Resumo em Português:

O descarte indevido de resíduos industriais no solo tem causado danos ao meio ambiente e à saúde humana. A identificação e o diagnóstico de áreas contaminadas é um procedimento necessário afim de que seja possível tomar medidas de contenção da fonte poluidora e posterior remediação. As técnicas geofísicas podem auxiliar na caracterização do meio geológico, definição das dimensões da pluma de contaminação, seleção de pontos para locação de poços de monitoramento e de bombeamento. Este trabalho apresenta os resultados da aplicação do método Eletromagnético Indutivo em uma área industrial contaminada por benzeno, tolueno, xileno (BTX) e dicloroetano. Os resultados indicam dois padrões de migração dos contaminantes em subsuperfície. Uma tendência de migração no plano horizontal até o nível de 15 m de profundidade e uma tendência de migração no plano vertical entre 15 e 60 m de profundidade. As tendências de migração divergentes estão condicionadas a densidade dos compostos que constituem a pluma de contaminação, ou seja, um intervalo LNAPL sobrenadante (BTX), sobreposto a um intervalo DNAPL (1,2 dicloroetano).

Resumo em Inglês:

The improper discarding of industrial residues in the soil has caused damages to the environment and to the human health. The identification and diagnosis of contaminated areas are necessary procedure of that it is possible to take measured by containment of the polluting source and posterior remediation. The geophysical techniques can assist the characterization of the ground subsurface, definition of the contamination plumesize, selection of sampling points and pumping wells. This work presents some results from the application of the Inductive Electromagnetic method in an industrial area contaminated by benzene, toluene, xylene (BTX) and dichloroethene. The results indicate two migrations of the patterns for the subsurface contaminants. A horizontal trend of migration extends up to 15m depth and a vertical trend of migration in the vertical plan enters 15 to 60 m depth. The divergent trends of migration are conditioned by density of the composites that constitute the plume of contamination, or either, a floating interval LNAPL (BTX), overlapped to an interval DNAPL (1,2 dichloroethene).

Resumo em Português:

A deconvolução Euler, baseada na equação homogênea de Euler, é uma técnica poderosa que pode ser utilizada na estimativa de profundidades médias de fontes magnéticas ou de corpos magnéticos. Este procedimento, aliado a interpretação de dados geológico-estruturais, possibilitou a caracterização da geometria em profundidade da região do Sinclinal Gandarela, localizado na porção centro-norte do Quadrilátero Ferrífero. Sua estruturação é definida como uma dobra reclinada cujo traço axial se orienta segundo a direção NE-SW e a charneira, localizada na sua porção meridional, apresenta caimento moderado para SE. Em termos litológicos, é formado por metassedimentos pertencentes ao Supergrupo Minas, estando em contato com as seqüências vulcano-sedimentares do Supergrupo Rio das Velhas e as rochas que compõem o embasamento arqueano (Complexo Metamórfico Caeté). Os resultados alcançados a partir da deconvolução de Euler 2D e 3D aplicada em dados magnetométricos levantados pelo projeto aerogeofísico Brasil-Alemanha permitiram estimar as profundidades médias de fontes magnéticas possivelmente associadas às formações ferríferas (Formação Cauê e Grupo Nova Lima). Permitiu também caracterizar a morfologia da estrutura sendo confirmada por modelagens magnetométricas 2D executadas na região.

Resumo em Inglês:

Euler deconvolution, based on the Euler's equation, is a powerful tool that can be applied in the estimative of mean depths of magnetic sources or magnetic bodies. This procedure, combined with geological and structural data, showed the definition of the geometry in depth of the Gandarela syncline region, located in the center-north portion of the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais. Its structural framework is defined as a reclined fold with NE-SW trending axial trace and hinge zone plunging to the southeast. The Gandarela syncline is composed of thick metasedimentary units of Minas Supergroup and of greenstone sequence of the Rio das Velhas Supergroup. The results based on 2D and 3D Euler deconvolution applied in magnetic data from Brasil-Alemanha aerogeophysical project allowed to estimate the mean depths of the magnetic sources probably, associated to iron formations (Cauê Formation and Nova Lima Group). Additionally, the geometry of the structure was confirmed by 2D magnetic modeling.

