Estudo da perícia em petrografia sedimentar e sua importância para a engenharia de conhecimento

Perícia é a capacidade de aplicar habilidades intelectuais para resolver problemas em domínios estratégicos, com um desempenho e qualidade de solução superior à média dos profissionais da área. Ampliar a compreensão do que é a perícia fornece suporte e justificativas para a proposição de novos recursos para aquisição e modelagem de conhecimento na área da Engenharia de Conhecimento. Esta tese apresenta os resultados de um estudo sobre a perícia em Geologia, em especial numa aplicação em Petrografia Sedimentar. A tarefa em questão é especialmente significativa porque, ao contrário das tarefas típicas, cujo estudo tem levado ao desenvolvimento de diversas metodologias de aquisição de conhecimento, essa tarefa aplica primariamente raciocínio baseado na análise de imagens e, secundariamente, busca e métodos analíticos para interpretar os objetos da perícia (no caso, rochas-reservatório de petróleo). O objetivo deste projeto de tese é a identificação dos recursos cognitivos aplicados por especialistas na solução de problemas, que são essencialmente de reconhecimento visual e a representação do que é reconhecido. A interpretação dessas habilidades fornece fundamentos para a proposta de novos recursos para aquisição e modelagem, e posterior desenvolvimento de sistemas especialistas para interpretação de rochas. Também contribuem para o tratamento da perícia em outros campos que possuam o mesmo caráter de reconhecimento visual tal como a interpretação de rochas. O estudo foi desenvolvido em duas fases. Na primeira, o conhecimento foi eliciado de um especialista em Petrografia Sedimentar e estruturado, utilizando técnicas tradicionais de aquisição de conhecimento. A segunda fase envolveu o desenvolvimento de um experimento com dezenove geólogos com diferentes níveis de perícia, para identificar os tipos de conhecimentos que suportam a perícia e quais os métodos de solução que são aplicados nos altos níveis da perícia. O estudo das habilidades cognitivas demonstrou que especialistas em Petrografia sedimentar desenvolvem uma grande variedade de formas mentais e hierarquias que diferem daquelas normalmente descritas na literatura da área. Especialistas retém ainda um grande conjunto de abstrações simbólicas de imagens, denominados aqui de pacotes visuais. Os pacotes visuais possuem importante papel na indexação das estruturas mentais e na condução do processo de inferência. As representações são tipicamente associadas com seus próprios métodos de solução de problemas adequados à complexidade da tarefa de caracterização de reservatórios. A aplicação desses recursos faz parte do conjunto de conhecimentos tácitos dos especialistas. A associação de grafos de conhecimento e a análise de casos mostrou-se, neste trabalho, um método adequado para a externalizar e adquirir o conhecimento declarativo e as relações causais, as quais não são evidenciadas com as técnicas de aquisição de conhecimento tradicionais. Métodos de solução de problemas, por sua vez, foram eliciados com o auxílio das bibliotecas de solução de problemas disponíveis na literatura e grafos de conhecimento. O modelo de representação, aqui proposto, expressa o conhecimento em dois níveis: o nível da externalização, compatível com o conhecimento de um intermediário em Petrografia Sedimentar, e o nível da inferência, que modela o conhecimento tácito do especialista. Esta tese apresenta de forma inédita o conceito de pacote visual como uma primitiva de representação e um conjunto de métodos de solução de problemas adequados à interpretação de rochas.

Fatores geológicos no planejamento de lavra de rochas ornamentais

O setor da extração de rochas ornamentais alimenta um mercado que no Brasil movimenta US$ 2,1 bilhões por ano (Villaschi, 2000). Infelizmente, a maioria das empresas brasileiras que atuam nessa área investe poucos recursos em pesquisas para o planejamento de lavra. Deste modo, são sobretudo as instituições de pesquisa que se encarregam da tarefa de efetuar os estudos necessários para um melhor aproveitamento dos materiais ornamentais extraíveis no País. Esse trabalho, em particular, abordou dois problemas específicos (i) o estudo da variação de cor dos sienitos ornamentais lavrados no Complexo Alcalino de Tunas e (ii) a influência das estruturas na lavra do Sienito Piquiri. Os sienitos extraídos em Tunas (PR) são caracterizados por mostrarem uma variabilidade na coloração. A variedade verde é a mais interessante pela sua raridade como produto natural. Para entender quais são as causas desta variabilidade cromática foram efetuadas observações petrográficas, análises litogeoquímicas e ao microscópio eletrônico de varredura. Mediante as análises foi possível determinar que o conteúdo em ferro pode ser um dos fatores que proporcionam a característica coloração verde nos sienitos de Tunas. Processos de alteração deutérico-hidrotermal são outras possíveis causas que participaram na referida coloração. Os resultados obtidos podem ser utilizados como base para poder hipotizar a localização de novas frentes de lavra de rocha ornamental no CAT ou em maciços geologicamente semelhantes Na lavra do Sienito Piquiri (RS) o controle estrutural do maciço influi decisivamente na recuperação da lavra. O levantamento estrutural convencional aliado ao levantamento de fraturas horizontais por meio de georradar pode auxiliar no processo de blocometria, isto é na determinação de blocos comerciais extraíveis dos maciços rochosos e determinar zonas menos afetadas pelos processos de ruptura. A metodologia adotada revelou-se eficiente para poder aumentar a recuperação e auxiliar no planejamento da lavra.

