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INSTITUTO DE TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO - ITEP-OS MESTRADO PROFISSIONAL EM TECNOLOGIA AMBIENTAL
CONTRIBUIÇÕES ÀS PESQUISAS CIENTÍFICAS RELACIONADAS AO ESTUDO DO MEIO AMBIENTE COM A CONSTRUÇÃO DE UM ATLAS GEOMAGNÉTICO
PARA O ESTADO DE PERNAMBUCO E SUAS REGIÕES
GUILHERME PEREIRA DA SILVA
RECIFE 2007
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GUILHERME PEREIRA DA SILVA
CONTRIBUIÇÕES ÀS PESQUISAS CIENTÍFICAS RELACIONADAS AO ESTUDO DO MEIO AMBIENTE COM A CONSTRUÇÃO DE UM ATLAS GEOMAGNÉTICO
PARA O ESTADO DE PERNAMBUCO E SUAS REGIÕES
Dissertação apresentada para o grau de Mestre, como trabalho de conclusão do Curso de Mestrado Profissional em Tecnologia Ambiental do Instituto de Tecnologia de Pernambuco, ITEP–OS.
Orientador Dr. Antonio Hélder Parente Co-orientador
Dr. Paulo de Barros Correia
RECIFE 2007
Aos meus amados pais
Nith Moreira da Silva
e
Washington Pereira da Silva (in Memoriam)
Aos meus filhos
Victor Marcelo
Gabriela Beatriz
Isis Bethânia
e a minha querida noiva
Cristine Espíndola
Pelo incentivo, amor e compreensão.
Sem vocês eu não conseguiria!
AGRADECIMENTOS
Sinceros agradecimentos aos amigos, pesquisadores, instrutores, incentivadores,
professores, apoiadores, mantenedores, inovadores, todos enfim, que, cada um
com sua forma e natureza, ajudou a construir o suporte necessário para uma
formação estruturada, forte e inovadora.
Ao Prof. Dr. Paulo de Barros Correia que não só orienta, mas direciona, incentiva,
estimula e, com sua simplicidade natural, tem ajudado a formar profissionais
esclarecidos e conscientes de sua função social.
Ao Prof. Dr. Frederico Cavalcanti Montenegro que, com sua dedicação, capacita e
induz a uma pesquisa sadia e proveitosa, voltada para os interesses de nossa terra
e de nosso povo.
Ao Prof. Dr. Antônio Hélder Parente pelo seu apoio que, com poucas palavras, mas
firmes e na direção certa, contribui na construção de novos bons profissioniais.
Às Profas Dr. Marta Duarte e Dr. Sônia Pereira pelo acompanhamento contínuo e
seguro, como irmãs acompanhando a irmãos.
Aos Profs. Dr. Gilson Lima e Dr. Osmar Baraúna pela competência, segurança e
apoio firme nas bases da formação.
EPÍGRAFE
“O estudo, a busca da verdade e da beleza são domínios em que nos é consentido sermos crianças por toda a vida”
Albert Einstein
RESUMO Neste trabalho elabora-se uma metodologia para a construção de um Atlas
Geomagnético para o Estado de Pernambuco, Brasil, e suas divisões regionais;
constituído por um conjunto de dados no espaço e no tempo, chamados de
elementos geomagnéticos, a estrutura do trabalho é capaz de descrever o Campo
Magnético Terrestre local para o ano de 2007, em toda a superfície do Estado. As
informações matemáticas construídas estão dispostas em forma de 375 mapas de
isolinhas coloridas; 65 gráficos relativos a variações do campo em áreas específicas;
35 gráficos com variações históricas referentes aos últimos 100 anos; além de 190
tabelas das variáveis geomagnéticas para todas as cidades pernambucanas; dados
estes que descrevem, com precisão, a intensidade, direção e a variação das
componentes do Campo Magnético Terrestre para cada município do Estado.
Dispõe-se, ao final, as aplicações destes mesmos dados nas diversas áreas de
pesquisas científicas ligadas ao estudo do meio ambiente; notadamente em áreas
relacionadas ao magnetismo animal e suas relações com o ecossistema do Estado;
o estudo e a pesquisa na área da Geofísica e demais Ciências da Terra; as
implicações nos estudos da Física Solar e suas interferências sobre o ambiente
atmosférico local, além de destacar as implicações do Campo Magnético Terrestre
sobre alterações nas comunicações de satélites e suas interferências sobre a alta
atmosfera.
Palavras-chave: Geomagnetismo. Pernambuco. Atlas. Meio Ambiente.
ABSTRACT In this project are elaborated a methodology to construct of a Geomagnetic Atlas for
the State of Pernambuco, Brazil and its regional divisions. The Atlas is constituted by
a set of information on space and time called geomagnetic elements. The structure of
the work is capable to describe the Magnetic Field of all Terrestrial place, for the year
of 2007, of the whole state’s surface. The resulted mathematical data were displayed
in form of 375 colored maps of isolines; 65 relative graphs to the variations of the
field in specific areas; 35 graphs with referring historical variations at last the 100
years. Besides 190 tables of the geomagnetic variables for all cities of Pernambuco;
the maps describe, with precision, the intensity, direction and the variations of the
components of the Terrestrial Magnetic Field of each city of the State. This work
stands out the applications of this theme information on diverse areas of scientific
researchs related to the study of the environment; mainly in areas related to the
animal magnetism and it relation with state’s ecosystem. It includes studies in the
Geophysics’ area and others earth sciences; and the implications on the sun physics
and the his interferences in the atmospheric environment. We also study the
implications of the Terrestrial Magnetic Field on alterations at the communications of
satellites and his interferences over the high atmosphere.
Key-Words: Geomagnetism. Pernambuco. Atlas. Environment.
LISTA DE FIGURAS
Pág. Figura 1. A magnetosfera terrestre e sua proteção às radiações solares. FONTE: Teixeira et al, 2000..................................................................................................
20
Figura 2. Mapa de contorno de isolinhas construido com a aplicação de modelo global. FONTE: WMM, 2005..............................................................................................................
21
Figura 3. A magnetosfera terrestre serve de escudo à radiações. FONTE: CISM, 2006..............................................................................................................
24
Figura 4. O vento solar interagindo com a Magnetosfera. FONTE: adaptado de www.ias.fr...........................................................................................
25
Figura 5. A magnetosfera enquadrada no ambiente atmosférico da Terra. FONTE: Adaptado de Seeber, 2003......................................................................................
26
Figura 6. Aurora Polar observada no Alaska. As estrutura verticais estão alinhadas com o CMT. FONTE: Retirado de EOS (1999)................................................................................
27
Figura 7. Movimentos do núcleo da Terra produzem um campo magnético capaz de influir sobre as condições ambientais de nosso planeta. FONTE:TEIXEIRA et al, 2000......
28
Figura 8a . Representação dos elementos geomagnéticos. FONTE: Blakely (1995, p. 158 e 162)....................................................................................
30
Figura 8b. Componentes do Campo Magnético Terrestre. FONTE:Teixeira et al (2000)..................................................................................................
30
Figura 9. A AMAS e sua área de baixa intensidade de campo (área em vermelho). FONTE: Guimarães e Silva (2005).......................................................................................
31
Figura 10. O campo chega a ser 50% menor no interior da AMAS (área em azul). FONTE: Satélite CHAMP, 2000.............................................................................................
32
Figura 11 O campo magnético principal.. FONTE: Martin Rother GFZ, Potsdam, in WMM model. NGA,USA, 2004.........................................................................................................
35
Figura 12. Pesquisas sobre a Interferência do campo magnético na orientação dos pombos correios. FONTE: Frings (2004)...............................................................................
37
Figura 13. O pássaro mariquita-de-perna-clara. FONTE: Smithsonian Institut (2006)..........
38 Figura 14. Mapa de rotas de migração de aves nas américas. FONTE: CEMAVE/IBAMA, 2006.......................................................................................................................................
38
Figura 15. Mapa de migração de aves por Pernambuco. FONTE: Júnior et al (2001).........
39
Figura 16. Gráficos obtidos no monitoramento de aves na Coroa do Avião, Igarassú, PE. FONTE: JÚNIOR et al (2004)................................................................................................
39
Figura 17. Principais áreas de rotas migratórias continentais utilizadas por aves que realizam longas migrações. FONTE: Informe 19/2006, IBAMA/MMA...........................................................................................................................
40 Figura 18. Cenário: Possível via de acesso seria pela chegada de aves migratórias oriundas da América do Norte (EUA e Canadá. FONTE: Informe 19/2006, IBAMA/MMA...........................................................................................................................
41
Figura 19. Esquema mostrando que os tubarões possuem um receptor (ampola de Lorenzini), com sensibilidade eletrica e magnética. FONTE: Acosta-Avalos, CBPF (2006).
42
Figura 20 . Cristais de magnetita retirados da região frontal de um salmão (Oncorhynchus nerka). FONTE: Walker et al. (1997).........................................................
42
Figura 21. Tubarões cabeça-chata (com até 100Kg) no litoral de Pernambuco. FONTE: CEMIT(2006)..........................................................................................................................
43
Figura 22. Movimentos do tubarão azul no oceano atlântico. FONTE:Hazin et al (1999).....
44 Figura 23. Intensidade do campo geomagnético (F) e inclinação do campo (I). Pontos de convergência indicam orientação dependente destas grandezas. FONTE:Alerstam (2003).....................................................................................................................................
44 Figura 24. A lagosta Panulirus argus, também comum nas costas brasileiras. FONTE: Alerstam (2003)......................................................................................................................
45
Figura 25. Importância econômica da lagosta Panulirus argus para o Brasil. FONTE: Adaptado de Cascorbi, 2004.................................................................................................
45
Figura 26. Formiga De Fogo (Solenopsis richteri) Muito Comum No Brasil. FONTE: HICKLING And BROWN, 2000..............................................................................................
47
Figura 27. Foto de uma formiga migratória, Pachycondyla marginata, carregando um cupim, alimento único de sua dieta. FONTE: HICKLING and BROWN, 2000.......................
47
Figura 28 . Formigas possuem senso de direção graças a cristais ferrosos de magnetita (á direita e centro), em sua cabeça (esquerda), que interagem com o campo geomagnético. FONTE: NATURE (1999).............................................................................
48 Figura 29. Tartarugas marinhas verdes (Chelonia mydas), podem navegar a longas distâncias. FONTE: NATURE, 2004...................................................................................
