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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.18.1997.tde-19072024-095552
Document
Auteur
Nom complet
Alvaro Macedo da Silva
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 1997
Directeur
Jury
Crestana, Silvio (Président)
Cruvinel, Paulo Estevão
Laurindo, João Borges
Lopes, Ricardo Tadeu
Reichardt, Klaus
Titre en portugais
Construção e uso de um tomógrafo com resolução micrométrica para aplicações em ciências do solo e do ambiente
Mots-clés en portugais
agricultura
meio-ambiente
meios-porosos
microtomografia
raio X
solo
tomografia
Resumé en portugais
A ciência do Ambiente e a Ciência da Solo, há décadas, procuram compreender e modelar os fenômenos que ocorrem no solo, principalmente na zona não saturada. Como o entendimento de muitos desses fenômenos depende de uma investigação em nível de poros e agregados, desenvolveu-se, aqui, um tomógrafo de raios X, de resolução micrométrica, com o objetivo de se obterem imagens, de forma não destrutiva, do interior de amostras de solo, com resolução espacial de pelo menos 100 µm. Foi possível projetar e construir um equipamento de baixo custo, comparativamente aos equipamentos comerciais disponíveis, de alta resolução, para uso, principalmente, na área médica e na indústria, com preços proibitivos para aplicações em solo e ambiente. Inicialmente, obtiveram-se imagens de phantoms de acrílico com orifícios de 500 µm, phantoms de resina epoxy e PbO2, com orifícios de 100 µm, 200 µm e 300 µm, amostras de solos peneirados com agregados de 212 µm a 250µm e de microesferas de vidro com diâmetros de 212 µm a 500 µm. Foram identificados poros medindo 100 µm ou menos. Poros dessa dimensão foram visualizados, também, em tomografias de amostras de grãos de areia de 1mm e raízes. Como um exemplo do potencial do método e do equipamento, foi possível detectar os fenômenos do selamento superficial em amostras não deformadas de solo, onde nota-se a presença de três camadas bem distintas, com diferentes densidades e composições textuais, nas dimensões de 1000 µm, 500 µm e 1700 µm. Os colimadores, aqui construídos, possibilitaram operar com energias de 60 keV, viabilizando o trabalho com amostras de cerca de 10mm
Titre en anglais
Construction and use of a microscale tomograph dedicated to environmental science and soil science applications
Mots-clés en anglais
agriculture
environment
microtomography
porous media
soil
tomography
X-ray
Resumé en anglais
During the last decades Environmental Sciences and Soil Sciences are dealing with the understanding and modelling of the phenomena occurring in soils, mainly those related to the non-saturated zone. As the comprehension of most of those phenomena depend on the investigation at the pore and aggregate leveis, a home made microscopic scale X-ray tomograph was built to get non-destructive images of soil samples, within a 100 µm spatial resolution. It was possible to design and construct a low cost equipment as compared to commercially available tomographs designed principally for medical and industrial purposes, wich are very expensive and consequently of restricted using in soil and environmental studies. Tomographies of acrilic pbantoms with internal 500 µm boles and tomographies of epoxy Pb02 composite, with 100 µm, 200 µm and 300 µm boles were obtained. Also images of sieved soils showing 212 µm to 250 µm aggregates and 212 µm to 500µm glass beads were obtained. Pores with 100 µm size or less can be observed. Pores with the same size can be detected in lmm size sand grains and roots tomographies. Soil crusting and sealing were also observed in natural samples as an example of the potential of the method and equipment for soil investigations. The image shows three layers of different densities and soil textures with 1000 µm, 500 µm and 1700 µm thick. It was possible to make tomograpbies of 10 mm size samples. The colimators built here made it possible to operate with 60 keV energies.
 
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Silva_Alvaro_DO.pdf (7.81 Mbytes)
Date de Publication
2024-07-19
 
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