Modelo fractal para resistividade complexa de rochas: interpretação petrofísica e aplicação à exploração geoelétrica

Rochas contendo metálicos disseminados ou partículas de argila em ambiente natural onde soluções eletrolíticas normalmente preenchem os poros das rochas, exibem um tipo de polarização em baixas freqüências conhecido como polarização induzida. Nesta tese foi desenvolvido um novo modelo para descrever o fenômeno de polarização das rochas, não apenas em baixas freqüências, mas compreendendo todo o espectro eletromagnético, possível de utilização na prospecção geoelétrica. Este novo modelo engloba a maioria dos modelos utilizados até o momento como casos especiais, além de superar as limitações dos mesmos. Seu circuito analógico inclui uma impedância não linear do tipo r (iwtf)^-n que simula o efeito das superfícies rugosas das interfaces entre os grãos bloqueadores (partículas metálicas e/ou de argilas) e o eletrólito. A impedância de Warburg generalizada está em série com a resistência dos grãos bloqueadores da passagem de corrente e em paralelo com a impedância da dupla camada associada a essas interfaces. Esta combinação está em série com a resistência do eletrólito nas passagens dos poros bloqueados. Os canais não bloqueados são representados por uma resistência que corresponde à resistividade normal CC da rocha. A combinação desta resistência com a capacitância "global" da rocha é finalmente conectada em paralelo ao resto do circuito mencionado acima. Os parâmetros deste modelo incluem a resistividade CC (p₀), a cargueabilidade (m), três tempos de relaxação (t, Tf and T2), um fator de resistividade de grãos (δ_r), e o expoente de freqüência (η). O tempo de relaxação fractal (Tf), e o expoente de frequencia (η) estão relacionados à geometria fractal das interfaces rugosas entre os minerais condutivos (grãos metálicos e/ou partículas de argila bloqueando os canais dos poros) e o eletrólito. O tempo de relaxação (T) é um resultado da relaxação em baixa freqüência das duplas camadas elétricas formadas nas interfaces eletrólito-cristais, enquanto (T₀) é o tempo de relaxação macroscópico da amostra como um todo. O fator de resistividade dos grãos (δ_r) relaciona a resistividade dos grãos condutivos com o valor de resistividade CC da rocha. A resistividade CC da rocha (p₀), e δ_r estão relacionados à porosidade, à condutividade do eletrólito e às relações mineralógicas entre a matriz e os grãos condutivos. O modelo foi testado sobre um intervalo largo de freqüências contra dados experimentais de amplitude e fase da resistividade bem como para dados de constante dielétrica complexa. Os dados utilizados neste trabalho foram obtidos a partir da digitalização de dados experimentais publicados, obtidos por diversos autores e englobando amostras de rochas sedimentares, ígneas e metam6rficas. É mostrado neste trabalho que os parâmetros deste modelo permitem identificar diferenças texturais e mineralógicas nas rochas. Bote modelo foi introduzido, primeiramente, como propriedade intrínseca de um semiespaço homogêneo sendo demonstrado, neste trabalho, que a resposta observada em superfície reflete as propriedades intrínsecas do meio polarizável, sendo o acoplamento eletromagnético desprezível em freqüências menores que 104 Hz. Em seguida, o meio polarizável foi embebido em um pacote de N camadas sendo demonstrado que os parâmetros fractais do meio polarizável podem ser obtidos do levantamento em superfície para diferentes espessuras dessa camada. Isto justifica a utilização pura e simples de modelos de polarização desenvolvidos para amostras em laboratório para ajustar dados de campo, o que vem sendo feito sem uma justificativa bem fundamentada. Estes resultados demonstram a importância para a prospecção geolétrica do modelo proposto nesta tese.

Aplicação dos métodos geofísicos elétrico e eletromagnético na determinação de unidades sedimentares costeiras tropicais em Bragança, Nordeste do Pará

Esta dissertação mostra a aplicação de métodos geofísicos na determinação das unidades sedimentares da Planície Costeira Bragantina, que estão sendo estudados no Programa de Manejo e Dinâmica de Manguezais-MADAM (Mangrove Dynamics and Management). A finalidade deste trabalho é testar a metodologia geofísica no ambiente costeiro, visando auxiliar o mapeamento geológico e o entendimento da evolução estratigráfica holocênica da Planície Costeira Bragantina. Na realização deste trabalho, foram aplicados em diferentes unidades morfoestratigráficas da área de estudo: (a) o método convencional da eletrorresistividade através de sondagens elétricas verticais, usando o arranjo Schlumberger e (b) o método eletromagnético slingram (Horizontal Loop Eletromagnetic), com oito freqüências. Com as sondagens elétricas verticais determinaram-se os valores de resistividade em subsuperfície para os diferentes horizontes, correlacionando-os sempre que possível com as informações geológicas disponíveis. Em geral, os resultados obtidos com as sondagens elétricas não foram muito satisfatórios em termos das profundidades investigadas pelo fato do ambiente estudado ser muito condutivo, dificultando a penetração de corrente elétrica e contribuindo para que a profundidade de investigação fosse baixa. A aplicação do método eletromagnético mostrou-se mais simples e rápido do que as sondagens elétricas. A interpretação dos dados obtidos com esse método, realizada através da análise de perfis de medidas e de sondagens eletromagnéticas, permitiu inferir contatos laterais e estabelecer assinaturas geofísicas para os depósitos da planície costeira.