48
Figura 30. Área de teste e variáveis angulares do deslocamento de tartarugas marinhas verdes (chelonia mydas) estudadas por Lohmann et al (esquerda). FONTE: Nature (2004) e mapa de Gross (1977).......................................................................................................
49
Figura 31. Uma bacteria magnética com cristais de magnetita nanométricos, observada em microscopia eletrônica. FONTE: Romanian Space Agency, 2000..................................
50
Figura 32. Bacteria magnética, mostrando cristais da ordem de 70 nm de comprimento FONTE: Foto de cortesia A. Kobayashi, 2000)......................................................................
50
Figura 33. Fotografia em microscopia eletrônica dos magnetossomos estudados por grupo de pesquisadores do Rio de Janeiro e Universidades americanas. FONTE: Anais da Academia Basileira de Ciências (2006).......................................................................
50 Figura 34. Fotografia por luz de um conjunto de bactérias magnéticas (Magneti cocci), retiradas do lago de Itaipu, Brasil. A linha branca à direta e abaixo marca um escala de 5 micrômetros. FONTE: Lins et al (2003).................................................................................
51 Figura 35. Esquema do padrão de magnetização típico das dorsais oceânicas. FONTE: Projeto Investigando a Terra. USP, 2004..............................................................
52
Figura 36. Movimento do pólo magnético norte ao redor do pólo geográfico, como registrado em rochas sedimentares do Japão. FONTE: Dawson e Newitt, 1982, in Decifrando a Terra, 2000.......................................................................................................
53 Figura 37. Registro histórico de variações ocorridas no pólo magnético em Greenwich, indica-se variações de declinação e inclinação magnéticas de 1600 a 1950. FONTE: Butler, 2004..........................................................................................................................
53 Figura 38. Utilização de um Magnetômetro portátil. FONTE: CETESB, 2006.....................
54 Figura 39. Mapa de contorno do campo magnético total em área do Rio Mata Cavalo, Morro do Pilar, Minas Gerais, Brasil. Construído por Machado e Penha, 1997..............
56
Figura 40. Interpretação magnética dos padrões de diferentes zonas e lineamentos NE-SW do Rio Mata Cavalo, Minas Gerais, Brasil. FONTE: Machado e Penha, 1997...............
57
Figura 41. Anomalia magnética de intensidade total gerada por concentração de minerais magnéticos em corpo ígneo intrusivo na região de Juquiá, Estado de São Paulo. Cortesia de W. Shukowsky. Fonte: Decifrando a Terra (USP, 2000).........................................
57 Figura 42. Mapa de Campo Total reduzido ao pólo, da ilha de São Jorge, Açores. Fonte: Correia et al, 2005......................................................................................................
58
Figura 43. Inversões de polaridade ou reversões do campo Geomagnético nos últimos 80 milhões de anos. FONTE: Decifrando a Terra (USP, 2000)...............................................
59
Figura 44. Gráfico da variação da intensidade do campo geomagnético total e sua previsão até 2010. FONTE: Adaptado de Jacobs (1994)......................................................
59
Figura 45. Tempestade magnética no hemisfério norte, em julho de 2000. A coloração vermelha indica alta atividade. FONTE: Drake, 2001..........................................................
60
Figura 46. As explosões tipo X (devido ao formato de um X) e tipo bocal magnético. FONTE: Adaptado de Drake, 2001.......................................................................................
61
Figura 47. Fluxos de campo magméticos ao longo do tempo, coletados pelos satélite Magsat e Oested. FONTE: Adaptado de Andrew Jackson. Nature (2003)...........................
61
Figura 48. Anomalias magnéticas e pontos de apagões. FONTE: Pinto et al (2003), no Brasil em 13/12/2000.............................................................................................................
63
Figura 49 . Variações do campo magnético em Vassouras(RJ). FONTE: Pinto et al (2003), em Dez/2000, período da ocorrência de grandes apagões no Rio de Janeiro.........
63
Figura 50. Distribuição da energia elétrica no Brasil. FONTE: <www.aneel.gov.br> acesso em 16/10/2006.......................................................................................................................
64
Figura 51. Encanamentos são submetidos a pequenas correntes elétricas para evitar corrosão, porém não estão imunes ao campo geomagnético terrestre, que altera a sua durabilidade.FONTE: Adaptado de SPACEWEATHER,Canadá (2006)................................
65 Figura 52 . Variações de campo magnético e respectivas variações de potencial sobre tubulações. FONTE: Adaptado de SPACEWEATHER, Canadá, 2006.................................
66
Figura 53. A Coroa Solar. Ciclos de 11 anos de atividades são detectados, interferindo sobre o as condições climáticas da Terra. FONTE: Adaptado de Silva (2005)....................
67
Figura 54. Radiotelescópio e registros do ambiente espacial. FONTE: Observatório Nacional (2006)...............................................................................................................
67
Figura 55. Alterações mais comuns do CMT sobre as comunicações. FONTE: Adaptado de SPACEWEATHER CANADÁ (2006).............................................................................
68
Figura 56. Interferências geomagnéticas sobre a ionosfera. Canadian Spatial Reference System Active Control System. FONTE: Adaptado de SPACEWEATHER, 2006..............
69
Figura 57. Variações do campo magnético local em Ottawa, Canadá, 1999. FONTE: Adaptado de IES, 2006.........................................................................................................
70
Figura 58. A magnetosfera e suas divisões. Um bombardeio de partículas pode atingir os satélites em órbita. O cinturão de Van Allen só deixa entrar radiação pelos polos. FONTE: UFRGS, 2006.......................................................................................................................
71
Figura 59. Anomalias em satélite, exemplo do satélite GOES 7, em Janeiro de 1994. FONTE: Adaptado de SPACEWEATHER(2006)...................................................................
72
Figura 60. Magnetômetro Fluxgate do Instituto meteorológico dinamarquês, utilizado para determinação da intensidade do campo magnético terrestre. FONTE:Texto do WMM, 2000.......................................................................................................................................
73
Figura 61. Mapa de divisões de Pernambuco por regiões de desenvolvimento. FONTE: CPRH, 2006...........................................................................................................................
74
Figura 62. Mapa de divisões de Pernambuco por municípios. FONTE: Governo de Pernambuco, 2006.................................................................................................................
75
Figura 63. Mapa de isolinhas da Declinação Magnética (D) de Pernambuco, para Janeiro de 2007.................................................................................................................................
78
Figura 64. Mapa da Declinação Magnética (D) da RMR, para Outubro de 2007..................
79 Figura 65. Mapa de Intensidade do Campo geomagnético Total (F) para a Zona da Mata de Pernambuco, em Julho de 2007......................................................................................
80
Figura 66. Mapa de Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H) para o Agreste de Pernambuco, em Maio de 2007........................................................................................
81
Figura 67. Mapa de Inclinação Magnética (I) para o Sertão Pernambucano, em Abril de 2007.......................................................................................................................................
82
Figura 68. Mapa de Intensidade do Campo Geomagnético Vertical do vale do São Francisco, em Pernambuco, para Novembro de 2007..........................................................
83
Figura 69. Mapa de Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) para Fernando de Noronha, em Dezembro de 2007..........................................................................................
84
Figura 70. Gráfico da Declinação Magnética para o Estado de Pernambuco, em 2007.......
85 Figura 71. Gráfico da Intensidade do Campo Total (F) para a Zona da Mata – PE, em 2007.......................................................................................................................................
86
Figura 72. Gráfico da Intensidade do Campo Vertical para o Agreste-PE, em 2007............
86 Figura 73. Gráfico da Intensidade do Campo Magnético Horizontal do Sertão-PE, em 2007.......................................................................................................................................
86
Figura 74. Gráfico da Inclinação magnética para o Vale do São Francisco-PE, em 2007....
87
Figura 75. Gráfico da Intensidade do Campo Vertical de Fernando de Noronha em 2007..
87 Figura 76 Gráfico da Intensidade do Campo Vertical para Recife-PE, em 2007..................
87 Figura 77.Gráfico da Intensidade do Campo Total para Vitória de Santo Antão, em 2007...
88 Figura 78. Gráfico da Inclinação Magnética de Caruaru-PE, em 2007..................................
88 Figura 79. Gráfico da Intensidade do Campo Horizontal de Serra Talhada-PE, em 2007....
88 Figura 80. Gráfico da Intensidade do Campo Horizontal de Petrolina-PE, em 2007.............
89 Figura 81. Gráfico da Declinação Magnética de Fernando de Noronha-PE, em 2007..........
89 Figura 82. Gráfico da Inclinação Magnética de Pernambuco, de 1900 a 2010.....................
91 Figura 83. Gráfico do Campo Total de Pernambuco, de 1900 a 2010.................................
91 Figura 84. Gráfico da Declinação Magnética de Pernambuco, de 1900 a 2010....................
91 Figura 85. Gráfico da Declinação Magnética da RMR-PE, de 1900 a 2010.........................
93 Figura 86. Gráfico da Intensidade do Campo Vertical do Agreste-PE, de 1900 a 2010........
93 Figura 87. Gráfico da Inclinação Magnética da Zona da Mata-PE, de 1900 a 2010............
93 Figura 88. Gráfico da Intensidade do Campo Horizontal do Sertão-PE, de 1900 a 2010.....
94 Figura 89. Gráfico da Intensidade do Campo Total no São Francisco-PE,1900/2010..........
94 Figura 90. Gráfico da Inclinação Magnética em Fernando de Noronha-PE, 1900/2010.......
94 Figura 91. Visualização do Software Geomag 6.0 , em uso, na língua nacional. FONTE: IAGA, 2006.............................................................................................................................
102
Figura 92. Mapa da Região Metropolitana do Recife. FONTE: www.pe.gov.br ...................
122
Figura 93. Mapa da Zona da Mata Pernambucana. FONTE: www.pe.gov.br .....................
123
Figura 94. Mapa do Agreste Pernambucano. FONTE: www.pe.gov.br................................
123 Figura 95. Mapa do Sertão Pernambucano. FONTE: www.pe.gov.br..................................
124 Figura 96. Mapa do Vale do São Francisco. FONTE: www.pe.gov.br..................................
124 Figura 97. Mapa de Fernando de Noronha. FONTE: www.pe.gov.br...................................
124 Figura 98.Disposição visual do software Excell. FONTE: Microsoft Corporation, 2006........
128 Figura 99. Visualização do Software Surfer 8.0. FONTE: Golden Software, 2006...............
129 Figura 100. Visualização do Software DevC++. FONTE: Bloodshed Software, 2006............
130 Figura 101. Visualização de tabela geomagnética da cidade de Caruaru. FONTE: Observatório Nacional (ON-MCT), 2006...............................................................................
