Cassiano Antonio Bortolozo.

O projeto busca desenvolver um sistema de alertas antecipados de deslizamentos de terra que seja multiescalar, integrando produtos meteorológicos de alta resolução (para o curto e curtíssimo prazo), características geotécnicas e populacionais nas diferentes escalas de análise (regional, municipal e local).

Esse projeto prevê a proposição de um sistema de alerta para deslizamentos que possa ser replicado em território nacional e que leve em consideração, além dos dados de chuva, dados pedológicos, hidrológicos e geomorfológicos, incorporando informações de previsão meteorológica de curto-curtíssimo prazo. Em primeiro lugar, em caso de êxito nas metodologias previstas pelo projeto, o sistema em sua versão operacional geraria a possibilidade de alertas para deslizamentos de maneira mais assertiva, tanto do ponto de vista espacial, quanto temporal. Isso representa grande avanço comparado a situação presente, onde a maioria dos sistemas geram informações apenas regionais e com baixa precisão temporal. Do ponto de vista da inovação, um sistema com esta capacidade é inédito em escala de território brasileiro. Para atingimento do objetivo principal, o projeto passa por etapas intermediárias que também demonstram considerável relevância, sendo que é possível citar o estabelecimento de relações entre características pedológicas, como a umidade do solo, e a deflagração de deslizamentos para diferentes regiões, conforme características locais. Tais relações são estrategicamente importantes para continuidade da aplicação das metodologias já inicialmente desenvolvidas pelo Centro Nacional de Monitoramento e Alerta de Desastres, o CEMADEN. Além disso, cita-se a aplicação de metodologias emergentes, como o uso de modelos de estabilidade de encostas de embasamento físico e Machine Learning, aplicados juntamente com outras metodologias mais tradicionais.

Este projeto visa desenvolver e avaliar um sistema de previsão, de curto prazo, para movimentos de massa, em uma região piloto, usando um modelo numérico regional em grade, chuva-infiltração de água no solo, de altíssima resolução espacial (na escala de metros) e temporal (na escala de horas). O modelo chuva-infiltração escolhido é o Transiente Rainfall Infiltration and Grid-Based Regional Slope-Stability (TRIGRS) que foi desenvolvido por Baum et al. em 2002. Também é utilizado a modelagem geodinâmica para análise de estabilidade e fluxo transiente por meio do GeoSlope. O modelo TRIGRS combina a taxa de infiltração de água no solo com um modelo de estabilidade de taludes infinito. O modelo de infiltração tem como base uma solução analítica aproximada da equação de Richards, usando uma condição inicial úmida ou seca para calcular a poropressão induzida pela chuva. A poropressão calculada é usada para estimar a estabilidade de taludes infinitos, de acordo com Iverson (2000), fornecendo fatores de segurança dependentes do tempo e da profundidade, que são usados para prever os movimentos de massa rasos. São configurados fluxos de trabalho para o processamento de dados de pluviômetros em tempo real, estimativa de chuva por radar meteorológico, umidade do solo medido por sensores ou estimados por meio de métodos geofísicos e parâmetros geotécnicos medidos in loco ou estimados por métodos geofísicos. Isso inclui importação, validação e interpolação espacial dos dados na grade do modelo. Posteriormente, o sistema será executado nos modos simulação e previsão de movimentos de massa, incluindo o processamento de chuva estimada por meio de Modelos Numéricos de Previsão (MNP) e Nowcasting de radares. As simulações do TRIGRS são comparadas com as observações de umidade do solo, disponíveis da rede observacional do Cemaden e no Sistema de Monitoramento Geotécnico Relativo a Encosta em Tempo Real SMGRETR, desenvolvido no Grupo de Engenharia Geotécnica de Encostas, Planícies e Desastres GEGEP, com os registros de deslizamentos da área piloto, juntamente com os resultados da modelagem GeoSlope, para calibração do modelo, se necessário. Em seguida, são realizados experimentoscom dados de reanálise para determinar as incertezas das previsões comparando com dados observados. O horizonte de previsão está diretamente relacionado à previsão de radar combinado com MNP, que poderá aumentar o alcance das previsões permitindo a antecipação de eventos além dos limites do radar meteorológico, melhorando a precisão e confiabilidade dos alertas.Outro ponto importante são os limiares de índices críticos, onde essa ferramenta tem por objetivo estabelecer uma relação numérica entre chuva e deslizamento a fim de definir valores de precipitação capaz de ocasionar deslizamentos. Para a definição dos limiares de chuva critica são considerados os registros de deslizamento que ocorreram na área de estudo. Os dados de precipitação são coletados das estações pluviométricas que apresentem uma série temporal mais consistente em relação às demais estações presentes na área de estudo. Em relação a umidade, busca-se relacionar a variação da umidade do solo em decorrência da chuva com a ocorrência de deslizamentos, visando definir valores de umidade do solo em decorrência de chuvas intensas, capazes de ocasionar deslizamentos. Os dados de umidade são coletados das Plataformas de Coleta de Dados Geotécnicos (PCD Geotécnica) da rede de monitoramento do Cemaden e / ou do Sistema de Monitoramento Geoténico Relativo a Encosta em Tempo Real SMGRETR, desenvolvido.

