Vulnerabilidade ao fogo de florestas intactas e degradadas na região de Santarém - Pará

A Amazônia se constitui atualmente como a maior floresta tropical úmida remanescente e contínua do mundo e abriga a maior diversidade de plantas e animais dentre todos os biomas da Terra, constituindo de suma importância para a manutenção da biodiversidade. A região tem passado por mudanças significativas nas últimas décadas, mudanças que são resultantes principalmente das alterações da paisagem/cobertura vegetal, impulsionadas pelo aumento populacional e práticas de manejo inadequado da terra, resultado de desmatamentos, queimadas, mudanças nas atividades agrícolas, pecuária, exploração madeireira, programas de colonização, abertura de estradas e problemas latifundiários. Dentre esses fatores, as queimadas e incêndios florestais se tornam os problemas mais críticos para a região, pois o manejo do fogo pelos produtores rurais na maioria das vezes é feito de forma inadequada, escapando de controle e provocando prejuízos econômicos, sociais e ecológicos. Florestas que já queimaram uma vez ficam mais susceptíveis a novos incêndios, pois tornam-se mais inflamáveis devido a modificação em sua estrutura do dossel, na dinâmica de umidade relativa do ar, temperatura do ar e no combustível fino no chão da floresta. Sendo assim, objetivou-se neste trabalho investigar os padrões diurnos de inflamabilidade de florestas intactas e degradadas na região de Santarém – PA, área de grandes alterações no padrão de uso do solo, com intensas atividades agrícolas e agropecuárias, região que apresenta também número significativo de focos de incêndios. Observou-se que as florestas intactas da região são significativamente menos inflamáveis do que as florestas degradadas, e as bordas das florestas degradadas são mais inflamáveis que seu interior, comprovados por dados da dinâmica de umidade relativa e temperatura do ar, umidade da Serapilheira e taxa de abertura do dossel. Esses dados foram associados com dados socioeconômicos através de entrevistas semi estruturadas, com o objetivo de saber como os produtores rurais manejam o fogo, onde os resultados mostraram que o treinamento de manejo de fogo influencia significativamente na adoção de boas práticas de uso de fogo, como por exemplo, não colocar fogo em horário crítico (entre 11 e 15 horas para região estudada), fazer aceiro, queimar contra o vento, esperar a primeira chuva, entre outros. O tamanho da propriedade não influencia significativamente no uso adequado de fogo, porém os pequenos produtores são os que mais o utilizam em suas atividades produtivas, uma vez que este se constitui a forma mais barata para limpar e preparar a terra. Neste sentido, este trabalho visa mostrar a necessidade de investimento em pesquisas sobre a inflamabilidade das florestas, o aperfeiçoamento das análises de satélites associadas às pesquisas em campo, como uma forma de amenizar e talvez solucionar os problemas das queimadas na Amazônia, além de colaborar para adoção de uma política de incentivo a redução das queimadas pelos produtores rurais, aliadas ao treinamento de uso do fogo, acesso a informação e tecnologias alternativas ao manejo de fogo.

Quantificação e avaliação de abertura no dossel em áreas de concessões florestais: Mamuru-Arapiuns-PA

As florestas tropicais da Amazônia historicamente foram alvo de práticas pouco sustentáveis de uso da terra, restando-lhes as cicatrizes de degradação advinda da exploração madeireira predatória, do uso indiscriminado do fogo, das altas taxas de desmatamento e de outras atividades que interferem nas ações de conservação da biodiversidade desta floresta. A atuação do Estado neste cenário é necessária através de políticas que incentivem formas de uso mais sustentáveis, como é o caso das concessões florestais que buscam através do manejo florestal, contribuir para a conservação dos recursos naturais e da manutenção da biodiversidade. A geração de produtos como o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada, Modelo Linear de Mistura Espectral e Fração de Abertura de Dossel foram realizados no intuito de criar elementos de interpretação e análise da variável abertura de dossel. Esta pesquisa teve como área de estudo a Unidade de Manejo Florestal I no Conjunto de Glebas Mamuru-Arapiuns, região oeste do estado do Pará; onde foram quantificados e avaliados a abertura de dossel nessa área de concessão florestal, através de imagens multiespectrais e fotos hemisféricas, com vistas a analisar a degradação e a qualidade do manejo executado nesta área. Os resultados obtidos mostraram que é possível estabelecer um processo de monitoramento com o uso dos sensores e técnicas aplicados, uma vez que os dados de MLME, em especial a imagem-fração solo apresentaram forte relação de covariância com os dados obtidos em campo através de fotos hemisféricas, permitindo considera-lo como uma boa ferramenta de alerta para as ações de monitoramentos das florestas amazônicas. Desta forma é possível tornar a gestão florestal mais acessível tanto ao poder público, quanto a entidades não governamentais ou privadas visando fiscalizar as ações de exploração florestal e agregar as populações que vivem nestas áreas tanto oportunidades de renda quanto a conservação florestal.

