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Title: Análise da resposta acústica em sedimentos marinhos
metadata.dc.creator: Menandro, Pedro Smith
Keywords: Geoacústica;Lama fluida;Dinâmica sedimentar;Sedimentação e depósitos;Transporte de sedimentos;Acústica subaquática;Geologia;Amazonas, Rio
Abstract: A geoacústica submarina auxilia no entendimento do comportamento da propagação e atenuação do som no sedimento, dando uma base de informações que dá suporte às principais abordagens para interpretação de dados. A detecção de depósito lamoso em registros acústicos de alta resolução é, geralmente, de fácil distinção, aparecendo normalmente como pacotes sedimentares de baixa reflexão. No entanto, essa resposta acústica depende da frequência utilizada e de outras características do depósito, até mesmo da coluna d’água. A dinâmica desses pacotes lamosos pode ter desdobramentos em várias esferas, desde engenharia, como a questão de monitoramento de portos, até a biologia, com estudos de impacto na biota bentônica. A partir daí é necessário um desenvolvimento de um método rápido e eficiente para mapeamento desses pacotes e para o conhecimento dos processos envolvidos no transporte, deposição e ressuspensão. Assim, esse trabalho tem dois enfoques principais divididos em dois estudos independentes: investigar como a resposta do sinal acústico de diferentes fontes muda de acordo com a frequência e as características do sedimento superficial (granulometria e densidade), e associar variações observadas nos registros acústicos com a mobilidade sedimentar ao longo de um ciclo de maré. A base de dados analisada é composta por registros geofísicos de alta frequência (3.5, 33, 210 kHz), propriedades físicas do sedimento superficial, densimetria in situ, correntometria e distribuição de material particulado em suspensão, os quais foram coletados na Plataforma Interna do Canal Norte do Rio Amazonas. A primeira parte dos resultados apontou que metodologias distintas sondando a mesma área podem fornecer resultados completamente diferentes. Nas análises feitas, a frequência e a densidade foram importantes propriedades para entender as relações entre sedimento superficial e atributos acústicos. Já o segundo capítulo, com enfoque que avaliou dinâmica sedimentar através de sistemas acústicos, mostrou que as alterações nos processos de transporte de sedimento foram reconhecidas pelo ADCP e pelo OBS, permitindo distinguir os registros acústicos do ecobatímetro e interpretar processos de dinâmica sedimentar.
Submarine geoacoustics helps in understanding the behavior of propagation and attenuation of sound in sediment, providing an information set which assists the major data interpretation approaches. The detection of muddy deposit through high resolution acoustic records is generally easy, usually appearing as free reflection layers. However, this acoustic response depends on the frequency used and other characteristics of the deposit, even of the water column. The dynamics of these muddy layers may have influence in many areas, from engineering and harbor maintenance, to biology and studies of impact on benthic biota. The development of a rapid and efficient mapping method for these deposits seems to be a demand for knowledge advance of the processes involved in the transport, deposition and suspension. Thus, this study has two main approaches divided into two independent studies: i) investigate how the acoustic signal response from different sources changes with the frequency and sediment physical properties (grain size and density), and ii) associate variations observed in the acoustic records with sediment mobility over a tidal cycle. The dataset consists of high-frequency geophysical records ( 3.5, 33 and 210 kHz ) , sediment physical properties, in situ density , hydrodynamics and distribution of suspended particulate matter, which were collected at the North Channel of Amazon River . The first chapter showed that different survey methods at the same area can provide different results. Furthermore, the frequency and density were important properties to understand the relationship between surface sediment and acoustic features. The second chapter was an attempt to evaluate sediment dynamics through acoustic system, and showed that the changes in the processes of sediment transport were recognized by the ADCP and OBS allowing to distinguish the acoustic echo sounder records and to interpret sedimentary dynamic processes.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/2009
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