O projeto tem como objetivo gerar modelos virtuais 3D baseados em Sistemas de Informação Geográfica em áreas de encostas ocupadas, a partir da integração de dados de diferentes fontes para representar a superfície e a subsuperfície. Dessa forma, dados como nuvem de pontos 3D obtidos de Veículos Aéreos Não-Tripulados (VANT), modelos geofísicos, dados geotécnicos, mapas temáticos e modelos paramétricos 3D que representam os objetos naturais e artificiais são integrados em um ambiente de realidade virtual 3D imersivo e interativo. A partir do modelo virtual 3D da encosta, análises de fluxo e de estabilidade da encosta permitirão estabelecer limiares críticos para emissão de alertas baseados tanto nas condicionantes ambientais como nos fatores indutores antrópicos

Este projeto está vinculado ao Projeto REDEGEO/REMADEN (FUNCATE/FINEP) e ao Plano Integrado de Pesquisa Operação (PIPO) do CEMADEN, área temática 01 Riscos e desastres associados a movimentos e massa, em especial ao projeto que envolve de estudos de limiares ambientais a partir de modelos geodinâmicos (Projeto 01). O projeto visa o desenvolvimento de modelos geodinâmicos voltados à previsão de movimentos de massa:Modelos Geofísicos: Os modelos obtidos com os levantamentos geofísicos e certificados com os experimentos estão sendo empregados para análise da infiltração e estimativas de propriedades geotécnicas em perfis de solo em 2-D e 3-D.Modelos matemáticos: Está sendo desenvolvido um programa aplicado à previsão de umidade do solo nas encostas calibrado pela umidade em tempo real das camadas de solo obtidas nas PCDs geotécnicas e a previsão de chuva futura.

As PCDs Geo ou Estações Geotécnicas são utilizadas para o monitoramento da zona não saturada do solo em encostas suscetíveis a deslizamentos. Correspondem a equipamentos automáticos que geram dados de medição pluviométrica (mm) e umidade volumétrica do solo (%) transmitidos a cada 10 minutos para os sistemas integrados e operacionais do Cemaden voltados a alertas de desastres naturais. Os dados começaram a ser gerados em 2019.
A rede de PCDs Geo foi criada visando aumentar o entendimento da dinâmica das águas da chuva no solo e identificar condições a partir das quais seja possível acionar protocolos de ação preventiva de deslizamentos. A partir de eventos de chuva, a PCD Geo permite reconhecer o comportamento da infiltração pela observação da variação da umidade volumétrica em seis sensores distribuídos em até 3 metros de profundidade. Procura-se identificar em quais condições são atingidos os valores máximos de umidade (saturação). 
Estudos efetuados com base em modelos numéricos de simulação de chuva, infiltração e distribuição da poropressão em perfil de solo apontam claramente para o efeito do aumento da umidade na variação do fator de segurança nas encostas, demonstrando a importância da aplicação dos dados das PCDs Geo no cálculo de estabilidade de encostas (Mendes et al., 2018).
O conceito empregado neste trabalho está relacionado ao processamento de dados de séries temporais, de forma a obter tendências e, idealmente, prever de forma aproximada a variação futura de umidade. Isso deverá ser obtido através do desenvolvimento, pelo bolsista, de um modelo numérico usando algoritmos em linguagem MATLAB. 
O ponto de partida do projeto é obter a taxa de variação da umidade nas diferentes profundidades utilizando os valores das últimas aquisições. Sendo que, inicialmente, planeja-se obter a taxa de variação utilizando os últimos 6 ou 12 valores (correspondentes a variação de 1h e 2h, respectivamente). Os resultados obtidos serão comparados com os próprios valores da série temporal para checar a validade e melhores técnicas. Essa comparação deverá ser feita de forma automática para toda a série temporal através de um algoritmo a ser desenvolvido.
Na sequência serão utilizados algoritmos para a modelagem numérica simples de infiltração de água no solo disponíveis em MATLAB para a previsão de infiltração. O programa a ser utilizado nesta etapa é o ?Green Ampt Infiltration for Unsteady Rainfall Model?, ele segue o método de Chu (1978), Mein e Larson (1973) e Skaggs e Kaheel (1982) para calcular a infiltração por precipitação instável usando a equação de Green-Ampt (Green & Ampt, 1911). Esse programa foi escolhido, pois está disponível de forma open source no site MATLAB Central. Porém esta análise poderá ser feita apenas na PCDs Geo onde já foram adquiridos parâmetros geotécnicos através de furos de sondagem. Uma vez que esses modelos dependem do conhecimento de alguns parâmetros geotécnicos.

