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Geologia

Descobertas preciosas

Novas técnicas e sensores identificam jazidas minerais com mais precisão

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS / UNICAMPImagem digital de região do norte de Minas de Gerais: novas jazidas de chumbo e zincoINSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS / UNICAMP

Martelinho na mão e muita disposição para o trabalho de campo ainda caracterizam a atuação do geólogo, embora, nos últimos anos, a geologia tenha ganho várias ferramentas de alta tecnologia, que facilitam a identificação de jazidas de ouro, prata, platina ou mesmo de granito. A palavra que marca essa nova fase é geotecnologia, técnica que reúne grande parte dos estudos baseados no sensoriamento remoto feito a partir de sensores portáteis ou instalados em aeronaves e satélites. Na ponta dessa tecnologia estão instrumentos chamados de espectrorradiômetros, sensores capazes de medir o comportamento da luz (radiação) considerando os comprimentos de onda do visível, e frações da faixa do infravermelho. A interação da luz com materiais naturais (rochas, solos) ou artificiais (concreto, asfalto) produz um sinal denominado de reflectância, que é a fração de luz incidente refletida pela superfície. Essa medida, quando comparada com um padrão que reflete totalmente a luz incidente (100% de reflectância), indica o que se chama em sensoriamento remoto de curva (ou assinatura) de reflectância espectral. Essa assinatura indica as propriedades físico-químicas dos materiais, permitindo que eles sejam facilmente diferenciados entre si.

No Brasil, um dos centros que mais têm se dedicado a esses estudos fica na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Mais precisamente nos laboratórios de Espectroscopia de Reflectância (LER) e de Processamento de Informações Georeferenciadas (LAPIG), ligados ao Departamento de Geologia e Recursos Naturais (DGRN) do Instituto de Geociências (IG). “A espectroscopia de reflectância, baseada nos espectrorradiômetros, é uma técnica rápida e não destrutiva que mede a assinatura espectral de superfícies naturais ou artificiais”, explica o geólogo Carlos Roberto de Souza Filho, professor e coordenador dos laboratórios. As pesquisas feitas na Unicamp já auxiliaram descobertas importantes, como, por exemplo, a de jazidas de chumbo e zinco numa área situada ao norte de Minas Gerais, entre os municípios de Itacambira e Monte Azul. Essa região é explorada pela Companhia Vale do Rio Doce, que comprovou em pesquisas de campo a existência dos depósitos detectados por sensoriamento remoto. A caracterização dessas jazidas foi resultado das pesquisas dos alunos Tati de Almeida e Lucas de Melo Melgaço, do Instituto de Geociências. O objetivo dessas pesquisas foi o de criar um método de detecção de jazidas minerais metálicas usando sensores remotos e a integração de dados em Sistemas de Informações Geográficas (SIG) — um software que trabalha com dados georeferenciados a um sistema de coordenadas (latitude e longitude, por exemplo).

Outro feito relevante do grupo do professor Souza Filho foi o mapeamento de uma grande área com rochas associadas a jazidas de platina em Carajás, no Pará, próxima ao antigo garimpo de ouro de Serra Pelada. “Para identificar esse depósito, usamos dados dos sensores ETM+, a bordo do satélite norte-americano Landsat, e Aster (Advanced Spaceborne Thermal and Reflection Radiometer ), um radiômetro (que mede a radiação eletromagnética) orbital desenvolvido em conjunto pelos Estados Unidos e Japão e embarcado no satélite Terra, da agência espacial norte-americana (Nasa)”, conta o pesquisador. Ele faz questão de frisar: “A caracterização espectral por sensoriamento remoto não veio para substituir o trabalho do geólogo em campo, mas para auxiliá-lo no mapeamento de jazidas”.