Estudo geofísico para a caracterização geológica e hidrogeológica da subsuperfície rasa em área de deposição de rejeitos sólidos no município de Barcarena-PA

Este estudo foi realizado na Área de Depósito de Rejeitos Sólidos (ADRS) da ALBRAS (Alumínio Brasileiro S.A.), localizada no município de Barcarena, Estado do Pará. Os resultados alcançados permitiram estabelecer um padrão de caracterização da subsuperfície, a partir de medidas geofísicas, fornecendo informações sobre as camadas geológicas e sobre parâmetros hidrogeológicos, tais como direção e velocidade do fluxo subterrâneo. Na realização do trabalho foram utilizados três métodos geofísicos: os métodos elétricos (Potencial Espontâneo e Eletrorresitividade) e eletromagnético (Slingram). A distribuição dos potenciais medidos através do Método do Potencial Espontâneo indicaram o sentido do fluxo subterrâneo local. Durante o estudo, foi montado um experimento de infiltração de solução salina no solo e seu efeito foi monitorado através de imageamento elétrico. Esse experimento permitiu que se estimasse a velocidade e o sentido do fluxo subterrâneo local ao longo da linha de imageamento. Os modelos interpretativos obtidos através da inversão de dados de resistividade aparente obtidos em sondagens elétricas verticais apresentaram uma boa correlação com perfis de raios gama corridos em poços tubulares da área de estudo. Estas Sondagens Elétricas Verticais permitiram que se detalhasse as unidades litológicas rasas através da estimativa de seus valores de resistividade e espessura. A interpretação dos dados eletromagnéticos através da análise de perfis de medidas, sondagens eletromagnéticas e mapas de contornos permitiu identificar a presença de zonas mais condutivas (material argiloso) e zonas mais resistivas (material arenoso). Além disso, observou-se que o mapa de contornos para a freqüência de 14080 Hz apresentou uma boa correlação com o mapa de contornos do Potencial Espontâneo referente a mesma área.

Biflavones and triterpenoids isolated from Ouratea castaneifolia (DC.) Engl., Ochnaceae

Trata da investigação química das folhas e caule da espécie Ouratea castaneifolia (DC.) Engl., sobre a qual não há registros de estudos químicos ou farmacológicos anteriores. O estudo fitoquímico clássico dos extratos orgânicos do caule e das folhas de O. castaneifolia foi aliado à técnica da cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e resultou na identificação de dezessete metabólitos: sete triperpenos (friedelina, 3β-friedelinol, α-amirina, β-amirina, lupeol, taraxerol e germanicol), quatro esteróides (sitosterol, estigmasterol e os glucosídeos sitosteril 3-O-β-D-glicopiranosídeo e estigmasteril 3-O-β-D-glicopiranosídeo), uma isoflavona (5,7,4´-trimetoxiisoflavona), uma flavona (5,4´-diidroxi-7,3´,5´-trimetoxiflavona), quatro biflavonas (amentoflavona, 7,7”-O-dimetil-amentoflavona, heveaflavona e tetrametilamentoflavona). A identificação das substâncias foi feita com base na análise de espectros de RMN de 1H, 13C e técnicas bidimensionais. As classes dos metabólitos identificados estão de acordo com aquelas citadas em estudos químicos do gênero Ouratea.

Estudos de pré-formulação e formulação de Heliotropium indicum (L.) DC (Boraginaceae)