Em 2019, o Cemaden iniciou o projeto Redegeo/Remaden para a instalação de uma série de Plataformas de Coleta de Dados Geotécnicos (PCDs Geo), que são compostas por um pluviómetro e seis sensores de umidade do solo. O projeto realizado em parceria com UNESP, já instalou cerca de 100 PCDs Geo em regiões com grande histórico de deslizamentos, sendo elas: a Região Metropolitana de Recife, a Região da Baixada Santista, Região do ABC Paulista, Região das Serras Fluminenses e os municípios de Blumenau SC e Salvador BA. A observação da variação de umidade no solo nas PCDs Geo causada pela chuva constitui em um importante instrumento de avaliação de cenários de risco de deslizamentos. Porém neste projeto propomos uma nova metodologia de uso desses dados, de forma a maximizar a aplicação dessa rede. Utilizando-se de ferramentas matemáticas propomos a previsão da umidade, o que pode ter um grande impacto em como as PCDs Geo são utilizadas na sala de Operação. Já que seria possível antever (mesmo que com certa limitação) a situação futura de umidade das encostas monitoradas e obter de forma antecipada possíveis cenários de saturação crítica.

Realizar pesquisas para aprimorar e aumentar o entendimento científico dos mecanismos deflagradores dos processos de Movimentos de Massa (deslizamento de terras). Objetivos específicos: a) desenvolvimento de dois projetos de pesquisa que envolvam metodologias científicas voltadas ao entendimento dos mecanismos de deflagração dos movimentos de massa;b) identificar e propor novas abordagens metodológicas e tecnológicas para o monitoramento e previsão de movimentos de massa no território brasileiro

O Brasil enfrenta sérios problemas relacionados a movimentos de massa todos os anos em diferentes regiões do país, com os locais mais afetados sendo normalmente áreas que possuem residências construídas de forma precária, sem os devidos cuidados de engenharia e saneamento básico. Uma das cidades que sofre desse problema é Campos do Jordão SP, sendo esta cidade uma das consideradas críticas pelo projeto REDEGEO do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais). O REDEGEO busca o estudo de áreas de risco com metodologias inovadoras, a fim de entender e mitigar os efeitos dos movimentos de massa. Dentro deste escopo é proposto o presente projeto junto ao Unesp-ICT, que é um dos centros participantes no REDEGEO e uma das principais instituições parceiras do Cemaden, tendo inclusive o Programa de Pós-Graduação em Desastres Naturais estruturado de forma associativa com o Cemaden. O projeto propõe a integração de levantamentos geofísicos e sondagens geotécnicas, tendo como área piloto o bairro Vila Albertina em Campos do Jordão, uma das áreas mais críticas da cidade. Inicialmente planeja-se a realização de levantamentos geofísicos de ER e IP na forma de perfis 2D e o desenvolvimento de novas ferramentas matemáticas para a integração de métodos. São várias as inovações do trabalho proposto, como utilizar no Brasil a geofísica associada a métodos geotécnicos nesta escala e o desenvolvimento de métodos para a análise conjunta desses dados. Mesmo em relação ao uso conjunto de dados geofísicos e geotécnicos no mundo a pesquisa é inovadora. Uma vez que os trabalhos internacionais normalmente não enfrentam os complicadores aqui encontrados: como moradias precárias, construídas sem planejamento e sem redes de esgoto. Com isso espera-se colaborar com os estudos de movimentos de massa no Estado de São Paulo e no Brasil para evitar a perda de vidas humanas e danos materiais.

