Análise de imagens em Geologia

O curso proposto está dividido em sete capítulos que vão desde a apresentação da importância da análise de imagens em geologia até à discussão e aplicação de aprendizagem máquina na análise de imagens. Sou defensor do software livre, assim todos os programas utilizados neste curso caiem nesta categoria. Os exemplos apresentados serão demonstrados com recurso aos seguintes programas:  QGIS – Sistemas de informação geográfica  GIMP – Tratamento de imagens  R - Cálculo  RStudio – IDE para o R  Anaconda Python Notebook – IDE para Python  OpenCV – Visão computacional Pretendo que o curso para o qual este texto serve de suporte seja eminentemente prático, um curso de “mãos na massa”, esperando-se que cada participante possa tratar temas do seu interesse pessoal. No primeiro capítulo é feita uma introdução sobre o que são imagens e a sua importância em geologia. O segundo capítulo trata de descrever os passos para a instalação do software proposto e fornecer pequenos exemplos da sua utilização. O terceiro capítulo descreve os métodos e as limitações da aquisição das imagens. São dados alguns exemplos de funções de aquisição de imagens. Os exemplos práticos deste capítulo incluem exemplos em Python e R. O quarto capítulo fala dos parâmetros contidos num ficheiro de imagens. Neste capítulo são apresentados exemplos em Python. O quinto capítulo trata das ferramentas que se podem aplicar durante o préprocessamento de uma imagem. O sexto capítulo trata de mostrar alguns exemplos de análise de imagens e no sétimo capítulo é abordada a questão de utilização de algoritmos de aprendizagem máquina na análise de imagens.

Evolução geológica da região Peniche, Torres Novas, no contexto do Ensino da Biologia e Geologia

O trabalho que se apresenta centra-se na elaboração de um conjunto de materiais passível de ser utilizado pelos professores da área do Ensino da Biologia - Geologia, do ensino básico e secundário, com o intuito de lhes fornecer algumas das competências essenciais para a realização de saídas de campo na região de Peniche- Torres Novas. Neste sentido, o presente trabalho contempla uma primeira parte em que a geologia e a geomorfologia da região são caracterizadas de uma forma detalhada. Esta caracterização permite que, inicialmente, sejam construídas cartas, geomorfológica, litostratigráfica simplificada, tectónica e de zonamento geológico, e que, posteriormente, seja apresentado um esboço da evolução geológica da região ao longo dos tempos. Na segunda parte da dissertação pretende-se adaptar a geologia regional aos curricula dos vários níveis de ensino da Biologia - Geologia. Assim, após uma selecção dos conteúdos principais dos diferentes programas disciplinares, foram escolhidos e identificados locais com interesse geológico na região que, pelas suas características, são susceptíveis de serem visitados/estudados em saídas de campo. Por último, são apresentadas sugestões para a estruturação de roteiros de carácter geológico assim como um exemplo concreto de roteiro. ABSTRACT: The here presented essay is based on the elaboration of a set of materials which can be used by Biology and Geology, elementary and secondary school teachers, with the purpose of providing them with essential skills for field trips in the Peniche-Torres Novas region. Therefore, the essay comprises a first section where the region geology and geomorphology are fully characterized. To begin with, this characterization allows geomorphologic, simplified lithostratigraphical, tectonics and geological zoning charts to be built and later on to present an outline of the region's geological evolution throughout the times. The essay second section aim is to adapt the region geology to the different teaching levels of the Biology-Geology school curricula. That is, after a careful selection of the curricula main contents, the region geologically interesting places were chosen and identified, according to the features that make them worthwhile being visited/studied, when field trips are planned. To complete the essay, suggestions on how to structure geological roadmaps along with a roadmap example are presented.

PERCEPCIÓN Y PREVENCIÓN DEL RIESGO POR LAHAR EN LOS DIQUES DE CARTAGO

En los Diques de Taras de Cartago reside una población con alto grado de vulnerabilidad a la ocurrencia de lahares  provenientes del  Río Reventado.  En este artículo se analiza la situación del Barrio La Unión ante un eventual lahar, tanto desde el punto de vista de la amenaza, a la que están expuestos, como de la percepción del riesgo que tienen sus habitantes.Palabras clave: Lahar, desastres naturales, percepción del riesgo, diquesAbstract:In Taras Diques, Cartago, the inhabitants are highly vulnerable to mud slides from the Reventado River. This article analyzes the situation of the La Unión Community in an event of a mud slide, from the danger`s point of view they are exposed to as well as how the inhabitants perceive the risk.Keywords: Lahar, natural disasters, perception of the risk, dikes

Solos dos reassentamentos rurais no entorno do reservatório da UHE de Manso: distribuição na paisagem e relações com a geologia.