Referência nacional
Não é de hoje que os geólogos usam avançados recursos tecnológicos como ferramentas para a descoberta de jazidas de ouro, prata e outros metais preciosos. No Brasil, uma experiência pioneira aconteceu nos anos de 1970 com o projeto Radam, que tinha entre seus objetivos mapear reservas minerais por meio de imagens de radar do sensor americano Gems, sistema de mapeamento ambiental Goodyear, embarcado a bordo de um avião. Mapas geológicos, geomorfológicos (relevo) e de uso e ocupação do solo foram gerados da Amazônia graças ao projeto, que acabou sendo estendido para todo o Brasil. “Os radares que operam na faixa de microondas, como os utilizados pelo projeto Radam, revelam as propriedades físicas, como rugosidade e geometria, e elétricas, como condutividade.” Na Unicamp, a montagem do Laboratório de Espectroscopia de Reflectância começou em 1995, quando Souza Filho terminou seu doutorado em sensoriamento remoto e processamento digital de imagens na Open University, na Inglaterra, e retornou ao Brasil, contratado pela Unicamp. “No ano seguinte, obtive a aprovação de um projeto dentro do Programa Jovem Pesquisador da FAPESP, que tinha como principal objetivo a criação de um núcleo emergente para caracterização espectral de materiais e a consolidação de um laboratório de espectroscopia de reflectância de referência nacional e internacional.

“Para isso, adquirimos um espectrorradiômetro chamado FieldSpec Full Resolution, que custou cerca de US$ 100 mil. Esse aparelho, que por alguns anos foi o único da América do Sul, permitiu que tivéssemos a melhor e a mais completa infra-estrutura do país para caracterização espectral de materiais, com ênfase em materiais geológicos”, afirma Souza Filho. Esse espectrorradiômetro é um equipamento portátil com 50 por 40 centímetros e pesa cerca de 4 quilos. Por ser tão pequeno, pode ser levado para fazer análises em campo ou ser instalado em helicópteros e aviões para medições aéreas. O funcionamento do aparelho é relativamente simples: lentes permutáveis acopladas a um cabo de fibra ótica registram o sinal de luz. Essa informação é enviada a um computador acoplado ao aparelho e decodificado na forma de um gráfico de curvas de reflectância espectral. O aparelho faz medições no intervalo do espectro, que vai de 350 a 2.500 nanômetros — do visível ao infravermelho de ondas curtas —, e “enxerga” 1.512 bandas espectrais, contra seis bandas do sensor instalado no Landsat, por exemplo. “Quanto mais bandas o aparelho registra numa determinada faixa do espectro, maior é a sua resolução e, portanto, mais completa é a caracterização espectral (e físico-química) do material.”

Embora o principal foco dos pesquisadores do IG seja o mapeamento geológico, a técnica de espectroscopia de reflectância pode ter outras aplicações, como monitoramento ambiental e caracterização espectral de coberturas vegetais. “Estamos desenvolvendo um trabalho para a caracterização de cana-de-açúcar, em conjunto com o professor Teodoro Almeida, do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (USP), associando o comportamento espectral com produtividade”, diz Souza Filho. Outro projeto, em parceria com a Petrobras e a Pontifícia Universidade Católica (PUC) do Rio de Janeiro, pretende usar a técnica de espectroscopia de reflectância para detecção de pequenos vazamentos em oleodutos, difíceis de serem notados e altamente prejudiciais ao meio ambiente. Para isso, foram enterradas na fazenda experimental da Unicamp três tubulações de 80 metros de comprimento. Acima delas estão sendo plantadas culturas que costumam cobrir áreas onde os oleodutos são enterrados, no caso, cana-de-açúcar, milho, feijão, soja e pastagens.O próximo passo será simular pequenos vazamentos de gasolina e diesel em duas das valas, mantendo uma terceira como padrão. O impacto do vazamento será acompanhado com medições contínuas nas plantações. “A partir daí vamos ver o que acontece com a assinatura espectral das áreas contaminadas. Se constatarmos alterações em faixas específicas do espectro eletromagnético, a Petrobras poderá adaptar a tecnologia para monitorar vazamentos de pequeno porte em seus oleodutos, utilizando sensores aerotransportados”, afirma Souza Filho.

