Inversão de dados sísmicos de reflexão a partir da curva do tempo de trânsito

A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo do problema de inversão sísmica baseada em refletores planos para arranjo fonte-comum (FC) e ponto-médiocomum (PMC). O modelo direto é descrito por camadas homogêneas, isotrópicas com interfaces plano-horizontais. O problema é relacionado ao empilhamento NMO baseado na otimização da função semblance, para seções PMC corrigidas de sobretempo normal (NMO). O estudo foi baseado em dois princípios. O primeiro princípio adotado foi de combinar dois grupos de métodos de inversão: um Método Global e um Método Local. O segundo princípio adotado foi o de cascata, segundo a teoria Wichert-Herglotz-Bateman, que estabelece que para conhecer uma camada inferior tem-se que conhecer primeiro a camada superior (dissecação). A aplicação do estudo é voltada à simulação sísmica de Bacia Sedimentar do Solimões e de Bacia Marinha para se obter uma distribuição local 1D de velocidades e espessuras para a subsuperfície em horizontes alvo. Sendo assim, limitamos a inversão entre 4 e 11 refletores, uma vez que na prática a indústria limita uma interpretação realizada apenas em número equivalente de 3 a 4 refletores principais. Ressalta-se que este modelo é aplicável como condição inicial ao imageamento de seções sísmicas em regiões geologicamente complexas com variação horizontal suave de velocidades. Os dados sintéticos foram gerados a partir dos modelos relacionados a informações geológicas, o que corresponde a uma forte informação a priori no modelo de inversão. Para a construção dos modelos relacionados aos projetos da Rede Risco Exploratório (FINEP) e de formação de recursos humanos da ANP em andamento, analisamos os seguintes assuntos relevantes: (1) Geologia de bacias sedimentares terrestre dos Solimões e ma rinha (estratigráfica, estrutural, tectônica e petrolífera); (2) Física da resolução vertical e horizontal; e (3) Discretização temporal-espacial no cubo de multi-cobertura. O processo de inversão é dependente do efeito da discretização tempo-espacial do campo de ondas, dos parâmetros físicos do levantamento sísmico, e da posterior reamostragem no cubo de cobertura múltipla. O modelo direto empregado corresponde ao caso do operador do empilhamento NMO (1D), considerando uma topografia de observação plana. O critério básico tomado como referência para a inversão e o ajuste de curvas é a norma 2 (quadrática). A inversão usando o presente modelo simples é computacionalmente atrativa por ser rápida, e conveniente por permitir que vários outros recursos possam ser incluídos com interpretação física lógica; por exemplo, a Zona de Fresnel Projetada (ZFP), cálculo direto da divergência esférica, inversão Dix, inversão linear por reparametrização, informações a priori, regularização. A ZFP mostra ser um conceito út il para estabelecer a abertura da janela espacial da inversão na seção tempo-distância, e representa a influência dos dados na resolução horizontal. A estimativa da ZFP indica uma abertura mínima com base num modelo adotado, e atualizável. A divergência esférica é uma função suave, e tem base física para ser usada na definição da matriz ponderação dos dados em métodos de inversão tomográfica. A necessidade de robustez na inversão pode ser analisada em seções sísmicas (FC, PMC) submetida a filtragens (freqüências de cantos: 5;15;75;85; banda-passante trapezoidal), onde se pode identificar, comparar e interpretar as informações contidas. A partir das seções, concluímos que os dados são contaminados com pontos isolados, o que propõe métodos na classe dos considerados robustos, tendo-se como referência a norma 2 (quadrados- mínimos) de ajuste de curvas. Os algoritmos foram desenvolvidos na linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando o programa MATLAB para apresentação de resultados, e o sistema CWP/SU para modelagem sísmica sintética, marcação de eventos e apresentação de resultados.