131
LISTA DE TABELAS
Pág.
Tabela 1. Quadro dos diversos modelos IGRF já construídos ao longo do tempo FONTE: Adaptado de International Association of Geomagnetism and Aeronomy (IAGA), 2006...................................................................................................................
34
Tabela 2. Valores máximos e mínimos dos elementos geomagnéticos e unidades. FONTE: Adaptado de WMM, 2005..............................................................................
36
Tabela 3. Elementos geomagnéticos do Estado de Pernambuco, em 2007. FONTE: Construção do Autor, 2006..............................................................................
96
Tabela 4. Elementos Geomagnéticos da Região Metropolitana do Recife, em 2007. FONTE: Construção do Autor, 2006...............................................................................
98
Tabela 5. Lista dos 184 municípios Pernambucanos. FONTE: Governo do Estado de Pernambuco (www.pe.gov.br).....................................
99
Tabela 6. Tabela-exemplo de Elementos Geomagnéticos para a cidade de Abreu e Lima, Município de Paulista – PE, para o ano de 2007. FONTE: Observatório Nacional, ON – MCT, 2006.........................................................
100
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AMAS Anomalia Magnética do Atlântico Sul
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica
BGS British Geologial Survey
C++ Linguagem C plus plus
CBPF Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
CELPE Centrais Elétricas de Pernambuco
CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental de São Paulo
CEMAVE Centro de Nacional de Pesquisas para Conservação de Aves Silvestres
CEMIT Comitê Estadual de Monitoramento aos Incidentes com Tubarões
CF Constituição Federal
CISM Center for Integrated Space Weather Modeling
CMT Campo Magnético Terrestre
CONSEMA Conselho Estadual de Meio Ambiente
CPRM Serviço Geológico do Brasil
FORTRAN Formulae Translation
GPS Sistema de Posicionamento Global (Global Positioning System)
IAGA International Association of Geomagnetism and Aeronomy
IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Renováveis
IEEE The Institute of Electrical and Electronics Engineers
IGRF International Geomagnetic Reference Field (Campo Geomagnético
Internacional de Referência)
ISES Internacional Space Environmental Service
MMA Ministério do Meio Ambiente
NASA National Aeronautics and Space Administration
NGDC National Geophysical Data Center
ON Observatório Nacional
OTAN Organização do Tratado do Atlântico Norte
UFPE Universidade Federal de Pernambuco
UFRPE Universidade Federal Rural de Pernambuco
USP Universidade de São Paulo
WMM World Magnétic Model ( Modelo Magnético Mundial)
SUMÁRIO
Pág. RESUMO.....................................................................................................
08
ABSTRACT.................................................................................................
09
LISTA DE FIGURAS....................................................................................
10
LISTA DE TABELAS ..................................................................................
15
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS......................................................
16
Introdução………………………………………………....................…………
19
1 Objetivo Geral…………………………………………..………………………..
23
1.1 Objetivos Específicos…………………………………………………..……….
23
2 Revisão Bibliográfica…………………………………………………………..
24
2.1 A Estrutura da Magnetosfera Terrestre.......................................................
24
2.2 Efeitos do Magnetismo Terrestre sobre a Ionosfera...................................
27
2.3 O Campo Magnético Principal (Main Field) e suas Componentes..............
28
2.4 A Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS).........................................
31
2.5 Modelos Geomagnéticos utilizados em escala global.................................
33
2.6 Área de Estudos e Pesquisas do Biomagnetismo.......................................
37
2.7 Aplicações do Geomagnetismo nas Geociências.......................................
52
2.8 Aplicações do Geomagnetismo na Física e na Engenharia........................
60
2.9 Importância do CMT para as Comunicações..............................................
68
3 Metodologia.................................................................................................
74
3.1 Material e Métodos....................................................................................
74
4 Resultados e Discussões............................................................................
77
4.1 Mapas Geomagnéticos de Pernambuco e Regiões....................................
77
4.2 Gráficos Geomagnéticos de Pernambuco, Regiões e Cidades..................
85
4.3 Gráficos Geomagnéticos Históricos de Pernambuco (1900-2010).............
90
4.4 Tabelas Geomagnéticas para Pernambuco, em 2007................................
95
4.5 Tabelas de Referência do ON.....................................................................
99
4.6 Tradução de Software para Língua Nacional..............................................
102
4.7 Contribuições tecnológicas da construção do Atlas Geomagnético de Pernambuco para pesquisas relacionadas à preservação do Meio Ambiente.....................................................................................................
103
5 Conclusão....................................................................................................
110
6 Sugestões para Trabalhos Futuros.............................................................
111
Referências...........................................................................................................
112
Anexos..................................................................................................................
118
19
INTRODUÇÃO
É clara a proteção ao espaço físico na Constituição Federal (CF), na qual a Lei Nº
6.938, de 31 de agosto de 1981, que disciplina a Política Nacional de Meio Ambiente
(PNMA), no seu Art.2º afirma como princípio básico a “proteção de áreas
ameaçadas de degradação;” (pI) e também “...considerando o meio ambiente como
um patrimônio público a ser necessariamente assegurado e protegido, tendo em
vista o uso coletivo;”(IX). No art 3º. pV da mesma lei, considera-se como “ recursos
ambientais, a atmosfera, as águas interiores, superficiais e subterrâneas, os
estuários, o mar territorial, o solo, o subsolo e os elementos da biosfera”. Esta
proteção ao ambiente atmosférico é fundamental para o equilíbrio das condições
físicas que interferem sobre toda a área do território nacional.
No Estado de Pernambuco, a criação do Conselho Estadual de Meio Ambiente
(CONSEMA, 2006), instituído pela Lei Estadual nº 10.560, de 10 de janeiro de 1991,
afirma, em seu Art. 3º, que é fundamental “.. Promover e orientar o
desenvolvimento de estudos e pesquisas de tecnologias voltadas para o uso
racional dos recursos ambientais (pIV); e “Possibilitar, a toda a comunidade, o
acesso a informações concernentes ao meio ambiente, facilitando e estimulando a
conscientização pública para a preservação dos recursos ambientais” (pV).
Dentre os inúmeros fatores naturais capazes de interferir na proteção do ambiente
atmosférico, é de notável importância a relação com o campo magnético natural da
Terra, pois este atua sobre vários condicionantes ambientais, tais como a
intensidade de radiação solar e toda a dinâmica do ar e da água presentes na
atmosfera; influências estas já reconhecidas por toda a comunidade científica como
capazes de causar alterações ambientais significativas.
O Campo Magnético Terrestre (CMT) é a maior estrutura física existente em nosso
planeta. A área envolvente à Terra, por onde o campo magnético natural atua
(Figura 1), é chamada de Magnetosfera Terrestre (MATZNER, 2001). Sua atuação é
fundamental para a manutenção do equilíbrio físico, já que o campo magnético
20
terrestre protege o planeta das poderosas radiações solares; desviando sua
trajetória e reduzindo a sua intensidade.
Figura 1. A magnetosfera terrestre e sua proteção às radiações solares.
Fonte: Teixeira et al, 2000.
A descrição das características peculiares do CMT, chamado também de Campo
Geomagnético, em áreas delimitadas, traz informações importantes para pesquisas
acerca da estrutura do meio físico e, conseqüentemente, das condições ambientais
de cada localidade.
Das áreas de estudo e pesquisas ambientais ligadas ao CMT, podemos citar, entre
as mais ativas, segundo Campbell (1997), as listadas abaixo:
• Biomagnetismo, referente às orientações magnéticas ocorridas em diversos
tipos de seres vivos e seus deslocamentos.
• Geociências, relacionadas à história, estrutura e organização de rochas e
minerais presentes no ambiente estudado.
• Física Aplicada e Engenharia, na pesquisa sobre radiação solar e sua
influência sobre as condições climáticas existentes no meio.
• Comunicações, no estudo de interferências eletromagnéticas sobre os
sistemas de informações mais utilizados.
21
Em cada uma destas áreas, em todo o mundo, inúmeros trabalhos de pesquisa
científica têm sido desenvolvidos, como poderemos verificar a seguir.
A aquisição de dados geomagnéticos de uma área contribui ao estudo dos impactos
ambientais causados pela radiação espacial e suas conseqüentes alterações
climáticas, biológicas, físicas e geológicas, sejam elas de forma direta ou indireta.
Para a descrição física e matemática do CMT existem modelos a nível global
(Figura 2) capazes de fornecer dados suficientes para um estudo relacionado às
linhas de pesquisas mencionadas acima.
Os dois modelos mais usados para esta investigação são o Modelo Magnético
Mundial (World Magnétic Model - WMM), construído pela National Geophysical Data
Center (NGDC) e pela British Geologial Survey (BGS) e o modelo de Campo
Geomagnético Internacional de Referência (IGRF - International Geomagnetic
Reference Field), construído pela International Association of Geomagnetism and
Aeronomy (IAGA).
Figura 2. Mapa de contorno de isolinhas da declinação magnética, construído com a aplicação de
modelo global. Fonte: WMM, 2005.
22
Estes modelos determinam, com precisão, a intensidade e a direção das
componentes que descrevem o CMT, para uma dada região, no espaço e no tempo.
No Brasil, o mapeamento de áreas com relação ao CMT é extremamente reduzido
(NETO e MOREIRA, 2006), havendo muitas que carecem de dados geomagnéticos.
Muitos institutos de pesquisa ficam inviabilizados de desenvolverem projetos nesta
área, por não disporem de dados suficientemente precisos acerca do CMT
específico de sua região, para cada dia do ano.
A nível federal, o Observatório Nacional (ON - MCT) possui competêncial legal
(Portaria MCT nº 493, de 15.07.2005) para fornecer dados acerca do CMT. Entre
suas atribuições, informa:
As medidas regulares do campo geomagnético nas 110 estações da Rede Geomagnética e nos Observatórios, além de propiciar a pesquisa básica no estudo da morfologia do campo geomagnético no Brasil e sua evolução temporal, serve de apoio a importantes áreas aplicadas como a prospecção mineral, água subterrânea e de petróleo, a navegação, bem como em pesquisas espaciais em geral, em especial o eletrojato equatorial e anomalia magnética do Atlântico Sul.
Portaria 493, ON-MCT.
