Estratégia de otimização para a melhoria da interpretabilidade de redes bayesianas: aplicações em sistemas elétricos de potência

A investigação de métodos, técnicas e ferramentas que possam apoiar os processos decisórios em sistemas elétricos de potência, em seus vários setores, é um tema que tem despertado grande interesse. Esse suporte à decisão pode ser efetivado mediante o emprego de vários tipos de técnicas, com destaque para aquelas baseadas em inteligência computacional, face à grande aderência das mesmas a domínios com incerteza. Nesta tese, são utilizadas as redes Bayesianas para a extração de modelos de conhecimento a partir dos dados oriundos de sistemas elétricos de potência. Além disso, em virtude das demandas destes sistemas e de algumas limitações impostas às inferências em redes bayesianas, é desenvolvido um método original, utilizando algoritmos genéticos, capaz de estender o poder de compreensibilidade dos padrões descobertos por essas redes, por meio de um conjunto de procedimentos de inferência em redes bayesianas para a descoberta de cenários que propiciem a obtenção de um valor meta, considerando a incorporação do conhecimento a priori do especialista, a identificação das variáveis mais influentes para obtenção desses cenários e a busca de cenários ótimos que estabeleçam valores, definidos e ponderados pelo usuário/especialista, para mais de uma variável meta.

Mineração de dados baseada em inteligência computacional: uma aplicação à determinação da tipologia de curvas de cargas

As concessionárias de energia, para garantir que sua rede seja confiável, necessitam realizar um procedimento para estudo e análise baseado em funções de entrega de energia nos pontos de consumo. Este estudo, geralmente chamado de planejamento de sistemas de distribuição de energia elétrica, é essencial para garantir que variações na demanda de energia não afetem o desempenho do sistema, que deverá se manter operando de maneira técnica e economicamente viável. Nestes estudos, geralmente são analisados, demanda, tipologia de curva de carga, fator de carga e outros aspectos das cargas existentes. Considerando então a importância da determinação das tipologias de curvas de cargas para as concessionárias de energia em seu processo de planejamento, a Companhia de Eletricidade do Amapá (CEA) realizou uma campanha de medidas de curvas de carga de transformadores de distribuição para obtenção das tipologias de curvas de carga que caracterizam seus consumidores. Neste trabalho apresentam-se os resultados satisfatórios obtidos a partir da utilização de Mineração de Dados baseada em Inteligência Computacional (Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen) para seleção das curvas típicas e determinação das tipologias de curvas de carga de consumidores residenciais e industriais da cidade de Macapá, localizada no estado do Amapá. O mapa auto-organizável de Kohonen é um tipo de Rede Neural Artificial que combina operações de projeção e agrupamento, permitindo a realização de análise exploratória de dados, com o objetivo de produzir descrições sumarizadas de grandes conjuntos de dados.

Abordagem probabilística para caracterização do sistema de marcação de sequenciamento multiplex na plataforma ABI SOLID

Os sequenciadores de nova geração como as plataformas Illumina e SOLiD geram uma grande quantidade de dados, comumente, acima de 10 Gigabytes de arquivos-texto. Particularmente, a plataforma SOLiD permite o sequenciamento de múltiplas amostras em uma única corrida (denominada de corrida multiplex) por meio de um sistema de marcação chamado Barcode. Esta funcionalidade requer um processo computacional para separação dos dados por amostra, pois, o sequenciador fornece a mistura de todas amostras em uma única saída. Este processo deve ser seguro a fim de evitar eventuais embaralhamentos que possam prejudicar as análises posteriores. Neste contexto, o presente trabalho propõe desenvolvimento de um modelo probabilístico capaz de caracterizar sistema de marcação utilizado em sequenciamentos multiplex. Os resultados obtidos corroboraram a suficiência do modelo obtido, o qual permite, dentre outras coisas, identificar faltas em algum passo do processo de sequenciamento; adaptar e desenvolver de novos protocolos para preparação de amostras, além de atribuir um Grau de Confiança aos dados gerados e guiar um processo de filtragem que respeite as características de cada sequenciamento, não descartando sequências úteis de forma arbitrária.

