Mapeamento de jazidas de bauxitas no Distrito Paragominas – Açailândia (PA-MA) pelo método da sísmica de refração

Nos últimos 30 anos no Brasil, o mapeamento de camada bauxítica tem sido sempre efetuado através de perfilagens de poços. Neste estudo, aplicou-se o método da sísmica de refração rasa pela primeira vez, em cerca de 3.000m de perfis, em caráter experimental em algumas localidades ao longo da rodovia BR-10, assim como no Platô Esperança (região de Jabuti-PA) e perto da cidade de Açailândia (MA); com objetivo de delimitar a camada de bauxita. Embora se tenha utilizado, em algumas ocasiões, durante a interpretação, o método de distância crítica no cálculo de profundidade, foi possível, mediante o emprego do Método Recíproco Generalizado (GRM), o processamento e interpretação dos dados, para se obter a delimitação contínua da camada investigada. O GRM apresenta vantagens sobre os métodos tradicionais, tais como poder delimitar camadas onduladas, detetar camadas escondidas, além da sensibilidade para camadas com mergulho até 20°. A partir dós gráficos da análise de velocidade, foi calculada para a camada de bauxita uma velocidade média de 840 m/s, e mediante o emprego dos tempos de profundidade chegou-se a sua delimitação: ela possui um comportamento irregular, tendo uma espessura média de 5m. A pesquisa geofísica realizada nas três áreas-piloto tem grande importância porque o método utilizado poderá ser aplicado a outras regiões, em condições geológicas semelhantes.

Métodos sísmicos de refração e eletromagnético aplicados ao estudo de um paleocanal da Ilha do Marajó, Pará

Os métodos sísmico de refração e eletromagnético foram aplicados, em caráter experimental, à prospecção de água subterrânea. A eficiência destes métodos foi testada com cerca de 1.500m de perfis de refração rasa na delimitação geométrica em três dimensões de um paleocanal na região dos campos naturais da Ilha de Marajó e com um perfil eletromagnético (técnica Slingram) para a detecção de contatos laterais de água doce-água salobra. A interpretação dos dados sísmicos foi realizada com as equações de tempo de intersecção para n camadas inclinadas com o auxílio do controle geológico de 2 (dois) poços para contornar problemas de camadas não detectadas. Obteve-se uma baixa velocidade (0,81 km/s) para os sedimentos silte-arenosos saturados que preenchem o paleocanal. Em virtude da inversão de velocidades ter sido obtida como resultado para estes sedimentos, não se aconselha o mapeamento de paleocanais pela sísmica de refração, salvo com a utilização de técnicas especiais de campo (registro digital, 'up-hole survey', registro ondas S, reflexão simultânea, ...). Os dados eletromagnéticos foram analisados semi-quantitativamente com o auxílio de um modelo reduzido construído a partir de uma seção de resistividades aparentes. Um diagrama de Argand, traçado com os dados de laboratório, fornece subsídios para a determinação da condutância em ambientes de sedimentos não consolidados análogos ao de Marajó. Recomenda-se a utilização dos métodos eletromagnéticos para o reconhecimento lateral de zonas de água doce-água-salobra, uma vez que a componente quadratura da frequência alta (2640 Hz) define, com precisão suficiente, estas zonas. A comparação dos resultados dos dois métodos mostra que apenas parte do paleocanal se comporta como um aquífero.

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.

Migração 3D no tempo usando a teoria dos raios paraxiais

O trabalho aqui apresentado visa o estudo da migração 3D no tempo, em amplitudes verdadeiras, de dados da seção afastamento nulo ("zero-offset"), usando a aproximação de segunda ordem do tempo de trânsito de difração. O processo de migração no tempo usa a função difração determinada, corretamente, através de mesmos parâmetros que controlam a função tempo de trânsito de reflexão, além do auxílio dos raios paraxiais. Os parâmetros que controlam a função tempo de trânsito de reflexão são determinados através de pelo menos nove medidas de tempo de trânsito, obtidas a partir de dados pré-empilhados (tiro comum, ponto médio comum - CMP, etc.). Determinada a função difração, pode-se fazer a migração sem a necessidade de que se conheça o modelo de velocidades, pois a função tempo de trânsito de difração, como definido neste trabalho, não necessita do mesmo. O espalhamento geométrico é removido através do processo de migração e aplicação de uma função peso aos dados da seção afastamento nulo. Juntamente com a função peso, aplicou-se um filtro objetivando a recuperação da fase do sinal, ocorrida como consequência do processo de migração. Devido a limitação computacional, fez-se testes com dados sintéticos, em 2D, objetivando verificar a eficiência do programa. Os resultados obtidos foram satisfatórios, mostrando a eficiência e confiabilidade do processo.

