Líneas de Investigación

El PG-USP posee dos líneas de investigación, alrededor de las cuales los proyectos de investigación de maestría y doctorado se articulan. Son ellas: (a) Geofísica Aplicada a la Prospección de Recursos Naturales, a la Geotecnia y a Problemas Ambientales, y (b) Geodinámica y Tectónica Global.

El programa también sintió la necesidad de incluir el proyecto aislado "Divulgación y Educación en Geofísica y Ciencias Afines" que contempla las actividades de enseñanza en todos los niveles, y extensión en el ámbito del posgrado, o sea, realizadas por los docentes del programa y también por los alumnos de posgrado con la finalidad de aumentar su práctica en enseñanza. Ese proyecto, aunque con carácter de extensión, contempla conferencias en varios niveles educacionales, cursos de corta duración y publicaciones en periódicos y revistas de divulgación.

Geodinámica y Tectónica Global

Comprende el estudio de la litósfera a través de la integración de datos geofísicos, geológicos y geoquímicos para caracterizar la estructura de la litósfera, su comportamiento reológico y su evolución espacio-temporal, en el sentido de obtener modelos para la dinámica de la litósfera. Los principales proyectos en desarrollo en el Departamento de Geofísica en esta área son:

- Estudios de la corteza y manto superior en Brasil y en América del Sur. Utilización de datos sísmicos provenientes de sismos locales o distantes, así como de explosiones controladas, para estudio de la estructura de la corteza y del manto superior, en Brasil y en América del Sur, combinando con otras técnicas geofísicas. Profes. Marcelo Assumpção, Marcelo Bianchi, Victor Sacek.

- Estudios de estructuras de impacto. En este proyecto se estudian estructuras de impacto utilizando la interpretación conjunta de datos derivados de métodos potenciales (gravimetría y magnetometría), datos sísmicos y geoeléctrico. También son caracterizados, del punto de vista petrofísico (densidad, susceptibilidad magnética y magnetización remanente) los diferentes productos de impacto. Estos datos permiten estimar con mayor precisión diversos parámetros de interés en la caracterización de esas estructuras incluyendo el estudio de la formación de los anillos de impacto. Profes. Renato Luis Prado, Jorge Porsani, Vagner Elis, Ricardo Trindade, Yára Marangoni.

- Estudios geofísicos integrados de estructuras de la corteza y litosféricas. La investigación propuesta tiene por objetivo el procesamiento de los datos de levantamientos aéreos (aerolevantamentos) disponibilizados por la CPRM y la interpretación conjunta de datos geofísicos en la región S-SE brasileña en escala regional. Su detallamiento y modelado se hace posible efectuando una prospección gravimétrica local sobre esas estructuras. Los resultados constituyen una contribución importante para la evaluación de los recursos minerales en Brasil. En las actividades propuestas hay participación de estudiantes de pregrado y de posgrado de los varios programas de formación de recursos humanos. Profes. Wladimir Shukowsky, Marta Mantovani.

- Estudios sismotectónicos en Brasil y en América del Sur. Determinación de esfuerzos tectónicos a través de datos de sismos locales o telesismos y su correlación con los rasgos tectónicos de carácter local o regional. Se busca entender la distribución de la sismicidad intraplaca, su relación con estructuras de la corteza y litosférica, y modelos de tensiones geotectónicas. Profes. Marcelo Assumpção, Marcelo Bianchi.

- Geodinámica computacional. Se utilizan diferentes métodos numéricos con el objetivo de estudiar procesos convectivos en el manto terrestre, la geodinámica de la litósfera y la interacción entre la dinámica interna de la Tierra y procesos superficiales de erosión y sedimentación en diversos contextos geotectónicos. Profes. Victor Sacek, Fernando Brenha Ribeiro.

- Geodinámica de la placa de América del Sur con énfasis en el estudio del magmatismo toleítico y alcalino. Se investigan los procesos geodinámicos de gran escala que afectaron la placa de América del Sur, especialmente aquellos asociados a la generación de grandes provincias magmáticas. Son integrados datos geológicos, geoquímicos, geofísicos y paleomagnéticos. Profes. Marcia Ernesto, Leila Marques, Naomi Ussami, Mauricio Bologna, Yara Marangoni.

