Modelagem Sísmica via métodos das diferenças finitas: caso da bacia do Amazonas

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados da modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações e múltiplas reflexões, tendo a Bacia do Amazonas como referência à modelagem. As condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas foram analisadas numericamente pelo método das diferenças finitas, visando melhor compreensão e controle da interpretação de dados sísmicos. A geologia da Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o Recente que atingem espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançam espessuras de centenas de metros e perfazem um volume total de aproximadamente 90000 Km³. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica o que impossibilita melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo destas soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foram usados um modelo (sintético) acústico de velocidades e um código computacional elaborado via método das diferenças finitas com aproximação de quarta ordem no espaço e no tempo da equação da onda. A aplicação dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas melhorou a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observada a influência significativa das reflexões múltiplas devido à camada de alta velocidade, isto provocou maior perda de energia e dificultou a interpretação dos alvos. Por esta razão recomenda-se a integração de dados de superfície com os de poço, com o objetivo de obter melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.

Degradação fotocatalítica de petróleo e seus derivados através da utilização de nanopartículas de dióxido de titânio puro e misturado com óxido de grafeno reduzido

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Tailored deposition of coloured coatings: on the widening of the available colour range

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Desenvolvimento de microcápsulas ativadas por radiação solar para aplicação em painéis cerâmicos exteriores

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Nanocomposites: the contribution of multiscale modelling to improve the dispersion levels

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos

Production and characterization of ZrCN-Ag coatings deposited by mganetron sputtering

Tese de Doutoramento (Programa doutoral em Engenharia de Materiais)

Zeolite-based nanomaterials for the control of opportunistic pathogenic microorganisms

Dissertação de mestrado em Applied Biochemistry (área de especialização em Biomedicine)

Antibacterial properties of multifunctional coatings Ag-ZrCN for biomedical devices: a novel approach

PhD in Sciences Specialty in Physics

Avaliação da estimativa de substituição de Fe por Al em hematitas de solos

Hematitas de nove solos e uma de itabirito foram tratadas com NaOH 5 mol L-1 e analisadas por difratometria de raios X (DRX), usando varredura escalonada (0,02°2θ/20 s). Determinaram-se o espaçamento d e as dimensões a0 e c0 da cela unitária. As amostras foram dissolvidas com ditionito-citrato-bicarbonato de sódio (DCB), para determinar os teores de Fe (Fe d) e Al (Al d). A substituição em Al foi estimada por DRX a partir de a0, usando-se regressões correntemente em uso, baseadas em hematitas sintetizadas a 25°C (Al25) e a 70°C (Al70). Ao parâmetro a0, variando de 0,50380 a 0,50200 nm, correspondeu uma amplitude de zero a 0,125 mol mol-1 Al d. Os valores estimados pela regressão entre a0 e Al d desviaram-se da regressão Al70 por -0,003 a +0,009 mol mol-1 Al, enquanto a regressão baseada em Al25 superestimou a substituição, em média, por 0,03 mol mol-1 Al. Os resultados indicaram que, para a estimativa da substituição de Fe por Al em hematitas de solos por DRX, a regressão estabelecida com hematitas sintetizadas a 70°C (Al mol mol-1 = 31,09 - 61,714a0) é a mais adequada.