Migração com amplitude verdadeira em meios com gradiente constante de velocidade

Este trabalho tem por objetivo a aplicação de um método de migração com amplitudes verdadeiras, considerando-se um meio acústico onde a velocidade de propagação varia linearmente com a profundidade. O método de migração é baseado na teoria dos raios e na integral de migração de Kirchhoff, procurando posicionar de forma correta os refletores e recuperar os respetivos coeficientes de reflexão. No processo de recuperação dos coeficientes de reflexão, busca-se corrigir o fator de espalhamento geométrico de reflexões sísmicas primárias, sem o conhecimento a priori dos refletores procurados. Ao considerar-se configurações fonte-receptor arbitrárias, as reflexões primárias podem ser imageadas no tempo ou profundidade, sendo as amplitudes do campo de ondas migrado uma medida dos coeficientes de reflexão (função do ângulo de incidência). Anteriormente têm sido propostos alguns algoritmos baseados na aproximação de Born ou Kirchhoff. Todos são dados em forma de um operador integral de empilhamento de difrações, que são aplicados à entrada dos dados sísmicos. O resultado é uma seção sísmica migrada, onde cada ponto de reflexão é imageado com uma amplitude proporcional ao coeficiente de reflexão no ponto. No presente caso, o processo de migração faz uso de um modelo com velocidade que apresenta uma distribuição que varia linearmente com a profundidade, conhecido também como gradiente constante de velocidade. O esquema de migração corresponde a uma versão modificada da migração de empilhamento por difração e faz uso explícito da teoria do raio, por exemplo, na descrição de tempos de trânsito e amplitudes das reflexões primárias, com as quais a operação de empilhamento e suas propriedades podem ser entendidas geometricamente. Efeitos como o espalhamento geométrico devido à trajetória do raio levam a distorção das amplitudes. Estes efeitos têm que ser corregidos durante o processamento dos dados sísmicos. Baseados na integral de migração de Kirchhoff e na teoria paraxial dos raios, foi derivada a função peso e o operador da integral por empilhamento de difrações para um modelo sísmico 2,5-D, e aplicado a uma serie de dados sintéticos em ambientes com ruído e livre de ruído. O resultado mostra a precisão e estabilidade do método de migração em um meio 2,5-D como ferramenta para obter informação sobre as propriedades de refletividade da subsuperfície da terra. Neste método não são levados em consideração a existência de caústicas nem a atenuação devido a fricção interna.

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.

Modelagem sísmica por diferenças finitas em meios bidimensionais com difratores

Este trabalho tem por objetivo a modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações. Como parte deste estudo foi feita a análise numérica visando as condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas. Para a validação do programa de diferenças finitas foi feita a comparação cinemática com a Teoria do Raio para um modelo simples. O motivo deste estudo é ter uma melhor compreensão e controle sobre os problemas de modelagem, visando contribuir para a solução de problemas na interpretação de dados sísmicos. Segundo vários autores na literatura geológica, Derby (1877), Evans (1906), Paiva (1929) e Moura (1938). A Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o recente, atingindo espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançando espessuras de centenas de metros, perfazendo um volume total de 90.000 quilômetros cúbicos. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica, impossibilitando uma melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo das soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foi usado um modelo acústico de velocidades. Para o cálculo dos sismogramas foi utilizado um programa de diferenças finitas com aproximação de quarta ordem da equação da onda acústica no espaço e no tempo. As aplicações dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas têm melhorado a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observado a influência significativa das múltiplas devido a camada de alta velocidade, o que faz com que haja maior perda de energia dificultando a interpretação dos alvos. Por esta razão recomendo a integração de dados de superfície com os dados de poço, com o objetivo de se obter uma melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.

