Geoacoustic methods in port areas: a multifrequency approach

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dc.contributor.advisor1Bastos, Alex Cardoso
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000212721134
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2951081353357019
dc.contributor.authorSoares, Alvaro Eduardo Silva
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6220201443557456
dc.contributor.referee1Souza, Luiz Antonio Pereira de
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8402748357902003
dc.contributor.referee2Sá, Fabian
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000339645685
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9329106914297651
dc.date.accessioned2024-05-29T22:10:28Z
dc.date.available2024-05-29T22:10:28Z
dc.date.issued2019-03-25
dc.description.abstractGeophysical methods are a set of indirect methods of investigation that have great relevance in the study of submerged areas and stand out from conventional methods. These methods allow easy access to the areas of research and continuous observation of the surface and subsurface along a profile. Geoacoustic investigation utilizes the physical principle of elastic wave propagation to investigate the seafloor morphology and subsurface layer thicknesses. In port regions, acoustic methods are widely applied for the determination of risks to marine navigation and dredging. Dredging projects are extremely costly and are potentially environmentally hazardous due to resuspension of contaminated materials and disruption of seabed conditions. Thus, single and multibeam bathymetry, seismic, sonographic and densitometric surveys are common activities for solving these and other issues. The acoustic signal backscatter pattern, obtained from these methods can be organized into groups and used for seabed mapping and sedimentological classification. The state of Espírito Santo has national prominence in logistics with its ports, notably the Vale's Port of Tubarão. The maintenance of the navigation channels has always been a concern for the company, for the Brazilian navy, local authorities as well as the local communities. Maritime ports generate a huge demand for resources, in addition to a series of environmental and social matters. Therefore it is of great importance to produce studies and techniques to map and identify the bottom and sub-bottom with both resolution and accuracy. The following questions are: what is the behavior of the different frequencies used on the most appropriate acoustic methods to map the sediment thickness in a navigation channel and what are the risks to navigation and dredging presented by defining such characteristics from these methods. These questions are answered through the study of the acoustic methods with a multifrequency approach to map the bottom and sub-bottom of the port areas, and the analysis of the signal response produced by these methods. In this project, acoustic techniques were used aiming at defining the best strategy and acoustic frequencies to be applied in maritime port terminals to solve questions concerning: nautical depth analysis, navigation risk assessment and the definition of the factual depth required for maintenance dredging. Acoustic multi frequency data and bottom unconsolidated density values were collected in order to respond to the abovementioned scientific questions
dc.description.resumoMétodos geofísicos são um conjunto de métodos indiretos de investigação que têm grande relevância no estudo de áreas submersas e se destacam dos métodos convencionais, pois possibilitam fácil acesso aos locais de interesse e permitem a observação contínua de estratos geológicos ao longo de um perfil. Investigações geoacústicas utilizam o princípio físico da propagação de ondas elásticas para investigar a morfologia de fundo e espessuras de camadas em subsuperfície. Em regiões portuárias, métodos acústicos são extensamente aplicados para a determinação de riscos à navegação e dragagem. Obras de dragagem são extremamente onerosas e podem trazer consequências ambientais pela ressuspensão de materiais contaminados e perturbação das condições de sedimentação. Dessa forma, levantamentos batimétricos mono e multifeixe, sísmicos, sonográficos e densimétricos são atividades comuns para resolução destas e outras questões. O padrão de backscatter do sinal acústico, obtido a partir destes métodos pode ser organizado em grupos e utilizados para mapear o fundo marinho e para classificação sedimentológica. O Espírito Santo tem destaque nacional em logística com seus portos de grande dimensão, nomeadamente o Porto de Tubarão da empresa Vale. A manutenção dos canais de navegação sempre foi uma preocupação da empresa, bem como para a marinha e para os locais onde esses portos estão localizados. Uma obra desse tamanho gera uma enorme demanda de recursos, além de uma série de questões ambientais e sociais, dessa forma, é de grande importância produzir estudos e técnicas que mapeiem e identifiquem o fundo e subfundo de regiões portuárias com qualidade. Os questionamentos que se seguem são: qual o comportamento das diferentes frequências empregadas nos métodos acústicos e mais adequadas para mapear a espessura sedimentar em um canal de navegação e quais são os riscos à navegação e dragagem apresentados por definir tais características a partir destes métodos. Esses questionamentos são respondidos através da aplicação de métodos acústicos com abordagem multifrequência no mapeamento de fundo e subfundo dos ambientes portuários e da análise da resposta do sinal produzido por esses métodos. Neste aplicou-se técnicas acústicas para imagear o fundo e o subfundo marinho, visando definir a melhor estratégia e frequências a serem aplicadas em terminais portuários para questões que concernem a análise da profundidade náutica, avaliação do risco à navegação e confiabilidade da resposta do sinal acústico que correspondam à real profundidade que exige em dragagens de manutenção. Dados de multifrequência acústica e de densidade do material de fundo foram coletados, assim como buscou-se produzir uma classificação sedimentológica de superfície marinha e a proposta de análise integrada destes dados a fim de justificar os usos e cuidados com cada técnica.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13090
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Oceanografia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Oceanografia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectGeoacoustics
dc.subjectMultifrequency approach
dc.subjectSeismic
dc.subjectSonography
dc.subjectDensitometry
dc.subjectPorts
dc.subjectDredging
dc.subjectNautical depth
dc.subjectGeoacústica
dc.subjectAbordagem multifrequencial
dc.subjectSísmica
dc.subjectSonografia
dc.subjectDensimetria
dc.subjectPortos
dc.subjectDragagem
dc.subjectProfundidade náutica
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqCiências Ambientais
dc.titleGeoacoustic methods in port areas: a multifrequency approach
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis
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