Os limiares de acumulado de chuva são importantes para emitir alertas de deslizamento de terra porque fornecem um meio de identificar quando a chuva atingiu um nível que pode desencadear deslizamentos de terra. Quando uma certa quantidade de chuva se acumula em uma determinada área, ela pode saturar o solo e aumentar a probabilidade de deslizamentos de terra. Portanto, é importante definir o limite ambiental e o limite operacional. O limite ambiental é o limite mínimo aproximado onde o início de um evento de deslizamento de terra é possível. Um limiar operacional, por outro lado, é um valor inferior ao ambiental, que serve para balizar o envio de alertas de perigo pelos órgãos responsáveis. Para que os alertas sejam enviados antes que os valores das acumulações ambientais sejam atingidos. Ao estabelecer limites de acumulação de chuva, é possível prever melhor quando e onde é provável que ocorram deslizamentos de terra. Para determinar esses limites, os pesquisadores usam uma variedade de métodos, incluindo análise estatística de dados históricos, modelos físicos de comportamento do solo e observações de campo. Esses limites variam de região para região e dependem, de forma implícita, de fatores como tipo de solo, ângulo de inclinação e cobertura vegetal. Neste trabalho apresentamos uma forma inovadora de obter esses limiares usando análises de cluster e dados históricos de escorregamentos para a Região Metropolitana do Recife ? Estado de Pernambuco, Brasil. Os valores definidos foram aplicados a um grande evento de deslizamento de terra em 2021 e se mostraram uma base bastante robusta para o limiar operacional utilizado na Sala de Situação do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais).

Elaborar estudos e atividades interdisciplinares com auxílio de ferramentas geológico-geotécnicas digitais (carta de suscetibilidade à deslizamento e erosão, e mapa de risco de deslizamento) e monitoramento automático (precipitação, umidade do solo e deslocamento) para contribuir na gestão integrada de risco e desastres de deslizamentos e erosões para duas áreas de morros da RMR, pertencentes à unidade geológica da Formação Barreiras: (i) morros da zona norte do Recife; (ii) morros da zona sul, abrangendo os municípios do Recife e do Jaboatão dos Guararapes

Um dos grandes desafios da Mineração de Pequena Escala (MPE) está relacionado com a máxima extração do bem mineral de forma eficiente, limpa e sustentável, e com um mínimo de rejeitos e impactos ambientais. Para alcançar esta relação ótima entre extração mineral/rejeitos-impactos ambientais é necessário dispor do conhecimento detalhado da geologia de subsuperfície na região que compreende o depósito mineral e seu entorno, sendo que este conhecimento pode ser obtido por meio de estudos geológicos, geofísicos e furos de sondagens. O explorador de MPE geralmente dispõe de limitados recursos financeiros para o desenvolvimento das atividades. Eles são conhecidos como micro e pequenos empresários da mineração. Normalmente, para reduzir os custos com os investimentos relacionados com as pesquisas geológicas/geofísicas, eles deixam de investir em tecnologia. Dessa forma, o explorador não obtém o conhecimento necessário para o bom aproveitamento do bem mineral em seu pequeno negócio exploratório. O desconhecimento científico sobre o bem mineral a ser explorado gera um maior gasto com a realização de furos de sondagens, e um maior impacto ambiental. Este projeto de pesquisa propõe desenvolver uma metodologia de análise e interpretação de dados geológicos e modelagens geofísicas, visando a caracterização do depósito mineral. O conhecimento da geometria do depósito mineral em subsuperfície é fundamental para que o engenheiro de minas possa validar o modelo conceitual do depósito, e assim, desenvolver o planejamento de uma campanha investigativa com um mínimo de furos de sondagens. Com esta abordagem integradora geologia/geofísica/engenharia de minas, a MPE poderá se beneficiar e assim pode-se maximizar o aproveitamento dos bens minerais de forma racional e sustentável, reduzir os custos durante o processo de estudos, extração e processamento do bem mineral, e minimizar os impactos ambientais. Para colocar em prática esta nova abordagem serão utilizados os métodos geofísicos elétricos (ER-Eletrorresistividade, RC-Resistividade Capacitiva e IP-Polarização Induzida) e eletromagnéticos (GPR-Radar de Penetração no Solo e TDEM-Eletromagnético no Domínio do Tempo). Essa abordagem integradora será aplicada em três estudos de casos em MPEs distintas, as quais exploram areia (Descalvado, SP), barita (Cerro Azul, PR) e basaltos (Orindiúva, SP/Fronteira, MG/Icém, SP), visando comprovar sua eficiência relacionada com o melhor aproveitamento de diferentes bens minerais por meio da avaliação do seu impacto no planejamento de lavra.