- Integración de datos terrestres, marinos, aéreos y de altimetría por satélite en la determinación e interpretación de los datos en estudios litosféricos. Utilizando la colocación por mínimos cuadrados son obtenidas anomalías Bouguer, aire-libre y alturas geoidales con resolución espacial de 10 km. Los datos son provenientes de bases de datos terrestres, marinos y de satélite (altimetría, GRACE y GOCE). Modelos digitales del geopotencial (aceleración, tensor gradiente de la aceleración y geoide) locales o en escalas litosféricas son utilizados en estudios de diferentes rasgos de la litósfera terrestre. Prof. Eder Molina.

- Magnetismo ambiental. La concentración y la composición de los minerales magnéticos son fuertemente condicionadas por el ambiente de deposición. Recientemente diversos trabajos han utilizado las informaciones magnéticas obtenidas en sedimentos, suelos y rocas sedimentarias como indicadores de procesos sedimentarios y pedogénicos. En esta línea de investigación integramos los datos de magnetismo ambiental con datos de otras herramientas (geoquímica, sedimentología, pedología, microbiología, espectroscopia Mossbauer, microscopia óptica y electrónica) con el objetivo de efectuar reconstrucciones paleoambientales. Profes. Ricardo Trindade, Marcia Ernesto.

- Paleogeografía de unidades cratónicas de América del Sur durante el Proterozoico y la evolución de supercontinentes. Este proyecto tiene como objetivo determinar la paleogeografía de las unidades cratónicas pertenecientes a América del Sur a fin de establecer su evolución geodinámica en la formación de los supercontinentes Columbia, Rodinia y Gondwana y su implicancia en la evolución paleoclimática del planeta. Profes. Manoel D´Agrella, Marcia Ernerto, Igor Pacca, Ricardo Trindade.

- Variaciones del campo magnético terrestre en diferentes escalas de tiempo. Las variaciones del campo magnético terrestre en diferentes escalas de tiempo, incluyendo el tiempo histórico, prehistórico e intervalos de tiempo geológico son estudiadas a partir de medidas de paleointensidad y paleomagnetismo en rocas y material cerámico de América del Sur. Son investigados diversos aspectos del campo, incluyendo: (i) variación secular de la componente no dipolar; (ii) la existencia de jerks arqueomagnéticos; (iii) la relación entre la intensidad y la estabilidad del campo dipolar, y (iv) trayectorias de los polos geomagnéticos durante reversiones. Profes. Ricardo Trindade, Marcia Ernesto, Igor Pacca.

Geofísica Aplicada a la Prospección de Recursos Naturales, a la Geotecnia y a Problemas Ambientales

Los estudios desarrollados en esta línea de investigación son importantes en la formación profesional de los alumnos, en vista de la demanda creciente por recursos naturales (minerales, agua subterránea, petróleo y gas) y la preocupación de la sociedad moderna en preservar y gerenciar esos recursos. Esta línea de investigación está enfocada en aplicaciones de los varios métodos geofísicos usados en exploración para la solución de nuevos problemas y aplicaciones interdisciplinares, principalmente en las capas más superficiales de la corteza terrestre. También tiene interés en el desarrollo de nuevas herramientas de análisis de datos terrestres, aéreos y espaciales, de nuevas técnicas en la aplicación de metodologías convencionales de exploración y de mejora técnica de equipos tradicionales. Los principales proyectos en desarrollo en el Departamento de Geofísica en esta área son:

- Caracterización de acuíferos sedimentarios y cristalinos. Aplicación integrada de métodos geofísicos, modelados y desarrollo de programas computacionales, que pretende caracterizar acuíferos, tanto en cuencas sedimentarias, como en regiones de rocas cristalinas. Los estudios consisten en localizar regiones promisorias a la exploración de agua subterránea, tales como, zonas de fallas y fracturas, determinar el nivel freático y localizar paleocanales. Métodos utilizados: Electrorresistividad-ER, Polarización Inducida-IP, Ground Penetrating Radar-GPR, Electromagnético en el Dominio del Tiempo-TDEM, Electromagnético Inductivo, Sísmica (Refracción y Reflexión), Espectrometría de Rayos Gamma y Emanometría de Gas Radón. Profes. Renato Prado, Vagner Elis, Jorge Porsani, Carlos Mendonça, Liliana Diogo, Francisco Hiodo.