Heliotropium indicum L. (Boraginaceae) é um subarbusto que atinge até 70 cm de altura, é amplamente distribuído geograficamente. A espécie é conhecida como fedegoso na região norte e nordeste. Diante do potencial biológico desta espécie este trabalho objetiva determinar parâmetros de qualidade da droga vegetal até o produto final e avaliar a atividade antimicrobiana de suas folhas, com finalidade de se obter uma formulação fitoterápica semi-sólida. Para isso utilizou-se parâmetros de controle de qualidade físico, químico e físico-químico descritos na Farmacopéia Brasileira e literatura pertinente. A droga vegetal foi classificada como pó grosso, apresentou valores médios de perda por dessecação e cinzas totais de 12,88% e 17,14%, respectivamente. A análise termogravimétrica do pó e do extrato liofilizado mostrou que ambos apresentaram boa estabilidade térmica até 180°C. Os espectros na região do IV mostraram um aumento na intensidade das bandas de absorção do extrato liofilizado, que pode está relacionado à extração dos constituintes químicos da matriz celular. A prospecção química do extrato confirmou a presença de classes de metabólitos secundários já relatados em literatura. A fração clorofórmica sugere a presença de alcalóides pelo teste de precipitação com reagente de Dragendorff. A CCD e a CLAE mostraram uma possível presença de uma mesma substância nas frações alcaloídicas e hexânicas. O extrato bruto de H. indicum L. inibiu o crescimento de Staphylococcus aureus apresentando halos de 12,5 mm±0,707 e 10,5 mm±0,707 para as concentrações de 500 mg/mL e 250 mg/mL, respectivamente. As misturas físicas do extrato com os adjuvantes farmacêuticos, utilizados no desenvolvimento da formulação fitoterápica, não apresentaram incompatibilidade física e não houve modificações significativas no perfil de absorção entre os compostos analisados. A formulação fitoterápica semi-sólida manteve-se estável após sua preparação, após a submissão do gel a força centrípeta e após ação do estresse térmico.

Desenvolvimento de um método para caracterização do extrato hidroetanólico das folhas de Mikania lindleyana DC por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE)

Mikania lindleyana DC (Asteraceae) é uma trepadeira arbustiva, perene, lenhosa e sem gavinhas, com caule volúvel, cilíndrico estriado, verde e ramoso. É utilizada na Amazônia como diurético, antiinflamatório, analgésico, anti-hipertensivo, antiulceroso. Este trabalho teve por objetivo desenvolver um método para caracterização do extrato hidroetanólico das folhas de M. lindleyana DC por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). O extrato hidroetanólico (tintura) preparado conforme a FARMACOPÉIA BRASILEIRA V, 2010 foi submetido, após secagem, a análise fitoquímica, por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) e por CLAE. Na prospecção química, observou-se a presença de cumarinas, alcalóides, aminoácidos, açúcares redutores, fenóis, taninos, esteróides, terpenos, saponinas e ácidos orgânicos. Na análise das frações (hexânica, clorofórmica e acetato de etila), do extrato hidroetanólico bruto e da cumarina (1mg/mL) por CCD, utilizando como eluente tolueno/diclorometano/acetona (45:25:30) observou-se no UV (365nm) bandas fluorescentes de cor verde clara (Rf 0.61) características de cumarina. Na análise do extrato bruto e da fração clorofórmica por CLAE e uma solução metanólica de cumarina pura a 0,1 mg/mL, utilizando como eluente metanol/água (47:53), picos no Rt de cerca de 6.00 minutos foram observados correspondentes a espectro característico com máximos de absorção entre 270 nm e 300 nm. Os resultados demonstram a presença de cumarina em EHEB e FC. nas respectivas quantidades de 0,014 no EHEB e 0,209 na FC.

Avaliação da atividade antinociceptiva e anti-inflamatória de Mikania lindleyana DC: validação do uso na medicina popular

Mikania lindleyana (Asteraceae), popularmente conhecida como sucuriju, é uma espécie nativa da região amazônica, cujo chá das folhas é a principal forma de uso popular para tratamento de gastrite, infecção, dor e inflamação. Para validar a forma e a alegação de uso decidiu-se avaliar a toxicidade aguda e as atividades antinociceptiva e anti-inflamatória do extrato bruto aquoso liofilizado de Mikania lindleyana devidamente identificada (EAML), bem como investigar sua composição química. Na análise fitoquímica do EAML detectou-se a presença de saponinas, proteínas, aminoácidos, fenóis, taninos, ácidos orgânicos e flavonoides. Por cromatografia em camada delgada (CCD) foram observadas zonas de fluorescência azul características de ácido o-cumárico. Por cromatografia liquida acoplada à espectrometria de massa (CLAE-DAD-EM) foram encontrados compostos altamente glicosilados. O EAML na dose de 5000mg/kg não provocou morte nos animais. No teste de contorções abdominais, o EAML (nas doses 125, 250, 500, 750, 1000 e 1500mg/kg) promoveu redução no número de contorções de maneira significante e dose-dependente. A dose efetiva mediana (DE₅₀) de 692,6 mg/kg não prolongou o tempo de latência sobre a placa quente. No teste de formalina, o EAML reduziu o tempo no qual os animais permaneceram lambendo a pata injetada com formalina nas duas fases sendo este efeito revertido pelo antagonista opioide naloxona. A dose de 692,6 mg/kg inibiu a formação de eritema, mas não o edema provocado por dextrana. A mesma dose inibiu a formação do edema por carragenina a partir da 2ª hora e reduziu a migração de neutrófilos para a cavidade peritonial. Estes resultados sugerem que o EAML, nas doses utilizadas, apresenta atividade antinociceptiva na qual pode haver a participação do sistema opioide e, apresenta atividade anti-inflamatória que pode ser atribuída à ação sobre mediadores inflamatórios, como PGs, e, ainda sobre moléculas de adesão, cuja participação de citocinas pode ser crucial.