Métodos de otimização global aplicados na busca dos parâmetros SRC

O método de empilhamento por Superfície de Reflexão Comum (SRC) produz seções simuladas de afastamento nulo (AN) por meio do somatório de eventos sísmicos dos dados de cobertura múltipla contidos nas superfícies de empilhamento. Este método não depende do modelo de velocidade do meio, apenas requer o conhecimento a priori da velocidade próxima a superfície. A simulação de seções AN por este método de empilhamento utiliza uma aproximação hiperbólica de segunda ordem do tempo de trânsito de raios paraxiais para definir a superfície de empilhamento ou operador de empilhamento SRC. Para meios 2D este operador depende de três atributos cinemáticos de duas ondas hipotéticas (ondas PIN e N), observados no ponto de emergência do raio central com incidência normal, que são: o ângulo de emergência do raio central com fonte-receptor nulo (β₀) , o raio de curvatura da onda ponto de incidência normal (R_PIN) e o raio de curvatura da onda normal (R_N). Portanto, o problema de otimização no método SRC consiste na determinação, a partir dos dados sísmicos, dos três parâmetros (β₀, R_PIN, R_N) ótimos associados a cada ponto de amostragem da seção AN a ser simulada. A determinação simultânea destes parâmetros pode ser realizada por meio de processos de busca global (ou otimização global) multidimensional, utilizando como função objetivo algum critério de coerência. O problema de otimização no método SRC é muito importante para o bom desempenho no que diz respeito a qualidade dos resultados e principalmente ao custo computacional, comparado com os métodos tradicionalmente utilizados na indústria sísmica. Existem várias estratégias de busca para determinar estes parâmetros baseados em buscas sistemáticas e usando algoritmos de otimização, podendo estimar apenas um parâmetro de cada vez, ou dois ou os três parâmetros simultaneamente. Levando em conta a estratégia de busca por meio da aplicação de otimização global, estes três parâmetros podem ser estimados através de dois procedimentos: no primeiro caso os três parâmetros podem ser estimados simultaneamente e no segundo caso inicialmente podem ser determinados simultaneamente dois parâmetros (β₀, R_PIN) e posteriormente o terceiro parâmetro (R_N) usando os valores dos dois parâmetros já conhecidos. Neste trabalho apresenta-se a aplicação e comparação de quatro algoritmos de otimização global para encontrar os parâmetros SRC ótimos, estes são: Simulated Annealing (SA), Very Fast Simulated Annealing (VFSA), Differential Evolution (DE) e Controlled Rando Search - 2 (CRS2). Como resultados importantes são apresentados a aplicação de cada método de otimização e a comparação entre os métodos quanto a eficácia, eficiência e confiabilidade para determinar os melhores parâmetros SRC. Posteriormente, aplicando as estratégias de busca global para a determinação destes parâmetros, por meio do método de otimização VFSA que teve o melhor desempenho foi realizado o empilhamento SRC a partir dos dados Marmousi, isto é, foi realizado um empilhamento SRC usando dois parâmetros (β₀, R_PIN) estimados por busca global e outro empilhamento SRC usando os três parâmetros (β₀, R_PIN, R_N) também estimados por busca global.

Wave refraction and longshore transport patterns along the southern Santa Catarina coast

Com base no clima de ondas para o sul da costa brasileira, a refração de ondas foi modelada para a obtenção de alturas e direção das ondas ao longo da costa sul de Santa Catarina. Essas informações permitem a estimativa da deriva litorânea potencial para a região. De acordo com a orientação da linha de costa, diferentes setores do litoral apresentam variados padrões de deriva. As estimativas foram realizadas com base nos dados médios anuais e para cada estação do ano, demonstrando assim a variabilidade dos padrões ao longo do ano. A configuração da linha de costa e os resultados das estimativas de intensidade e direção da deriva indicam o predomínio da deriva litorânea na porção sul da área e um equilíbrio entre processos de espraiamento e de deriva na porção norte. Padrões contrastantes de deriva entre a porção sul e norte da linha de costa indicam um balanço positivo de sedimentos na porção central, disponibilizando sedimentos para os processos de transporte através da costa. Considerando escalas temporais maiores, os padrões de deriva concordam com o processo de preenchimento costeiro que é controlado principalmente pelo aporte de sedimentos pela deriva litorânea.