Mineralogia de solos com excesso de sódio no estado do Ceará

Foram estudados dois perfis de solos com problemas de sodicidade (Planossolo Solódico e Solonetz-Solodizado), no estado do Ceará, com o objetivo de conhecer a mineralogia das frações areia, silte e argila e os processos de alterações que ocorrem nos respectivos minerais. A areia e o silte grosso foram avaliados por microscopia de polarização e contraste de fase, enquanto o silte fino e a argila foram analisados por difração de raios-X. Utilizou-se, ainda, a microscopia eletrônica de varredura para obtenção de informações complementares sobre as transformações mineralógicas ocorridas nos horizontes dos dois perfis. Verificou-se que o Planossolo Solódico apresenta na fração argila quantidades mais ou menos equivalentes de caulinita e montmorilonita no horizonte 2Btn, o mesmo acontecendo com as proporções de caulinita e vermiculita no horizonte A. Nas outras frações, foram encontrados teores variáveis de quartzo, plagioclásios, hornblenda e biotita. Por sua vez, o Solonetz-Solodizado mostrou uma fração argila essencialmente caulinítica ao longo de todo o perfil e com quantidades variáveis de quartzo, feldspato e biotita nas outras frações. Em ambos os perfis, o enriquecimento de argila no Bt resultou essencialmente das alterações "In situ" dos minerais primários intemperizáveis contidos na rocha subjacente. A hipótese de alternância de processos de oxi-redução nos horizontes A e, ou, E, em razão da baixa permeabilidade do horizonte 2Btn, provocando um processo de ferrólise naqueles horizontes, é também uma alternativa de gênese que não pode ser descartada para explicar o alto contraste textural desses solos. O intemperismo da albita e de outros plagioclásios ricos em sódio, o clima semi-árido, e a drenagem impedida são os fatores condicionantes dos percentuais elevados de sódio, observados nos dois pedons. Também nos dois solos, os teores destoantes de quartzo, a geomorfologia da região e a presença de uma linha de pedras separando os horizontes A ou A + E do 2Btn revelam duplicidade de materiais originários.

Micropedologia da alteração em perfis de solos com B textural na região de Lavras, Minas Gerais

Na região de Lavras (MG), foram selecionados perfis de solos com horizonte B textural para a avaliação micropedológica dos processos de alteração e investigação de características de evolução pedológica vinculadas ao material de origem. Os solos com horizonte B textural foram selecionados para tal estudo, dado seu grau de evolução que permite avaliar características herdadas da rocha original. Foram escolhidas classes de solos com B textural, desenvolvidos em relevo ondulado a forte ondulado, a partir de materiais geológicos litoquimicamente distintos: Perfil 1 - Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, originado por alteração de rochas do domínio geológico Granito de Itutinga; Perfil 2 - Argissolo Vermelho eutrófico, desenvolvido a partir de rochas do domínio geológico Diorito do Rosário; e Perfil 3 - Chernossolo Argilúvico férrico, desenvolvido a partir de rochas do domínio geológico Greenstone-belt de Lavras. Ao longo dos perfis de alteração selecionados, realizaram-se análises petrográficas dos fácies rocha fresca e rocha alterada, bem como análises micromorfológicas dos fácies alterito, de transição e sólum. Para avaliar os processos de alteração, observaram-se as reações de alteração e feições texturais, com auxílio da difração de raios-X com vistas em identificar a mineralogia da fração argila, numa discussão envolvendo material de origem versus processos de alteração pedogenética, possibilitando estabelecer a ordem de destruição dos minerais primários. A evolução dos processos de alteração ao longo dos perfis mostrou-se diretamente vinculada à textura, composição química e mineralógica dos materiais originais, refletindo-se nas características micromorfológicas e composição mineralógica dos horizontes que compõem cada perfil, especialmente o horizonte diagnóstico - B textural.

Magnetita e sua transformação para hematita em um solo derivado de esteatito

O presente trabalho objetivou caracterizar o mineral magnético e identificar suas rotas pedogenéticas de transformação em um solo formado sobre esteatito, de Minas Gerais, Brasil. O óxido de ferro isoestrutural ao espinélio foi identificado e caracterizado por análises químicas, difração de raios X, espectroscopia Mössbauer e medidas de magnetização de saturação. Na rocha fresca, foi encontrada magnetita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetro da rede cúbica, a o = 0.8407(5) nm. Nas frações areia e silte, foram detectadas magnetita parcialmente alterada e hematita estequiométrica e bem cristalizada, com parâmetros da rede hexagonal, a = 0.5036(3) nm e c = 1.375(4) nm. A ocorrência dessas hematitas deveu-se principalmente à oxidação do Fe2+ a Fe3+, no sítio octaédrico da magnetita, durante a pedogênese. Esse processo foi caracterizado pelo aparecimento de pequena quantidade de Fe3+ eletronicamente desacoplada, encontrada nas magnetitas parcialmente oxidadas, cujas fórmulas para as diferentes estequiometrias foram propostas. Verificou-se também pequena quantidade de ilmenita nas amostras de rocha e de solo.