Resumo em Português:

Estudos na plataforma continental brasileira são ainda pouco desenvolvidos, principalmente no Nordeste do Brasil e em particular no Rio Grande do Norte. Visando diminuir esta lacuna este trabalho teve como objetivo reunir as informações existentes sobre a cobertura sedimentar da plataforma brasileira adjacente ao litoral setentrional do RN, com vistas à elaboração de uma carta sedimentológica. A metodologia adotada consistiu na integração de dados sedimentológicos e produtos de sensores remotos armazenados em bancos de dados georreferenciados. Dez fácies sedimentológicas principais foram mapeadas ao longo da plataforma interna setentrional do Rio Grande do Norte, no trecho compreendido entre Guamaré e Macau. O fácies areia siliciclástica ocorre em águas rasas ao longo da costa, passando transicionalmente para areais carbonáticas em direção offshore. As lamas estão restritas a foz de rios e ao preenchimento de canyons na plataforma. A cobertura sedimentar constitui-se em um dos parâmetros importantes para a compreensão do ecossistema plataformal como um todo, pois além de refletirem processos geológicos e hidrodinâmicos, passados e atuais, determinam, juntamente com outras variáveis ambientais, os tipos de comunidades biológicas instaladas.

Resumo em Inglês:

Studies carried on the Brazilian continental shelf are little developed, especially on the northeastern Brazil, and particularly on Rio Grande do Norte State. This work intends to organize the existent information about the sediment cover on the NE Brazilian continental shelf, and to elaborate a sedimentological chart. The used methodology integrated the sedimentological data with remote sensing processing stored on a georeferenced bank. Ten main facies were mapped on the studied area. Siliciclastic sands are present on shallow waters, near the coast, while carbonate sands are present offshore. The muds are present in the mouth of the rivers and filling channels on the shelf. The sediment cover is one of the most important parameters to understand de shelf system as a whole, because they reflect geological and hydrodynamic processes, present and past, and define, together with others variables, the kind of biological community installed.

Resumo em Português:

Neste tutorial apresentamos uma revisão da deconvolução de Euler que consiste de três partes. Na primeira parte, recordamos o papel da clássica formulação da deconvolução de Euler 2D e 3D como um método para localizar automaticamente fontes de campos potenciais anômalas e apontamos as dificuldades desta formulação: a presença de uma indesejável nuvem de soluções, o critério empírico usado para determinar o índice estrutural (um parâmetro relacionado com a natureza da fonte anômala), a exeqüibilidade da aplicação da deconvolução de Euler a levantamentos magnéticos terrestres, e a determinação do mergulho e do contraste de susceptibilidade magnética de contatos geológicos (ou o produto do contraste de susceptibilidade e a espessura quando aplicado a dique fino). Na segunda parte, apresentamos as recentes melhorias objetivando minimizar algumas dificuldades apresentadas na primeira parte deste tutorial. Entre estas melhorias incluem-se: i) a seleção das soluções essencialmente associadas com observações apresentando alta razão sinal-ruído; ii) o uso da correlação entre a estimativa do nível de base da anomalia e a própria anomalia observada ou a combinação da deconvolução de Euler com o sinal analítico para determinação do índice estrutural; iii) a combinação dos resultados de (i) e (ii), permitindo estimar o índice estrutural independentemente do número de soluções; desta forma, um menor número de observações (tal como em levantamentos terrestres) pode ser usado; iv) a introdução de equações adicionais independentes da equação de Euler que permitem estimar o mergulho e o contraste de susceptibilidade das fontes magnéticas 2D. Na terceira parte apresentaremos um prognóstico sobre futuros desenvolvimentos a curto e médio prazo envolvendo a deconvolução de Euler. As principais perspectivas são: i) novos ataques aos problemas selecionados na segunda parte deste tutorial; ii) desenvolvimento de métodos que permitam considerar interferências de fontes localizadas ao lado ou acima da fonte principal, e iii) uso das estimativas de localização da fonte anômala produzidas pela deconvolução de Euler como vínculos em métodos de inversão para obter a delineação das fontes em um ambiente computacional amigável.

