Resolução x alcance lateral no sonar de varredura lateral

Com o avanço da tecnologia digital os métodos geofísicos se tornam a cada dia mais e mais interessantes e mais aplicáveis em questões de engenharia e ambientais.

Na investigação de áreas submersas, destaca-se o sonar de varredura lateral ou side scan sonar. Esta técnica permite a obtenção de imagens de fundo que em muitos aspectos se assemelham a fotografias aéreas, que obviamente nao podem ser usadas para mapeamento de superfícies submersas tendo em vista que a luz tem penetração limitada na coluna d'água.

Nos dias de hoje existem muitos modelos de sonares mas basicamente todos eles são configurados em função de duas propriedades básicas: alcance lateral e resolução. Se seu projeto prevê o mapemaento de áreas enormes (muitos quilômetros por muitos quilômetros).... você necessariamente vai ter que trabalhar com sonares que emitem frequencias menores que 100 khz, sob pena de voce passar o resto da vida mapeando...... (frequencias maiores implicam em varreduras laterais menores e portanto ... mais linhas devem ser executadas pra se cobrir uma mesma área)

Sonares que usam frequencias da ordem de 100 khz permitem varrer em cada linha de navegação algumas centenas de metros, não ramente, 1000 m de cada lado da embarcação. Ou seja ao voce navegar voce vai ver na tela do seu computador um área com até 2 km de largura . Alguns sistemas muito especiais (Sea Marc II, por exemplo) usam frequencias ainda menores (menos que 20 khz) permitindo ver áreas com algunas dezenas de quilômetros de largura.

Porém se seu objetivo é mapear detalhes da superficie de fundo.... sonares de alta frequencia vão ter que ser utilizados. Neste caso estamos falando de sonares com frequencias superiores a 300 khz. Alguns sistemas evoluiram e permitem opção de uso de uma ou por outra frequencia no mesmo peixe, o que vai ser uma decisao sua em função do objetivo do seu projeto.

Outros, ainda mais evoluidos, permitem o uso simultâneo de duas frequencias. O Klein 3000 é um destes: usa 100 e 500 khz simultaneamente, o que permite o mapeamento de áreas tão largas quando 900-1000 metros de cada lado, quanto ver detalhes em faixas de até 150 m de cada lado.

Quando ver os detalhes de uma superfície submersa é necessario e importante?

São muitos os casos onde detalhes são necessários: listos alguns apenas para se ter uma idéia do assunto....

1 - mapeamento de dutos (manutenção de dutos) e emissários submarinos

2 - mapeamento de embarcações naufragadas

3 - mapeamento de estruturas sedimentares

4 - monitoramento de áreas de depósito de rejeitos de dragagem

5 - mapeamento de atividade bentônica

6 - operações de busca ou salvamento de objetos ou estruturas de dimensões submétricas

7 - mapeamento de minas ou de mudanças texturais na superfície de fundo relacionadas a minas enterradas (questões relacionadas a segurança)

8 - mapeamento de margens de rios e reservatórios (monitoramento de processos erosivos)

Alguns registros obtidos recentemente no litoral norte de São Paulo ilustram os pontos discutidos nestes parágrafos. Vejam nestes registros que os detalhes das estruturas sedimentares são muito melhor visualizados nas imagens na parte superior dos registros (que sao aqueles oriundos de 500khz).

Observem a pobreza de detalhes no conteudo das imagens inferiores..... (oritundas de 100khz)

Por outro lado o afloramento rochoso mostrado num dos pares de registros não são tão diferentes quando observado em ambos os registros...

Outros registros ilustrando este tema podem ser observados no endereço www.lapsmultiply/photos/album/485

Daí o cuidado que deve ser tomado quando se decide executar um levantamento com um ou com outro sistema, ou melhor, o cuidado que deve ser tomado ao se decidir executar um levantamento com o sonar de varredura lateral priorizando resolução ou alcance lateral, duas propriedades até certo limite, incompatíveis.

Enfim, discussão proposta.... estamos abertos a evoluir nesta discussão. abçs ao interessados no asunto.

Não tive tempo de ler ainda ... mas dei uma boa folheada no livro The Handbook of Sidescan Sonar (Springer Praxis Books / Geophysical Sciences) de Philippe Blondel e me pareceu bastante interessante. Os amantes da arte de side scan sonar... certamente vão gostar. O livro fala sobre os conceitos básicos e principais aplicações deste método geofisico. Apresenta ilustrações e exemplos bastante interessantes. Não custa barato.. 150$ na amazon.com !!!