Migração usando equação da onda unidirecional de abertura arbitrária

Neste trabalho avaliamos uma classe de operadores de continuação de campos de onda, baseados em equações unidirecionais e com aplicação direta à migração sísmica. O método de representação de equações de onda unidirecionais, desenvolvido neste trabalho, é válido para abertura angular arbitrária, baseia-se no conceito de rigidez de um semiespaço, na transformação Dirichlet-Neumann e em sua discretização por elementos finitos. O método de construção dos operadores de continuação requer a introdução de variáveis auxiliares cujo número cresce em função da maior abertura angular desejada para o operador. Efetuamos a implementação no domínio do espaço e da frequência o que permite sua imediata paralelização. Baseados em experimentos numéricos, que avaliam a relação de dispersão e a resposta ao impulso do operador, propomos prescrições que permitem especificar o número de variáveis auxiliares e o passo de continuação para o operador de migração. A aplicação do algoritmo nos dados do modelo de domo salino da SEG-EAGE demonstra a capacidade do algoritmo em migrar refletores com forte mergulho em meios com forte variação lateral de velocidade.

Migração FD e FFD com aproximações de grande abertura angular

Métodos de migração baseados na equação da onda unidirecional apresentam limitações no imageamento de refletores com forte mergulho e no tratamento de ondas evanescentes. Utilizando a expansão de Padé complexa na solução da equação da onda unidirecional para imageamento em geofísica é possível tratar ondas evanescentes, estabilizando a migração e dispensando um tratamento especial para absorção nas fronteiras do domínio. Utilizando várias parcelas na expansão de Padé, refletores com forte mergulho podem ser corretamente migrados. Nesta dissertação aplicamos a equação da onda unidirecional com expansão de Padé complexa para implementar dois algoritmos de migração em profundidade pré e pós empilhamento: a migração por diferenças finitas (FD) e a migração por diferenças finitas e Fourier (FFD). O estudo das curvas de dispersão e da resposta impulsiva dos operadores de migração nos permitiu escolher o número adequado de parcelas na expansão de Padé e os coeficientes da expansão que garantem estabilidade à continuação do campo de onda para um ângulo de mergulho máximo prescrito. As implementações foram validadas nos dados Marmousi e no modelo de domo de sal da SEG/EAGE mostrando que refletores com forte mergulho foram corretamente migrados, mesmo na presença de forte variação lateral de velocidade. Esses resultados são comparados com outros métodos de migração baseados na equação da onda unidirecional ressaltando a qualidade da aproximação estudada neste trabalho.

Migração em profundidade usando a solução numérica da equação da eiconal

Nos últimos anos tem-se verificado um interesse crescente no desenvolvimento de algoritmos de imageamento sísmico com a finalidade de obter uma imagem da subsuperfície da terra. A migração pelo método de Kirchhoff, por exemplo, é um método de imageamento muito eficiente empregado na busca da localização de refletores na subsuperficie, quando dispomos do cálculo dos tempos de trânsito necessários para a etapa de empilhamento, sendo estes obtidos neste trabalho através da solução da equação eiconal. Primeiramente, é apresentada a teoria da migração de Kirchhoff em profundidade baseada na teoria do raio, sendo em seguida introduzida a equação eiconal, através da qual são obtidos os tempos de trânsitos empregados no empilhamento das curvas de difrações. Em seguida é desenvolvido um algoritmo de migração em profundidade fazendo uso dos tempos de trânsito obtidos através da equação eiconal. Finalmente, aplicamos este algoritmo a dados sintéticos contendo ruído aditivo e múltiplas e obtemos como resultado uma seção sísmica na profundidade. Através dos experimentos feitos neste trabalho observou-se que o algoritmo de migração desenvolvido mostrou-se bastante eficiente e eficaz na reconstrução da imagem dos refletores.

