questão. Com a definição da melhor técnica de aquisição de dados, foi realizada a modelagem sintética dos alvos para que os resultados fossem confrontados com os obtidos em campo; a modelagem demonstrou que o método sintético utilizado (descrito no item 6.2) é capaz de definir contrastes de resistividade em profundidades inferiores a 0,8m e em alvos que apresentem dimensões de no mínimo 10cm. Para a avaliação do método capacitivo, realizou-se após a aquisição dos dados, uma análise 2D e 3D das anomalias. A análise dos dados reais demonstrou boa correlação com os ensaios sintéticos, exceto para alvos metálicos que apresentaram forte anomalia condutiva, enquanto que os mesmos alvos apresentaram anomalias resistivas no modelo criado. A análise das seções 2D do SCGR-II demonstrou boa resposta do método capacitivo utilizado para a caracterização geoelétrica de tambores de plástico cheios de água, tambores de aço vazios , cano metálico e tubos de cerâmica e PVC com água anomalias condutivas, tambores de plástico vazios, manilhas de concreto de grande diâmetro e vazias, caixa de areia acoplada a tubo vertical de PVC, vasos de cerâmica vazios, caixa com material cerâmico, caixa com brita de granito, tubos de PEAD vazios e tubos de polietileno e PVC de pequeno diâmetro e em até 0,5m de profundidade anomalias resistivas. Os dados 3D sumarizam as anomalias apresentadas nas diversas seções 2D, auxiliando na visualização dos contornos condutivos e resistivos do SCGR-II. Recomenda-se que a caracterização dos alvos pontuais seja, sempre que possível, realizada com o uso mútuo de no mínimo dois equipamentos distintos em suas técnicas e métodos, de forma a se evitar a interpretação precipitada das anomalias observadas e a reduzir os erros implícitos a interpretação, garantindo boa correlação com os dados diretos de campo. / The present work had as objective to determine the advantages and limitations of the capacitive resistivity method in the identification of buried materials with different dimensions, physical properties and located at different depths, at the Shallow Controlled Geophysical Site II (SCGR-II) IAG-USP. For this, the enterprise COMGAS, in partnership with the IAG-USP, acquired the capacitive equipment OhmMapper, enabling a data acquisition through the capacitive method. Previously to the acquisition of field data for the SCGR-II targets, the background apparent resistivity of the area were acquired, and then the targets were installed. After the installation of the targets, several acquisitions of test data were performed to define the best acquisition technique for the proposed objective, showing the technique of continuous acquisition, with mark spacing every 10m, the most appropriate for the project. After setting the best technique data acquisition, a synthetic modeling of the targets was done so that the results were compared with the field data; The modeling showed that the synthetic method used (described in item 6.2) is able to define resistivity contrasts in depths lower than 0.8m and in targets that have dimensions of at least 10cm. For the evaluation of the capacitive method, a 2D and 3D analysis of the anomalies was performed with the field data. The results showed a good correlation with the synthetic model, except to metallic targets that presented strong conductive anomaly, whereas the same targets at the modeling presented resistive anomalies. The analysis of the 2D sections at SCGR-II demonstrated that the capacitive method used for the geoelectric characterization got good responses for water filled plastic drums, empty steel drums, metal pipe and ceramic and PVC pipes with water - conductive anomalies, empty plastic drums, empty concrete sleeves with large diameter, sandbox coupled with a vertical PVC pipe, empty ceramic pots, box with ceramic material, box with crushed granite, empty PEAD pipes and tubes of polyester and small diameter PVC that is located up to 0.5m depth - resistive anomalies. The 3D data summarized the anomalies presented in the 2D sections, contributing to a better evaluation of the conductive and resistive contours observed on the sections of SCGR-II. It is recommended that the characterization of punctual targets, whenever possible, carried out with the mutual use of at least two different equipments which work with distinct techniques and methods, in order to avoid a hasty interpretation of the observed anomalies and to reduce the implicit errors in the interpretation, improving the geophysical correlation with direct field data.