Evolução da região de Santana do Araguaia (PA) com base na geologia e geocronologia Pb-Pb em zircão de granitoides

A região de Santana do Araguaia, foco deste trabalho, localiza-se no sudeste do Estado do Pará, que, por sua vez, fica no sudeste do Cráton Amazônico. Sob o ponto de vista tectônico, posiciona-se no Domínio Santana do Araguaia, interpretado como um terreno arqueano afetado pelo Ciclo Transamazônico. Um estudo petrográfico e geocronológico, com suporte de dados de campo, foi empreendido em granitoides da região com o intuito de desvendar a evolução desse domínio. Em termos modais, as rochas estudadas compõem-se de biotita monzogranito, biotita metagranodiorito, hornblenda-biotita granodiorito, hornblenda-biotita metatonalito e enderbito. Essas rochas apresentam-se não deformadas a moderadamente deformadas, com algumas particularidades: o biotita metagranodiorito apresenta foliação seguindo um trend E-W; o hornblenda-biotita metatonalito possui uma foliação seguindo a direção NW-SE, com mergulhos normalmente altos a subverticais; o biotita monzogranito é isotrópico e os litotipos hornblenda-biotita granodiorito e enderbito apresentam apenas uma leve orientação de seus cristais, perceptível principalmente em lâmina delgada. Esses litotipos foram analisados pelo método de evaporação de Pb de zircão, tendo sido obtidas as seguintes idades: biotita metagranodiorito, 3066 ± 3 Ma e 2829 ± 13 Ma, hornblenda-biotita metatonalito, 2852 ± 2 Ma; biotita monzogranito (ML-08), 2678 a 2342 Ma; hornblenda-biotita granodiorito, 1990 ± 7 Ma; e enderbito, 1988 ± 4 Ma. Os dados geocronológicos indicam que as rochas cristalizaram tanto no Arqueano quanto no Paleoproterozoico, contudo, não foram detectadas evidências que comprovem a ação do Ciclo Transamazônico na região.

Ilegalidades no comércio de animais silvestres nos estados do Pará e Amazonas

Esta Tese tem como tema principal a biodiversidade da Amazônia, mas especificamente os animais silvestres. Tais animais vêm sofrendo um declínio em suas populações, problemas esse que se iniciou com a colonização do Brasil, nos quais os portugueses adquiriam o hábito de criar animais silvestres pelos próprios índios que aqui habitavam. Com os dados do IBAMA, dos Estados do Pará e Amazonas, foi possível perceber quais animais são mais requisitados; através da coleta de campo, pelos indivíduos dessa região, se traçou o perfil socioeducacional e quais animais estão sendo exportados para Europa via Portugal. Com os resultados tabulados, percebeu-se que as apreensões pelo IBAMA no Estado do Pará convergem para as aves, e no Estado do Amazonas para os répteis; há preferência por consumo de mamíferos nos dois Estados; existe baixa escolaridade nos dois Estados e as aves são os animais mais procurados ilegalmente para a exportação. Concluiu-se que a situação neste dois Estados é preocupante no que se refere à temática dos animais silvestres deve ser dada atenção e a acionar as Políticas Públicas para a região Amazônica como um todo.

Regimes térmico e hídrico em solos sob ecossistemas naturais e área agrícola no Leste da Amazônia