Square-wave voltammetric determination of rutin in pharmaceutical formulations using a carbon composite electrode modified with copper (II) phosphate immobilized in polyester resin

Descreve-se um eletrodo de carbono modificado com fosfato de cobre (II) imobilizado em uma resina de poliéster (Cu₃(PO₄)₂-Poly) para a determinação de rutina em amostras farmacêuticas por voltametria de onda quadrada. O eletrodo modificado permite a determinação de rutina em potencial (0.20 V vs Ag / AgCl (3,0 mol L^-1 KCl)) menor que o observado em um eletrodo não modificado. Verificou-se que a corrente de pico foi linear com a concentração de rutina na faixa de 9,9 × 10^-8 a 2,5 × 10^-6 mol L^-1, com um limite de detecção de 1,2 × 10^-8 mol L^-1. A resposta do eletrodo foi estável, sem variação significativa dentro de várias horas de operação contínua. A morfologia da superfície do eletrodo modificado foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelo sistema de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os resultados obtidos foram precisos e exatos. Ademais, estes resultados estão de acordo com aqueles obtidos pelo método cromatográfico a um nível de confiança de 95%.

Radio-wave propagation model for UHF band in different climatic conditions with dyadic green’s function

This article proposes a deterministic radio propagation model using dyadic Green's function to predict the value of the electric field. Dyadic is offered as an efficient mathematical tool which has symbolic simplicity and robustness, as well as taking account of the anisotropy of the medium. The proposed model is an important contribution for the UHF band because it considers climatic conditions by changing the constants of the medium. Most models and recommendations that include an approach for climatic conditions, are designed for satellite links, mainly Ku and Ka bands. The results obtained by simulation are compared and validated with data from a Digital Television Station measurement campaigns conducted in the Belém city in Amazon region during two seasons. The proposed model was able to provide satisfactory results by differentiating between the curves for dry and wet soil and these corroborate the measured data, (the RMS errors are between 2-5 dB in the case under study).

Forma simplética para ondas não-lineares da corda clássica no espaço Ad'S IND.5'

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O princípio de ação quântica de Schwinger: aspectos do tratamento de sistemas dependentes do tempo e interagentes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Measurement of Wave Attenuation in Buried Plastic Water Distribution Pipes

Leaks in pipes are a common issue encountered in the water industry. Acoustic methods are generally successful in finding and locating leaks in metallic pipes, however, they are less effective when applied to plastic pipes. This is because leak-noise signals are heavily attenuated due to high damping in the pipe-wall and sound radiation into the soil. As result, high frequency leak noise does not travel long distances. To determine how far leak noise may travel in a pipe at any frequency, the attenuation of the wave responsible for leak noise propagation should be known. In this paper a new method to estimate this is described. The method is then applied to some measurements made on a bespoke pipe-test rig in the UK, and the results are compared with theoretical predictions.

Long-wave infrared radiation reflected by compression stockings in the treatment of cellulite: a clinical double-blind, randomized and controlled study