Pernambuco não possui observatórios para medida do CMT, portanto carece de
informações suficientes para embasar os estudos e as pesquisas acerca das
interferências do campo magnético natural sobre suas estruturas físicas, tais como
atmosfera, rede de tubulações metálicas, entre outras.
O presente trabalho investiga a criação de dados geomagnéticos específicos para o
estado de Pernambuco e a viabilidade de desenvolvimento das pesquisas em áreas
ligadas ao meio ambiente local, contribuindo e dando suporte matemático para
avaliação dos índices de degradação natural decorrentes destas fontes.
O trabalho também fornece indicativos de atividades de pesquisa que estão em
andamento no exterior, acerca da avaliação ambiental de estruturas biológicas,
geológicas, físicas e redes de comunicação, que, sem estes dados, careceriam de
informações suficientes para serem desenvolvidas.
23
1. Objetivo Geral
Prover o Estado de Pernambuco com informações acerca de seu campo
magnético natural e avaliar suas aplicações em áreas de estudos e
pesquisas ambientais. .
1.1 Objetivos Específicos
• Construir um conjunto de dados matemáticos acerca do campo
magnético terrestre local, em forma intitulada ATLAS GEOMAGNÉTICO DE PERNAMBUCO, registrados em forma de mapas, gráficos e tabelas,
abrangendo as diversas regiões do Estado e englobando todos os 184
municípios pernambucanos.
• Fornecer indicativos de aplicabilidade do ATLAS GEOMAGNÉTICO DE PERNAMBUCO para diversas áreas de pesquisas científicas ligadas ao
estudo do meio ambiente e de áreas degradadas no Estado, destacando-
se estudos do Biomagnetismo, das Geociências, da Física Aplicada e da
Tecnologia de Comunicações.
24
2. Revisão Bibliográfica 2.1 A Estrutura da Magnetosfera Terrestre Segundo Backus et al (1996) o espaço ao redor da Terra cuja interferência do
campo magnético natural é perceptível e capaz de alterar as condições ambientais
de nosso planeta, denomina-se Magnetosfera Terrestre (Figura 3).
Esta estrutura gigantesca é capaz de interferir no vento solar e provocar o
aparecimento das Auroras Polares. Sabe-se que a todo momento o vento solar
comprime a magnetosfera, causando o aparecimento de áreas de maior ou menor
intensidades de radiação.
A magnetosfera estende-se por cerca de 10 a 20 raios terrrestres na face voltada
para o Sol e cerca de 40 raios terrestres no sentido contrário (BUTLER, 2004).
Figura 3. A magnetosfera terrestre serve de escudo ás radiações.
Fonte: CISM, 2006.
Como afirma Dal Poz (2005), em texto a seguir, o Sol tem papel fundamental no
ambiente atmosférico terrestre.
25
Além da radiação eletromagnética, o Sol (na região da corona) também libera um fluxo contínuo de partículas eletricamente carregadas: o vento solar que, como a radiação eletromagnética, traz energia para a Terra e, conseqüentemente, contribuiu para a formação da ionosfera. Enquanto a radiação eletromagnética viaja diretamente do Sol para a Terra em aproximadamente 8,3 minutos (pois viaja aproximadamente a velocidade da luz no vácuo), as partículas do vento solar chegam a Terra em aproximadamente 5 dias viajando com uma velocidade de cerca de 400 km/s. O vento solar é um fluxo de plasma solar ionizado que parte do campo magnético solar preenchendo o meio interplanetário. Ele é constituído de aproximadamente 50,9% de elétrons, 47,3% de prótons e 1,8% de He+2. O vento solar origina-se nas regiões da corona onde as linhas do campo magnético são abertas fazendo com que o plasma coronal se expanda para o meio interplanetário formando o vento solar propriamente dito. É importante relatar que a energia contida na radiação solar eletromagnética é sem dúvida mais dominante do que a contida no vento solar.
Fonte: Dal Poz, UESP, 2005.
As constantes irregularidades nos ventos solares sobre a magnetosfera (Figura 4)
são capazes de gerar tempestades, cujas variações podem atingir valores próximos
a milhares de unidades de intensidade de campo (nanoTeslas).
Figura 4. O vento solar interagindo com a Magnetosfera.
Fonte: adaptado de www.ias.fr.
26
As tempestades solares podem trazer sérios danos ambientais, pois são variações
bruscas e de grande amplitude de intensidades energéticas capazes de interferir até
mesmo em redes elétricas, como informa Miranda (2004).
“Um caso conhecido de tempestade magnética foi o observado em Março de 1989, no Canadá, que levou ao “disparo” (desligamento) de uma importante fração da rede elétrica deste país”.
Fonte: Miranda, 2004.
A magnetosfera terrestre possui um papel importante na estrutura geral de nosso
planeta (Figura 5), pois faz parte do ambiente de equilíbrio atmosférico entre as
fortes radiações exteriores e as contínuas mudanças na superfície.
Figura 5. A magnetosfera enquadrada no ambiente atmosférico da Terra.
Adaptado de Seeber, 2003.
27
2.2 Efeitos do Magnetismo Terrestre sobre a Ionosfera Como afirma Quadro e Fuentes (2004), a Ionosfera pode ser entendida como um
local de grande atividade elétrica e magnética, causando o aparecimento das
auroras (Figura 6). Sua estrutura condiciona as variáveis temperatura, pressão,
dilatação da superfície, entre outras variáveis climáticas capazes de alterar o
equilíbrio ambiental.
Na ionosfera ocorre também o fenômeno da aurora boreal (no Hemisfério Norte) ou austral (no Hemisfério Sul). As auroras estão relacionadas com o vento solar, um fluxo de partículas carregadas, prótons e elétrons, emanadas do sol com alta energia. Quando estas partículas se aproximam da Terra, elas são capturadas pelo campo magnético da Terra. Sob a ação da força exercida pelo campo magnético sobre cargas em movimento, elas descrevem trajetórias espiraladas ao longo das linhas de indução do campo magnético terrestre, movendo-se para frente e para trás entre os pólos magnéticos sul e norte, onde são "refletidas" devido ao aumento do campo magnético. Estes elétrons e prótons aprisionados constituem os chamados "cinturões radioativos de Van Allen". Algumas partículas acompanham o campo magnético da Terra em direção aos pólos geomagnéticos, penetrando na ionosfera, onde colidem com átomos e moléculas de oxigênio e nitrogênio, que são temporariamente energizados. Quando elétrons, destes átomos e moléculas, retornam do seu estado energético excitado, eles emitem energia na forma de luz, o que constitui as auroras. As zonas de maior ocorrência das auroras situam-se em torno de 20-30° ao redor dos pólos geomagnéticos (76°N, 102°W; 68°S, 145°E). A atividade auroral varia com a atividade do sol. Quando o sol está calmo, a zona auroral diminui; quando o sol está ativo (com explosões solares), intensificando o vento solar, a zona auroral se expande em direção ao equador.
Fonte: Quadro e Fuentes, MEF03,2004.
Figura 6. Aurora Polar observada no Alaska. As estrutura verticais estão alinhadas com o CMT. Fonte: EOS, 1999.
28
2.3 O Campo Magnético Principal (Main Field) e suas Componentes
O CMT (Figura 7) sofre influência de várias origens em sua intensidade e direção,
mas segundo Andrighetto (2005), cerca de 99% do campo é devido às fortes
correntes do núcleo externo da Terra, que geram um campo magnético pelo efeito
dínamo. Este campo é chamado de Campo Magnético Principal (Main Field),
enquanto que o restante é devido a interações ocorridas na ionosfera. O campo
principal possui valores, sobre a superfície da Terra, entre cerca de 60.000 nT (nos
polos) e 30.000 nT no equador.
Figura 7. Movimentos do núcleo da Terra produzem um campo magnético capaz de influir sobre as
condições ambientais de nosso planeta. TEIXEIRA et al, 2000.
O CMT, físicamente, é uma grandeza vetorial (Figura 8), portanto possui
componentes cartezianas e angulares para sua completa identificação. Estas
componentes podem ser distribuidas em dois grupos: Os chamados Elementos
Lineares (X, Y, Z, H e F) e os Elementos Angulares (D e I).
Elementos Lineares (medidos sobre um ponto na superfície, em nanoteslas) :
• Componente Magnética Norte (X): mede a intensidade do CMT na direção norte,
sendo positiva no sentido do norte geográfico e negativa no sentido sul.
29
• Componente Magnética Leste (Y): mede a intensidade do CMT na direção leste,
sendo positiva no sentido do leste geográfico e negativa no sentido oeste.
• Componente Magnética Vertical (Z): mede a intensidade do CMT na direção
vertical, sendo positiva no sentido local para baixo e negativa no sentido local para
cima.
• Componente Magnética Horizontal (H): mede a intensidade do CMT na horizontal,
passa sobre o meridiano magnético local e localiza o norte magnético, sendo
positiva no sentido do norte geográfico e negativa no sentido sul.
• Intensidade de Campo Total (F): mede a intensidade vetorial total do CMT, num
determinado ponto da superfície.
Elementos Angulares (medidos sobre a superfície, em graus) :
• Declinação Magnética (D): é o ângulo entre a direção do norte geográfico (dado
pela componente X) e a direção da componente horizontal do campo magnético
terrestre ( dada pela componente H), sendo positiva quando medida do norte para o
leste geográfico.
• Inclinação Magnética (I): é o ângulo entre a componente magnética horizontal (H)
e o vetor intensidade total do campo magnético (F), sendo positiva quando medida
do plano horizontal local para baixo e negativa para cima. Os elementos geomagnéticos são representados gráficamente abaixo (Figura 8). O
vetor campo magnético (B) possui suas componentes no espaço (Bx, By, Bz) e as
coordenadas angulares (D e I).
A seguir, representam-se os elementos geomagnéticos (Figura 8) em forma de suas
componentes F (campo total), H (campo horizontal), Z (campo vertical), X
(componente norte), Y (componente leste), declinação (D) e inclinação (I).
30
Figura 8. Componentes do Campo Magnético Terrestre. Fonte: Blakely, 1995 (a) e Teixeira et al, 2000 (b).
(a)
(b)
31
2.4 Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS) Conforme Guimarães e Silva (2005), a cerca de 700 Km da costa brasileira, no
Atlântico Sul, foi descoberta, em 1950, uma anomalia do CMT (Figura 9) de grande
importância para a estrutura da atmosfera, chamada Anomalia Magnética do
Atlântico Sul (AMAS).
