@MASTERSTHESIS{ 2014:243465109, title = {An?lise do desempenho da ultrassonografia no imageamento n?o invasivo de dep?sitos sedimentares simulados em laborat?rio}, year = {2014}, url = "http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/3252", abstract = "Neste trabalho a aplica??o de ondas ac?sticas para o imageamento de dep?sitos sedimentares produzidos em laborat?rio, com diferentes tipos de sedimentos, foi investigada sistematicamente. Para tanto, usou-se dois equipamentos de imageamento por ultrassom, um m?dico e um industrial, obtendo-se dois grupos de imagens. O equipamento m?dico (1,0<�� < 10 MHz) foi empregado para otimizar detalhes e o equipamento industrial (0,1 <�� < 1,0 MHz) favorece a penetra??o em camadas mais espessas. Foi avaliado o comportamento ac?stico (profundidade m?xima do sinal, velocidade de propaga??o do som e contraste) de materiais tradicionais usados em simula??es experimentais (carv?o, areia e balotine) e de novos sedimentos artificiais, utilizando comp?sitos de base polim?rica. Para an?lise dos materiais mencionados foram criados diferentes arranjos, onde se modificou a topografia, espessura das camadas e granulometria dos sedimentos. A frequ?ncia do transdutor e o tempo de sedimenta??o tamb?m foram controlados nos ensaios. Os resultados obtidos mostraram que a profundidade m?xima de visualiza??o em 5 MHz n?o foi superior a 2cm para todos os materiais utilizados. Para uma frequ?ncia de 250 kHz a zona de visualiza??o aumenta substancialmente para mais de 6 cm. Apesar da resolu??o espacial decrescer com a diminui??o da frequ?ncia, devido ao aspecto pontilhado (speckle) das imagens ultrassonogr?ficas dos dep?sitos, n?o se observa uma perda de detalhe significativa com o uso de frequ?ncias na faixa do kHz. A profundidade de visualiza??o variou em fun??o da granulometria do material sedimentado, sendo levemente maior em materiais com gr?os maiores. Para granulometrias maiores que 180 μm, se obteve uma profundidade m?xima de visualiza??o da ordem de 1,27 cm para o carv?o 210 e 1,10 cm para a areia. Enquanto que para os comp?sitos de base polim?ricas da mesma faixa granulom?trica se obteve valores em torno de 0,7 cm. Os materiais com faixas menores que 180 μm ofereceram maior dificuldade ? propaga??o do sinal do feixe, j? que o feixe ? refletido com grande efici?ncia. Os c?lculos de velocidade de propaga??o da onda ultrass?nica nos materiais revelaram que ao se diminuir a granulometria a velocidade de propaga??o no sedimento aumenta levemente. O valor de velocidade de propaga??o do som estimado para o carv?o 205 foi de 1989?74 m/s, enquanto para o carv?o 210 foi de 1705?45 m/s. No calc?rio, areia, balotine, RP, RPNF, GPMMA e PMMA com granulometria menor que 180 μm a Vp foi da ordem de 1650 m/s. N?o houve mudan?as desses valores para as frequ?ncias utilizadas, como esperado, com exce??o para a areia fina que em 250 kHz apresentou uma redu??o de ~ 20%. N?o foram observadas diferen?as muito significativas na intensidade do sinal sonoro entre os diversos materiais. Contudo, as morfologias esf?ricas do balotine ou arredondadas da areia proporcionaram sinais mais intensos e favorecem o contraste entre camadas quando materiais distintos, como o carv?o ou os comp?sitos polim?ricos s?o usados em camadas vizinhas. A granulometria tamb?m influencia no contraste, j? que gr?os maiores favorecem a reflex?o difusa, enquanto a maior compacta??o de sedimentos de gr?os menores cria condi??es mais favor?veis a reflex?o quase especular de maior intensidade. Os materiais convencionais empregados para o imageamento revelaram-se bons para o contraste como ? o caso do balotine e da areia, mas o carv?o e o calc?rio apresentaram-se muito reflexivos, al?m disso, outro ponto negativo ? o tempo de sedimenta??o elevado ficando muito tempo em suspens?o, o que impossibilita/prejudica seu emprego em testes visuais ou imageamento ultrass?nico. Os materiais artificiais apresentaram pouca diferen?a de comportamento nos testes de imagem ac?stico, mas podem ser pigmentados para testes visuais em correntes de densidade e apresentam grandes varia??es de comportamento em imagens de raios x devido a mudan?as nas concentra??es de cargas adicionadas no momento da s?ntese. No imageamento por ondas ac?sticas deve-se, contudo, levar em conta problemas como a reduzida profundidade de visualiza??o para ec?grafos cl?nicos e a pequena ?rea visual do transdutor, pois as imagens podem n?o servir para an?lise. Uma possibilidade para a aplica??o dessa t?cnica ? fazer imagens sucessivas do dep?sitos com incrementos de espessura baixos (da ordem de cm), com os mesmos par?metros de aquisi??o. Assim cada camada de material pode ser imageada independentemente e depois agrupada com base em pontos de referencias pr?-estabelecidos. Ent?o atrav?s do imageamento sequencial a reconstruir da arquitetura global do sedimento pode ser estudada.", publisher = {Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul}, scholl = {Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de Materiais}, note = {Faculdade de Engenharia} }