SynopsisBackgroundCellulite refers to changes in skin relief on the thighs and buttocks of women, with a prevalence of 80-90%, causing dissatisfaction and search for treatment. Etiopathogenesis is multifactorial, as follows: herniation of the hypodermis towards the dermis, facilitated by perpendicular fibrous septa, changes in the dermal extracellular matrix, decreased adiponectin, genetic polymorphism, microcirculation alterations and inflammatory process. There are numerous therapeutic approaches, with little evidence of effectiveness. The long-wave infrared (LWIR) radiation interacts with water, improves microcirculation and stimulates metabolic processes. To date, the use of tissues with potential reflection of LWIR radiation has not been systematically investigated as adjuvant treatment for cellulite.ObjectiveTo investigate the efficacy and safety of the treatment of cellulite through the use of compression stockings made with thread reflecting LWIR radiation.Patients and methodsClinical study of therapeutic intervention, controlled and double-blind, including 30 women, aging from 25 to 40years, with cellulite of grades II and III on the thighs and buttocks who used compression stockings, pantyhose model, made with reflector thread of LWIR radiation, on only one randomized side. Women under other treatments for cellulite and with venous and/or blood insufficiencies were excluded. Evaluation of efficacy by clinical parameters, photographs, Dermatology Life Quality Index (DLQI), cutometry and high frequency ultrasonography and security by observation of adverse events and venous EcoDoppler recordings.ResultsDLQI scores showed significant reduction; the two-dimensional high-frequency ultrasonography showed an insignificant increase in dermal echogenicity as well as other efficacy parameters demonstrated no or slight improvement, with no differences between the sides exposed or not to LWIR; and there were no severe adverse events.ConclusionCompression stockings, with or without thread reflector of LWIR, showed slight effects in the appearance of cellulite, but the treatment determined a positive impact on women quality of life.

Wind-wave amplification mechanisms: possible models for steep wave events in finite depth

We extend the Miles mechanism of wind-wave generation to finite depth. A beta-Miles linear growth rate depending on the depth and wind velocity is derived and allows the study of linear growth rates of surface waves from weak to moderate winds in finite depth h. The evolution of beta is plotted, for several values of the dispersion parameter kh with k the wave number. For constant depths we find that no matter what the values of wind velocities are, at small enough wave age the beta-Miles linear growth rates are in the known deep-water limit. However winds of moderate intensities prevent the waves from growing beyond a critical wave age, which is also constrained by the water depth and is less than the wave age limit of deep water. Depending on wave age and wind velocity, the Jeffreys and Miles mechanisms are compared to determine which of them dominates. A wind-forced nonlinear Schrodinger equation is derived and the Akhmediev, Peregrine and Kuznetsov-Ma breather solutions for weak wind inputs in finite depth h are obtained.

Search for gravitational wave ringdowns from perturbed intermediate mass black holes in LIGO-Virgo data from 2005-2010

We report results from a search for gravitational waves produced by perturbed intermediate mass black holes ( IMBH) in data collected by LIGO and Virgo between 2005 and 2010. The search was sensitive to astrophysical sources that produced damped sinusoid gravitational wave signals, also known as ringdowns, with frequency 50 <= f(0)/Hz <= 2000 and decay timescale 0.0001 less than or similar to tau/s less than or similar to 0.1 characteristic of those produced in mergers of IMBH pairs. No significant gravitational wave candidate was detected. We report upper limits on the astrophysical coalescence rates of IMBHs with total binary mass 50 <= M/ M circle dot <= 450 and component mass ratios of either 1: 1 or 4: 1. For systems with total mass 100 <= M/M circle dot <= 150, we report a 90% confidence upper limit on the rate of binary IMBH mergers with nonspinning and equal mass components of 6.9 x 10(-8) Mpc(-3) yr(-1). We also report a rate upper limit for ringdown waveforms from perturbed IMBHs, radiating 1% of their mass as gravitational waves in the fundamental, l = m = 2, oscillation mode, that is nearly three orders of magnitude more stringent than previous results.

A construction of integrated vertex operator in the pure spinor sigma-model in AdS(5) x S-5

Vertex operators in string theory me in two varieties: integrated and unintegrated. Understanding both types is important for the calculation of the string theory amplitudes. The relation between them is a descent procedure typically involving the b-ghost. In the pure spinor formalism vertex operators can be identified as cohomology classes of an infinite-dimensional Lie superalgebra formed by covariant derivatives. We show that in this language the construction of the integrated vertex from an unintegrated vertex is very straightforward, and amounts to the evaluation of the cocycle on the generalized Lax currents.