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / A cidade de Palmas-TO é uma das inúmeras cidades de médio porte que apresentam um ritmo de crescimento maior que a média nacional, provocando simultaneamente desenvolvimento econômico e problemas urbanos com a falta de planejamento. O desenvolvimento de modelos geotécnicos pode contribuir para solucionar esses problemas. Os bancos de dados de sondagem à percussão SPT fornecem informações valiosas do subsolo e, quando tratadas em ambiente computacional com o uso de técnicas de geoestatística e ferramentas de interpolação, permitem gerar modelos bi e tridimensionais que colaborem para o entendimento geotécnico local. Entretanto, a escassez e a dificuldade de reunir dados dessa natureza podem impedir que os mesmos sejam elaborados a tempo. Nesse contexto, métodos geofísicos como a resistividade elétrica podem colaborar com a aquisição de informações de maneira mais rápida e barata, atuando na orientação de investigações diretas ou mesmo na expansão das informações já disponíveis por meio de correlações entre propriedades geoelétricas e os tipos de solos presentes na região. Este trabalho identifica os principais tipos de solos encontrados na cidade de Palmas-TO relacionando-os com intervalos característicos de resistividade elétrica a partir de campanhas de ensaios de laboratório, permitindo realizar interpretações geotécnicas de seções geoelétricas obtidas em campo. Paralelamente são elaborados modelos geotécnicos de tipos de solos, nível freático e valores NSPT, de onde são extraídos perfis estratigráficos que, comparados com aqueles gerados a partir da geofísica, mostram como ambos podem se complementar na aquisição de dados geotécnicos. Como resultados, verificam-se que os solos classificados como saprólitos, encontrados na área de estudo, apresentam valores de resistividade elétrica entre 100 Ω.m e 1.000 Ω.m, os solos argilosos apresentam valores entre 100 Ω.m e 6.000 Ω.m, os solos siltosos apresentam valores entre 1.000 Ω.m e 30.000 Ω.m e os solos arenosos apresentam valores entre 10.000 Ω.m e 150.000 Ω.m. Em relação às características geotécnicas, observam-se que a camada impenetrável ao SPT se encontra, em média, abaixo dos 10 m de profundidade, com o lençol freático, em média, a 5 m de profundidade. / The city of Palmas, Tocantins, is one of numerous medium-sized cities that present a growth rate which is higher than the national average, simultaneously stimulating both economic development and urban problems due to the lack of planning. The development of geotechnical models can contribute to solving these problems. Databases of Standard Penetration Test (SPT) drilling offer valuable underground information and, when treated in a computational environment with the use of geo-statistical techniques and interpolation tools, allow the generation of bi- and tridimensional models that help local geotechnical understanding. However, the scarcity and difficult collection of data of this nature can limit their expansion over time. In this context, geophysical methods such as electro-resistivity can collaborate with the acquisition of information in a cheaper and faster way, acting in the orientation of direct investigations or even in the expansion of information already available through correlations between geo-electric properties and the types of soil present in the region. This paper identifies the main types of soil found in the city of Palmas, Tocantins, linking them to typical ranges of electrical resistivity from laboratory testing, allowing the geotechnical interpretation of geo-electric sections acquired in the field. Alongside this, geotechnical models of soil types, groundwater level and NSPT values are developed, from which stratigraphic profiles are extracted which, when compared with those generated from geophysics, show how both models can complement each other in the acquisition of geotechnical data. As results, it is verified that soils classified as saprolites, found in the study area, present values of electrical resistivity between 100 Ω.m and 1.000 Ω.m, clayey soils present values between 100 Ω.m and 6.000 Ω.m, silty soils have values between 1.000 Ω.m and 30.000 Ω.m and sandy soils show values between 10.000 Ω.m and 150.000 Ω.m. In relation to the geotechnical characteristics, it is observed that the refusal surface to the SPT is, on average, below 10 m depth, with the groundwater level, on average, 5 m deep.