Uso de árvore de decisão para avaliação da segurança estática em tempo real de sistemas elétricos de potência

As técnicas utilizadas para avaliação da segurança estática em sistemas elétricos de potência dependem da execução de grande número de casos de fluxo de carga para diversas topologias e condições operacionais do sistema. Em ambientes de operação de tempo real, esta prática é de difícil realização, principalmente em sistemas de grande porte onde a execução de todos os casos de fluxo de carga que são necessários, exige elevado tempo e esforço computacional mesmo para os recursos atuais disponíveis. Técnicas de mineração de dados como árvore de decisão estão sendo utilizadas nos últimos anos e tem alcançado bons resultados nas aplicações de avaliação da segurança estática e dinâmica de sistemas elétricos de potência. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança estática em tempo real de sistemas elétricos de potência utilizando árvore de decisão, onde a partir de simulações off-line de fluxo de carga, executadas via software Anarede (CEPEL), foi gerada uma extensa base de dados rotulada relacionada ao estado do sistema, para diversas condições operacionais. Esta base de dados foi utilizada para indução das árvores de decisão, fornecendo um modelo de predição rápida e precisa que classifica o estado do sistema (seguro ou inseguro) para aplicação em tempo real. Esta metodologia reduz o uso de computadores no ambiente on-line, uma vez que o processamento das árvores de decisão exigem apenas a verificação de algumas instruções lógicas do tipo if-then, de um número reduzido de testes numéricos nos nós binários para definição do valor do atributo que satisfaz as regras, pois estes testes são realizados em quantidade igual ao número de níveis hierárquicos da árvore de decisão, o que normalmente é reduzido. Com este processamento computacional simples, a tarefa de avaliação da segurança estática poderá ser executada em uma fração do tempo necessário para a realização pelos métodos tradicionais mais rápidos. Para validação da metodologia, foi realizado um estudo de caso baseado em um sistema elétrico real, onde para cada contingência classificada como inseguro, uma ação de controle corretivo é executada, a partir da informação da árvore de decisão sobre o atributo crítico que mais afeta a segurança. Os resultados mostraram ser a metodologia uma importante ferramenta para avaliação da segurança estática em tempo real para uso em um centro de operação do sistema.

Modelagem numérica de dados MCSEM 3D usando computação paralela

Desenvolvemos a modelagem numérica de dados sintéticos Marine Controlled Source Electromagnetic (MCSEM) usada na exploração de hidrocarbonetos para simples modelos tridimensionais usando computação paralela. Os modelos são constituidos de duas camadas estrati cadas: o mar e o sedimentos encaixantes de um delgado reservatório tridimensional, sobrepostas pelo semi-espaço correspondente ao ar. Neste Trabalho apresentamos uma abordagem tridimensional da técnica dos elementos nitos aplicada ao método MCSEM, usando a formulação da decomposição primária e secundária dos potenciais acoplados magnético e elétrico. Num pós-processamento, os campos eletromagnéticos são calculados a partir dos potenciais espalhados via diferenciação numérica. Exploramos o paralelismo dos dados MCSEM 3D em um levantamento multitransmissor, em que para cada posição do transmissor temos o mesmo processo de cálculos com dados diferentes. Para isso, usamos a biblioteca Message Passing Interface (MPI) e o modelo servidor cliente, onde o processador administrador envia os dados de entradas para os processadores clientes computar a modelagem. Os dados de entrada são formados pelos parâmetros da malha de elementos nitos, dos transmissores e do modelo geoelétrico do reservatório. Esse possui geometria prismática que representa lentes de reservatórios de hidrocarbonetos em águas profundas. Observamos que quando a largura e o comprimento horizontais desses reservatório têm a mesma ordem de grandeza, as resposta in-line são muito semelhantes e conseqüentemente o efeito tridimensional não é detectado. Por sua vez, quando a diferença nos tamanhos da largura e do comprimento do reservatório é signi cativa o efeito 3D é facilmente detectado em medidas in-line na maior dimensão horizontal do reservatório. Para medidas na menor dimensão esse efeito não é detectável, pois, nesse caso o modelo 3D se aproxima de um modelo bidimensional. O paralelismo dos dados é de rápida implementação e processamento. O tempo de execução para a modelagem multitransmissor em ambiente paralelo é equivalente ao tempo de processamento da modelagem para um único transmissor em uma máquina seqüêncial, com o acréscimo do tempo de latência na transmissão de dados entre os nós do cluster, o que justi ca o uso desta metodologia na modelagem e interpretação de dados MCSEM. Devido a reduzida memória (2 Gbytes) em cada processador do cluster do departamento de geofísica da UFPA, apenas modelos muito simples foram executados.

