Escoamento de água subterrânea em meios porosos fraturados é um problema de grande importância, principalmente nos contextos de petróleo, energia geotérmica e repositórios geológicos. Com o aquecimento da Terra, a geração de energia com baixa emissão de gases estufa torna-se imperativa, considerando o crescimento de uso de energia e o impacto do aquecimento global. Dentre as opções disponíveis para geração de energia, a energia nuclear apresenta-se como candidata. Entretanto, dentre os riscos do uso de energia nuclear, o destino do combustível usado e de materiais provenientes de descomissionamento é um problema em aberto. Repositórios geológicos surgem como uma alternativa para a estocagem de médio e longo prazo, por serem capazes de proporcionar isolamento em escalas geológicas de tempo. O principal vetor de propagação do material radioativo estocados em repositórios é a água subterrânea, e meios fraturados estão presentes na maioria dos domínios. Fraturas podem propagar a água subterrânea e, portanto, solutos com velocidades muito maiores que as do meio poroso. Além disso, fraturas são, geralmente, sistemas multiescala, em que diferentes escalas-de centímetros a kilômetros-podem ter um papel significativo. Métodos como elementos finitos, apesar de representarem certos comportamentos do escoamento em fraturas, têm dificuldade em simular sistemas com grandes diferenças de escala, já que necessitam de discretização do domínio. O Método de Elementos Analíticos (MEA) surge como uma alternativa a esse problema, pois não necessita de discretização de domínio, podendo simular características hidrogeológicas em diferentes escalas. Este trabalho tem como proposta aperfeiçoar o MEA, desenvolvendo um elemento analítico para fraturas que interagem com o meio poroso, aplicando os desenvolvimentos recentes na teoria do Método. Baseado na Integral de Cauchy e em transformações de coordenadas, o novo formalismo de solução no plano χ permite maior precisão na imposição das condições de contorno, sendo aplicado para inomogeneidades circulares, inomogeneidades poligonais formadas por line doublets e para o elemento de fratura. Dificuldades numéricas na simulação para fraturas levaram ao desenvolvimento de um método matricial de solução, aplicado com sucesso para todos os elementos apresentados neste trabalho. Soluções exatas para a inomogeneidade circular e para uma fratura foram comparadas com inomogeneidades poligonais equivalentes, com sucesso. O método matricial permitiu também um estudo da convergência do método iterativo e possibilita a melhoria do Método de Elementos Analíticos em geral.

The authors suggest geometrical arrangements in (Zn,Co)O multilayered structures which maximize the spin polarization densities. The theoretical argument is supported by electronic structure calculations based on a two-band effective mass model adapted to describe these systems and solved self-consistently with the aid of Poisson’s equation. The exchange correlation, the strain terms, and the magnetic interactions are all included in the Hamiltonian. From their results a set of parameters can be determined to maximize the presence of spin-polarized charge distributions inside or outside the nonmagnetic layers, which enhances the transition temperature to ferromagnetism or the carrier mobility in the system.

Abstract. Groundwater is an important part of the hydrological cycle, accounting for more than 25% of human needs on the global scale. As a result of aquifer overexploitation associated with climate change, even in the most conservative future climate scenarios, mean water-table levels can experience drastic drops. Although there are efforts to include groundwater dynamics in global climate models (GCMs), its influence is still not taken into full account in GCM water budgets, although it is as important as the other water sources considered. To assess the role of percolation in the water balance, we compared the water budget from climate forcing scenarios using 10 GCMs with the water budget from experimental data of a basin in São Paulo state, Brazil. We used the delta factor approach to correct the bias of the model's temperature and precipitation for a control period from 1970 to 1999, and calculated evapotranspiration using the Thornthwaite method. Experimental data for runoff and interception were derived for the basin’s representative crops (sugar cane and pasture) for both water budgets. As the GCMs ignore subsurface flow and the only input considered is precipitation and snow melt, the excess surface water is assumed to be redistributed among the other water budget components. The experimental data shows that there is enough available water for infiltration, indicating that recharge cannot be ignored in the water balance. This leads to the possibility of the models’ overestimating the other components to compensate for the ignored recharge.

O Universo nãoé apenas mais estranho do que imaginamos,é mais estranho do que podemos imaginar. Sir Arthur EddingtonSe um homem começar com certezas, ele terminará em dúvidas; mas, se ele se contentar em começar com dúvidas, ele talvez terminará com certezas. Sir Francis Bacon DON'T PANIC!The Hichthiker's Guide to the Galaxy Agradecimentos Agradeço a todos que, de uma forma ou de outra, me ajudaram a chegar até aqui:Ao ao meu orientador, Prof. Guilherme Sipahi, pela orientação, ajuda e amizade, dentro e fora do laboratório, em todos estes anos.A Prof. Sara Rodrigues, pelo apoio nos momentos de aperto e pela grande amizade.Ao Prof. Ivan da Cunha Lima, pelas discussões, pela ajuda e pela amizade, eà Derange, pela hospitalidade.Ao Prof. Gonzalo Travieso, pelas ajudas nas horas mais improváveis e pelos ensinamentos sempreúteis.Aos moradores de Asgard, passados e presentes (Hugo, Rodrigo, Léo, Dênis, Alexandre, Tiago, Magnus e Dorinha).Aos amigos da Física, alunos e funcionários e professores, que são tantos que não dá para agradecer a todos aqui.Aos amigos da turma, mesmo aqueles que não estão mais por perto.Aos amigos do Laboratório de Física Computacional (Weslley!, Keila, Aílton, Rodrigo, Luis, Suelene, Luciano, e claro, grande Marcel) pela ajuda em qualquer hora e pela paciência com os meus resmungos.Ao Gerson, Lucas, Matheus e Rafael Spa, pelas discussões intermináveis, argumentos implausíveis e amizade incondicional.A minha Bellinha, pela força, pela paciência (quase infinita) e pelo carinho (esse sim infinito).Aos meus pais, Gil e Léa, eà minha irmã, Marcela, que acreditaram em mim. Sem a ajuda de vocês não teria chegado onde estou. Soluções autoconsistentes da equação de massa efetiva são encontradas para oóxido semicondutor (Zn,Co)O. Será mostrada a separação de portadores por spin em função dos parâmetros variados, simulando diversas concentrações possíveis, utilizadas em sistemas descritos na literatura, e será analisado o comportamento dos perfis de potencial. Usando os dados obtidos, um diagrama de fases será traçado com base na polarização total ou parcial dos portadores, e o seu comportamento será discutido. Também serão mostradas as estruturas de bandas, os perfis de potencial e as distribuiçõe de carga do semicondutor (GaMn)As, variando as densidades de portadores e a direção do campo magnético intrínseco, gerado pela dopagem comíons magnéticos. SumárioOs resultados obtidos neste trabalho podem servir de guia para futuras experiências e para o desenvolvimento de dispositivos com semicondutores magnéticos diluídos baseados em (Zn,Co)O e (Ga,Mn)As. Os métodos aqui descritos são gerais e podem ser utilizados para outros materiais. 11 AbstractThis work presents a self-consistent multiband effective mass theory applied to diluted