Diversos eventos de interferências causadas pela AMAS têm sido detectados, tais
como panes em satélites e sinais de radio. Vários satélites são freados quando
passam pela AMAS, pois encontram alí uma alta densidade de partículas
carregadas.
O telescópio Hubble gasta cerca de 15% a mais do seu tempo de órbita para
atravessar a AMAS. Sua interferência sobre as condições ambientais próximas já foi
evidenciada por várias pesquisas de campo.
Figura 9. A AMAS e sua área de baixa intensidade de campo (área em vermelho).
Fonte: Guimarães e Silva, 2005. Segundo Saboia e Marques (2005), a AMAS (Figura 10) sofre uma variação anual
de cerca de 0,25 graus para Oeste e 0,05 graus para Norte. Os estudos indicam que
ela está crescendo muito rapidamente e, por volta do ano 2240, a área de cobertura
superficial da AMAS ocupará mais da metade do Hemisfério Sul.
32
Inúmeras pesquisas têm sido desenvolvidas nesta área, como relata Correia (2005),
incluindo-se aqui as inversões de polaridade magnética da Terra, que, estima-se,
ocorram em períodos entre 200 e 250 mil anos. Fato este que leva a crer em
grandes mudanças na estrutura física da atmosfera, capazes de alterar
substancialmente as condições climáticas em questão de décadas e não milênios. O
estudo da AMAS, portanto, é um campo fértil para trabalhos de pesquisa científica
nas áreas de Geociências associadas às alterações climáticas.
Figura 10. O campo chega a ser 50% menor no interior da AMAS (área em azul). Fonte: Satélite CHAMP, 2006.
Alterações na intensidade do CMT poderão provocar, no futuro, grandes alterações
ambientais sobre o planeta. Segundo Miranda (2004), o CMT reduziu, a nível global,
em cerca de 10%, nos últimos 150 anos, o que indica grandes mudanças em um
curto espaço de tempo.
A AMAS, então, porta-se como um termômetro do CMT a nível global, servindo de
campo para pesquisas avançadas acerca de mudanças ambientais globais que
estejam relacionadas ao CMT.
33
2.5 Modelos Geomagnéticos utilizados em escala global Para uma descrição do campo geomagnético em escala global, utilizam-se vários
modelos baseados em informação histórica e medidas experimentais coletadas em
observatórios magnéticos terrestres, com a utilização de magnetômetros, e também
instrumental instalado em satélites.
• Modelo do Campo Geomagnético Internacional de Referência (International Geomagnetic Reference Field - IGRF)
Modelo mundial adotado pela International Association of Geomagnetism and
Aeronomy (IAGA), orgão da International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG),
e renovado a cada 5 anos. O modelo atual é o IGRF10. As variantes para o cálculo
dos elementos geomagnéticos estudadas pela IAGA é avaliada com o uso de
equações de interpolação de dados do mundo todo, incluindo os diversos
observatórios magnéticos de cada país, associados à IAGA.
Os valores são calculados através de vários modelos locais, incorporados através de
índices de variação anual. O valor do campo principal e das variações seculares são
obtidos pela avaliação do potencial escalar V, através das séries de expansão:
Equação (1)
Onde r, θ, λ são coordenadas geocêntricas (r é a distância ao centro da Terra , θ é a
colatitude (90° - latitude), e λ é a longitude. R é o raio de referência (6371,2 km);
)t(gmn são coeficientes no tempo t e )θ(Pm
n são as funções semi-normalizadas de
Schmidt associadas às funções de Legendre de grau n e ordem m.
A equação (1) foi proposta, em 1838, por C. F. Gauss, admitindo que praticamente
todo o campo magnético terrestre é gerado em seu interior.
34
Existem vários modelos IGRF, estando o atual na geração 10. Podemos ver a
evolução dos modelos IGRF na tabela expressa abaixo (Tabela 1), desde o IGRF1
(1955-1975) até o IGRF10 (2005-2010).
Tabela 1. Quadro dos diversos modelos IGRF já construídos ao longo do tempo.
Nome completo Abrev. Válido para Definitivo paraIGRF 10 (revisado em 2005) IGRF-10 1900.0-2010.0 1945.0-2000.0 IGRF 9 (revisado em 2003) IGRF-9 1900.0-2005.0 1945.0-2000.0 IGRF 8 (revisado em 1999) IGRF-8 1900.0-2005.0 1945.0-1990.0 IGRF 7 (revisado em 1995) IGRF-7 1900.0-2000.0 1945.0-1990.0 IGRF 6 (revisado em 1991) IGRF-6 1945.0-1995.0 1945.0-1985.0 IGRF 5 (revisado em 1987) IGRF-5 1945.0-1990.0 1945.0-1980.0 IGRF 4 (revisado em 1985) IGRF-4 1945.0-1990.0 1965.0-1980.0 IGRF 3 (revisado em 1981) IGRF-3 1965.0-1985.0 1965.0-1975.0 IGRF 2 (revisado em 1975) IGRF-2 1955.0-1980.0 - IGRF 1 (revisado em 1969) IGRF-1 1955.0-1975.0 -
Fonte: Adaptado de International Association of Geomagnetism and Aeronomy. IAGA, 2006. Uma definição para o modelo IGRF é dado pelo Goddart Space Fligth Center, Space
Physics Data Facility, da NASA (2006):
O modelo Internacional do Campo Geomagnetico de Referência (IGRF) é a respresentação empírica do campo magnético da terra, recomendado para o uso científico, por um grupo de funcionamento especial da Associação Internacional de Geomagnetismo e Aeronomia (IAGA). O modelo IGRF representa o campo principal (do núcleo) sem as fontes externas. O modelo emprega uma expansão esférica usual de harmonicos do potencial escalar em coordenadas geocentricas. Os coeficientes do modelo IGRF são baseados em todas as origens de dados disponíveis incluindo medidas geomagneticas dos obervatórios, dos navios, dos aviões e dos satélites.
Fonte: NASA, 2006.
O modelo utiliza equações para o cálculo dos elementos geomagnéticos e sua
determinação em qualquer ponto da superfície terrestre por meio de aproximações.
A IAGA construiu um software, escrito em linguagem FORTRAN e também em
linguagem C++, chamado de GEOMAG, capaz de determinar os elementos
geomagnéticos em qualquer lugar da superfície terrestre, bastando introduzir
coordenadas locais como latitude, longitude e altitude. O software é amplamente
utilizado pelo mundo acadêmico e disponibilizado pela INTERNET no site da IAGA
(www.iugg.org/IAGA).
35
• Modelo Magnético Mundial (World Magnetic Model - WMM)
O Modelo Magnético Mundial (WMM) foi elaborado pelas seguintes entidades:
• The United States National Geospatial-Intelligence Agency (NGA)
• The U.S. National Geophysical Data Center (NGDC)
• The British Geological Survey (BGS)
O Modelo WMM é utilizado pelos departamentos de defesa dos Estados Unidos e da
Gran Bretanha, além de ser o modelo padrão para a NATO (North Atlantic Treatry
Organization, Organização do Tratado do Atlântico Norte, OTAN), mecanismo de
defesa militar a nível mundial.
O modelo atual para descrição das linhas de força do CMT (Figura 11) está na
versão WMM2005 e é aplicado para o período de tempo entre 2005 e 2010, sendo
que neste último ano de utilização será substituido por modelos mais atualizados.
Figura 11 O campo magnético principal, gerado pela ação do dinamo sob a superfície da Terra.
Fonte: WMM, 2005.
O campo resultante, B (r,t), função do raio da Terra (r) e o tempo (t), vem da análise
de uma série de observatórios magnéticos distribuidos pelo mundo e são descritos
como a soma de 3 contribuições:
B(r, t) = Bm(r, t) + Bc(r) + Bd(r, t) Equação (2)
36
Bm(r, t) é a parte principal do campo, correspondendo a 95% do campo gerado
sobre a superfície da Terra, Bc(r) é a variação secular, que possui variações muito
pequenas para o período de 5 anos do modelo, e Bd(r, t) indica a componente
relacionada às induções sobre a crosta e manto, causadas pela ação da
magnetosfera e ionosfera.
O modelo trabalha com os elementos geomagnéticos numa faixa dada pela
Tabela 2.
Tabela 2. Valores máximos e mínimos dos elementos geomagnéticos e unidades.
Elemento
Nome
Nome alternativo
Minimo
Máximo
Unidade
X
Componente
Norte
Intensidade
Norte
-17.000
+42.000
nT
Y
Componente
Leste
Intensidade
Leste
-18.000
+18.000
nT
Z
Componente
Vertical
Intensidade
Vertical
-67.000
+67.000
nT
H
Intensidade Horizontal
0
+42.000
nT
F
Intensidade
Total
Campo
Total
+22.000
+67.000
nT
I
Inclinação
Dip
-90
+90
Grau
D
Declinação
Variação
Magnética
-180
+180
Grau
GV
Variação de Grid
Variação
Magnética de Grid
-180
+180
Grau
Fonte: Adaptado de WMM, 2005. O modelo apóia-se no uso de softwares, entre eles o GEOMAG, o GEOPOINT e o
GEOMDR, disponíveis em linguagem FORTRAN (Fórmulae Translation) e C++ (C
plus plus), que determinam valores do CMT para pontos isolados e também para
áreas determinadas. A especificação militar do modelo WMM é MIL-W-89500
(Defense Mapping Agency, 1993).
O modelo também é utilizado para montar mapas indicativos das variações espaciais
dos elementos geomagnéticos, chamado de Variações de Grid (Grid Variation -
GV).
37
2.6 Área de Estudos e Pesquisas do Biomagnetismo
Conforme analisa Barros e Esquivel (2000), o biomagnetismo, ou seja o estudo das
interações do campo magnético com os seres vivos, abre um grande campo de
pesquisas que vão desde o mistério das migrações de pássaros até o estudo da
Física Quântica em cristais nanométricos (escala de 10-9m), contidos em vários
microrganismos. Entre as diversas aplicações das influências geomagnéticas no
estudo das espécies, segundo Fernandes e Sanchez (2001), podemos destacar o
biomagnetismo em pássaros, peixes, insetos, crustáceos, répteis e microrganismos.
O Biomagnetismo em Pássaros Ainda envolto em muitos fatos não explicados, o estudo das migrações de pássaros,
seja em terra ou sobre o mar, desperta um número cada vez maior de pesquisas.