Resumo em Inglês:

In this tutorial we present a historical overview of the evolution of Euler deconvolution method consisting of three sections. In the first section, we recall the Euler deconvolution 2D and 3D classic formulation as a method to automatically locate sources of potential fields anomalies and point out the difficulties of this formulation: the presence of an undesirable spray of solutions, the empiric criteria used to determine the structural index (a parameter related with the source nature), the feasibility of applying Euler deconvolution to small ground data survey, and the determination of the dip and susceptibility contrast of geological contact (or the product of the susceptibility contrast and the thickness when applied to thin dike). In the second section, we present recent improvements aiming at minimizing some of the difficulties presented in the first section. They include: i) selecting the solutions essentially associated with observations presenting the largest signal-to-noise ratios; ii) using the correlation between the estimated anomaly baselevel and the observed anomaly itself or combining Euler deconvolution with the analytic signal to determine the structural index; iii) combining the results from (i) and (ii) to allow estimating the structural index independently of the number of solutions so that a small number of observations (such as in a ground survey) may be used; and iv) introducing additional equations, which are independent from Euler's equation to estimate the dip and susceptibility of 2D sources. In the third section we provide a short- to medium-term outlook into future developments. The main prospects are: i) furthering the improvements on the problems singled out in the second section; ii) developing methods to take vertical and lateral interferences into accounts; and iii) incorporating Euler deconvolution to constrain the source location estimates and use them in inversion methods to obtain a source delineation in a user-friendly computer environment.

Resumo em Português:

Radionuclídeos estão presentes nas matérias-primas utilizadas para a fabricação de alguns fertilizantes e, conseqüentemente, a redistribuição de urânio, tório e potássio pela atividade agrícola pode levar a contaminação dos solos intensivamente fertilizados. Dados aerogamaespectrométricos de K, eU e eTh mostraram, na Quadrícula de Araras (SP), a coincidência entre valores radiométricos anômalos e sills de diabásio. Esta área está localizada no estado de São Paulo, situada entre as coordenadas 22º 00'/22º 30' de latitude sul e 47º 00' e 47º 30' de longitude oeste. O processamento e a integração dos dados de geologia, de solos, de formações superficiais, de drenagem, topográficos, de sensoriamento remoto e geofísicos, em ambiente de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), através das geotecnologias, revelaram que: (i) as anomalias de eU e eTh ocorrem sobre Latossolos Roxos massivamente fertilizados com fosfatos, nas porções planas e elevadas do terreno; (ii) os níveis elevados de urânio estão associados a granulometria argilosa em regolitos sobre soleiras diabásicas; (iii) anomalias de potássio e tório acompanham os aluviões do Quaternário que percorrem as margens do Rio Moji, atribuindo-se às ocorrências de K anômalo a presença de feldspatos nos solos inseridos, e a ocorrência de eTh associada à fertilização local e ao transporte por argilas e óxidos de ferro provenientes das porções mais elevadas do terreno, onde situam-se os Latossolos Roxos sob a cultura de cana-de-açúcar. Das análises radioquímicas de U e Th em fertilizantes, observou-se a influência da origem geológica da fonte da matéria-prima utilizada para o seu fabrico, bem como o aumento nas concentrações de urânio com o teor de P2O5 do fertilizante. Medidas gamaespectrométricas terrestres mostraram boas relações com as detecções aerogamaespectrométricas. As informações gamaespectrométricas aliadas a detecções de susceptibilidade magnética (k) mostraram que o urânio e o tório tendem a se concentrar em solos oriundos do intemperismo de rochas básicas, mais desenvolvidos, argilosos e com k elevados. A retenção de urânio e tório em solos argilosos, aliada a informações de topografia, denotaram contagens gamaespectrométricas destes radionuclídeos maiores do que as encontradas na rocha fonte (sills de diabásio).

Resumo em Inglês:

Radionuclides are present in the raw materials utilized in the manufacturing of some fertilizers and, consequently, the redistribution of uranium, thorium and potassium by agricultural activities may lead to the contamination of intensively fertilized soils. Airborne gamma-ray data on K, eU and eTh have shown the coincidence of aerogammaspectrometric anomalies and diabase sills in the Araras region (SP). This area is situated between the coordinates latitude 22º 00'/22º 30' south and longitude 47º 00' and 47º 30' west. As the contents of radionuclides in basic rocks are low and aerial gamma-ray surveys reveal gamma radiation from the 30 cm of the soil profile (coinciding with topsoil), interest has been raised to investigate which soils are included in the anomalies reported, as well as what sort of agricultural activity is carried out, in order to attest whether the source of radioactivity originated from the chemical fertilizers applied, thus establishing the main purpose of the present research. Integration by GIS has revealed that (i) eU and eTh anomalies occur on Latossolos Roxos massively fertilized with phosphates, on the level and elevated parts of the terrain; (ii) high levels of uranium are associated with clay particle size in regoliths developed on diabase sills; (iii) potassium and thorium anomalies follow Quaternary alluviums which extend along the banks of the Moji river, the occurrence of anomalous K accounting for the presence of feldspars in the included soils, and the occurrence of eTh related to local fertilization and to the transport of clays and iron oxides from the uppermost parts of the terrain, where the Latossolos Roxos under sugarcane are located. Radiochemical analyses of U and Th in fertilizers were in agreement with the literature, and it has been observed the influence of the geological genesis of the source of the raw material utilized in the production of the fertilizer, as well as the increase in uranium concentrations along with the P2O5 content. Ground gamma-ray spectrometric measurements have shown good correlation with the airborne gamma-ray detections. In conjunction with magnetic susceptibility (k) readings have shown that uranium and thorium tend to concentrate in soils originated from the weathering of basic rocks, more developed, of clay texture, and predominance iron oxides. The retention higher than the ones found in diabase quarry.