Strain rates estimated by geodetic observations in the Borborema Province, Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Long-term recovery patterns of arctic tundra after winter seismic exploration

In response to the increasing global demand for energy, oil exploration and development are expanding into frontier areas of the Arctic, where slow-growing tundra vegetation and the underlying permafrost soils are very sensitive to disturbance. The creation of vehicle trails on the tundra from seismic exploration for oil has accelerated in the past decade, and the cumulative impact represents a geographic footprint that covers a greater extent of Alaska’s North Slope tundra than all other direct human impacts combined. Seismic exploration for oil and gas was conducted on the coastal plain of the Arctic National Wildlife Refuge, Alaska, USA, in the winters of 1984 and 1985. This study documents recovery of vegetation and permafrost soils over a two-decade period after vehicle traffic on snow-covered tundra. Paired permanent vegetation plots (disturbed vs. reference) were monitored six times from 1984 to 2002. Data were collected on percent vegetative cover by plant species and on soil and ground ice characteristics. We developed Bayesian hierarchical models, with temporally and spatially autocorrelated errors, to analyze the effects of vegetation type and initial disturbance levels on recovery patterns of the different plant growth forms as well as soil thaw depth. Plant community composition was altered on the trails by species-specific responses to initial disturbance and subsequent changes in substrate. Long-term changes included increased cover of graminoids and decreased cover of evergreen shrubs and mosses. Trails with low levels of initial disturbance usually improved well over time, whereas those with medium to high levels of initial disturbance recovered slowly. Trails on ice-poor, gravel substrates of riparian areas recovered better than those on ice-rich loamy soils of the uplands, even after severe initial damage. Recovery to pre-disturbance communities was not possible where trail subsidence occurred due to thawing of ground ice. Previous studies of disturbance from winter seismic vehicles in the Arctic predicted short-term and mostly aesthetic impacts, but we found that severe impacts to tundra vegetation persisted for two decades after disturbance under some conditions. We recommend management approaches that should be used to prevent persistent tundra damage.

The Oligocene-Neogene deep-sea Columbia Channel system in the South Brazilian Basin: Seismic stratigraphy and environmental changes

The Columbia Channel (CCS) system is a depositional system located in the South Brazilian Basin, south of the Vitoria-Trindade volcanic chain. It lies in a WNW-ESE direction on the continental rise and abyssal plain, at a depth of between 4200 and 5200 m. It is formed by two depocenters elongated respectively south and north of the channel that show different sediment patterns. The area is swept by a deep western boundary current formed by AABW. The system has been previously interpreted has a mixed turbidite-contourite system. More detailed study of seismic data permits a more precise definition of the modern channel morphology, the system stratigraphy as well as the sedimentary processes and control. The modern CCS presents active erosion and/or transport along the channel. The ancient Oligo-Neogene system overlies a ""upper Cretaceous-Paleogene"" sedimentary substratum (Unit U1) bounded at the top by a major erosive ""late Eocene-early Oligocene"" discordance (D2). This ancient system is subdivided into 2 seismic units (U2 and U3). The thick basal U2 unit constitutes the larger part of the system. It consists of three subunits bounded by unconformities: D3 (""Oligocene-Miocene boundary""), D4 (""late Miocene"") and D5 (""late Pliocene""). The subunits have a fairly tabular geometry in the shallow NW depocenter associated with predominant turbidite deposits. They present a mounded shape in the deep NE depocenter, and are interpreted as forming a contourite drift. South of the channel, the deposits are interpreted as a contourite sheet drift. The surficial U3 unit forms a thin carpet of deposits. The beginning of the channel occurs at the end of U1 and during the formation of D2. Its location seems to have been determined by active faults. The channel has been active throughout the late Oligocene and Neogene and its depth increased continuously as a consequence of erosion of the channel floor and deposit aggradation along its margins. Such a mixed turbidite-contourite system (or fan drift) is characterized by frequent, rapid lateral facies variations and by unconformities that cross the whole system and are associated with increased AABW circulation. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Bioenergetics and neuromuscular determinants of the time to exhaustion at velocity corresponding to (V) over dotO(2)max in recreational long-distance runners