CALENDÁRIOS 2010

Nas horas de folga procuro manipular as fotos que fiz durante o ano visando a elaboração de calendários personalizados para presentear os amigos. Alguns exemplares são vistos acima. Outros estão disponíveis no endereço http://laps.multiply.com/photos/album/456. Como podem ver tem até calendários com motivos geofísicos!!! Este assunto já foi até pauta da revista de Fotografia Técnicas e Práticas n. 2 da Editora Europa. Escrevi lá um artigo mostrando como construir calendários personalizados como estes, dando algumas dicas aos principiantes (este artigo se encontra no mesmo diretório das fotos). Caso alguém se interesse por cópias ou mesmo em fazer um calendário destes com sua foto preferida é só entrar em contato (luizlaps@gmail.com) .

Visitas recomendadas ...

Dizem que "se conselhos fossem bons não seriam dados ... mas sim vendidos". Como não acredito neste verbete popular ...ouso sugerir o acesso ao blog http://geologiamarinha.blogspot.com/. Estou certo que voce vai aprender um pouco mais sobre o maravilhoso mundo da geologia e geomorfologia costeira e marinha ao navegar por esse blog.

ESPECIALISTAS EM GEOFÍSICA APLICADA NA INVESTIGAÇÃO DE ÁGUAS RASAS SE REÚNEM NA BAIA DA GUANABARA-RJ

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Especialistas em investigaçao geofísica de águas rasas se reúnem na Baía da Guanabara, a convite da CPRM, pra testar equipamentos novos adquiridos pela CPRM e pela UERJ. Com apoio da Marinha do Brasil foram testados entre os dias 13 e 14 de outubro, um boomer (da UERJ) e um sparker (da CPRM) fabricados pela Applied Acoustic. Participaram do encontro os pesquisadores Dr. Kaiser G de Souza, Dr. Mauro L. Souza e Dr. Jairo Pessoa, da CPRM, os professores Dr. Cleverson G. Silva, Dr. Gilberto T.M. Dias e Dr. Arthur Ayres , da UFF, o Prof Dr. Antonio Tadeu dos Reis, da UERJ, o Prof. Dr. Marco Ianniruberto, da UNB, a comandante Ana Angélica L.A. Tavares , da Marinha (DHN) e eu, Dr. Luiz A P Souza (Laps), do IPT. O barco utilizado foi o CAMR11 (POLLUX) da Marinha.

Outras fotos do encontro podem ser visualizadas no endereço: http://laps.multiply.com/photos/album/303/TESTES_DE_EQUIPAMENTOS_NA_BAIA_DA_GUANABARA.

RISCOS EM ÁREAS COSTEIRAS

Acaba de ser lançado em Madri o livro "Métodos en teledetección Aplicada a la Prevención de Riesgos Naturales en el Litoral", dentro do Rrograma Iberoamericano de Ciencia y Tecnologia para el Desarrollo - CYTED. Editado pela Universidade Católica de Valência, e financiado pela rede CYTED o livro tem a intençao de promover o desenvolvimento de metodologias para análise e predição de riscos naturais em áreas costeiras e contribuir para a redução de seus efeitos. Reune artigos de equipe internacional de experientes profissionais e pesquisadores que atuam nesta área de especialização. Eu e o prof. Dr. Michel M. Mahiques do IO-USP, escrevemos o capitulo 13 deste livro (GEOFÍSICA MARINA APLICADA AL ESTUDIO DE LOS RIESGOS GEOLÓGICOS LITORALES), que pode ser acessado de forma completa no link http://www.redriesgoslitorales.com/. Boa leitura.