Resumo em Português:

A Bacia de Santos é uma bacia de margem passiva gerada durante o Neocomiano, associado com o evento de ruptura do Supercontinente de Gondwana. A espessura da seção sedimentar pode alcançar 15 km, incluindo a seqüência rifte, e foi depositada sobre uma crosta afinada cuja espessura original era de cerca de 35 km. Foi realizada uma modelagem crustal em 8 linhas, aproximadamente perpendiculares ao mergulho deposicional da bacia, objetivando o reconhecimento da geometria da fase rifte e a estimativa do estiramento crustal. Foram utilizados durante a modelagem quatro horizontes sísmicos em profundidade, mapas magnético e gravimétrico além de dados da profundidade do embasamento magnético. Foi reconhecido um pronunciado estiramento crustal em toda a bacia (fatores de estiramento crustal variando entre 1.2 e 3.1), evidenciando ampla acomodação da deformação. Os resultados da modelagem necessitaram, ainda, de espessas e contínuas camadas de rochas vulcânicas para ajuste do modelo. Estas cunhas de rochas vulcânicas, limitadas lateralmente por falhas normais, são feições comuns em bacias rifte. Os resultados da modelagem foram confrontados com dados da profundidade do embasamento magnético, obtidos anteriormente, e evidenciaram forte correlação, sobretudo nas áreas rasas da bacia.

Resumo em Inglês:

The Santos Basin is a passive margin basin generated during the Neocominian, associated with Gondwana breakup event. The thickness of the sedimentary package reaches 15 km, including rift sequence deposited over thinned crust which originally was 35 km thick. Crustal modeling was performed over 8 lines aiming to recognize the rift phase geometry and estimate the amount of crustal stretching. The database used was: four depth converted seismic horizons, magnetic and gravimetric grids and depth to magnetic basement data. Pronounced crustal stretching has been recognized in the basin (crustal stretching factors ranging from 1.2 to 3.1), evidencing large deformation accommodation. The modeling results demand thick and widespreading volcanic layers to fit the model. These wedge shaped volcanic fill, bordered with normal faults, are a common feature in rift basins. Modeling results were confronted with depth to magnetic basement data, previously obtained, exhibiting strong correlation, mostly in shallow areas.

Resumo em Português:

Com o objetivo de economizar recurso computacional, é proposto um algoritmo não-iterativo baseado nos esquemas de Horowitz-Sahni, para gerenciamento de matriz esparsa, e da Ohio State University, para inversão matricial. O algoritmo explora as características da solução por MMQ, estruturando os dados de forma a gerenciá-los eficientemente. Primeiramente, o esquema é aplicado à matriz dos coeficientes (retangular, não simétrica), cuja compactação pode reduzir a demanda em até 98%, na matriz. Posteriormente, matrizes simétricas são também comprimidas, e o algoritmo OSU é modificado, contribuindo para otimizar recursos em adicionais 50%. Em todos os casos, a remoção de elementos redundantes implica na redução nos tempos de acesso e memória exigida. A rotina foi submetida a testes de desempenho envolvendo 2.000 trajetórias de ondas Rayleigh, para várias dimensões de células da grade, cujos resultados foram comparados com as técnicas, tradicional e SVD, e comprovaram uma economia de recursos que varia entre 65% e 98%. O esquema foi, também, utilizado em dois casos reais, no Sudeste e Nordeste do Brasil, empregando-se, exclusivamente, um computador do tipo PC, cuja demanda foi reduzida em dezesseis vezes, sem perda de exatidão nos cálculos. Embora o algoritmo seja aplicado, neste contexto, a um problema específico na área de Sismologia (tomografia com ondas superficiais), ele pode ser usado em quaisquer ocorrências de sistema esparso, sobretudo quando é exigido o cálculo rigoroso das matrizes resolução e covariância.