A caracterização ambiental do entorno do reservatório da Usina Hidrelétrica de Manso, teve o objetivo de compreender o funcionamento e distribuição dos solos na paisagem, visando o planejamento e manejo conservacionista da área. Os procedimentos utilizados envolveram a geração de dados básicos no campo, através de mapeamentos temáticos do meio físico, complementados por analises de laboratório. Os resultados produzidos constituem subsídios básicos na busca de estratégias de manejo dos recursos solo e água.

Diseño hidráulico de vertedores escalonados con pendientes moderadas: Metodología basada en un estudio experimental

Durante las últimas tres décadas el interés y diversidad en el uso de canales escalonados han aumentado debido al desarrollo de nuevas técnicas y materiales que permiten su construcción de manera rápida y económica (Concreto compactado con rodillo CCR, Gaviones, etc.). Actualmente, los canales escalonados se usan como vertedores y/o canales para peces en presas y diques, como disipadores de energía en canales y ríos, o como aireadores en plantas de tratamiento y torrentes contaminados. Diversos investigadores han estudiado el flujo en vertedores escalonados, enfocándose en estructuras de gran pendiente (  45o) por lo que a la fecha, el comportamiento del flujo sobre vertedores con pendientes moderadas (  15 a 30o) no ha sido totalmente comprendido. El presente artículo comprende un estudio experimental de las propiedades físicas del flujo aire-agua sobre canales escalonados con pendientes moderadas, típicas en presas de materiales sueltos. Un extenso rango de gastos en condiciones de flujo rasante se investigó en dos modelos experimentales a gran escala (Le = 3 a 6): Un canal con pendiente 3.5H:1V (  16o) y dos alturas de escalón distintas (h = 0.1 y 0.05 m) y un canal con pendiente 2.5H:1V (  22o) y una altura de escalón de h = 0.1 m. Los resultados incluyen un análisis detallado de las propiedades del flujo en vertedores escalonados con pendientes moderadas y un nuevo criterio de diseño hidráulico, el cual está basado en los resultados experimentales obtenidos. English abstract: Stepped chutes have been used as hydraulic structures since antiquity, they can be found acting as spillways and fish ladders in dams and weirs, as energy dissipators in artificial channels, gutters and rivers, and as aeration enhancers in water treatment plants and polluted streams. In recent years, new construction techniques and materials (Roller Compacted Concrete RCC, rip-rap gabions, etc.) together with the development of the abovementioned new applications have allowed cheaper construction methods, increasing the interest in stepped chute design. During the last three decades, research in stepped spillways has been very active. However, studies prior to 1993 neglected the effect of free-surface aeration. A number of studies have focused since on steep stepped chutes (  45o) but the hydraulic performance of moderate-slope stepped channels is not yet totally understood. This study details an experimental investigation of physical air-water flow properties down moderate slope stepped spillways conducted in two laboratory models: the first model was a 3.15 m long stepped chute with a 15.9o slope comprising two interchangeable step heights (h = 0.1 m and h = 0.05 m); the second model was a 3.3 m long, stepped channel with a 21.8o slope (h = 0.1 m). A broad range of discharges within transition and skimming flow regimes was investigated. Measurements were conducted using a double tip conductivity probe. The study provides new, original insights into air-water stepped chute flows not foreseen in prior studies and presents a new design criterion for chutes with moderate slopes based on the experimental results.