Este projeto está vinculado ao Projeto REDEGEO/REMADEN (CEMADEN/FUNCATE) e ao Plano Integrado de Pesquisa Operação (PIPO) do CEMADEN, área temática 01 Riscos e desastres associados a movimentos e massa, em especial ao projeto que envolve de estudos de limiares ambientais a partir de modelos geodinâmicos (Projeto 01).
O projeto busca desenvolver modelos geológicos/geotécnicos das áreas de estudo baseados em levantamentos de eletrorresistividade e dados geotécnicos. Os modelos obtidos serão empregados como entrada de um software já em desenvolvimento para o cálculo da infiltração de água no solo, que calcula tanto a saturação quanto a poro-pressão variantes no tempo. O software está sendo desenvolvido no Centre for Doctoral Training in the Mathematics of Planet Earth (Uni. of Reading/Imperial College London), no Reino Unido, dentro de um projeto de doutorado co-orientado pelo bolsista deste projeto. 
Também será realizada uma série de experimentos para validar a obtenção de alguns parâmetros geotécnicos e saturação do solo por meio do levantamento de eletrorresistividade, sendo que o financiamento será através do projeto aprovado pelo bolsista na Chamada Universal do CNPq (Processo 433481/2018-8).
Dessa forma, o trabalho a ser desenvolvido com o presente projeto busca servir de base para um futuro sistema de alerta de estabilidade de encostas que utilizará os modelos geológicos/geotécnicos desenvolvidos e as informações em tempo real da umidade das camadas de solo (obtidas com as PCDs Geo) e a previsão de chuva futura.
Os objetivos específicos desde projeto então consistem na realização dos levantamentos geofísicos nas áreas de estudo, a obtenção de modelos geológicos/geotécnicos dessas áreas e determinar o potencial de obtenção de parâmetros geotécnicos pelo método da eletrorresistividade. Sendo que para este último objetivo são necessários os experimentos que serão realizados dentro do Parque Tecnológico de São José dos Campos.

Este projeto está vinculado ao Projeto REDEGEO/REMADEN (CEMADEN/FUNCATE) e ao Plano Integrado de Pesquisa Operação (PIPO) do CEMADEN, área temática 01 Riscos e desastres associados a movimentos e massa, em especial ao projeto que envolve de estudos de limiares ambientais a partir de modelos geodinâmicos (Projeto 01).
Os modelos obtidos com os levantamentos geofísicos e certificados com os experimentos serão futuramente empregados como entrada em um software para o calculo da infiltração de agua no solo e fator de segurança de encosta. O software está sendo desenvolvido pelo aluno de doutorado Ben Ashby no Centre for Doctoral Training in the Mathematics of Planet Earth (Uni. of Reading/Imperial College London), no Reino Unido. Com a orientação a cargo do Prof. Tristan Pryer da Universidade de Reading e a co-orientação pelo bolsista deste projeto. O objetivo final com a metodologia é ser a base para um futuro programa de previsão de estabilidade de encostas baseado calibrado pela umidade em tempo real das camadas de solo obtidas nas PCDs geotécnicas e a previsão de chuva futura.
Para os experimentos, o financiamento será através do projeto aprovado na Chamada Universal do CNPq (Processo 433481/2018-8).
O objetivo específico é a determinação da compatibilidade dos parâmetros geotécnicos e de umidade do solo inferidos por meio do método geofísico com os obtidos de amostras em laboratório e os gerados nas PCDs Geotécnicas.

We explore which iterative methods are most effective at solving the phase split problem that arises frominjecting CO2 into oil reservoirs by minimising the Gibbs free energy of the system. We investigatethe efficacy of Newtons method, linesearch approaches, trust-region methods, and nonmonotone methods combined with linesearch and trust-region ideas. The methods are tested on the one-dimensionalRachford-Rice equation, the two-dimensional Rachford-Rice equation and benchmarked on example problems to demonstrate the strengths and weaknesses of the methods. The nonmonotone trust-region linesearch method proved to be the most robust method for solving the two-dimensional phase split problemwith 3 phases.

In this thesis, we address two practical problems associated with groundwater flow. Firstly, when given basic geological information is it possible to predict with reasonable accuracy the rate of flow into a well or borehole? Addressing this question can frequently be time consuming and expensive as typically tests are conducted after initial drilling operations at likely sites. Mathematical modelling can contribute towards a more informed decision of where to site the well and by doing so help to reduce time and cost. The second problem considers the inverse situation, namely if we have prior data on the flow characteristics is it possible to infer the hydraulic properties of the component soil layers? Hydraulic conductivity is very difficult to measure accurately, particularly given the inherent heterogeneity and irregularity of soil layers. Measurements can involve lengthy electrical surveys that use soil conductivity to estimate hydraulic characteristics. Using the data from working wells to infer likely values for hydraulic conductivity provides a useful additional source of information for local engineering teams. To address these problems we develop a mixed finite element (FE) model for the outflow from a multilayered unconfined aquifer, which is referred to as the ?forward model?. The performance is optimised using a carefully selected h-adaptivity mesh refinement algorithm, enabling us to compute flow regimes for large-scale physical problems efficiently. This model is validated against data from three working wells used to supply water to cities in the São Paulo region of Brazil. In a multilayered scenario, the inverse problem yields an under-determined system. The ?forward model? is used as a component of an inversion algorithm that uses a Monte Carlo (MC) method, a fixed point iteration or a Tikhonov regularisation. In such circumstances we are able to predict optimal values for hydraulic parameters in proximity to the well. This approach is validated using the data from the three working well examples. Finally, we consider a stochastic approach to the two problems. This helps address the uncertainty in outflow characteristics resulting from the heterogeneous nature of the soil layers. We achieve this through the application of a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) method, made possible by the computational efficiency of the ?forward model?. It is shown, by using the 3 working well examples, that the outflow characteristics can be approximated to a good degree of accuracy, knowing only very basic information about the local geology and configuration of the well. We also show how these estimates can be improved by using additional data or perhaps used in the inverse sense to infer the hydraulic characteristics of the component soil layers within the aquifer.