A incrustação causada pelo coque é um sério problema na indústria do petróleo, principalmente, nos equipamentos que operam em altas temperaturas. Neste trabalho apresenta-se um estudo para demonstrar a possibilidade do emprego da incrustação do coque como um elemento transdutor para compor um sensor tipo resistivo, para fornecer um sinal elétrico representativo do crescimento e do envelhecimento local da própria incrustração. Para a demonstração, procederam-se duas etapas de experimentos com óleos pesados do petróleo e amostras de incrustação de coque originadas por esses óleos na indústria. Os experimentos mostraram bons resultados, mas também indicaram que o sinal combina a condutividade do óleo e o da incrustação. O coque produzido nos experimentos apresentou-se como grânulos soltos não aderentes e eletricamente desconectados entre si. Verificou-se que o sinal obtido durante o craqueamento térmico em regime de batelada apresenta três regiões distintas: no início o material reage com uma cinética de primeira ordem; na região intermediária, ocorre separação do fluído em duas fases líquidas e finalmente, na terceira região, ocorre a deposição do coque sólido, porém imerso em óleo com elevada resistência elétrica, fornecendo um sinal muito mais alto que o valor inicial apresentado pelo óleo. Entretanto, craqueamentos térmicos sucessivos sobre o leito de coque inicial mostrou progressivas reduções nos valores das leituras, indicando a tendência a ser adquirida com o envelhecimento do coque, de se agregar em uma grande estrutura carbonácea de baixa resistividade elétrica. Alternativamente, para confirmar, mediu-se a resistência elétrica em amostras de incrustação verdadeiras usando-se as mesmas condições empregadas nos óleos. Os resultados mostraram uma resistividade aproximadamente 50 vezes menor que a dos óleos. Ensaios de craqueamento sucessivos de óleos sobre estas incrustações mantêm praticamente constante a resistência elétrica obtida como leitura, confirmando que o aumento da condutividade se deve mais ao envelhecimento e cimentação dos grânulos de coque do que o crescimento da incrustação. Os ensaios também mostraram que uma vez que a incrustação adquire uma resistividade elétrica menor que a do óleo, o sinal torna-se mais representativo da incrustação. O sinal então, se associado a um método de ajuste adequado, fornece a velocidade de crescimento da camada incrustada que pode ser usada como parâmetro de controle ao processo industrial para minimizar o problema da incrustação pelo coque. / The coke fouling is a serious problem in the oil industry, mainly in equipment operating at high temperatures. This work presents a study to demonstrate the possibility of using the inlay of the coke as a transducer element to form a resistive sensor type, to provide an electrical signal representative of the growth and aging of the local self inlay. In order to demonstrate this, two categories of experiments have been carried out with two heavy oils fractions and two samples of real fouling coke incrustation originated by these oils in the industry. The experiments show good results, but also indicate that the signal combines both oil and incrustations conductivity. The coke produced during the experiment haad non-adherent loose granules that were electrically disconnected between them. It was verified that the signal obtained during the batch controlled thermal cracking shows three distinct regions: at first, the material reacts within a first-order kinetic rate; at the intermediate region, fluid separation happens in two liquid phases and, finally, at the third region, solid coke deposition occurs, though immersed in a high electric resistivity oil, providing a much higher signal than the initial value presented by the oil. However, sucessive thermal cracking on the initial bed of coke showed progressive reductions in the values of the readings, indicating the tendency to be acquired by the aging of coke, to aggregate in a large structure of carbonaceous material with low electrical resistivity. Alternatively, to confirm, was measured the electrical resistance in samples of real inlay using the same conditions employed in the oils. These have showed a resistivity approximately 50 times smaller than the one for the oils. Testing of sucessive oil cracking on these inlays remain practically constant the electric resistance obtained as reading, confirming that the increase in conductivity is due more to the aging and cementation of grains of coke than the growth of the inlay itself. The tests also showed that once the encrustation acquires a resistivity lower than of the oil, the signal becomes more meaningful and representative of the inlay. The signal, if is associated with an appropriate adjustment method, give the rate of growth of the embedded layer that can be used as a control parameter for the industrial process to minimize the problem of fouling by coke.