A temperatura e umidade do solo são variáveis cujo conhecimento é fundamental para determinar os balanços de energia e água na biosfera. Os regimes térmico e hídrico dos solos sob cada ecossistema apresentam variações consideráveis, de acordo com sua mineralogia, o clima local e a vegetação. Nesse contexto, as temperaturas e umidades do solo foram medidas sob três ecossistemas existentes na região leste da Amazônia, a saber: floresta nativa (FLONA Caxiuanã, 01° 42' 30" S e 51° 31' 45" W), pastagem nativa (Soure, 00° 43' 25" S e 48° 30' 29" W) e área agrícola (!garapé-Açu, 01° 07' 59" S e 47° 36' 55" W). Os dados de campo na floresta e na pastagem foram coletados entre dezembro de 2001 e fevereiro de 2005; enquanto que na área agrícola, o monitoramento foi limitado de agosto de 2003 a fevereiro de 2005. Estas observações das variáveis físicas do solo foram analisadas levando em consideração as variáveis meteorológicas medidas simultaneamente tais como o fluxo de radiação solar incidente e a precipitação pluviométrica, que interferem diretamente nas variáveis do solo em cada sitio escolhido para estudo. As temperaturas do solo foram monitoradas por meio de sondas térmicas em profundidades de 0,05; 0,20 e 0,50 m. Fluxímetros de calor mediram esta variável em níveis de profundidade em 0,05 e 0,20 m. A umidade volumétrica do solo na camada superior de 0,30 m foi medida por sensor de sonda dupla por Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) em cada sitio. Foram feitas analises considerando as respostas do solo durante o período seco e chuvoso local, nestes três ecossistemas representativos do leste da Amazônia. Estimativas de difusividade térmica aparente do solo foram feitas pelos métodos da amplitude e da fase usando os dados de propagação do pulso diário de calor nesses solos. Os resultados mostraram valores bem diferentes, porém,no primeiro método pareceu mais confiável e adequado para o modelamento numérico. Como esperado, considerando a sua pouca cobertura vegetal, as temperaturas dos solos nos níveis superficiais, apresentaram grandes variações na pastagem e na área agrícola. Inesperadamente, as temperaturas na profundidade de 0,5 m abaixo da floresta mostraram maiores variações de amplitude que as profundidades de 0,20 e 0,05 m. O modelamento numérico das variações temporais da temperatura, em função da profundidade, para cada solo foi feito através do método harmônico Os resultados mostraram que o primeiro harmônico representou mais de 90% da variação total observada do pulso diário da temperatura da pastagem e área agrícola em 0,2 e 0,05 m de profundidade. Performance similar do modelamento foi observada na floresta nos níveis de 0,05 e 0,20 m. A magnitude dos fluxos de calor abaixo da pastagem e área agrícola atingiram valores seis vezes maiores que aqueles observados sob a floresta. Os resultados mostraram que, para a camada do solo superior de 0,30 m, a umidade volumétrica do solo sob a floresta é maior que sob os outros ecossistemas estudados neste trabalho. Este resultado é devido aparentemente; à proteção da floresta contra a evaporação da superfície do solo. Uma análise do comportamento sazonal e diário das temperaturas e umidade solos em resposta à radiação solar e precipitação é apresentada. Estudos de caso da taxa de perda da umidade do solo depois de significativa recarga de água por eventos de precipitação, também foram analisados. Algumas estimativas diárias de diminuição de água e recarga durante a noite e madrugada por subida de água de camadas subjacentes para a camada de 0.30 m foram feitas. Este trabalho analisou a maior serie temporal dos dados de temperatura e umidade dos solos coletados com alta freqüência de amostragem disponível até o momento, para o leste da Amazônia. Foi possível caracterizar as diferenças dos regimes destas variáveis físicas, abaixo de três ecossistemas importantes desta região. Estudos futuros dos minerais e materiais orgânicos nestes solos, bem como dos índices de área foliar e da biomassa das coberturas vegetais desses ecossistemas, melhoraria a compreensão dos regimes descritos neste trabalho.

Modelagem matemática e os temas transversais na educação de jovens e adultos

Este trabalho teve como objetivo investigar em que termos a Modelagem Matemática, associada aos temas transversais, pode contribuir para melhorar o ensino-aprendizagem dos alunos em Matemática, na Educação de Jovens e Adultos (EJA). Para tal, foi realizada uma pesquisa de natureza qualitativa através da observação participante, com dados coletados a partir de atividades contextualizadas e atividades de Modelagem, questionários, entrevistas semiestruturadas e diário de campo. O referido trabalho mostra os encaminhamentos metodológicos da pesquisa que foi realizada em uma escola pública, em uma turma de EJA (4ª etapa), no município de Castanhal (PA), onde foram aplicadas atividades envolvendo os temas transversais: saúde, trabalho e consumo e meio ambiente. Através de falas, comportamentos e atitudes dos sujeitos nas atividades, e trocas de experiências com a professora-pesquisadora, coletou-se os dados para posteriores análises com base em referenciais teóricos. Os resultados apontam que, apesar das dificuldades iniciais no processo, os alunos, sujeitos da pesquisa, evoluíram na aprendizagem de conteúdos matemáticos. Concluiu-se que estes resultados apontam para a importância da inserção da Modelagem como estratégia de ensino, e que apesar de alguns obstáculos para a sua implementação no ensino, ela pode proporcionar ao aluno da EJA, aquisição de conteúdos matemáticos e possibilidades de torná-lo um cidadão crítico e reflexivo.