NEW SEISMIC SYSTEM FOR SHALLOW INVESTIGATION - IPT

From August 3 to 8 IPT has tested his new seismic system bought from Meridata (Finland - http://www.meridata.fi/). The system acquired have basically 4 seismic sources: two chirps (2-9kHz and 10-20kHz), one boomer and one sparker. Three of them can run simultaneously which is very important in many surveys. Using chirps and boomers or sparkers simultaneously we can get resolution and penetration in the same time as we can see at the data profile above and also on http://laps.multiply.com/photos/album/168 . All the activities at USP Ubatuba Base were followed by researchers from USP (Oceanographical Institute) and from some private and governmental companies from Rio de Janeiro (Microars and INPH). Students from USP (Oceanographycal Institute and Geophysical Institute) also took part of this training activities. Two manufacturer's representatives from Finland came to Brasil to give us a general idea about the system: operation, maintenance and processing. Mr. Kim Ola and Mr. Tom Ola from Meridata kindly attended that one week seismic talks. It was a very nice experience for everybody and also a nice opportunity to discuss about shallow investigation by seismic. Some photos of the training are above and also available at http://laps.multiply.com/photos/album/167. Our training run at IO-USP base in Ubatuba, Flamengo Inlet. Despite of the comfortable and beautiful place to stay, the geology of that area is quite excellent in terms of seismic strata identification. Conspicuous features can be seen on the seismic profiles as we can see above. We also carried out a side scan sonar using a Klein 3000 and nice profiles could also be obtained. The crew was: Dr. Moyses Tessler , Dr. Luis Conti , Carlos Rogacheski and Marcelo Rodrigues from USP; Dr. Luiz A P Souza, Nabil Alamedine, Mariucha da Silva, Mauro M Ferreira and Ricardo S. Xavier from IPT and Natalia Caldas from Microars and Roberto Bianco from INPH, both from Rio de Janeiro. During the training also we were visited by Dr. Michael M Mahiques and Clodoaldo Vieira, from USP and Gerson Salviano and José Cardoso from IPT. They spent a day with us just watching a day training. The captain of ship named Veliger II, used for the survey, was Mr Sérgio and his crew: Manoel and “Oziel Junior”.

SONAR DE VARREDURA LATERAL NO RESERVATÓRIO DE PORTO PRIMAVERA

Entre os dias 27 e 31 de julho (2009) estive no reservatório de Porto Primavera executando levantamento ecobatimétrico e sonográfico. A equipe do IPT foi formada por mim e por Nabil Alameddine e Mauro Martins. Tivemos apoio em campo da equipe da CESP de Porto Primavera (Capitão, entre outros) e de Porto Epitácio (Engs. Rosana e Julio Cesar). Utilizamos um sonar de varredura lateral da Klein modelo 3000, digital , de dupla frequencia (100 e 500 kHz) e um ecobatimetro de dupla frequencia (38 e 200 kHz) da Kongsberg-Sinrad. Todos os trabalhos de campo foram georeferenciados com DGPS em tempo real. Fotos das operações de campo podem ser observadas em http://laps.multiply.com/photos/album/163 . Obtivemos registros muito bonitos e alguns deles estao disponíveis em http://laps.multiply.com/photos/album/165.

PEDALANDO NA ZONA DA MATA MINEIRA

Neste final de semana ensolarado de julho (10 e 12 ) pedalamos 45 Km entre Ubá e Miraí, passando por Guidoval, pequenas, mas muito simpáticas cidades da zona da mata mineira.
Estradas de terra muito bem conservadas e ideais para um pedal tranquilo e infalível. O trecho mais difícil é o da serra do Chumbinho, quando realmente a coisa pega: são mais de 300 m de desnível, e com uma verticalidade que exige bastante das pernas do ciclista (veja perfil abaixo).

Participaram da pedalada Eu e a Ligia, o Mauro e Aninha, a Maria Clara e a Neuza. O apoio logístico foi cado pelo eficiente Zé (marido da Neuza), que de moto, forneceu todo o suporte necessário à dura mas muito interessante empreitada.
Outras imagens do pedal podem ser vistas em http://laps.multiply.com/photos/album/161.

GEOFISICA RASA NO RIO ARAGUAIA

O IPT, em parceria com a AHITAR - Admistradora das Hidrovias Tocantins e Araguaia, e com financiamento da FINEP, está executando levantamentos geofisicos com o sonar de varredura lateral no rio Araguaia, visando dar suporte técnico a projetos de Hidrovias. Os dados obtidos permitem observar com precisão a localização dos obstáculos à navegação ao longo do rio (árvores submersas, bancos de areias, afloramentos rochosos, embarcações naufragadas etc).

O equipamento utilizado é um Sonar Varredura da marca Klein modelo 3000 de dupla frequencia (100 e 500 KHz, simultâneas). Perfilagem Sísmica Contínua, Batimetria de dupla frequencia e levantamentos hidrográficos foram também executados e, neste caso, tiveram apoio das empresas ASA e Microars.

Testes com o sonar de varredura foram tambem realizados no Lago de Lajeado, Palmas, TO e na represa Billings, em São Paulo. Nos registros obtidos no Lajeado, identificam-se claramente as avenidas antigas da cidade de Canela (TO), inundada com o enchimento do lago, bem como as leiras de madeiras abandonadas no fundo, quando da inundação. Nos registros do obtidos no rio Araguaia, as imagens mostram belíssimos bancos de areais, afloramentos rochosos, bem como o contato entre depósitos de cascalhos e areias finas. Os registros do Reservatório Billings mostram os paleocanais dos rios que circulavam na região antes da inundação e embarcações naufragadas. Vale a pena dar uma olhada nos registros. Imagens de algumas das embarcações utilizadas nos levantamentos executados também estão disponíveis a seguir. Outros registros obtidos no Tocantins podem ser visualizados em http://laps.multiply.com/photos/album/118/. Registros sísmicos da perfilagem serão brevemente mostrados neste espaço.