Caracterização de concreções ferro-manganosas de solos de calcário no norte do estado de Minas Gerais

As concreções ferro-manganosas, variáveis quanto ao diâmetro e formato, são comuns em solos desenvolvidos de calcário no norte de Minas Gerais. Normalmente, tendem a aumentar de tamanho com a profundidade nos Cambissolos e Vertissolos e a permanecer pequenas nos Latossolos, onde são mais lisas (menos corroídas) e mais arredondadas (lembrando chumbinho de caça). Com o objetivo de estudá-las, foram coletadas concreções (C) nos horizontes B de Latossolos Vermelhos; B e BC de Cambissolo e C de Vertissolo, agrupadas de acordo com o diâmetro médio (C1-Φ = 0,18 cm; C2-Φ = 0,53 cm; C3-Φ = 0,90 cm; C4-Φ = 1,75 cm), sendo C1 as concreções dos Latossolos e C2, C3 e C4 separações das concreções do Cambissolo e do Vertissolo. Tais concreções, após trituradas, foram caracterizadas química (extração de Fe e Mn com oxalato e DCB; ataque sulfúrico e ataque triácido) e mineralogicamente (difração de raios-X). Também foram coletadas amostras indeformadas dos solos que apresentavam concreções, as quais foram impregnadas para análise micromorfológica. A caracterização química das concreções revelou o ferro, a sílica e o manganês como os principais constituintes. Houve correlação significativa e negativa entre o diâmetro das concreções e o teor de ferro (r = -0,88), o que concorda com a literatura, bem como maior acúmulo de ferro nas concreções de menor diâmetro. Também houve correlação positiva entre o diâmetro e o teor de sílica (r = 0,96), fato explicado pelos teores de sílica encontrados nos solos e horizontes onde as concreções ocorrem. Para o manganês nenhuma correlação foi observada, o que contradiz dados de literatura, que revelam normalmente aumento do teor de manganês com o diâmetro. Observou-se, ainda, nas concreções, alguns elementos traços (Ba, Co, Ni, Pb). A quantificação de elementos traços demonstrou elevadas concentrações de manganês, com valores médios 40 vezes maiores que os encontrados nos solos, valores elevados de bário (em média 20 vezes maiores que nos solos) e que tendem a acompanhar o manganês (r = 0,99), o que também foi verificado para o Co (r = 0,99), Ni (r = 0,94), Pb (r = 0,99). A difração de raios-X revelou a presença de goethita como único óxido de ferro presente. Também foi detectada a presença de quartzo, caulinita, lithiophorita e traços de minerais 2:1 (possivelmente interestratificados ilita/esmectita). A micromorfologia revelou a presença de concreções (com organização interna concêntrica) e de nódulos ferro-manganosos. Observando do centro para a periferia, as camadas concêntricas das concreções variaram do preto ao amarelo-avermelhado, evidenciando a contribuição do manganês e a possível transformação dos óxidos de ferro, talvez de hematita para goethita. Alguns fragmentos de concreções presentes nos solos encontravam-se recapeados por novos aportes de ferro, indicando que o processo de difusão e concentração do ferro continuava ativo.