O monitoramento de parâmetros ambientais deflagradores de movimentos de massa é um dos objetivos do sistema de alertas de desastres naturais do Cemaden. Para isto, é necessário o entendimento dos agentes (fatores) e causas (mecanismos) dos diferentes tipos de movimentos de massa (rastejo, deslizamentos, corridas de massa). Neste contexto uma das cidades que mais sofre com eventos de movimentos de massa é a cidade de Campos do Jordão. Dessa forma o foco deste projeto é a utilização dos métodos geofísicos da Eletrorresistividade (ER) e Eletromagnético Indutivo no Domínio da Frequência (FDEM) para a caracterização geoelétrica das camadas geológicas da área da Vila Albertina em campos do Jordão. Associando esses resultados com dados geotécnicos, alguns já adquiridos e outros a serem obtidos, de forma a compreender de uma maneira mais abrangente as características geomecânicas da encosta. As metodologias para o desenvolvimento dessa análise conjunta estão sendo desenvolvidas no CEMADEN desde o plano de trabalho anterior. Sendo que parte do trabalho do plano atual é a finalização de artigos científicos relacionados à integração de dados geofísicos e geotécnicos na área do Instituto Federal de Ciência e Tecnologia, também em Campos do Jordão, e o desenvolvimento de um software para o cálculo de parâmetros geotécnicos a partir de levantamentos geofísicos. As interpretações dos perfis geológico-geotécnicos serão aplicadas na modelagem do processo de movimento da área com o software GeoStudio.

O Brasil sofre todos os anos com deslizamentos de terra, que ocorrem principalmente no período do verão. Sendo os estudos para o entendimento dos processos e causas de deslizamento um dos focos principais do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais). Dessa forma foi definido um objetivo geral para o grupo de Geodinâmica: utilizar a previsão de chuva para uma área crítica e a umidade atual das camadas para prever uma possível situação de ruptura baseada na futura infiltração. Neste sentido o CEMADEN está implementando um sistema para o monitoramento da umidade do solo em diversas áreas críticas sujeitas a movimentos de massa no Brasil. O equipamento corresponde a uma estação pluviométrica acoplada a sensores instalados em poços que medem a umidade em subsuperfície. Algumas estações já estão funcionando em Campos do Jordão SP e estão planejadas outras estações em mais 9 cidades em 5 Estados. Porém para a construção, de fato, de um sistema de alertas é necessário realizar uma modelagem da infiltração da chuva futura e como ela afetaria o estado atual de umidade. Com isso seria possível calcular o fator de segurança que de fato seria utilizado no sistema de alertas. Para a elaboração desse programa de infiltração é necessário o conhecimento de uma serie de propriedades geotécnicas ao longo do perfil 2D da encosta. Porém a coleta pontual de amostras para obtenção de parâmetros geotécnicos, além de dispendiosa, não permite uma ampla cobertura bidimensional. Por esse motivo o coordenador deste projeto está trabalhando com o desenvolvimento de algoritmos para obter parâmetros geotécnicos e umidade do solo através de levantamentos de eletrorresistividade 2D. Sendo que estes são os parâmetros de entrada do software que está sendo desenvolvido no Reino Unido em parceria com o coordenador. O programa utiliza uma discretização de elementos finitos com malha adaptativa, que apesar de ser uma forma muito complexa e eficiente, depende muito de se ter uma malha adequada para obter resultados realmente precisos. Sendo que a definição da malha ótima é sempre difícil e em alguns casos é impossível, uma vez que não é possível comparar os resultados numéricos com uma observação real. Dessa forma o projeto proposto tem como objetivo principal realizar uma série de experimentos de infiltração em áreas controladas para validar o procedimento de obtenção de parâmetros geotécnicos e umidade do solo com levantamentos geofísicos. Utilizando uma estação de umidade do solo do Cemaden e coleta de amostras para validar os resultados. Além disso, será possível determinar a forma ótima de discretização para o software que está sendo desenvolvido. Sendo que os resultados obtidos com este projeto são fundamentais para as futuras pesquisas realizadas pelo grupo de Geodinâmica e suas instituições parceiras.