Análise estratigráfica da seção rift da Bacia de Camamu-Almada, Bahia

A seção rift das bacias brasileiras representa o registro associado à quebra do Gondwana e conseqüente separação entre o Brasil e a África, gerando os mais importantes sistemas petrolíferos do país. Porém, a seção rift nas bacias marginais brasileiras não é adequadamente conhecida em termos estratigráficos, e isto se deve claramente a carência de modelos conceituais cientificamente estabilizados acerca da evolução estratigráfica de bacias rift. A maioria dos estudos estratigráficos ainda aborda as seções rift sob o enfoque puramente litoestratigráfico, raros trabalhos desenvolveram uma análise estratigráfica sob uma óptica genética, utilizando a estratigrafia de seqüências. Isto acontece em parte porque os conceitos da estratigrafia de seqüências clássica são baseados em um controle eustático, em bacias do tipo margem passiva; esta abordagem não funciona se aplicada em bacias rift, pois estas possuem uma geometria muito diferente das bacias de margem passiva e, principalmente, bacias rift são controladas pela tectônica e possuem uma geometria bem diferente das bacias de margem passiva. Assim, com a integração dos conceitos e teorias evolutivas de bacias rift apresentados na literatura, foi desenvolvido um modelo evolutivo conceitual onde um pulso tectônico, relativamente rápido no tempo geológico, gera no sistema geométrico básico de uma bacia rift, o sistema de meiograben, um soerguimento e uma subsidência contemporâneos, resultando assim, em eventos erosivos correlatos a pacotes sedimentares. Em termos de padrões de sedimentação, observou-se também, que existe um atraso na chegada do pulso sedimentar em resposta ao pulso tectônico gerador, fazendo com que os eventos tectonicamente mais ativos do rift sejam caracterizados pela deposição de folhelhos, e sucedidos por sedimentos grossos. A aplicação destes conceitos na Bacia de Camamu-Almada (costa central da Bahia, margem leste brasileira), que possui as fases pré-rift, sin-rift e pós-rift preservadas, possibilitou uma maior compreensão da evolução estratigráfica da fase rift. Foram caracterizadas fácies, determinados os sistemas deposicionais, identificados padrões de empilhamento e delimitadas seqüências deposicionais e suas discordâncias limitantes. Assim, foi possível estabelecer modelos evolutivos sedimentológicos e paleogeográficos, que são fundamentais para a localização espacial (e temporal) dos possíveis folhelhos geradores e dos potenciais arenitos reservatórios. Por fim, pioneiramente, foi aplicado o modelo de Tratos Tectônicos, onde os tratos geométricos são identificados e relacionados a determinadas fases tectônicas da evolução da bacia rift, fornecendo assim, na obra completa, importantes avanços e fundamentais informações para o sistema petrolífero e geologia do petróleo da Bacia de Camamu-Almada, os quais também podem ser utilizados como base para avanços tecnológicos e científicos em outras bacias do tipo rift.

Mineralogia, intemperismo e comportamento geotécnico de solos saprolíticos de rochas vulcânicas da formação Serra Geral

Os solos residuais tropicais são formados principalmente através do intemperismo químico das rochas. As características destes solos também podem ser influenciadas por processos pedogenéticos. Solos residuais fortemente intemperizados, que apresentam influência pedogenética significativa, são denominados solos lateríticos ou solos com comportamento laterítico. Por outro lado, os solos residuais menos intemperizados, onde a estrutura e a fábrica da rocha de origem ainda podem ser identificadas, são denominados solos saprolíticos. Esta tese compreende um estudo abrangente e aprofundado sobre a mineralogia, o intemperismo e o comportamento mecânico de solos saprolíticos de rochas básicas e ácidas da Formação Serra Geral no estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado através de análises petrográficas das rochas e solos saprolíticos correspondentes, análises de fluorescência e difração de raios-X, caracterização geotécnica, ensaios edométricos, ensaios de cisalhamento direto convencionais e especiais, ensaios ring shear, ensaios triaxiais isotrópicos, CID e K0, e microscopia eletrônica. Os resultados obtidos mostram que os solos estudados podem ser definidos como solos estruturados. Sua estrutura é formada durante o processo de intemperismo químico, caracterizado como um processo isovolumétrico de substituição pseudomórfica de minerais primários por argilominerais e hidróxidos de ferro. Devido às diferentes composições mineralógicas das rochas de origem, argilominerais do grupo das esmectitas predominam em solos saprolíticos de rochas básicas, enquanto argilominerais do grupo das caulinitas são predominantes em solos saprolíticos de rochas ácidas. O comportamento mecânico dos solos estudados é afetado significativamente pela estrutura, antes e após a ruptura O comportamento pré-ruptura é controlado pela estrutura, seguindo genericamente o padrão proposto por Leroueil & Vaughan (1990), com pequena influencia da mineralogia. A resistência ao cisalhamento residual dos solos estudados é significativamente afetada pela mineralogia. Os valores de φ’r obtidos das envoltórias residuais variaram entre 7,6º e 13,6º para os solos saprolíticos de rochas básicas, enquanto os solos saprolíticos de rochas ácidas apresentaram valores de φ’r variando entre 16,5º e 27,2º. O comportamento pós-ruptura, especialmente a grandes deslocamentos, está associado à degradação de partículas e agregados durante o cisalhamento. Este mecanismo, juntamente com a proporção relativa entre partículas lamelares e maciças do solo, controla o tipo de comportamento do solo na mobilização da resistência residual (turbulento, transicional ou deslizante). A intensidade da degradação depende do grau de intemperismo, da estrutura do solo e da tensão normal. O grau de intemperismo e a estrutura determinam a resistência das partículas e agregados, e conseqüentemente sua suscetibilidade à degradação mecânica durante o cisalhamento sob um determinado nível de tensão normal.