Transformações mineralógicas ao longo de perfis de alteração pedogenética na região de Lavras (MG)

Na região de Lavras (MG), realizou-se a avaliação das transformações mineralógicas ao longo da alteração pedogenética em perfis de solos, discriminados pela composição geoquímica ácida, intermediária e básica do material de origem. Os solos com horizonte B textural foram selecionados para tal estudo, sendo escolhidas as seguintes classes destes solos: Perfil 1 - Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico (PVAd), originado por alteração de rochas do Domínio geológico Granito de Itutinga; Perfil 2 - Argissolo Vermelho eutrófico (PVe), desenvolvido a partir de rochas do Domínio geológico Diorito do Rosário, e Perfil 3 - Chernossolo Argilúvico férrico (MTf), evoluído a partir de rochas do Domínio geológico Greenstone-belt de Lavras. Ao longo de cada perfil, desde a rocha fresca até o sólum, realizaram-se análises microscópicas para avaliar os processos de alteração, mediante evolução das reações de transformação mineralógica, com auxílio da difração de raios-X na identificação da mineralogia da fração argila. O estudo permitiu elaborar a ordem de destruição intempérica dos minerais primários e conseqüente formação da mineralogia do solo, estabelecendo-se reações de transformações mineralógicas e caracterização dos processos atuantes ao longo da evolução da alteração pedogenética, assim como suas relações com o material de origem. As reações de transformação mineralógica esquematizadas indicam que, nos Argissolos estudados, os minerais primários foram alterados para caulinita, gibbsita e sesquióxidos de ferro, acrescentando-se sesquióxidos de titânio e vermiculita com hidróxi entre camadas no caso do PVe. Persistiram como resíduos o quartzo e o feldspato potássico, este último apenas no PVAd. Já no Chernossolo avaliado, as alterações originaram talco, esmectita, caulinita e sesquióxidos de ferro e titânio, não havendo minerais primários residuais.

Mineralogia das frações areia, silte e argila de sedimentos do grupo barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo

Dada a extensa área ocupada pelos sedimentos do Grupo Barreiras, é importante conhecer detalhadamente a mineralogia de suas frações. Com este propósito, coletaram-se 11amostras, até 14m de profundidade, em um pacote de sedimentos do Grupo Barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo, exposto pela construção de um canal adutor de água. As frações areia, silte e argila foram estudadas por difração de raios-X, análise termodiferencial, análise termogravimétrica diferencial e microscopia eletrônica. Os teores totais de Fe das frações argila e silte e Ti e Zr da fração silte foram determinados por espectrometria por emissão por plasma, após digestão da amostra com ácido fluorídrico concentrado. Para caracterizar e quantificar os minerais, amostras das frações argila e silte foram submetidas a extrações seqüenciais e seletivas dos minerais. A fração areia apresentou mineralogia uniforme, composta quase que exclusivamente por quartzo, com pequena presença de mica, anatásio e agregados de caulinita e ferro. Nas profundidades de 2,1; 4,2 e 7,7m, verificou-se a ocorrência de concreções ferruginosas de coloração vermelho-escura. Na fração silte, também com predomínio de quartzo, verificou-se a presença de caulinita, na forma de agregados estáveis e hematita. A caulinita é o principal mineral da fração argila, atingindo 953gkg-1 a 14m de profundidade. Os baixos teores de Fe dos sedimentos e as condições úmidas dos Tabuleiros Costeiros favoreceram a concentração de caulinita e a remoção de minerais, principalmente óxidos de Fe. Os teores de goethita, principal óxido de ferro dos sedimentos, diminuíram consistentemente em profundidade. Em decorrência do elevado grau de alteração dos sedimentos, a quantidade de material de baixa cristalinidade na fração argila foi pequena, variando de 3,2 a 24,0gkg-1, para extração com oxalato de amônio, e de 0,6 a 3,5gkg-1, para extração com NaOH 0,5molL-1 fervente. Pelo mesmo motivo, os teores de mica nas frações argila e silte foram inferiores a 5,0gkg-1. Como observado para a caulinita, os teores de mica na fração argila aumentaram em profundidade.