Métodos de estimativa de descarga sólida em rios : análise comparativa

Transporte de sedimentos em bacias hidrográficas está relacionado com geomorfologia, ecologia fluvial, estabilidade das estruturas de engenharia e condições de navegação, dentre outros aspectos importantes para o planejamento e o controle de recursos hídricos. Existência de inúmeras variáveis envolvidas na mecânica de transporte de sedimentos e complexidade nas interações de processos físicos tornam difícil o estabelecimento de metodologias indiretas para estimativa de transporte de sedimentos em rios. Desta forma, não existe ainda metodologia universalmente aceita. O principal objetivo do presente trabalho é a análise comparativa de diferentes métodos empíricos disponíveis na literatura para estimativa de descargas sólidas em rios, considerando suas características específicas e resultados de aplicações às bacias dos rios Santa Joana e Santa Maria do Doce e microbacias Sossego e Santa Júlia, inseridas na porção da bacia do rio Doce localizada no Espírito Santo. Foram aplicados os métodos de estimativa indireta de descarga sólida: Einstein Modificado por Colby e Hembree (1955); Colby Simplificado (1957); Engelund & Hansen (1967); Ackers & White (1973); Yang (1973), Karim (1998) e Cheng (2002). Considerando as médias das estimativas de descarga sólida de material de leito (Qsml) relativas às campanhas realizadas em período chuvoso para a seção transversal do rio Doce, de maior porte, o método de Karim (1998), seguido pelo método de Ackers & White (1973), apresentou o maior valor, enquanto que o método de Yang (1973) apresentou o menor. Para os rios Santa Maria do Doce e Santa Joana e os córregos Santa Júlia e Sossego, verificou-se que o método de Ackers & White (1973), seguido de Karim (1998) e Yang (1973) apresentaram as maiores médias, enquanto que os métodos de Cheng (2002) e Engelund & Hansen (1967) apresentaram as menores. O método Simplificado de Colby apresentou as maiores estimativas de descargas sólidas totais (Qst) para todas as seções transversais de todos os cursos d'água monitorados. Concluiu-se que os diferentes métodos indiretos podem resultar em grandes diferenças em estimativas de transporte de sedimento em rios e que, desta forma, resultados de aplicação destes métodos devem ser considerados com muita cautela. Os resultados mostraram a grande importância de realização de campanhas de medição sedimentométricas para avaliação do transporte de sedimentos e definição dos melhores métodos indiretos de estimativa para cursos d'água específicos.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.

Interrelações entre a profundidade do solo e o substrato geológico na região centro-leste de Minas Gerais

O estudo das interrelações entre profundidade do solo e o substrato geológico de uma área é importante para a compreensão da gênese do solo e seus atributos físicos, químicos e morfológicos, constituindo-se em importante ferramenta para avaliar a influência das características do material de origem no grau de intemperismo e, consequentemente, na profundidade do perfil do solo. Com o objetivo de estabelecer essas relações, levantaram-se informações detalhadas quanto aos aspectos geológicos, como: litotipos, constituição, minerais principais, textura, granulação e cor das rochas das regiões de Cocais, Rio Doce, Sabinópolis, Virginópolis e Santa Bárbara, em Minas Gerais, bem como suas classes de solos e a profundidade de aparecimento dos horizontes B/C ou C. Essas relações foram obtidas por meio de um sistema geográfico de informações e de uma análise estatística simples entre os litotipos e profundidade dos solos. A partir dessas relações foi possível agrupar os valores médios de profundidade do solo de acordo com o material de origem, propiciando uma análise de agrupamento pelo método de minimização da variância (CLUSTERMV-SAEG), utilizando-se a distância euclidiana média. Os resultados indicam que materiais bandados em relação a rochas maciças estão relacionados com perfis mais profundos, da mesma forma que rochas com granulação mais grossa têm maior capacidade de intemperização e, portanto, estão relacionadas com solos mais profundos.

Recursos hidrominerais dos Açores: hidrogeologia e avaliação do potencial sócioeconómico

Tese de Doutoramento, Geologia (Hidrogeologia), 17 de Dezembro de 2013, Universidade dos Açores.

Estudo de movimentos de vertente no concelho da Povoação (ilha de São Miguel, Açores): inventariação, caracterização e análise da susceptibilidade

Tese de Doutoramento, Geologia (Riscos Geológicos), 4 de Abril de 2014, Universidade dos Açores.

Estudo da desgaseificação difusa de ²²²Rn: implicações em termos de monitorização sismovulcânica, recursos geotérmicos e saúde pública

Tese de Doutoramento, Geologia (Vulcanologia), 14 de Março de 2014, Universidade dos Açores.

Estudos de neotectónica na ilha de São Miguel: uma contribuição para o estudo do risco sísmico no arquipélago dos Açores

Tese de Doutoramento, Geologia (Vulcanologia), 21 de Março de 2014, Universidade dos Açores.

Capela do Senhor da Pedra: diagonóstico e proposta de tratamento da pedra

Mestrado em Engenharia Geotécnica e Geoambiente

Emissão de CO2 em lagos vulcânicos dos açores : quantificação e implicações hidrogeoquímicas

Dissertação de Mestrado em Geologia do Ambiente e Sociedade.

Aplicação de técnicas de geodesia espacial ao estudo dos sistemas vulcano-tectónicos e hidrotermais do segmento definido pelas ilhas Terceira, São Jorge e Graciosa

Tese de Doutoramento em Geologia, especialidade de Geodesia.