Ruído sísmico ambiental e suas aplicações em monitoramento

Abstract

Métodos capazes de monitorar o meio em diferentes escalas espaciais, com adequada resolução temporal, são fundamentais para a compreensão de processos naturais e para o suporte à tomada de decisões em múltiplos setores. Nos últimos anos, técnicas baseadas no registro e na análise do ruído sísmico ambiente consolidaram os métodos sísmicos passivos como ferramentas promissoras para monitoramento contínuo do subsolo. No contexto brasileiro, entretanto, a aplicação desses métodos em estudos rasos de monitoramento ainda é incipiente, marcada por lacunas tanto na exploração metodológica quanto na disponibilidade de ferramentas de processamento e interpretação sistemática dos dados. Esta tese preenche essa lacuna ao realizar uma análise metodológica e aplicação da Interferometria Sísmica de Ruído Ambiente e da Interferometria de Onda Coda, com foco na quantificação de variações temporais de velocidade sísmica (δν/ν). São discutidas as premissas físicas envolvidas, as condições sob as quais esses métodos apresentam desempenho robusto, bem como a influência das escolhas de parâmetros e das configurações de aquisição na resolução temporal e espacial das estimativas obtidas. A investigação é conduzida a partir de dois estudos de caso representativos de contextos geológicos e operacionais distintos: (i) uma encosta em Itabirito/MG, instrumentada com um arranjo de estações sísmicas uniaxiais de curto período ao longo de 55 dias, integrada a dados pluviométricos; e (ii) um monitoramento com estação única banda larga triaxial em Altamira/PA, no período de 2014 a 2016, associado a séries piezométricas e pluviométricas. Esses estudos permitem avaliar, de forma comparativa, a sensibilidade dos métodos a diferentes escalas, geometrias de aquisição e condições ambientais, destacando o papel central da interpretação física dos resultados. Como parte essencial da contribuição desta tese, foi desenvolvido o software SANBA, um programa com interface gráfica e de código aberto que implementa todo o fluxo de trabalho em cinco etapas — (i) pareamento e sincronismo; (ii) préprocessamento; (iii) correlação; (iv) empilhamento temporal; e (v) estimativa de δν/ν — garantindo controle de parâmetros, transparência e reprodutibilidade das análises. A consistência dos resultados produzidos pelo software foi validada, demonstrando sua capacidade de recuperar variações temporais de velocidade com fidelidade.Adicionalmente, a aplicação de técnicas estatísticas de análise de pontos de mudança possibilitou a identificação objetiva de intervalos de interesse e a comparação sistemática com dados hidrológicos independentes. A interpretação dos resultados indica que efeitos poroelásticos associados à infiltração e à recarga hídrica governam as variações de velocidade observadas em ambos os cenários. Os resultados são consistentes com a literatura internacional, ao mesmo tempo em que ampliam o estado da arte ao explorar novas regiões, escalas e configurações de instrumentação no Brasil. Dessa forma, a tese demonstra o potencial dos métodos sísmicos passivos como ferramentas complementares para programas de monitoramento ambiental, geotécnico e hidrológico, contribuindo para a gestão de riscos e recursos e estabelecendo bases metodológicas sólidas para aplicações futuras no país.