Distribuição e conservação de aves migratórias neárticas da ordem Charadriiformes (famílias Charadriidae e Scolopacidae) no Brasil

Apesar dos esforços de pesquisa nos últimos anos, muitos dos aspectos das migrações dos charadrídeos e escolopacídeos no Brasil permanecem desconhecidos. A maioria dos estudos em escala local ou regional revela a necessidade de uma síntese das informações em escala espacial adequada para facilitar a detecção dos grandes padrões de movimento destas espécies no país. Desta forma, esta tese teve como objetivo geral identificar os padrões de distribuição e migrações das espécies de aves das famílias Charadriidae e Scolopacidae que se reproduzem no hemisfério norte e usam o território brasileiro durante as suas migrações, visando desenvolver estratégias para a conservação do grupo. Como objetivos específicos, caracterizar as principais rotas migratórias para estas espécies; identificar as áreas críticas para a conservação utilizando os critérios propostos pela metodologia das AIAs e ACBs; avaliar o estado de conservação atual das áreas críticas para a conservação destas espécies de acordo ao Sistema Nacional de Unidades de Conservação; avaliar se as áreas críticas são parte das áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade brasileira; aplicar os critérios da Convenção de Ramsar e da WHSRN para identificar áreas críticas para conservação destas espécies. A base de dados foi estabelecida a partir de levantamento bibliográfico; consultas às coleções científicas de museus brasileiros e estrangeiros; utilização de bases de dados de recuperações de anilhas brasileiras e norte-americanas; dados cedidos por pesquisadores do Brasil, Argentina e Estados Unidos; dados de campo coletados pessoalmente no Pantanal (MS), litoral dos estados do Maranhão e Rio Grande do Sul. Entre os principais resultados, 19 das 24 espécies possuem um conjunto importante de dados, com as demais sendo ocasionais ou com poucas informações. Há uma maior concentração de dados na região costeira do país, com menor cobertura de áreas do interior. A Amazônia Ocidental mostrou-se a menos conhecida nos aspectos abordados, embora seja a via de passagem para algumas das espécies analisadas. O litoral entre a foz do Amazonas e São Luiz, no Maranhão foi a principal área de concentração em termos numéricos. A costa do Rio Grande do Sul foi o segundo local com maior destaque nas análises. Quinze espécies foram registradas em todos os meses do ano, demonstrando que nem todos os indivíduos migram anualmente para o hemisfério norte. Considerando as rotas globais, 8 espécies utilizam a rota do Atlântico e 10 a rota do Mississipi ou do centro da América do Norte. As outras 6 possivelmente utilizam-se das duas rotas. O conhecimento na utilização das 5 rotas propostas por Antas (1983) durante a migração sul-norte indicou que algumas espécies têm registros no interior da Amazônia, período em que possivelmente seus habitats estariam inundados. O padrão de chegada na migração norte-sul no Brasil é entre agosto e outubro, com incremento a partir de setembro. A migração sul-norte ocorre entre meados de março e abril na maioria das espécies. Durante o período não reprodutivo existe um padrão de distribuição ao longo da costa utilizado por 9 espécies, outro continental para 7 espécies no interior e ainda um terceiro, difuso, encontrado em 5 espécies que se distribuem tanto na costa quanto no interior do país. Foram identificadas 260 áreas críticas importantes para as espécies avaliadas. Observou-se que 72% das ACBs identificadas estão fora do SNUC. A sobreposição das ACBs com as Áreas Prioritárias para a Conservação revelou que 46% das primeiras estão sem indicação de importância neste programa. São elegíveis para os critérios da Convenção Ramsar 69 ACBs, enquanto 65 podem ser inseridas no programa da WHSRN. Entre as principais conclusões, o conhecimento de processos biológicos fundamentais à manutenção do ciclo de vida e o curso de suas migrações anuais, de parâmetros relacionados à mudas de penas, ganho de massa corporal, razão sexual e etária das populações migrantes são aspectos ainda insuficientemente detalhados para estas espécies no Brasil, e mesmo na América do Sul, assim como a necessidade de pesquisas que possam gerar estimativas e tendências populacionais, uma vez que em escala global várias destas espécies apresentam declínio populacional.

