Defesa de Tese de Doutorado
Estudante: Paula Rayane Lopes de Andrade
Programa: Geofísica
Título: "Caracterização de blocos de rochas ornamentais por formas de onda: ultrassom, sísmica e modelagem numérica"
Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Mendonça
Comissão Julgadora:
- Prof. Dr. Carlos Alberto Mendonça - Presidente e Orientador - IAG/USP
- Prof. Dr. Carlos Alberto Moreno Chaves - IAG/USP
- Prof. Dr. José Agnelo Soares - UFCG (por videoconferência)
- Profa. Dra. Graça Fátima Moreira Vasconcelos - UMinho, Portugal (por videoconferência)
- Prof. Dr. Giorgio Francesco Cesare de Tomi - EP/USP (por videoconferência)
Membros suplentes:
- Profa. Dra. Liliana Alcazar Diogo - IAG/USP
- Profa. Dra. Elissandra Nascimento de Moura Lima - UFCG
- Dr. André Luis Ferreira da Silva - EP/USP
- Dr. Alberto Barontini - Unich, Itália
- Prof. Dr. Francisco Pinheiro Lima Filho - UFRN
Resumo:
A extração de rochas para construção e fins ornamentais exige métodos de avaliação capazes de prever a qualidade dos blocos, minimizar a produção de rejeitos e promover maior sustentabilidade na atividade mineradora. A identificação prévia de estruturas internas, zonas alteradas e descontinuidades é fundamental para estimar o valor do bloco antes do processamento ou da exportação. Métodos amplamente empregados em escala de frente de lavra, como a refração sísmica, não são diretamente aplicáveis a blocos de dimensões variáveis, pois a existência de um horizonte refrator não é garantida. Além disso, abordagens tomográficas e análises baseadas exclusivamente em tempos de trânsito podem apresentar limitações de resolução para feições pequenas, em parte devido a efeitos de frequência finita, como o wavefront healing. Neste trabalho, foram desenvolvidas metodologias de avaliação não destrutiva baseadas na análise da forma de onda, como complemento aos ensaios tradicionais de velocidade de pulso ultrassônico, integrando o Wavefront Transmission Test (WTT), o Wavefront Symmetry Test (WST) e modelagem numérica com Full Waveform Inversion (FWI). Simulações numéricas e testes experimentais em pedreiras demonstraram que avaliações baseadas na forma de onda, como o WTT, são sensíveis a alterações internas sutis, que podem passar despercebidas em inspeções visuais ou em análises restritas ao tempo de percurso de ondas transmitidas. O WST, por sua vez, atribui significado espacial, em escala de bancada, a propriedades medidas pontualmente, delimitando regiões onde a simetria do campo é preservada e destacando zonas com provável degradação estrutural. Simulações com FWI mostraram-se promissoras na identificação e caracterização de estruturas internas, mesmo com configuração reduzida de pares fonte-receptor, reforçando o potencial da combinação entre métodos numéricos e experimentais como ferramenta de interpretação. Nos ensaios em blocos utilizando o WTT, a análise da forma de onda mostrou maior sensibilidade que a Ultrasonic Pulse Volocity UPV para discriminar heterogeneidades internas. Propôs-se um índice de correlação para quantificar a invariância da forma de onda do pulso transmitido. Os blocos de maior qualidade apresentaram correlações entre 0,86 e 0,88, ao passo que blocos de menor qualidade apresentaram valores entre 0,17 e 0,32, evidenciando o potencial do parâmetro proposto para a classificação de blocos representativos de pedreiras do Nordeste do Brasil. Os resultados obtidos com o WST indicam que o método pode ser implementado com instrumentação simples, como um sismômetro de um canal e o martelo de Schmidt como fonte sísmica, favorecendo sua aplicação em pequenas pedreiras com limitações técnicas e econômicas.
Palavras-chave: Rochas Ornamentais, Inversão completa da forma de onda(FWI), Formas de onda