Resumo em Inglês:

In order to save computational resources, a non-iterative algorithm based on both Horowitz-Sahni scheme (to manage sparse matrix) and the Ohio State University (OSU) algorithm (to compute matrix inversion) is proposed. The algorithm deals with least-squares solution characteristics, by structuring data for speeding up access. It is applied to the unsymmetric rectangular system matrix, which compaction improves both time and memory requirements up to 98% for only the matrix. Afterwards, symmetrical matrices are compressed and the OSU algorithm is modified in order to save additional demand in about 50%. In all cases, removal of redundant elements yields a significative reduction in access, and consequently, in the overall time and memory requirements. The algorithm was tested in a 2,000 Rayleigh wave paths dataset for various grid cell sizes, and the results were compared with both full storage and Singular Value Decomposition (SVD) techniques. Those tests showed that the economy varies from 65% to 98%. It was also applied in two real cases in Southeastern and Northeastern Brazil, using a standalone Personal Computer (PC), which demand was reduced by a factor of sixteen, with no loss of accuracy. Although the algorithm is intended to a specific problem in Seismology (surface wave tomography), it also allows to whichever is the sparse system solution, including the rigorous computation of resolution and covariance matrices.

Resumo em Português:

No presente trabalho, uma metodologia computacional é implementada para a modelagem de fontes gravimétricas tridimensionais, como granitos e bacias sedimentares, inseridas em um arcabouço estrutural de densidade variável. O procedimento proposto consiste em separar os efeitos gravitacionais da fonte alvo e do embasamento e, posteriormente, modelar de forma iterativa apenas a contribuição gravimétrica da fonte. Ao final do processo de inversão, é também gerado o mapa gravimétrico da região sem o efeito da fonte modelada. O que representa outra importante vantagem deste método, já que revela a assinatura gravimétrica de cada uma das fontes progressivamente, permitindo sua modelagem individual. Dados sintéticos foram gerados para testar a metodologia proposta. Os efeitos gravimétricos de uma bacia sedimentar foram adicionados a anomalias gravimétricas de corpos intrusivos, simulando fontes interferentes. A comparação entre modelos 3-D obtidos por técnicas que assumem o embasamento homogêneo e a metodologia proposta demonstra a eficiência no isolamento das fontes interferentes e na determinação de suas geometrias internas. A aplicação desta técnica no Granito de Guitiriz (Espanha) e na bacia rifte Rio do Peixe (Paraíba) revela um importante incremento de resolução dos modelos geofísicos nas regiões onde fontes interferentes estão presentes. No caso do Granito de Guitiriz, seus condutos magmáticos são mais bem definidos sem a interferência gravimétrica de outros corpos ígneos próximos. Na bacia Rio do Peixe, estruturas internas podem ser diferenciadas de forma mais acurada, livres das anomalias geradas pelo Granito Paraná, que aflora na porção norte da bacia.

Resumo em Inglês:

In the present work, a computational methodology is implemented for the modeling of three-dimensional gravity sources inserted in a basement of variable density, such as granitic bodies and sedimentary basins. This procedure proceeds by separating the gravity data into two components: the component due to variations in density of underlying basement and the component caused by the basins themselves, which will be modeled. Another product of this inversion procedure is the gravitational attraction of the basement without the effects of the modeled source. It represents another important advantage of this method. Each gravity source can be isolated and modeled. Gravity synthetic data had been generated to simulate interfering sources and test the proposed methodology. The gravity effect of a sedimentary basin had been added the gravity anomalies of intrusive bodies, simulating interfering sources. The comparison between 3-D models obtained by techniques that assume the homogeneous basement and the proposed methodology demonstrates the efficiency in the isolation of the interfering sources and in the determination of its internal geometry. The application of this technique in the Guitiriz Granite (Spain) and the Rio do Peixe rift basin (Paraíba State) demonstrates an important resolution increment of the geophysical models in the regions where interfering sources are present. In the Guitiriz Granite case, its magmatic conduits are better defined without the gravity interference of others igneous bodies. In the Rio do Peixe basin, internal structures can be differentiated with more accuracy, free from gravity anomalies associated to the Paraná Granite, which outcrops in the northern portion of the basin.