Existem evidências de que vários pássaros migratórios orientam-se por situações
climáticas, mas foi só na década de 70, através dos trabalhos de Keeton (1971),
adaptando placas magnéticas em pombos, que verifica-se a orientação dependente
do campo magnético terrestre, porém os dados ainda não eram suficientemente
confiáveis. Pesquisas posteriores, realizadas por Walker e Green (2000), verificaram
as relações geográficas nos meios de locomoção dos pombos-correio.
Figura 12. Pesquisas sobre a Interferência do campo magnético, na orientação dos pombos-correio.
Fonte: Frings, 2004. Alterações de rota nas migrações dos pombos (Figura 12), com o uso de imãs que
alteram a sensibilidades das aves, foram constatadas por Frings (2004). Existem
indícios, também, de que a principal influência do CMT sobre os pássaros seja em
38
movimentos migratórios longos, conforme o Smithsonian Institute (2006), traz em
várias pesquisas científicas (Figura 13).
Figura 13. O pássaro mariquita-de-perna-clara (Dendroica striata, à esquerda) viaja milhares de quilômetros (mapa á direita) nas suas migrações. Fonte: Smithsonian Institut, 2006.
Dentre as principais áreas de importância prática nas migrações aviárias,
relacionadas à investigação do meio ambiente, podemos destacar as pesquisas
locais realizadas em Pernambuco, o acompanhamento das migrações do hemisfério
norte e sul (Figura 14) pelo Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos
Renováveis (IBAMA) e a possibilidade de contágio de doenças globais como a gripe
aviária e sua possível entrada no território nacional.
Figura 14. Mapa de rotas de migração de aves nas américas. Fonte: CEMAVE/IBAMA, 2006.
39
• Pesquisas sobre Aves Migratórias em Pernambuco O grupo de pesquisas das aves migratórias da Universidade Federal Rural de
Pernambuco, com a participação de Júnior et al (2004), tem feito acompanhamento
de aves migratórias na “Coroa do Avião”, no limite de municípios de Paulista e
Igarassú, Pernambuco, em conjunto com o Centro de Nacional de Pesquisas para
Conservação de Aves Silvestres (CEMAVE), e o IBAMA sediado em Cabedelo,
Paraíba.
Já foram mapeados (Figura 15), em Pernambuco, rotas migratórias de várias
espécies presentes à região, faltando ainda levantamentos mais apurados acerca
das variações do CMT e sua relação com a direção e periodicidade do movimento
destes pássaros.
Figura 15. Mapa de migração de aves por Pernambuco. Fonte: Júnior et al , 2001.
Também é realizado o monitoramento das aves chamadas de Maçarico-branco
(Calidris alba), descrito em artigo da Revista Brasileira de Zoologia N. 21, por
JUNIOR et al (2004). Na Figura 16, podemos ver a distribuição destas aves.
Figura 16. Gráficos obtidos no monitoramento de aves na Coroa do Avião, Igarassú, PE.
Fonte: JÚNIOR et al, 2004.
40
Os diversos grupos de pesquisa que se formam no Estado de Pernambuco, para o
estudo de aves migratórias, analisam uma série de parâmetros para a determinação
das causas e consequências das migrações (tais como as variações climáticas,
correntes marinhas e aéreas, presença de magnetita nas aves, etc), necessitando-se
incluir, atualmente, a estes parâmetros, a direção e a intensidade do CMT, referente
às áreas percorridas pelas aves.
• Rotas de Aves Migratórias e o Risco da Gripe Aviária
O IBAMA tem instruido (CEMAVE, IBAMA, 2006, Informe 19) acerca das rotas
migratórias de aves (Figura 17) que transmitem a gripe aviária (vírus influenza H5N1)
e incentivado pesquisas para aperfeiçoamento de informações nesta área.
Existe uma necessidade de avaliação das alterações no CMT local sobre as rotas
migratórias das aves que transmitem esta doença e suas consequências para o
ambiente e a saúde da população.
Figura 17. Principais áreas de rotas migratórias continentais utilizadas por aves que realizam longas migrações. Os paises em cinza escuro são aqueles que apresentaram registros oficiais de influenza
H5N1 até 08/03/2006. Fonte: CEMAVE/IBAMA, 2006, Informe 19.
41
Figura 18. Possível via de acesso de aves migratórias oriundas da América do Norte (EUA e
Canadá). Fonte: CEMAVE/IBAMA, 2006, Informe 19.
O IBAMA faz, em seus informes, recomendações acerca da prevenção da gripe
aviária, que são citadas de forma incisiva, valorizando a importância destes estudos
para a saúde pública brasileira.
Preliminarmente, vimos apresentar à Administração Central do Instituto: Que em cada Estado seja promovido de forma articulada o levantamento de informações atualizadas sobre a temática (locais de concentração de aves migratórias, estudos epidemiológicos, etc.), por meio de reuniões com pesquisadores com atuação local, para fornecer subsídios aos Planos de Contingência Estaduais;
CEMAVE, IBAMA, 2006, Informe 19.
Conforme podemos ver no texto acima, o IBAMA ressalta a necessidade de
pesquisas mais detalhadas acerca das migrações (Figura 18) destes pássaros.
Neste contexto, a determinação do CMT local instiga à novas pesquisas biofísicas,
pois inclui um parâmetro a mais em sua avaliação.
42
Biomagnetismo em Peixes Já foi evidenciada a ligação entre movimentos de grandes peixes (Figura 19) e o
CMT. Como afirma o Dr. Daniel Acosta Avalos, em seu texto “Magnetismo
Biológico”, do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), RJ, 2005 :
“...assim, o movimento de um peixe com sensibilidade elétrica num campo magnético induz uma corrente elétrica que pode ser sentida pelo peixe.”
Acosta-Avalos, 2005.
Figura 19. Esquema mostrando que os tubarões possuem um receptor (ampola de Lorenzini), com sensibilidade eletrica e magnética. Fonte: Acosta-Avalos, CBPF, 2005.
Assim, o conhecimento do comportamento do CMT e suas variações nos ambientes
marinhos coloca uma variável a mais no estudo destas espécies e sua relação com
o meio em que habitam.
Diversas pesquisas vêem sendo feitas em todo o Brasil, e no mundo, acerca do
movimento dos peixes e suas ligações com o campo magnético terrestre.Em
salmões (Figura 20) foram identificados cristais de magnetita, citados por Walker et
al (1997), que os orientam no movimento por longas distâncias.
Figura 20 . Cristais de magnetita retirados da região frontal de um salmão (Oncorhynchus nerka). Fonte: Walker et al, 1997.
NORTE MAGNÉTICO CORRENTES ELÉTRICAS
INDUZIDASVELOCIDADE DOTUBARÃO
COMPONENTE HORIZONTAL DO CAMPO GEOMAGNÉTICO
NORTE MAGNÉTICO CORRENTES ELÉTRICAS
INDUZIDASVELOCIDADE DOTUBARÃO
COMPONENTE HORIZONTAL DO CAMPO GEOMAGNÉTICO
43
• Pesquisas sobre ataques de tubarões no litoral de Pernambuco
Em Pernambuco, atua o Comitê Estadual de Monitoramento aos Incidentes com
Tubarões (CEMIT), que, em conjunto com pesquisadores da Universidade Federal
Rural de Pernambuco (UFRPE), têm feito uma varredura sobre os inúmeros casos
de acidentes com tubarões (Figura 21), no litoral pernambucano.
Figura 21. Tubarões cabeça-chata (com até 100 kg) no litoral de Pernambuco.
Fonte: CEMIT, 2006.
Fundamentalmente, a indústria turística tem perdido muito com os inúmeros casos
de incidentes com tubarões (cerca de 50 desde 1994), segundo a Associação
Brasileira de Agências de Viagem (Abav-PE), Associação Brasileira da Indústria
Hoteleira (ABIH-PE) e o Departamento de Turismo da Universidade Federal de
Pernambuco (UFPE).
Algumas espécies de tubarões oceânicos possuem rotas de migração bem
conhecidas (Figura 22) pelos pesquisadores. Porém os tubarões que estão atacando
no litoral de Pernambuco não possuem rotas bem conhecidas, devido ao escasso
número de dados qualitativos e quantitativos destas espécies.
Os trabalhos de Hazin (1999) dão indicativos de uma área fértil para pesquisa
acerca das rotas dos tubarões e seu monitoramento. Não existem, ainda, pesquisas
minuciosas acerca das rotas e quantitativos de tubarões, que os relacionem ao
campo geomagnético, por faltarem dados específicos a esta área.
A disponibilidade de dados geomagnéticos para o estudo de peixes torna a pesquisa
mais rica em informações capazes de entender as migrações de peixes no litoral
pernambucano.
44
Figura 22. Movimentos do tubarão azul no oceano Atlântico. Hazin et al, 1999.
Biomagnetismo em Lagostas Existem evidências de orientação das lagostas pelo CMT (Figura 23). Em artigo na
revista científica NATURE, Alerstam (2003), indica as relações entre a Inclinação
magnética (I) e a intensidade do campo geomagnético total (F) em áreas da costa
norte-americanas e sua interferência sobre o ciclo de vida das lagostas caribenhas
(Panulirus argus), muito comum também no litoral do nordeste brasileiro.
As lagostas desta espécie navegam utilizando linhas de campo magnético terrestre,
sendo um dos poucos casos de navegação geomagnética em invertebrados.
Figura 23. Intensidade do campo geomagnético (F) e inclinação do campo (I). Pontos de convergência indicam orientação dependente destas grandezas, segundo Alerstam, 2003.
45
Trabalhos semelhantes serviriam para pesquisar sobre lagostas brasileiras (Figura
24) e suas formas de orientação no oceano.
Figura 24. A lagosta Panulirus argus, também comum nas costas brasileiras. Alerstam, 2003.
No nordeste do Brasil existem diversos grupos que estudam esta mesma espécie e
seu aproveitamento econômico. Podemos citar os trabalho de Igarashi et al (1997),
que discute a ocorrência, o comportamento e o cultivo desta espécie.
Sua importância econômica é visível pelo gráfico abaixo. Observe que, em 2004, o
Brasil é o maior exportador desta lagosta para o mercado norte-americano. (Figura
25).
Figura 25. Importância econômica da lagosta Panulirus argus para o Brasil. Adaptado de Cascorbi, 2004.
Como podemos ver, a pesquisa teórica e experimental sobre esta espécie pode
permitir um maior aproveitamento econômico e mesmo o controle ambiental, já que
um conhecimento melhor dos períodos e locais de reprodução desta espécie pode
ajudar na escolha da melhor época de atividade desta carcinicultura.