Bertuzzi, R, Bueno, S, Pasqua, LA, Acquesta, FM, Batista, MB, Roschel, H, Kiss, MAPDM, Serrao, JC, Tricoli, V, and Ugrinowitsch, C. Bioenergetics and neuromuscular determinants of the time to exhaustion at velocity corresponding to (V) over dotO(2)max in recreational long-distance runners. J Strength Cond Res 26(8): 2096-2102, 2012-The purpose of this study was to investigate the main bioenergetics and neuromuscular determinants of the time to exhaustion (T-lim) at the velocity corresponding to maximal oxygen uptake in recreational long-distance runners. Twenty runners performed the following tests on 5 different days: (a) maximal incremental treadmill test, (b) 2 submaximal tests to determine running economy and vertical stiffness, (c) exhaustive test to measured the T-lim, (d) maximum dynamic strength test, and (e) muscle power production test. Aerobic and anaerobic energy contributions during the T-lim test were also estimated. The stepwise multiple regression method selected 3 independent variables to explain T-lim variance. Total energy production explained 84.1% of the shared variance (p = 0.001), whereas peak oxygen uptake ((V) over dotO(2)peak) measured during T-lim and lower limb muscle power ability accounted for the additional 10% of the shared variance (p = 0.014). These data suggest that the total energy production, (V) over dotO(2)peak, and lower limb muscle power ability are the main physiological and neuromuscular determinants of T-lim in recreational long-distance runners.

Predicting pH at birth in pregnancies with abnormal pulsatility index and positive end-diastolic velocity in the umbilical artery

Objectives: To identify potential associations between fetal surveillance tests and acidosis at birth in pregnancies with abnormal but positive end-diastolic velocity in the umbilical artery. Methods: A prospective case-control study [group 1: pH < 7.2; group 2: pH >= 7.2] including 46 fetuses with abnormal but positive end-diastolic velocity in the umbilical artery was conducted between February 2007 and March 2009. Outcome variables were evaluated by univariate analysis and compared between the two groups. Clinically relevant and statistically significant variables were analyzed by logistic regression. Results: Abnormal nonstress test, presence of deceleration, and absent fetal breathing movements were statistically significant. Logistic regression analysis revealed that fetal heart rate (FHR) deceleration in the nonstress test is the only predictor of fetal acidosis at birth (p = 0.024; OR = 8.2; 95% CI: 1.2-52). Conclusions: In fetuses with positive end-diastolic flow velocity, acute variables of the antenatal surveillance tests are correlated with acidosis at birth and FHR deceleration in the nonstress test is the only predictor of fetal acidosis.

Residence Time Distribution Models Derived from Non-Ideal Laminar Velocity Profiles in Tubes

The theoretical E-curve for the laminar flow of non-Newtonian fluids in circular tubes may not be accurate for real tubular systems with diffusion, mechanical vibration, wall roughness, pipe fittings, curves, coils, or corrugated walls. Deviations from the idealized laminar flow reactor (LFR) cannot be well represented using the axial dispersion or the tanks-in-series models of residence time distribution (RTD). In this work, four RTD models derived from non-ideal velocity profiles in segregated tube flow are proposed. They were used to represent the RTD of three tubular systems working with Newtonian and pseudoplastic fluids. Other RTD models were considered for comparison. The proposed models provided good adjustments, and it was possible to determine the active volumes. It is expected that these models can be useful for the analysis of LFR or for the evaluation of continuous thermal processing of viscous foods.

INFLUENCE OF CORTICAL BONE THICKNESS ON THE ULTRASOUND VELOCITY

Objective: An experimental in vitro study was carried out to evaluate the influence of cortical bone thickness on ultrasound propagation velocity. Methods: Sixty bone plates were used, made from bovine femurs, with thickness ranging from 1 to 6 mm (10 of each). The ultrasound velocity measurements were performed using a device specially designed for this purpose, in an underwater acoustic tank and with direct contact using contact gel. The transducers were positioned in two ways: on opposite sides, with the bone between them, for the transverse measurement; and parallel to each other, on the same side of the bone plates, for the axial measurements. Results: In the axial transmission mode, the ultrasound velocity speed increased with cortical bone thickness, regardless of the distance between the transducers, up to a thickness of 5 mm, then remained constant thereafter. There were no changes in velocity when the transverse measures were made. Conclusion: Ultrasound velocity increased with cortical bone thickness in the axial transmission mode, until the thickness surpasses the wavelength, after which point it remained constant. Level of Evidence: Experimental Study.

On the derivation of the terminal velocity for the falling magnet from dimensional analysis

Dimensional analysis was employed to develop a predictive formula for the terminal velocity for a magnet dropped down a metallic tube. In this particular application, the technique succeeded in generating the same formula theoretically derived and that has been published by others. The analysis thus presented suggests other applications that can be developed for motivating in the use of the technique.