Nova metodologia para análise e síntese de sistemas de aterramento complexos utilizando o método lN-FDTD, computação paralela automática e redes neurais artificiais

Neste trabalho, o método FDTD em coordenadas gerais (LN-FDTD) foi implementado para a análise de estruturas de aterramento com geometrias coincidentes ou não com o sistema de coordenadas cartesiano. O método soluciona as equações de Maxwell no domínio do tempo, permitindo a obtenção de dados a respeito da resposta transitória e de regime estacionário de estruturas diversas de aterramento. Uma nova formulação para a técnica de truncagem UPML em coordenadas gerais, para meios condutivos, foi desenvolvida e implementada para viabilizar a análise dos problemas (LN-UPML). Uma nova metodologia baseada em duas redes neurais artificiais é apresentada para a deteccão de defeitos em malhas de terra. O software FDTD em coordenadas gerais foi testado e validado para vários casos. Uma interface gráfica para usuários, chamada LANE SAGS, foi desenvolvida para simplificar o uso e automatizar o processamento dos dados.

Representações sociais de jovens-alunos de uma escola ribeirinha sobre exploração sexual juvenil nas balsas do Marajó e as implicações nas suas escolarizações

Este estudo teve como contexto uma escola ribeirinha no município de Breves, situado na Ilha do Marajó, no Estado do Pará. Objetivo mestre: Analisar as representações sociais de jovens-alunos do ensino fundamental da Escola Municipal de Ensino Fundamental São Francisco, da Comunidade São Francisco, no município de Breves sobre exploração sexual nas balsas do Marajó e as implicações nas suas vidas escolares. Objetivos condutores: Identificar o perfil dos alunos-jovens; Verificar as imagens e os significados destes alunos-jovens sobre a exploração sexual juvenil; Destacar as objetivações e as ancoragens como elementos que compõem as Representações Sociais de alunos-jovens e alunas-jovens sobre a exploração sexual juvenil; Relacionar as Representações Sociais de alunos e alunas jovens sobre a exploração sexual juvenil nas balsas do Marajó e as implicações nas suas vidas escolares. Participaram deste estudo 16 jovens, na faixa etária entre 14 e 20 anos, matriculados entre a 4ª e 6ª série do ensino fundamental. Tratou-se de uma pesquisa qualitativa-descritiva. O referencial teórico foi a Teoria das Representações Sociais – TRS, com base em Moscovici (2010) e Nascimento (2002). A análise de dados se deu a partir dos referenciais metodológicos de Franco (2008) e Nascimento e Moraes (2010); As Representações Sociais dos jovens-alunos sobre a exploração sexual juvenil nas balsas do Marajó constituíram-se no Rio de possibilidades, cuja imagem se apresenta pelo encantamento, e Rio que traga, imagem representada pelo desencantamento. Além destas RS, destacaram-se significações cuja imagem foi o sentimento de culpa, que se destaca como significado de ser julgado pela comunidade, ter a atribuição de balseira, medo de sofrer ameaças e pelo sentimento de ausência do poder público. A partir destas significações, ressaltamos enquanto ponto de ancoragem o silêncio. Este sentimento que não se pode ouvir brada de sentidos, ora pelo medo de sofrer alguma espécie de julgamento social ora pelo sentimento de esvaziamento que esta condição da exploração sexual se materializa em suas vivências. As implicações escolares constituídas a partir das Representações Sociais de jovens-alunos sobre a exploração sexual juvenil foram: fragilização na formação escolar e no processo psicossocial de desenvolvimento juvenil; falta de aprendizagem; desatenção nos conteúdos e atividades escolares; desinteresse pela escolarização (Abandono escolar e Repetência escolar). Estes elementos e as análises teóricas articuladas a partir dessas Representações Sociais nos apontam como conclusão que a exploração sexual nos rios e furos da paisagem amazônica ainda é pouco visível, uma vez que as ações do poder público ainda não dão o lugar para este fenômeno no sentido de seu combate e enfrentamento. Entendemos, portanto, que deve haver uma ação educativa que possibilite o enfrentamento da exploração sexual juvenil.