Vila da Barca, das palafitas ao conjunto habitacional: análise sobre a (im)permanência dos moradores na área

Este trabalho apresenta uma reflexão sobre a atual orientação da política habitacional brasileira de intervir em áreas de assentamentos precários, sem a remoção dos moradores, de modo a garantir sua permanência nos locais infraestruturados. O eixo da investigação gira em torno da seguinte questão: em que medida a atual orientação da política habitacional brasileira de intervir em áreas de assentamentos precários, sem a remoção da população, garante efetivamente a permanência dos moradores nos referidos locais, particularmente no Projeto de Urbanização e Habitação da Vila da Barca. O estudo apóia-se em referenciais teóricos sobre a produção da cidade capitalista e a desigualdade de apropriação do solo urbano, processos estes que impactam diretamente na constituição dos assentamentos precários como espaço de moradia para as frações da classe trabalhadora brasileira, que não conseguem acessar o mercado privado da habitação, dado os mecanismos de formação de preços da terra urbanizada. A pesquisa foi desenvolvida com base no método dialético, tendo como procedimento metodológico o levantamento bibliográfico, documental e de campo, sendo entrevistados 35 moradores que foram remanejados pelo projeto urbanístico da Vila da Barca. Os resultados apontam que as formas precárias de moradia popular constituídas em áreas insalubres e inadequadas, como os cortiços, as favelas, e, no caso de Belém, as baixadas, historicamente, foram removidas de forma repressiva pelo poder público. Entende-se que os projetos urbanísticos padronizados desenvolvidos na atualidade e voltados para o atendimento da necessidade de moradia dos trabalhadores, ainda que apresentem em sua configuração o tema da permanência, preservam os interesses da produção da cidade capitalista e evidenciam a lógica de segregação sócio-espacial, pois não imprimem mudanças substantivas na realidade das famílias. Além disso, ao contrário do que é propagado pelo discurso estatal, a pesquisa realizada na Vila da Barca, demonstra que tais projetos não conseguem garantir a fixação dos moradores nos locais de intervenção, uma vez que desarticulam as estratégias de sobrevivência das famílias, que sem condições financeiras e impossibilitadas de arcarem com os custos da nova moradia (taxas de serviços urbanos), tendem a vender os imóveis que lhes foram destinados, reproduzindo em outros assentamentos precários as condições anteriores de vida. Desta forma, o Projeto da Vila da Barca, concebido para resolver a situação de moradia das famílias da área, gerou graves consequências para as mesmas, em especial, a desestruturação das atividades ocupacionais, demonstrando os limites da intervenção estatal de acordo com a lógica de produção da cidade capitalista.

Santos e Espírito Santo, ou católicos e evangélicos na Amazônia marajoara

A presença evangélica na Região de Integração Marajó não é recente, data do início do século XX, mas é somente nas duas últimas décadas do mesmo período que se pode falar em uma expansão dos mesmos. Essa expansão é notada a partir da análise de dados estatísticos dos censos do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, de 1991 e 2000 e de incursões a campo entre os anos de 2005 e 2010. O Crescimento dos evangélicos numa região de tradição católica tem mobilizado a Igreja Católica no sentido de melhorar seu desempenho no mercado religioso local. Entender como se tecem essas relações entre católicos e evangélicos e evangélicos e evangélicos foi o objetivo que me propus nessa pesquisa. Os dados de campo nos indicam que a Igreja Católica tem utilizado o discurso do avanço pentecostal na região para realizar algumas mudanças em seu universo, especialmente nas festas de santo, tanto nas cidades marajoaras como na capital, Belém do Pará. Por outro lado os evangélicos têm trabalhado no sentido de se afirmarem como um grupo religioso forte, e têm se preocupado, em termos de mercado, muito mais com seus “irmãos” de outras denominações que com a própria Igreja Católica.

Análise de documentos que compõem as noções acerca das práticas de "exploração de trabalhadores rurais": um estudo genealógico