Importação de Lagosta Spiny ( Panulirus ) 2004
EMIRADOSÁRABES UNIDOS
AUSTRÁLIA
BAHAMAS
BELIZ
BRAZILCHINA
CHINA - TAIPE
COLÕMBI
HONDURAS
AFRICA DO SUL
NICARÁGUA
Importação de Lagosta Spiny ( Panulirus argus ) 2004
EMIRADOSÁRABES UNIDOS
AUSTRÁLIA
BAHAMAS
BELIZ
BRAZILCHINA
CHINA - TAIPE
COLÕMBI
HONDURAS
AFRICA DO SUL
NICARÁGUA
46
Biomagnetismo em Formigas
Em artigo na revista NATURE (Out/1999), “Migratory Magnetism”, Henry Gee mostra
o conteúdo de cristais de magnetita (cuja fórmula química é Fe3O4) nas formigas,
capazes de se orientarem por geomagnetismo.
As relações da formigas com campos magnéticos podem ser vista no trabalho de
pesquisadores brasileiros, como o de Fernandez e Sanchez (2001):
Existem, no planeta, em torno de 12.000 espécies de formigas e, no Brasil, devido ao clima tropical e às florestas, encontra-se grande parte delas. Formigueiros de terra são formados por inúmeros túneis subterrâneos em completa escuridão, que se irradiam a partir do centro e terminam na superfície. Apesar da diferença entre as espécies , o que elas têm em comum é que deixam o ninho, exploram a área ao redor até encontrarem o alimento e retornam a este ninho marcando uma trilha de ferormônios (característico de cada colônia). Os estudos feitos até hoje sobre a influência de campos magnéticos no comportamento de formigas podem ser apresentados em dois tipos: um sobre efeitos magneto-cinéticos (que não incluem orientação) e o outro sobre efeitos magneto-dinâmicos ( que implica o uso da informação vetorial do campo magnético nas atividades de orientação e localização espacial). No primeiro tipo, encontram-se estudos como o realizado por Kermarrec (1981) com a espécie Acromyrmez octospinosus que demonstrou que essas formigas sentem campos magnetotáticos com intensidade mínima de 6 Oested. Essas formigas se afastaram das regiões de campo magnético artificial intenso dentro do ninho. Anderson e Vander Meer (1993) observaram diferenças no tempo de formação da trilha na busca de alimento para a espécie Solenopsis Invicta, conhecida como “formiga de fogo”. Foram comparadas duas situação: campo de mesmo sentido e campo de sentido oposto, antes e depois de colocar o alimento. Experiência semelhante foi realizada por Klotz et al (1997), que, entretanto, não confirmou o resultado. No segundo tipo, encontram-se estudos como os realizados por Rosengren e Fortelius (1986), com a espécie Formica rufa, e por Jander Jander (1998), com a espécie Oecophylla smaragdina, que comparam o orientação magnética com a orientação feita com outros estímulos (luz, ferormônios, etc.). Estes trabalhos mostraram que a influência do campo magnético na orientação não é predominante frente a estes estímulos. O resultado obtido por Çamlitepe e Stardling (1995) com Formica Rufa, entretanto, demonstrou que, na ausência de outros estímulos, o campo geomagnético é utilizado para orientação. As rotas obtidas em trabalho de campo feito por Leal e Oliveira (1995) na formiga migratória Pachycondyla marginata sugerem migrações preferencialmente na direção norte, mostrando o possível uso da informação do campo geomagnético na escolha da direção de migração.
O Magnetismo Animal e seus Aspectos ao longo do Desenvolvimento da Biologia e do Magnetismo, Fernandes e Sanchez, 2001.ic
a
47
Em artigo na revista Biometals, WAJNBERG et al (2004), do Centro Brasileiro de
Pesquisas Físicas (CBPF, RJ), relatam a importância das antenas das formigas
(Figura 26), que possuem minerais ferrosos e orientam-se na direção norte-sul
magnética. Os pesquisadores concluiram que da composição total de magnetização
das formigas Pachycondyla marginata, está distribuida em 42±3% nas antenas,
24±3% na cabeça, 19±3% no Tórax e 15±3% no abdómen.
Figura 26. Formiga de Fogo (Solenopsis richteri) muito comum no Brasil.
Fonte: Hickling and Brown, 2000.
Podemos citar o trabalho de El-Jaick et al (2000), onde ele cita:
Slowick e Thorvilson (1996), pesquisaram a distribuição de ferro (Fe3+) no corpo de formigas operárias da espécie Solenopsis invicta, encontrando acúmulos de ferro no olho e em algumas regiões do abdômen, bem perto da cutícula, sem, porém, mostrarem se este ferro fazia parte de algum óxido magnético. Slowick e col. (1997) fizeram imagens por ressonância magnética destas formigas, comparando-as com um controle positivo, no caso, abelhas Apis mellifera. Eles observaram imagens semelhantes em ambos os casos, concluindo que as formigas têm um magnetismo interno próprio, sem, no entanto, concluir de qual região corporal se origina o campo magnético.
Mesmo sabendo que vários fatores interferem no deslocamento destes insetos
(Figura 27), o CMT porta-se como um fator a mais na forma de orientação, capaz de
interagir de forma, algumas vezes, preponderante.
Figura 27. Foto de uma formiga migratória, Pachycondyla marginata, carregando um cupim, alimento
único de sua dieta. Fonte: Hickling and Brown, 2000.
48
O conhecimento do comportamento do campo magnético terrestre em determinado
local e sua interação sobre os cristais magnéticos no corpo das formigas (Figura
28), é um campo científico de envolvimento da biofísica aplicada, tanto beneficiando
o estudo da nanotecnologia envolvida com a magnetita, como a participação no
equilíbrio ambiental destes insetos.
Figura 28 . Formigas possuem senso de direção graças a cristais ferrosos de magnetita (á direita e centro), em sua cabeça (esquerda), que interagem com o campo geomagnético. LONGINO, 2001.
Biomagnetismo em Quelônios (tartarugas) Existem evidências de relações entre o deslocamento das tartarugas marinhas
(Figura 29), ordem Chelonia ou Testudinata, e o CMT.
Figura 29. Tartarugas marinhas verdes (chelonia mydas), podem navegar a longas distâncias.
Fonte: Lohmann et al, 2004. Em artigo publicado na revista Nature, Lohmann et al (2004) dão informações
suficientes para estas relações. No artigo, os autores comparam o sistema de
navegação destes animais (Figura 30) ao de um sistema de posicionamento global
(GPS), pois são capazes de deslocamentos altamente precisos com o uso do
campo geomagnético.
49
Sabemos que na região nordeste do Brasil existem muitas pesquisas acerca de
quelônios e suas migrações, que podem muito melhor serem aprimoradas com o uso
de variáveis geomagnéticas mais precisas.
Figura 30. Área de teste e variáveis angulares do deslocamento de tartarugas marinhas verdes
(chelonia mydas) estudadas por Lohmann et al (esquerda), 2004, e mapa de Gross (direita), 1977.
Biomagnetismo em Microrganismos O estudo de microrganismos especiais (Figura 31) também está associado à
atuação do CMT. Embora a maioria dos microrganismos não sofra atividade intensa
e direta do campo, existem evidências de que alguns possuam o magnetismo como
fator importante dentro de seu ciclo de vida.
Fernandes et al (2001) citam o início desta evidência:
Em 1975, Richard Blakemore, da Universidade de New Hampshire, demonstrou que algumas bactérias aquáticas (Aquaspirillum magnetotacticum), respondem ao campo magnético terrestre, nadando na direção das linhas de campo. Estas bactérias, encontradas em Massachusetts, EUA, se aproximavam do pólo sul de uma barra magnética e se afastavam de seu pólo norte. Este novo tipo de tactismo bacteriano recebeu o nome de magnetotactismo.
Rafael Monteiro Fernandes e Sergio d’Almeida Sanchez
Instituto de Física “Gleb Wataghin”, Ed. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, Brasil, 2001.
Local de TesteLocal de Teste
50
Figura 31. Uma bacteria magnética com cristais de magnetita nanométricos, observada em
microscopia eletrônica. Fonte: Romanian Space Agency, 2000.
O estudo aprofundado das bactérias magnéticas (Figura 32 e 33) requer o
conhecimento da intensidade e direção do campo geomagnético local. Uma das
aplicações que o autor acima descreve em seu trabalho é o uso destas bactérias
para transporte de medicamentos pelo corpo através de imãs. Além disso suas
relações com o meio ambiente seriam melhor conhecidas com o estudo de seu ciclo
de vida sob a ação de magnetismo terrestre local.
Figura 32. Bacteria magnética, mostrando cristais da ordem de 70 nm de comprimento (Foto de
cortesia A. Kobayashi.)
No Brasil, existem diversos grupos de pesquisas sobre bactérias magnéticas.
Figura 33. Fotografia em microscopia eletrônica dos magnetossomos estudados por grupo de
pesquisadores do Rio de Janeiro e Universidades americanas. Fonte: Lins at al (2006), a barra à direira e abaixo indica a escala de 200 nm.
51
Em artigo da Academia Brasileira de Ciências (Anais da Academia Brasileira de
Ciências, 2006), LINS et al, 2006, escrevem:
... relatamos a aplicação de holografia não-axial e microscopia eletrônica de alta resolução para estudar os hábitos cristalinos de magnetossomos e a microestrutura magnética de dois morfotipos de cocos de bactérias magnetotáticas coletadas em uma lagoa salobra em Itaipu, Brasil.
LINS et al, in Crystal habits and magnetic microstructures
of magnetosomes in coccoid magnetotactic bacteria, Academia Brasileira de Ciências, 2006
Também destacamos os trabalhos em microbiologia das bactérias magnestáticas,
onde se aproveita o magnetismos destas bactérias para limpeza da água. Conhecer
o comportamentos destes microrganismos é importante para estas pesquisas
ambientais.
No trabalho “Aparato simples para captura de microrganismos magnetotácticos não
cultivados” o pesquisador Lins et al (2003) descreve como podemos utilizar as
propriedades magnéticas dos microrganismos magnetotácticos (Figura 34) para
estudo das diversidades microbianas.
Figura 34. Fotografia por luz de um conjunto de bactérias magnéticas (Magneti cocci), retiradas do
lago de Itaipu, Brasil. A linha branca à direta e abaixo marca um escala de 5 micrômetros. Fonte: Lins et al, 2003.