A pequena produção e a exploração sustentável de madeira na Amazônia

Esta pesquisa estima o potencial e a importância do pequeno produtor para o abastecimento da indústria madeireira na Transamazônica. Através de imagens de satélites, dados secundários e dados primários o trabalho mostra o potencial e sustentabilidade da pequena produção abastecer a indústria. Considerando uma estimativa conservadora de produção madeireira estima-se uma área de 841.954 ha por ano o que equivaleria a exploração de madeira de 10.000 famílias por ano ou 18% do total estimado de famílias para suprir a demanda atual da indústria nesta área a preço de mercado. Isso equivale a um volume que é 1/25 da atual estimativa para a produção de madeira na região provenientes de outros estudos. Em geral a pesquisa tem focado no manejo florestal de industria madeireira, mas uma análise mais ampla do potencial madeireiro da pequena produção, quando calculado para uma regiao, pode ser usado para trazer o desenvolvimento econômico integrando desenvolvimento agrícola com desenvolvimento florestal.

Aspectos da ecologia do Cuxiú de Uta Hick, Chiropotes Utahickae (Hershkovitz, 1985), com ênfase na exploração alimentar de espécies arbóreas da ilha de germoplasma, Tucuruí-PA

A criação da Usina Hidrelétrica de Tucuruí em 1985, inundou uma área de 2.400 Km² de floresta, originando centenas de ilhas de tamanhos diferentes, onde diversos organismos, dentre eles os cuxiús (Chiropotes spp.), tiveram suas populações fragmentadas. A área de estudo, ilha de Gennoplasrna, possui 129 ha e abriga uma população de Chiropotes utahickae, atualmente com 23 membros, já estudada por Santos (2002). O objetivo principal deste estudo foi descrever aspectos da ecologia do cuxiú de Uta Hick e caracterizar a exploração alimentar de espécies arbóreas. A metodologia utilizada foi baseada em oito dias de coleta mensal de dados, utilizando-se o método de varredura instantânea de um minuto de duração e cinco de intervalo, aplicado paralelamente ás amostragens de árvore-focal e fruto-focal, intercalando-se estes dois tipos. As principais categorias comportamentais foram alimentação, deslocamento, forrageio, repouso e interação social. Foram obtidos 11.277 registros de varredura, 259 de árvore-focal e 711 de fruto-focal durante o período de março a agosto de 2004. Foram gastos 50,6% do tempo em deslocamento, 31,9% em alimentação, 10,6% em repouso, 5,4% em forrageio e 1,2% em interação social. A dieta foi composta principalmente de semente imatura (31,7%), mesocarpo imaturo (21,2%), fruto maduro (18,3%) e flores (14,4%). A comparação com o estudo de Santos (2002) sugere diferenças longitudinais e sazonais. Os frutos explorados variaram de 0,4 cm a 15,3 cm de comprimento e as sementes, de 0,1cm a 2,3 cm. Os cuxiús foram considerados predadores para 74,2% das 31 espécies analisadas. Não houve relação significativa entre o tamanho das sementes e o tipo de interação. Também não existiu relação significativa entre a distância de deposição das sementes e o tamanho destas, sugerindo que o transporte de sementes pelos cuxiús pode estar ligado a outros fatores (dimensão da copa, tamanho do subagrupamento). Após vinte anos de isolamento, os cuxiús pareceram apresentar um padrão comportamental típico do gênero Chiropotes. Esta tolerância ao ambiente fragmentado, pareceu ser evidenciada nesse estudo, pelo intenso consumo do mesocarpo imaturo de ingás (Inga spp.) e de flores de castanheira (Bertholletia excelsa). Flores parecem ser um recurso importante para os cuxiús da área de influência do reservatório de Tucuruí (Santos, 2002; Silva, 2003). Este trabalho vem contribuir para o conhecimento da ecologia da espécie, ressaltando que o monitoramento das populações nas áreas do reservatório de Tucuruí, precisa ser continuado a fim de que se reúna mais informações a respeito da sua organização social, dieta e interferência na comunidade vegetal, necessárias para o planejamento de medidas de manejo e conservação.

Aves da Floresta Nacional do Tapajós: composição, distribuição ecológica e efeitos da exploração madeireira de baixo impacto

Uma comunidade de aves de sub-bosque foi estudada em floresta de terra firme na Floresta Nacional do Tapajós. Como resultado, a avifauna é caracterizada do ponto de vista ecológico e é apresentada a lista taxonômica das espécies registradas com dados sobre hábitat, microhábitat, abundância, sociabilidade intraespecífica e interespecífica e a dieta de cada espécie. Também foi investigado: 1) a contribuição das clareiras naturais para a diversidade de aves de aves de sub-bosque; 2) o efeito da exploração madeireira de baixo impacto sobre a comunidade de aves de sub-bosque com amostragens antes e depois da exploração; 3) e o efeito da exploração madeireira de baixo impacto em clareira e em sub-bosque. As análises são baseadas em dados quantitativos obtidos com o uso de redes de captura ao longo de cinco anos e desenvolvidas no nível das espécies e de guildas.