Este trabalho apresenta uma análise genealógica foucaultiana das práticas discursivas e de poder dirigidas a trabalhadores, sobretudo, rurais, que constituirão o objeto ―trabalho escravo‖. Partimos das diferentes nomenclaturas que são utilizadas para descrever as práticas de exploração dos trabalhadores, no Brasil, para darmos visibilidade aos diferentes campos de luta que se materializam na objetivação e subsequente subjetivação desses trabalhadores. Trabalhamos com a hipótese de que existe nesse jogo de poder-saber disputas que implicam em práticas de governamentalização e de mecanismos biopolíticos disparados por diversos segmentos que são convidados a arbitrar sobre a vida das pessoas, por meio do âmbito do trabalho. Cada nomenclatura assim, ocuparia uma posição estratégica, afim de ―defender‖, ―representar‖, o lugar de saber do qual fala. Essas disputas culminam na produção de documentos, dentre os quais alguns foram escolhidos para serem analisados nesse trabalho dissertativo. São documentos de âmbito internacional e nacional, a fim de que fosse problematizada essas práticas em dois níveis, já que percebe-se que ambos se interpolam e por vezes se completam na criação de estratégias e táticas agenciadas para o cuidado e gestão dos trabalhadores. Assim, verificou-se por meio de séries recortadas ao longo dos documentos que cresce uma demanda cada vez maior de pedido de punição aos considerados culpados em realizar as práticas de exploração, e dentre outras séries levantadas, há uma ampliação de um complexo tutelar, que começa a ser incentivado para o controle e vigilância dos trabalhadores, estimulados por organismos internacionais como a Organização Internacional do Trabalho, e outros movimentos e grupos da sociedade civil, que ajudam na produção de políticas públicas que muitas vezes acabam funcionando como uma forma de controlar os riscos a que possivelmente esses trabalhadores estejam submetidos, utilizam-se da estatística para justificar suas intervenções. Tem-se verificado, portanto, que um paradoxo de biopoder atravessa essas práticas, inserindo-as em um campo de gestão e controle da vida, onde se questiona se de fato os direitos e a dignidade humana dessas pessoas são levadas em consideração ou apenas ocupam um lugar dentro do campo dos acontecimentos possíveis que devem ser controlados por práticas de governamentalidade? Finalizamos tentando articular essas questões à produção de nomes utilizados para descrever as práticas de exploração dos trabalhadores, inserindo-os em estratégias de governo da população.

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.

Interpolação de dados de campo potencial através da camada equivalente

O uso da técnica da camada equivalente na interpolação de dados de campo potencial permite levar em consideração que a anomalia, gravimétrica ou magnética, a ser interpolada é uma função harmônica. Entretanto, esta técnica tem aplicação computacional restrita aos levantamentos com pequeno número de dados, uma vez que ela exige a solução de um problema de mínimos quadrados com ordem igual a este número. Para viabilizar a aplicação da técnica da camada equivalente aos levantamentos com grande número de dados, nós desenvolvemos o conceito de observações equivalentes e o método EGTG, que, respectivamente, diminui a demanda em memória do computador e otimiza as avaliações dos produtos internos inerentes à solução dos problemas de mínimos quadrados. Basicamente, o conceito de observações equivalentes consiste em selecionar algumas observações, entre todas as observações originais, tais que o ajuste por mínimos quadrados, que ajusta as observações selecionadas, ajusta automaticamente (dentro de um critério de tolerância pré-estabelecido) todas as demais que não foram escolhidas. As observações selecionadas são denominadas observações equivalentes e as restantes são denominadas observações redundantes. Isto corresponde a partir o sistema linear original em dois sistemas lineares com ordens menores. O primeiro com apenas as observações equivalentes e o segundo apenas com as observações redundantes, de tal forma que a solução de mínimos quadrados, obtida a partir do primeiro sistema linear, é também a solução do segundo sistema. Este procedimento possibilita ajustar todos os dados amostrados usando apenas as observações equivalentes (e não todas as observações originais) o que reduz a quantidade de operações e a utilização de memória pelo computador. O método EGTG consiste, primeiramente, em identificar o produto interno como sendo uma integração discreta de uma integral analítica conhecida e, em seguida, em substituir a integração discreta pela avaliação do resultado da integral analítica. Este método deve ser aplicado quando a avaliação da integral analítica exigir menor quantidade de cálculos do que a exigida para computar a avaliação da integral discreta. Para determinar as observações equivalentes, nós desenvolvemos dois algoritmos iterativos denominados DOE e DOEg. O primeiro algoritmo identifica as observações equivalentes do sistema linear como um todo, enquanto que o segundo as identifica em subsistemas disjuntos do sistema linear original. Cada iteração do algoritmo DOEg consiste de uma aplicação do algoritmo DOE em uma partição do sistema linear original. Na interpolação, o algoritmo DOE fornece uma superfície interpoladora que ajusta todos os dados permitindo a interpolação na forma global. O algoritmo DOEg, por outro lado, otimiza a interpolação na forma local uma vez que ele emprega somente as observações equivalentes, em contraste com os algoritmos existentes para a interpolação local que empregam todas as observações. Os métodos de interpolação utilizando a técnica da camada equivalente e o método da mínima curvatura foram comparados quanto às suas capacidades de recuperar os valores verdadeiros da anomalia durante o processo de interpolação. Os testes utilizaram dados sintéticos (produzidos por modelos de fontes prismáticas) a partir dos quais os valores interpolados sobre a malha regular foram obtidos. Estes valores interpolados foram comparados com os valores teóricos, calculados a partir do modelo de fontes sobre a mesma malha, permitindo avaliar a eficiência do método de interpolação em recuperar os verdadeiros valores da anomalia. Em todos os testes realizados o método da camada equivalente recuperou mais fielmente o valor verdadeiro da anomalia do que o método da mínima curvatura. Particularmente em situações de sub-amostragem, o método da mínima curvatura se mostrou incapaz de recuperar o valor verdadeiro da anomalia nos lugares em que ela apresentou curvaturas mais pronunciadas. Para dados adquiridos em níveis diferentes o método da mínima curvatura apresentou o seu pior desempenho, ao contrário do método da camada equivalente que realizou, simultaneamente, a interpolação e o nivelamento. Utilizando o algoritmo DOE foi possível aplicar a técnica da camada equivalente na interpolação (na forma global) dos 3137 dados de anomalia ar-livre de parte do levantamento marinho Equant-2 e 4941 dados de anomalia magnética de campo total de parte do levantamento aeromagnético Carauari-Norte. Os números de observações equivalentes identificados em cada caso foram, respectivamente, iguais a 294 e 299. Utilizando o algoritmo DOEg nós otimizamos a interpolação (na forma local) da totalidade dos dados de ambos os levantamentos citados. Todas as interpolações realizadas não seriam possíveis sem a aplicação do conceito de observações equivalentes. A proporção entre o tempo de CPU (rodando os programas no mesmo espaço de memória) gasto pelo método da mínima curvatura e pela camada equivalente (interpolação global) foi de 1:31. Esta razão para a interpolação local foi praticamente de 1:1.