O Brasil sofre todos os anos com deslizamentos de terra, que ocorrem principalmente no período do verão. Sendo os estudos para o entendimento dos processos e causas de deslizamento um dos focos principais do Cemaden (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais). Dessa forma foi definido um objetivo geral para o grupo de Geodinâmica: utilizar a previsão de chuva para uma área crítica e a umidade atual das camadas para prever uma possível situação de ruptura baseada na futura infiltração. Neste sentido o CEMADEN está implementando um sistema para o monitoramento da umidade do solo em diversas áreas críticas sujeitas a movimentos de massa no Brasil. O equipamento corresponde a uma estação pluviométrica acoplada a sensores instalados em poços que medem a umidade em subsuperfície. Algumas estações já estão funcionando em Campos do Jordão ? SP e estão planejadas outras estações em mais 9 cidades em 5 Estados. Porém para a construção, de fato, de um sistema de alertas é necessário realizar uma modelagem da infiltração da chuva futura e como ela afetaria o estado atual de umidade. Com isso seria possível calcular o fator de segurança que de fato seria utilizado no sistema de alertas. Para a elaboração desse programa de infiltração é necessário o conhecimento de uma serie de propriedades geotécnicas ao longo do perfil 2D da encosta. Porém a coleta pontual de amostras para obtenção de parâmetros geotécnicos, além de dispendiosa, não permite uma ampla cobertura bidimensional. Por esse motivo o coordenador deste projeto está trabalhando com o desenvolvimento de algoritmos para obter parâmetros geotécnicos e umidade do solo através de levantamentos de eletrorresistividade 2D. Sendo que estes são os parâmetros de entrada do software que está sendo desenvolvido no Reino Unido em parceria com o coordenador. O programa utiliza uma discretização de elementos finitos com malha adaptativa, que apesar de ser uma forma muito complexa e eficiente, depende muito de se ter uma malha adequada para obter resultados realmente precisos. Sendo que a definição da malha ótima é sempre difícil e em alguns casos é impossível, uma vez que não é possível comparar os resultados numéricos com uma observação real. Dessa forma o projeto proposto tem como objetivo principal realizar uma série de experimentos de infiltração em áreas controladas para validar o procedimento de obtenção de parâmetros geotécnicos e umidade do solo com levantamentos geofísicos. Utilizando uma estação de umidade do solo do Cemaden e coleta de amostras para validar os resultados. Além disso, será possível determinar a forma ótima de discretização para o software que está sendo desenvolvido. Sendo que os resultados obtidos com este projeto são fundamentais para as futuras pesquisas realizadas pelo grupo de Geodinâmica e suas instituições parceiras.

O plano de trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um modelo de estabilidade hidrogeomecânica da área do Instituto Federal de Ciência e Tecnologia de São Paulo em Campos do Jordão (IFECT). Essa área apresenta desde 2002 uma evolução de um movimento de massa deflagrado por alterações nas condições de equilíbrio dinâmico pré-existentes que ocasionaram a deformação das camadas de argila orgânica. O estudo visa o equacionamento dos agentes e mecanismos do movimento de massa em questão para avaliação do risco de corrida de lama, similar àquela ocorrida em 1972 na Vila Albertina em Campos do Jordão (17 mortes e 60 casas soterradas). O modelo de estabilidade será desenvolvido a partir dos dados geotécnicos (adquiridos anteriormente) e dos dados geofísicos. O método geofísico utilizado é o da Eletrorresistividade, com a realização de Caminhamentos Elétricos (CE) e Sondagens Elétricas Verticais (SEV). Com a inversão dos dados realizada com os softwares Res2Dinv e Curupira. A integração e interpretação dos dados geofísicos e geotécnicos foca na determinação das camadas de cobertura, nível d?água, presença de blocos, posição da rocha e planos preferenciais para entendimento do movimento de massa da área. Sendo que as interpretações dos perfis geológico-geotécnicos serão aplicadas na modelagem do processo de movimento da área com o software GeoStudio. Este projeto tem como resultados esperados a definição dos parâmetros físicos e mecanismo de evolução do deslizamento, a correlação com dados observacionais piezométricos, pluviométricos, tensiométricos do sistema de monitoramento implantado na área e os limiares ambientais críticos de aceleração do solo calculados pela modelagem numérica