Estudo da migração internacional na Amazônia brasileira a partir da análise dos dados de espacialidade e seletividade dos censos de 2000 e 2010

A migração internacional tornou-se um tema de grande importância no cenário mundial tanto para os países de destino quanto para os países de origem. Na Amazônia ainda existe certa falta de interesse com a questão. No entanto, já existem alguns trabalhos específicos de cada país amazônico sobre o assunto. Porém as informações tratam estudos de caso sem levar em consideração a análise de toda a região. Isto se dá entre outros motivos pela falta de um banco de dados sobre migrações para a Amazônia. Entretanto os censos demográficos tornam-se importantes instrumentos de análise. Com base nos censos demográficos brasileiros de 2000 e 2010 que se busca questionar a dinâmica migratória recente para a Amazônia brasileira a fim de dar prosseguimento a uma série de discussões sobre as mudanças de origem, a distribuição espacial e o perfil desse novo migrante. Em um primeiro momento cria-se uma breve revisão teórica sobre a migração internacional, posteriormente discute-se a história da migração internacional na Amazônia brasileira e logo após analisam-se os dados dos dois últimos censos demográficos brasileiros sobre a migração internacional Num segundo momento analisa-se a distribuição espacial da migração de brasileiros retornados a Amazônia brasileira com intuito de fazer uma comparação entre os municípios que evidenciam essa dinâmica tanto para estrangeiros quanto para brasileiros. Essa espacialização retrata o processo histórico de ocupação e urbanização da Amazônia e também a porosidade da fronteira. Assim como o perfil migratório dá indícios de ser resultante do crescimento econômico da exploração de recursos naturais na Amazônia. Contudo, diante da complexidade do tema migração, é necessário integrar conhecimentos para a análise do processo migratório que ultrapassem os limites dos paradigmas clássicos.

Aplicação de redes neuronais artificiais ao tratamento e interpretação de perfis geofísicos de poço aberto

A análise dos perfis petrofísicos de poço aberto possui um papel de fundamental importância para os estudos geológicos e geofísicos, no que se refere a obtenção de um maior conhecimento da subsuperfície, bem como para a identificação e exploração de depósitos minerais e petrolíferos. Alguns tópicos importantes da interpretação geológica dos perfis como a determinação de interfaces, a identificação mineralógica e a correlação poço-a-poço são extremamente tediosos e dispendem na sua execução uma grande carga horária. A automação destes procedimentos é em princípio bastante complicada, mas necessária, pois permitirá um melhor aproveitamento do tempo de trabalho do geólogo de produção e do intérprete de perfis. As redes neuronais artificiais apresentam uma boa performance para a solução destes tipos de problema, inclusive nos casos nos quais os algoritmos sequenciais apresentam dificuldades. Mostrar-se-á nesta tese que as redes neuronais artificiais podem ser utilizadas eficientemente para a automação desses procedimentos da interpretação geológica dos perfis. Apresentamos detalhadamente as novas arquiteturas e as aplicações sobre dados sintéticos e perfis reais.

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.

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 do método de Kalman a dados geofísicos

O filtro de Kalman é aplicado para filtragem inversa ou problema de deconvolução. Nesta dissertação aplicamos o método de Kalman, considerado como uma outra visão de processamento no domínio do tempo, para separar sinal-ruído em perfil sônico admitido como uma realização de um processo estocástico não estacionário. Em um trabalho futuro estudaremos o problema da deconvolução. A dedução do filtro de Kalman destaca a relação entre o filtro de Kalman e o de Wiener. Estas deduções são baseadas na representação do sistema por variáveis de estado e modelos de processos aleatórios, com a entrada do sistema linear acrescentado com ruído branco. Os resultados ilustrados indicam a aplicabilidade dessa técnica para uma variedade de problemas de processamento de dados geofísicos, por exemplo, ideal para well log. O filtro de Kalman oferece aos geofísicos de exploração informações adicionais para o processamento, problemas de modelamento e a sua solução.