- Caracterización y monitoreo de áreas contaminadas. Aplicación integrada de métodos geofísicos, estudios de modelado e inversión de datos para localizar y delinear plumas de contaminación en rellenos sanitarios y refinerías de petróleo, mapear tanques conteniendo productos tóxicos y estudios de contaminación de suelos y de aguas subterráneas. Métodos utilizados: Electrorresistividad-ER, Polarización Inducida-IP, Ground Penetrating Radar-GPR, Electromagnético en el Dominio del Tiempo-TDEM y Magnetotelúrico de fuente controlada-CSAMT. Profes. Vagner Elis, Renato Prado, Jorge Porsani, Carlos Mendonça, Francisco Hiodo.

- Geofísica superficial. Los proyectos de geofísica superficial pretenden promover la aplicación integrada de diferentes métodos geofísicos, estudios de modelado e inversión de datos, para investigar problemas geotécnicos y mapeo de redes de interferencias (tuberías metálicas, plásticas y de concreto) instaladas en el Sitio Controlado de Geofísica Superficial del IAG/USP y en el subsuelo de centros urbanos. Los estudios pretenden auxiliar la tomada de decisiones así como el direccionamiento del avance de túneles del Metro, y en apoyo a la construcción y el mantenimiento de obras geotécnicas civiles. Métodos utilizados: Electrorresistividad-ER, Ground Penetrating Radar-GPR, Electromagnético Inductivo y Sísmica de Reflexión de Alta Resolución. Profes. Jorge Porsani, Renato Prado, Vagner Elis, Liliana Diogo.

- Geofísica aplicada a la exploración de recursos minerales. Aplicación integrada de métodos geofísicos, modelados y desarrollo de programas computacionales para mejorar la exploración mineral y estudio de cuencas sedimentarias. Métodos utilizados: Electrorresistividad-ER, Polarización Inducida-IP, Ground Penetrating Radar-GPR, Electromagnético en el Dominio del Tiempo-TDEM, Electromagnético Inductivo, Sísmica (Refracción y Reflexión), Gravimetría, Magnetometría, Espectrometría de Rayos Gamma y Emanometría de Gas Radón. Profes. Jorge Porsani, Renato Prado, Vagner Elis, Carlos Mendonça, Liliana Diogo, Francisco Hiodo, Ricardo Trindade, Yara Marangoni.

- Geofísica superficial y estudios arqueológicos. Aplicación integrada de métodos geofísicos, estudios de modelado, inversión de datos, mapeo de sitios arqueológicos. Métodos utilizados: Electrorresistividad-ER, Ground Penetrating Radar-GPR, Electromagnético Inductivo, Sísmica de Alta Resolución, Refracción Sísmica, Magnéticos y Cintilométricos. Profes. Jorge Porsani, Renato Prado, Vagner Elis, Carlos Mendonça, Francisco Hiodo.

- Inversión de datos geofísicos. Desarrollo de algoritmos y programas computacionales para la interpretación cuantitativa de datos geofísicos. En la parte de campos potenciales, los proyectos en curso investigan la utilidad de la inversión de magnitudes no-lineares en la determinación desacoplada de la propiedad física de la fuente de su geometría. En la parte de métodos eléctricos se encuentra en desarrollo una formulación para la inversión de datos de potencial espontáneo con aplicación en estudios de flujo de agua subterránea y de prospección mineral. En la parte de métodos sísmicos están siendo desarrollados diferentes algoritmos de inversión explorando la información del campo de onda reflejada, compresional y de cizalla, para la determinación de parámetros elásticos para la caracterización geotécnica, detección y caracterización de zonas fracturadas. Profes. Carlos Mendonça, Jorge Porsani, Renato Prado, Liliana Diogo.

Divulgación y Educación en Geofísica y Ciencias Afines.

Este proyecto pretende documentar las acciones de divulgación e innovaciones de enseñanza conducidas en las carreras de posgrado y pregrado del Depto. de Geofísica del IAG-USP. Esas actividades demandan tiempo de los docentes, incluyen la divulgación de las investigaciones hechas por los varios grupos, y han atraído alumnos tanto para el pregrado como para el posgrado. Las actividades de divulgación están dirigidas a la enseñanza básica, para profesionales del área, estudios universitarios de áreas afines, para la tercera edad y público en general. También es contemplada la participación de alumnos de posgrado, impartiendo conferencias sobre sus temas de investigación y actuando como auxiliares de cátedra en las carreras de pregrado y de extensión. Profes. Eder Molina, Marcelo Bianchi, Liliana Diogo.