Inversão de momentos de fonte em métodos potenciais

A inversão de momentos de fonte gravimétrica tridimensional é analisada em duas situações. Na primeira se admite conhecer apenas a anomalia. Na segunda se admite conhecer, além da anomalia, informação a priori sobre o corpo anômalo. Sem usar informação a priori, mostramos que é possível determinar univocamente todo momento, ou combinação linear de momentos, cujo núcleo polinomial seja função apenas das coordenadas Cartesianas que definem o plano de medida e que tenha Laplaciano nulo. Além disso, mostramos que nenhum momento cujo núcleo polinomial tenha Laplaciano não nulo pode ser determinado. Por outro lado, informação a priori é implicitamente introduzida se o método de inversão de momentos se baseia na aproximação da anomalia pela série truncada obtida de sua expansão em multipolos. Dado um centro de expansão qualquer, o truncamento da série impõe uma condição de regularização sobre as superfícies equipotenciais do corpo anômalo, que permite estimar univocamente os momentos e combinações lineares de momentos que são os coeficientes das funções-bases da expansão em multipolos. Assim, uma distribuição de massa equivalente à real é postulada, sendo o critério de equivalência especificado pela condição de ajuste entre os campos observado e calculado com a série truncada em momentos de uma ordem máxima pré-estabelecida. Os momentos da distribuição equivalente de massa foram identificados como a solução estacionária de um sistema de equações diferenciais lineares de 1a. ordem, para a qual se asseguram unicidade e estabilidade assintótica. Para a série retendo momentos até 2a. ordem, é implicitamente admitido que o corpo anômalo seja convexo e tenha volume finito, que ele esteja suficientemente distante do plano de medida e que a sua distribuição espacial de massa apresente três planos ortogonais de simetria. O método de inversão de momentos baseado na série truncada (IMT) é adaptado para o caso magnético. Para este caso, mostramos que, para assegurar unicidade e estabilidade assintótica, é suficiente pressupor, além da condição de regularização, a condição de que a magnetização total tenha direção e sentido constantes, embora desconhecidos. O método IMT baseado na série de 2a. ordem (IMT2) é aplicado a anomalias gravimétricas e magnéticas tridimensionais sintéticas. Mostramos que se a fonte satisfaz as condições exigidas, boas estimativas da sua massa ou vetor momento de dipolo anômalo total, da posição de seu centro de massa ou de momento de dipolo e das direções de seus três eixos principais são obtidas de maneira estável. O método IMT2 pode falhar parcialmente quando a fonte está próxima do plano de medida ou quando a anomalia tem efeitos localizados e fortes de um corpo pequeno e raso e se tenta estimar os parâmetros de um corpo grande e profundo. Definimos por falha parcial a situação em que algumas das estimativas obtidas podem não ser boas aproximações dos valores verdadeiros. Nas duas situações acima descritas, a profundidade do centro da fonte (maior) e as direções de seus eixos principais podem ser erroneamente estimadas, embora que a massa ou vetor momento de dipolo anômalo total e a projeção do centro desta fonte no plano de medida ainda sejam bem estimados. Se a direção de magnetização total não for constante, o método IMT2 pode fornecer estimativas erradas das direções dos eixos principais (mesmo se a fonte estiver distante do plano de medida), embora que os demais parâmetros sejam bem estimados. O método IMT2 pode falhar completamente se a fonte não tiver volume finito. Definimos por falha completa a situação em que qualquer estimativa obtida pode não ser boa aproximação do valor verdadeiro. O método IMT2 é aplicado a dados reais gravimétricos e magnéticos. No caso gravimétrico, utilizamos uma anomalia situada no estado da Bahia, que se supõe ser causada por um batólito de granito. Com base nos resultados, sugerimos que as massas graníticas geradoras desta anomalia tenham sido estiradas na direção NNW e adelgaçadas na direção vertical durante o evento compressivo que causou a orogênese do Sistema de Dobramentos do Espinhaço. Além disso, estimamos que a profundidade do centro de massa da fonte geradora é cerca de 20 km. No caso magnético, utilizamos a anomalia de um monte submarino situado no Golfo da Guiné. Com base nos resultados, estimamos que o paleopolo magnético do monte submarino tem latitude 50°48'S e longitude 74°54'E e sugerimos que não exista contraste de magnetização expressivo abaixo da base do monte submarino.

