Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2022 |
| Autor(a) principal: |
Tech, Lohane
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| Orientador(a): |
Pires, Luiz Fernando
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| Banca de defesa: |
Cássaro, Fábio Augusto Meira
,
Meneguzzo, Isonel Sandino,
Melquiades, Fábio Luiz,
Freitas, Valdirlei Fernandes |
| Tipo de documento: |
Tese
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Estadual de Ponta Grossa
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Ciências
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| Departamento: |
Departamento de Física
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3773
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Resumo: |
Devido ao crescimento populacional mundial acelerado tem se tornado comum o aumento da pressão sob áreas de preservação ambiental visando atividades como a mineração e a exploração agropecuária. Isto tem causado mudanças drásticas nas paisagens com consequências que tem afetado negativamente o clima do planeta. Geralmente, na área de Física Aplicada a Solos, são utilizadas técnicas convencionais para a caracterização no solo. No entanto, existem outras técnicas não convencionais que podem ser empregadas baseadas na interação de raios X e gama com a matéria. Técnicas como a atenuação de raios gama têm sido usada com sucesso há muitas décadas no estudo de propriedades como, por exemplo, a densidade e umidade do solo com base em parâmetros como o coeficiente de atenuação. Porém, existem ainda outros parâmetros de interação da radiação com a matéria interessantes que podem ser explorados visando a caracterização do solo. O Brasil possui uma vasta área sendo utilizada na agricultura e também áreas pertencentes a reservas florestais, cujo objetivo é proteger os biomas naturais. Muitas das últimas áreas localizam-se em solos pouco desenvolvidos (pouco intemperizados), como Cambissolos e Neossolos. Desta forma, caracterizar esses solos se torna vital tendo em vista a sua importância do ponto de vista ambiental. Na literatura científica, não existem relatos de estudos que abordem as propriedades de atenuação da radiação em solos de unidade de conservação (teoricamente protegidos de ações antrópicas) com pouca intemperização. Além disto, praticamente não existem estudos dos parâmetros de interação da radiação em solos mais jovens como os Neossolos, que estão em fase de formação, conhecidos pela textura mais arenosa, ausência de horizonte diagnóstico e presença de material da rocha de origem e de minerais de difícil intemperização. Este trabalho de tese está fundamentado nas seguintes hipóteses: 1) parâmetros de interação da radiação com a matéria apresentam variações mesmo quando a composição química do solo não possui diferenças significativas; 2) diferentes usos do solo alteram a sua composição química de modo a afetar os parâmetros de interação da radiação, de maneira que estes não possam ser considerados estáticos mesmo para um mesmo tipo de solo; 3) solos jovens pouco desenvolvidos (ausência de horizontes bem definidos) apresentam diferenças na composição química do solo e nos parâmetros de interação da radiação ao longo do perfil; 4) os parâmetros de interação da radiação podem ser utilizados na caracterização do solo, principalmente naqueles não submetidos à intervenção humana; e 5) mudanças no método de análise química do solo afetam as medidas dos parâmetros de interação da radiação. Este trabalho de tese está baseado em dois estudos. O objetivo do primeiro foi analisar os parâmetros de interação da radiação de diferentes horizontes (A: 0-13; AB: 13-30; Bi: 30-80; C: 80-127 cm) de um Cambissolo, localizado na unidade de conservação do Parque Estadual da Serra Dourada (PESD). Para a condução desse estudo foram obtidos dados da composição de óxidos dos horizontes por meio de dois métodos (fluorescência de raios X por dispersão de energia – EDXRF e por comprimento de onda – WDXRF), a fim de comparar os resultados obtidos entre eles. O coeficiente de atenuação de massa (µ/ρ) foi obtido por meio de simulação computacional utilizando os programas XCOM, GEANT4 e Fluka. Com base nos dados de µ/ρ foram calculados os demais parâmetros: seções de choque molecular (σM), atômica (σA), eletrônica (σE), número atômico efetivo (Zeff) e densidade eletrônica (Nel). Os resultados indicam que ambas as técnicas de análise elementar se mostraram eficazes na detecção dos teores dos óxidos, entretanto a WDXRF apresentou maior sensibilidade. No segundo estudo, o método da WDXRF foi aplicado na caracterização de um Neossolo Quartzarênico de um assentamento de agricultura familiar localizado na região da Amazônia Oriental. O solo foi submetido a dois sistemas de uso (Pasto e Roça de Toco), sendo uma área de mata utilizada como referência. O estudo foi conduzido ao longo de um perfil do solo nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm. Os resultados obtidos em ambos os solos (Cambissolo e Neossolo) possibilitaram novos insights acerca de como os conteúdos de óxidos afetam os parâmetros de interação da radiação, dado que esses parâmetros foram sensíveis às mudanças na composição química do solo. Ainda, foi possível uma análise de como os valores do coeficiente de atenuação são influenciados pelos métodos de simulação computacional como os baseados em Monte Carlo (GEANT4 e Fluka) e regra da mistura (XCOM). Os resultados do Cambissolo servirão de referência para estudos posteriores, em solos de mesma classificação oriundos de regiões localizadas próximas ao PESD, de modo a verificar como ações antrópicas podem vir a afetar esse tipo de solo. Os resultados obtidos para o Neossolo evidenciam que os usos afetaram a composição de óxidos, principalmente com relação aos óxidos relacionados aos minerais secundários (Al2O3, Fe2O3 e TiO2). Tal fato evidencia como a ação antrópica pode afetar propriedades do solo que refletem em seus parâmetros de interação da radiação com a matéria. Por fim, os resultados obtidos para ambos os solos mostram que os parâmetros de interação, em combinação com os dados de análise elementar, podem servir de base para uma caracterização do solo. Geralmente, tais medidas são feitas com base em propriedades relacionadas a estrutura do solo, e nesse estudo foi proposto o uso de técnicas que utilizam amostras deformadas, ou seja, obtidas após a quebra de suas estruturas. |