Os trabalhos desenvolvidos pelo grupo têm obtido boa acolhida por parte da comunidade científica internacional. “Uma prova disso é que tanto eu quanto os professores Álvaro Penteado Crósta e Adalene Moreira Silva, ambos do Instituto de Geociências, somos constantemente convidados a participar de programas de pesquisa para avaliação de dados de sensoriamento remoto e geofísica, produzidos por novos sensores. “No meu caso, entre outros, sou também o pesquisador principal do Aster, o que tem proporcionado parcerias interessantes no setor acadêmico e privado, nacional e internacional.

Artigo na Science
Foi o uso das imagens do Aster, por sinal, que permitiu ao cientista fazer uma importante descoberta sobre um provável impacto de meteoritos nos Pampas argentinos há cerca de 500 mil anos. O trabalho foi relatado nas páginas da revista Science em maio de 2002. Os resultados da pesquisa, liderada por Souza Filho e pelo geólogo inglês Philip Bland, da Open University, geraram conflitos com a hipótese aceita internacionalmente para explicar a existência de uma série de depressões alongadas perto da cidade de Río Cuatro. De acordo com o cientista Peter Schultz, da Brown University, dos Estados Unidos, um dos maiores estudiosos de impactos de meteoritos na Terra, as crateras seriam resultado do impacto de um meteorito sob baixo ângulo, em vôo rasante, ocorrido entre 5 mil e 10 mil anos atrás. Segundo Schultz, o meteorito teria colidido com a superfície terrestre a 20 mil quilômetros por segundo, num ângulo de 5 graus, um evento muito difícil de ocorrer, já que a maioria das colisões acontece em ângulos superiores a 30 graus. O resultado do choque foi a formação de dezenas de crateras, algumas com cerca de 5 quilômetros de comprimento, com pedaços de meteoritos e “tektitos”, fragmentos de vidro formados a partir do impacto de meteoritos na superfície terrestre.

Impacto do vento
Utilizando imagens do Aster e fotografias do satélite espião norte-americano Corona, feitas nos anos de 1960, Bland e Souza Filho encontraram cerca de 400 depressões com o mesmo perfil em áreas adjacentes à pesquisada por Schultz. Inicialmente, os cientistas imaginaram estar diante do maior campo de crateras formadas pelo impacto de baixo ângulo de um meteorito. Mas, depois de estudos complementares, chegaram à conclusão de que essas feições não eram fruto de um impacto. Analisando dados do centro meteorológico da Argentina, concluíram que as feições alongadas descobertas por Schultz corriam na mesma direção dos ventos da região. E a datação dos “tektitos” revelou idades em torno de 480 mil anos. “Concluímos, então, que as ‘crateras’ de Schultz são, de fato, fruto da erosão eólica e que os ‘tektitos’ encontrados num raio de 800 quilômetros resultam de um grande impacto, mas ocorrido há quase 500 mil anos”, explica Souza Filho. O próximo passo da pesquisa é localizar a cratera resultante dessa colisão, que deve ter entre 5 e 6 quilômetros de diâmetro e estar soterrada em algum ponto entre as cidades de Buenos Aires e Córdoba. “Estamos trabalhando em áreas onde há fortes evidências da presença dessa cratera e acreditamos que a sua comprovação é apenas uma questão de tempo.”

O projeto
Caracterização espectral de zonas de alteração hidrotermal e outros materiais geológicos e implantação do laboratório de espectrorradiometria no IG/UNICAMP (nº 96/11139-2); Modalidade Programa de Apoio a Jovem Pesquisador; Coordenador Carlos Roberto de Souza Filho — Instituto de Geociências da Unicamp; Investimento R$ 80.342,68 e US$ 99.038,25

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