Processamento interpretativo de dados magnetométricos e inversão de dados gravimétricos aplicados à prospecção de hidrocarbonetos

Apresentamos dois métodos de interpretação de dados de campos potenciais, aplicados à prospecção de hidrocarbonetos. O primeiro emprega dados aeromagnéticos para estimar o limite, no plano horizontal, entre a crosta continental e a crosta oceânica. Este método baseia-se na existência de feições geológicas magnéticas exclusivas da crosta continental, de modo que as estimativas das extremidades destas feições são usadas como estimativas dos limites da crosta continental. Para tanto, o sinal da anomalia aeromagnética na região da plataforma, do talude e da elevação continental é amplificado através do operador de continuação analítica para baixo usando duas implementações: o princípio da camada equivalente e a condição de fronteira de Dirichlet. A maior carga computacional no cálculo do campo continuado para baixo reside na resolução de um sistema de equações lineares de grande porte. Este esforço computacional é minimizado através do processamento por janelas e do emprego do método do gradiente conjugado na resolução do sistema de equações. Como a operação de continuação para baixo é instável, estabilizamos a solução através do funcional estabilizador de primeira ordem de Tikhonov. Testes em dados aeromagnéticos sintéticos contaminados com ruído pseudo-aleatório Gaussiano mostraram a eficiência de ambas as implementações para realçar os finais das feições magnéticas exclusivas da crosta continental, permitindo o delineamento do limite desta com a crosta oceânica. Aplicamos a metodologia em suas duas implementações a dados aeromagnéticos reais de duas regiões da costa brasileira: Foz do Amazonas e Bacia do Jequitinhonha. O segundo método delineia, simultaneamente, a topografia do embasamento de uma bacia sedimentar e a geometria de estruturas salinas contidas no pacote sedimentar. Os modelos interpretativos consistem de um conjunto de prismas bidimensionais verticais justapostos, para o pacote sedimentar e de prismas bidimensionais com seções verticais poligonais para as estruturas salinas. Estabilizamos a solução, incorporando características geométricas do relevo do embasamento e das estruturas salinas compatíveis com o ambiente geológico através dos estabilizadores da suavidade global, suavidade ponderada e da concentração de massa ao longo de direções preferenciais, além de vínculos de desigualdade nos parâmetros. Aplicamos o método a dados gravimétricos sintéticos produzidos por fontes 2D simulando bacias sedimentares intracratônicas e marginais apresentando densidade do pacote sedimentar variando com a profundidade segundo uma lei hiperbólica e abrigando domos e almofadas salinas. Os resultados mostraram que o método apresenta potencial para delinear, simultaneamente, as geometrias tanto de almofadas e domos salinos, como de relevos descontínuos do embasamento. Aplicamos o método, também, a dados reais ao longo de dois perfis gravimétricos sobre as Bacias de Campos e do Jequitinhonha e obtivemos interpretações compatíveis com a geologia da área.

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.