Implantação de uma rede de monitoramento geotécnico (135 Plataformas de coleta de dados de pluviômetros e sondas de capacitância - PCDs Geo) em 9 municípios pilotos (Blumenau-SC, Santos-SP, Mauá-SP, Angra dos Reis-RJ, Petrópolis-RJ, Nova Friburgo-RJ, Teresópolis-RJ, Salvador-BA, Recife-PE). Incluindo: 1 - instalação e manutenção de 15 PCDs Geo por município piloto; 2 - ampliação dos laboratórios de geotecnia de Universidades parceiras; 3 - sondagens, coletas e execução de ensaios de caracterização geotécnica, propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos dos sítios de instalação das PCDs Geo; 4 - execução de levantamento aéreo (drone) e geofísico (eletroresistividade e GPR) dos sítios de instalação; 5 - integração de dados de superfície e subsuperfície, elaboração de modelos geológico-geotécnicos; 6 - modelagem de estabilidade de encostas com software GeoS tudio (Slope/W, Seep/W, Sigma/W, Vadose/W); 7 - integração e modelagem de dados em ambiente de visualização 3-D (GeoVisionary)

Many areas of Brazil are particularly vulnerable to landslides, particularly those with mountainous terrain and a heavy rainy season. These events affect both human populations and infrastructure; there have been very large death tolls when landslides occur near major population centres, and long-distance power transmission can be disrupted by damage to power lines, resulting in large-scale power cuts. Currently, real-time monitoring of the moisture content is available, but the potential for early warnings of landslide events is limited by the lack of means to predict, rather than just observe. This project will attempt to address this problem by developing numerical methods to numerically solve the equations that govern groundwater flow and predict dangerous conditions in the soil, and hopefully give the potential to issue warnings. Thus, being able to perform computations quickly as well as accurately is crucial if these simulations are to be of value.

Os problemas com a falta de água para o consumo humano e para uso na agricultura vêm crescendo no mundo inteiro. Na região noroeste do Estado de São Paulo, mais precisamente nas regiões que compreendem os municípios de Urupês e Termas de Ibirá, os problemas ocorrem principalmente no período de verão, devido ao aumento do consumo e pela falta de recarga dos aquíferos. Os poços tubulares perfurados nessas regiões (usualmente < 200 m de profundidade) apresentam baixa vazão (~10-35m3/h) e captam água principalmente do aquífero sedimentar raso relacionado com os sedimentos arenosos da Formação Adamantina, Bacia do Paraná. Por outro lado, o aquífero fraturado na pilha de basaltos da Formação Serra Geral ainda é pouco conhecido e pouco explorado, e existem poucos poços tubulares que captam água deste sistema aquífero, sendo que este constitui-se num excelente alvo para exploração de água subterrânea para o abastecimento local. Neste sentido, os estudos a serem desenvolvidos neste projeto serão feitos por meio da inversão conjunta-1D e 2D de dados de eletrorresistividade (SEV e CE) e sondagens eletromagnéticas no domínio do tempo (TDEM), visando mapear o aquífero sedimentar raso e o aquífero fraturado nos basaltos da Fm. Serra Geral. Este procedimento será empregado de maneira inédita na presente pesquisa e poderá contribuir de maneira efetiva para o desenvolvimento das pesquisas hidrogeofísicas no Estado de São Paulo e no Brasil. Os resultados a serem obtidos contribuirão para minimizar as ambiguidades inerentes ao processo de interpretação de dados geofísicos, e terão implicações importantes em estudos hidrogeológicos, por exemplo, no mapeamento do aquífero sedimentar raso, na localização de zonas de fraturas sub-horizontais produtivas nas camadas de basaltos, no mapeamento da espessura da pilha de basaltos constituída de vários derrames (i.e., mapa de contorno estrutural), e na orientação da locação de poços tubulares visando a exploração de água subterrânea no Sistema Aquífero Serra Geral (aquífero fraturado). Solicita-se recursos para: i) passagem aérea e diárias para o colaborador estrangeiro (Professor Dr. Fernando Acácio Monteiro dos Santos (Universidade de Lisboa, Portugal) especialista em inversão conjunta/interpretação de dados geoeletromagnéticos que ficará 13 dias em São Paulo para discussão dos resultados, ministrar uma série de palestras e maior integração com os professores do Departamento de Geofísica do IAG/USP, ii) um microcomputador robusto, iii) um equipamento GPS portátil e iv) custeio para as atividades de aquisição dos dados de campo. Vale ressaltar que este projeto de pesquisa é uma continuidade das pesquisas desenvolvidas no âmbito do Projeto de Auxílio apoiado pela FAPESP (Processo no. 2009/08466-3), já concluído e que 5 alunos: um de Doutorado (Cassiano Antonio Bortolozo), bolsista FAPESP (2011/06404-0), dois de Mestrados David Nakamura Leite, bolsista CNPq e Marco Antonio Couto Jr, bolsista CAPES e dois alunos de TG-Trabalho de Graduação Final estão desenvolvendo as suas pesquisas com dados que serão adquiridos neste projeto de pesquisa.