tomografia computadorizada de raio-x em...

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO – UFRPE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO – PGS

DISCIPLINA: SEMINÁRIO II

PROFESSOR: Mário de Andrade Lira Jr.

Doutorando: Rômulo Vinícius C. C. de Souza

Orientador: PhD. Mateus Rosas Ribeiro

Recife – PE

Setembro/2009

TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE RAIO-X

EM SOLOS

INTRODUÇÃO

• O solo e sua organização hierárquica complexa;

• A dificuldade no estudo de amostras indeformadas;

• A micromorfologia como uma ferramenta nesse

sentido;

Seminários em Ciência do Solo - II

INTRODUÇÃO

Figura 1 - Amostras indeformadas de solo impregnadas

com resina e início da preparação de lâminas delgadas.

Figura 2 – Corte, polimento manual e lâminas

prontas para a observação em microscópio óptico.


INTRODUÇÃO

• Algumas limitações da micromorfologia...;

• Por que não se tentar inferências em 3D?;

• Tomografia Computadorizada de Raio-X como umaótima ferramenta neste sentido.


CONCEITOS

• A Tomografia Computadorizada de Raio-X é uma

técnica não-destrutiva para visualizações diversas

no interior de objetos sólidos opacos e obtenção de

informações digitais de suas propriedades em

geometria 3D;

• Consiste na determinação da distribuição espacialde um material, pela integração de algumas

propriedades ao longo de linhas de projeção

através de um objeto;


HISTÓRICO

• A radiação de raios-X (W. C. Roentgen 1895),

intermediária entre a radiação gama e a radiação

ultra-violeta dentro de um espectro

eletromagnético;

• A fundamentação matemática da TC Raio-X foi

feita por J. H. Radon em 1917;

• Somente em 1972, G. N. Hounsefield criou o

primeiro tomógrafo clínico; passando a ser usado

comercialmente em 1975.


HISTÓRICO

• Evolução da técnica e utilização nas mais diversasáreas do conhecimento;

• Tomógrafos Computadorizados “pré-clinícos” ou

µCT (microCT) - amostras “in vivo” e “in vitro”;

• Amostras (rochas, metais, tecidos moles... mesmocom densidades elevadas) com tamanho reduzido e

maior resolução de imagem;


HISTÓRICO


Figura 3 - µCT EVS MS-8 (GE). A amostra é rotacionada à frente

do tubo de raio-X e logo posteriormente apresenta-se o detector.

TC Scanners x Aparelhos de Raios - X

• Na radiografia convencional ou simples, o feixe deraio-x é piramidal e a imagem obtida é umaprojeção;

• Na TC, o feixe é emitido por uma pequena fenda etem a forma de leque, o tubo de raio-x ou aamostra giram 360° e a imagem obtida étomográfica ou seja em fatias;

• Em oposição ao feixe de raios-x emitidos temos umdetector de fótons que pode girarconcomitantemente ao feixe de raios-x;




Figura 4 – Esquema de TC (Philips) utilizado pela EMBRAPA

Experimentação Agropecuária.



Figura 5 – A evolução da

TC, desde a primeira

geração (A) até a geração

atual (D).

Figura 6 – Princípio de

funcionamento de um raio-

x simples.



Figura 7 – Típica imagem de TC-Raio-X do centro de uma

amostra de solo, ilustrando seções ortogonais aleatórias. Na

imagem, as regiões mais escuras correspondem aos poros e

mais claras a nódulos de óxido de ferro.

APLICAÇÕES NA CIÊNCIA DO SOLO

• Na Física do Solo: visualizar e dimensionar a redede poros (diâmetro, tortuosidade...), estudar

agregados de solo, estrutura,...;

• Nos estudos físicos da água no solo: visualizar ofluxo e suas taxas, modelos de transferência entre

poros,...;

• Na Biologia do solo: morfologia de raízes,

(crescimento, absorção de água), vermes de solo,

artrópodes de solo;


APLICAÇÕES NA CIÊNCIA DO SOLO

• Na Microbiologia: estudos de fungos parasíticos,

intemperismo bioquímico de Acidobacillus sp.;

• Nos constituintes do solo: estudo da fração mineral(composição, mapeamento) e da fração orgânica

(composição);


CONCLUSÕES

• A TC Raio-X é uma ferramenta a mais nosdiversos estudos de solos;

• O uso da TC Raio-X em complemento comoutras técnicas têm revelado resultadosinteressantes;

• É uma técnica relativamente recente queainda carece de adaptações, mas se mostrabastante promissora.


GRATO PELA ATENÇÃO!!!

Rômulo Vinícius C. C. de Souza

[email protected]


mailto:[email protected]

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