FORUM DO LAGO - PALMAS

No último dia 17 de junho participei do 7o. Forum do Lago, a convite da Comissão Organizadora do evento e da AHITAR - Administradora das Hidrovias Tocantins e Araguaia. Este evento, que ocorre anualmente em Palmas, se discutem questões ambientais relacionadas à existencia do lago. Apresentei uma palestra mostrando como a geofísica pode contribuir nestes temas. A seguir o resumo da minha palestra (a apresentação pode ser vista em http://laps.multiply.com/photos/album/162/)

MÉTODOS GEOFÍSICOS APLICADOS À INVESTIGAÇÃO DE RIOS E RESERVATÓRIOS
Luiz Antonio Pereira de Souza - Laps@ipt.br ou luizlaps@gmail.com
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT

A investigação geológica ou geotécnica da superfície terrestre como suporte técnico a projetos de obras de engenharia é operacionalmente mais simples, quando comparada à investigação de ambientes submersos, tais como rios, reservatórios ou mesmo no mar.
Nas áreas emersas, muitas das características geológicas ou geotécnicas de um determinado terreno podem ser obtidas a partir das observações convencionais, que passam pelo emprego de métodos diretos de investigação, tais como sondagens, fotografias aéreas, imagens de satélite, e por observações geológicas in situ dos terrenos investigados. Muito comumente, ensaios geofísicos são também realizados na superfície dos terrenos com vistas à obtenção de dados sobre a variabilidade de algumas propriedades físicas do meio, tais como velocidade de propagação do som e resistividade elétrica, que, entre outras, constituem parâmetros físicos intimamente relacionados com o tipo de material e estruturas geológicas presentes na área investigada. Por outro lado, na investigação de áreas submersas, as ferramentas convencionais de observação não oferecem os resultados desejados, tendo em vista a natural dificuldade de acesso do observador ao local de interesse. Fotografias aéreas e imagens de satélite dependem da luz, portanto têm penetração extremamente limitada nestes ambientes, tornando-se ferramentas praticamente inoperantes nos estudos de áreas submersas. A coleta de amostras e a execução de sondagens ou de testemunhagens em áreas submersas são viáveis, entretanto envolvem sempre procedimentos operacionais complexos, de alto risco e de alto custo. Assim, na investigação de áreas submersas, os métodos indiretos, denominados de métodos geofísicos, têm especial relevância, ante suas propriedades inerentes, principalmente ao se considerar que o seu emprego permite a obtenção, a partir da superfície da água, de dados detalhados sobre a morfologia da superfície e da subsuperfície de fundo, sem interferir fisicamente no meio geológico. O emprego destes métodos de investigação possibilita a identificação da espessura das camadas sedimentares e da profundidade do embasamento rochoso, além da identificação e da caracterização de estruturas geológicas na superfície e na subsuperfície, parâmetros fundamentais no estudo de áreas submersas, em especial em projetos de túneis, dutos, barragens e hidrovias. Alguns métodos geofísicos permitem ainda a identificação precisa de feições na superfície de fundo, como por exemplo, afloramentos rochosos, tocos de árvores não removidas, que são comumente obstáculos em projetos de hidrovias. Têm ainda vasta aplicação em arqueologia submarina permitindo a identificação de embarcações naufragadas, cidades inundadas, etc., além de constituírem excelentes ferramentas de apoio em operações de busca e salvamento.

O assunto foi pauta dos jornais diárias e da televisão na semana do evento como se pode observar nas imagens acima.

Jalapão

Acabo de chegar de um viagem muito especial que fiz ao Jalapão. Toda a viagem foi devidamente registrada fotograficamente - algumas milhares de fotos foram realizadas. Todo o roteiro que fiz foi também monitorado por dois GPS´s a bordo da pick-up que alugamos, o que me permitiu confeccionar um mapa que voce pode ver a seguir e que acredito possa vir a ser útil aos próximos navegadores daquela região. Todo o passeio foi acompanhado de um Guia local (Genival) que teu amplo conhecimento da região o que viabilizou acesso a locais comumente pouco visitados, permitindo uma amostragem bastante ampla da região. Caso queiram ver mais fotos realizadas nesta viagem acesse: http://laps.multiply.com/photos/album/117 . Outras fotos minhas podem ser vistas em http://www.lapsphoto.com/ .