Modelagem numérica da influência do eletrojato equatorial em dados magnetotelúricos produzidos por estruturas tridimensionais

A América do Sul apresenta várias peculiaridades geomagnéticas, uma delas, é a presença do Eletrojato Equatorial, o qual se estende de leste para oeste no Brasil ao longo de aproximadamente 3500 km. Considerando-se o fato de que a influência do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distâncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na exploração magnetotelúrica no Brasil. A influência do eletrojato equatorial na prospecção magnetotelúrica tem sido modelada para meios geológicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de soluções analíticas fechadas e de técnicas numéricas tais como elementos finitos e diferenças finitas. Em relação aos meios geológicos tridimensionais, eles tem sido modelados na forma de "camadas finas", usando o algoritmo "thin sheet". As fontes indutoras utilizadas para simular o eletrojato equatorial nestes trabalhos, tem sido linhas de corrente, eletrojatos gaussianos e eletrojatos ondulantes. Por outro lado, o objetivo principal da nossa tese foi o modelamento dos efeitos que o eletrojato equatorial provoca em estruturas tridimensionais próprias da geofísica da prospecção. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numérico da equação integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influência do eletrojato equatorial somente acontece em frequências menores que 10^-1 Hz. Este efeito decresce com a distância, mantendo-se até uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presença de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espaço homogêneo, indica que a influência do eletrojato é notável neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localização também muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-elétricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e não mostra muitas diferenças entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipação da energia eletromagnética devido à presença da estratificação e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagnética tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localização do corpo, da frequência, do tipo de eletrojato e do meio geológico. Quando a resposta aparece deslocada para cima, existe um afastamento entre as sondagens uni e tridimensionais devidas ao eletrojato, assim como um alargamento da anomalia dos perfis que registra a presença da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, há uma aproximação entre estes dois tipos de sondagens e um estreitamento da anomalia dos perfis. Por outro lado, a fase se mostra geralmente, de uma forma invertida em relação à resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequências as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequências se mostram com os mesmos valores, com exceção dos eletrojatos ondulantes com parâmetros de ondulação α = —2 e —3. Nossos resultados também mostram que características geométricas próprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientação em relação à direção do eletrojato e a dimensão da sua direção principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparação com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional é rotacionada de 90°, em relação à direção do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizações nas resistividades dos resultados, mas não existem mudanças nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porém, se percebe facilmente alterações nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posição original. Isto se deve à persistência dos efeitos galvânicos no centro da estrutura e à presença de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direção principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelúricas vão se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarização XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados estão muito longe de se considerar próximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porém, os efeitos do eletrojato em estruturas com direção principal alongada, são muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenças entre as sondagens de ambos tipos de estruturas. Por outro lado, os mapas de resistividade aparente deste tipo de estrutura alongada, revelam um grande aumento nos extremos da estrutura, tanto para a onda plana como para o eletrojato. Este efeito é causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direção principal da estrutura. O modelamento de estruturas geológicas da Bacia de Marajó confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distâncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqüência (nas proximidades de 10^-1 Hz e para freqüências menores que 10^-3 Hz), possivelmente influenciados pela presença do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqüências as sondagens magnetotelúricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvânicos da estrutura tridimensional como pela presença da influência do eletrojato. Conseqüêntemente, interpretações errôneas dos dados de campo podem ser cometidas, se não se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, não se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.

Efeito da escarificação e luminosidade na germinação in vitro de sementes de cagaiteira (Eugenia dysenterica DC.)

A cagaiteira é uma espécie nativa do Cerrado com elevado potencial frutífero. Como suas sementes apresentam elevada variabilidade, sendo ainda recalcitrantes e dormentes, a germinação in vitro apresenta-se como uma alternativa para a propagação da espécie, além de permitir a obtenção de explantes juvenis para a micropropagação. Com presente trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da escarificação e da luminosidade na germinação in vitro de sementes de cagaiteira. Sementes desprovidas do tegumento e sementes intactas foram inoculadas em meio MS e mantidas na ausência e presença de luz. Sementes desprovidas de tegumento germinadas tanto na presença quanto na ausência de luz apresentaram 86,25% e 88,25% de germinação aos 31 e 71 dias da inoculação, respectivamente. Após 150 dias de inoculação, plântulas provenientes de sementes desprovidas de tegumento, germinadas na presença e ausência de luminosidade, apresentaram 10% e 12% de anomalias, respectivamente.