52
2.7 O Campo Magnético Terrestre nas Geociências
• Estudo do Paleomagnetismo No projeto INVESTIGANDO A TERRA (2004), define-se o Paleomagnetismo como:
“... o estudo da magnetização fóssil e a interferência, a partir dela, das características do campo magnético terrestre que gerou esta magnetização.”
Fonte: Projeto Investigando a Terra, 2004.
Este estudo é importante na determinação de padrões para a teoria de tectônica de
placas (Figura 35) e da posição do pólo magnético terrestre.
O estudo paleomagnético da posição do pólo (Figura 36) é desenvolvido em vários
setores do estudo das geociências e é apontado como uma forma de se reconstituir
a estrutura da crosta terrestre em eras passadas, notadamente devido às derivas
continentais.
Polaridade MagnéticaNormal
Polaridade MagnéticaInversa
MagmaLitosfera
Polaridade MagnéticaNormal
Polaridade MagnéticaInversa
MagmaLitosfera Figura 35. Esquema do padrão de magnetização típico das dorsais oceânicas.
Fonte: Projeto Investigando a Terra. USP, 2004.
53
Figura 36. Movimento do pólo magnético norte ao redor do pólo geográfico durante o período
compreendido entre aproximadamente 69.000 e 45.500 anos atrás, como registrado em rochas sedimentares do Japão. Fonte: Dawson e Newitt, 1982, apud Teixeira et al, 2000.
Segundo Correia (2004), o CMT movimenta-se em cerca de 0,2 graus/ano no
sentido do Leste para o Oeste. Com a observação e medição da direção do pólo
magnético terrestre, é possível realizar-se estudos acerca do movimentos de
grandes massas ocorridas no passado, sobre a crosta terrestre. Segundo Butler
(2004) a direção e a magnitude do campo mudam com o tempo, estas variações
ocorridas em períodos entre 1 e 105 anos são chamadas de Variações
Geomagnéticas Seculares. Estas variações na posição dos pólos magnéticos pode
ser visualizada na Figura 37.
Figura 37. Registro histórico de variações ocorridas no pólo magnético em Greenwich, indica-se variações de declinação e inclinação magnéticas de 1600 a 1950.
Fonte: Butler, 2004.
54
• Geofísica Aplicada
A Geofísica aplicada pode ser definida como :
...a área da Geofísica que lida com a busca de minerais, petróleo, água subterrânea ou auxilia grandes obras de engenharia civil, determinando parâmetros geofísicos e estruturais. Os métodos de Geofísica Aplicada são bastante empregados na Geotecnia, indústrias de mineração, petróleo, construção civil, recursos hídricos e determinação de propriedades físicas e químicas de rochas e estruturas superficiais.
Fonte: Projeto Investigando a Terra, USP, 2004.
Para este estudo, a Geofísica aplicada utiliza, entre outros métodos, a
magnetometria (onde determina-se a intensidade de campo magnético total
localizado e suas relações com os tipos de rochas na área em estudo), que aplica os
elementos do CMT, no tempo e no espaço, para avaliação das estruturas que
compõem o subsolo da área a ser analisada.
Dentre as inúmeras aplicações, podemos citar as indicadas pela Companhia de
Tecnologia de Saneamento Ambiental de São Paulo (CETESB), 1999, abaixo.
Magnetometria - método magnético (Figura 38)
• Propriedade física: suscetibilidade magnética.
• Princípio: determinação de anomalias locais de materiais ferromagnéticos.
• Aplicação: localização de tanques, tambores e de resíduos metálicos ferrosos
enterrados.
Figura 38. Utilização de um Magnetômetro portátil. CETESB, 1999.
55
• Geofísica Ambiental Podemos utilizar as variações magnéticas em locais diversos para identificar
alterações ocorridas no meio ambiente local.
Mudanças locais no campo magnético terrestre resultam de variações no conteúdo mineral magnético de rochas próximas da superfície. No caso de estudos ambientais, o interesse não é por rochas, mas sim por restos de materiais ferrosos e tambores enterrados, que também causam anomalias magnéticas. Tambores enterrados com substâncias perigosas (inclusive radioativas) constituem um problema ambiental em países desenvolvidos. A existência de tambores enterrados com substâncias tóxicas pode ser detectada com ensaio magnético. Normalmente esses tambores são fabricados com materiais ferrosos, e uma vez que são enterrados a alguma profundidade (alguns poucos metros) agem como fonte de anomalia magnética.
Fonte: Projeto Investigando a Terra.
Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo, 2004.
O mesmo autor acima define a Geofísica Ambiental como:
“Geofísica Ambiental é a área da Geofísica que estuda, avalia e procura soluções que possam minimizar os efeitos danosos causados pela disposição de resíduos em interação direta com o meio ambiente.”
Podemos também analisar o conceito de Keller (1982) que prefere definir como
Geologia Ambiental:
Geologia Ambiental é geologia aplicada abrangendo um amplo espectro de interações prováveis entre o Homem e o ambiente físico. Especificamente, é a aplicação da informação geológica para resolver conflitos, minimizando a possibilidade de degradação ambiental, ou maximizando a possibilidade de adequado uso do ambiente natural ou modificado.
Keller, Environmental Geology, 1982.
A CETESB (1999) indica possíveis usos do método de magnetometria para estudos
ambientais de detecção de tambores enterrados:
Vantagens da Magnetometria no estudo ambiental
• Os magnetômetros respondem aos metais ferrosos (aço e ferro);
• Tambores individuais podem ser detectados a profundidade de até 6 metros;
56
• Um conjunto de tambores ou grandes tanques podem ser identificados de 6 a
20 metros de profundidade;
• Os magnetômetros atingem maiores profundidades que os detectores de
metal;
• A interpretação dos dados é empregada para estimar o número e a
profundidade de tambores enterrados;
• Obtêm-se respostas contínuas ao longo das linhas de investigação;
• Os levantamentos podem ser executados acoplando o equipamento a
veículos para cobertura de grandes locais.
Exemplos da construção de mapas geofísicos específicos para cada área a ser
estudada na avaliação ambiental, pode ser vista nas representações abaixo (Figs.39
e 40).
Figura 39. Mapa de contorno do campo magnético total em área do Rio Mata Cavalo, Morro do Pilar, Minas Gerais, Brasil. Construído por Machado e Penha, 1997.
57
Figura 40. Representação magnética dos padrões de diferentes zonas e lineamentos NE-SW do Rio Mata Cavalo, Minas Gerais, Brasil. Construído por Machado e Penha, 1997.
• Mapeamento Geológico através da Magneotometria Para a exploração de minerais são necessários estudos geológicos do local, não só
para minimizar os impactos ambientais, mas também para melhor aproveitamento
das riquezas minerais de cada região. Neste estudo utiliza-se a magnetometria para
mapeamento geológico (Figs.41 e 42), necessitando-se para isso dos elementos
geomagnéticos locais com precisão.
Figura 41. Anomalia magnética de intensidade total gerada por concentração de minerais magnéticos
em corpo ígneo intrusivo na região de Juquiá, Estado de São Paulo. Cortesia de W. Shukowsky. Fonte: Teixeira et al, 2000.
58
Figura 42. Mapa de Campo Total reduzido ao pólo, da ilha de São Jorge, Açores.
Fonte: Correia et al, 2005. • Inversões Magnéticas Terrestres Várias pesquisas apontam para uma diminuição da intensidade global do CMT, o
que indica uma provável reversão do campo. Atualmente, o sentido das linhas de
campo é de penetração pelo Norte e saída pelo Sul, porém nem sempre foi assim.
Conforme Jacobs (1994), as reversões do CMT acontencem normalmente ao longo
do tempo geológico.
O estudo das reversões magnéticas são de extrema importância para a Geologia,
pois todos os mapas geológicos necessitam do conhecimento não só do estado
atual das rochas, mas também de toda sua história geológica.
Podemos observar na representação gráfica a seguir (Figura 43) as diversas
reversões do polo magnético da Terra, que ocorreram ao longo de sua história.
Grandes mudanças ocorreram com a estrutura ambiental da superfície da Terra
durante estas reversões. Estima-se que a cada 200.000 anos, em média, ocorre
uma destas reversões. A última ocorreu a cerca de 750.000 anos. Assim, espera-se
uma reversão a vir proximamente, mas sem data definida pelo geólogos.
59
Figura 43. Inversões de polaridade ou reversões do campo Geomagnético nos últimos 80 milhões de
anos. Fonte: Teixeira et al, 2000.
No gráfico abaixo (Figura 44), podemos ver o decréscimo do campo nas últimas
décadas, o que leva a se prever fortes alterações no meio ambiente, frutos da
reversão do campo.
Earth's Magnetic Field Trends
52,000.0053,000.0054,000.0055,000.0056,000.0057,000.0058,000.0059,000.0060,000.00
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Year
Tota
l Int
ensi
ty (n
T)
Ano
Tendências do Campo Magnético Terrestre
Inte
nsid
ade
Tota
l (nT
)
Earth's Magnetic Field Trends
52,000.0053,000.0054,000.0055,000.0056,000.0057,000.0058,000.0059,000.0060,000.00
1945
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Year
Tota
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Ano
Tendências do Campo Magnético Terrestre
Inte
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Tota
l (nT
)
Figura 44. Gráfico da variação da intensidade do campo geomagnético total e sua previsão até 2010.
Adaptado de Jacobs, 1994.
x 103 60 59 58 57 56 55 54 53 52
60
2.8 Aplicações do Geomagnetismo na Física e na Engenharia O CMT possui forte interação com as radiações solares, através de sua
magnetosfera, fazendo da alta atmosfera e de todo o espaço ao redor de nosso
planeta um campo fértil para pesquisas no campo da Física de alta energia e nas
aplicações energéticas de engenharia.
• Estudo das Tempestades Magnéticas sobre a Terra É sabido que as tempestades solares interferem ativamente sobre a atmosfera. O
CMT possui, então, importância capital na deflexão destas atividades e manutenção
das condições ambientais na Terra.
Inúmeras pesquisas indicam ser fundamental o conhecimento da intensidade e
direção do CMT para o estudo destas explosões magnéticas ocorridas no Sol e que
provocam fortes alterações ambientais na Terra.
Em artigo na NATURE (Vol 410, 29/03/2001), James F. Drake relata as intensas
atividades de tempestades magnéticas sobre a Terra (Figura 45).
Figura 45. Tempestade magnética no hemisfério norte, em julho de 2000. A coloração vermelha
indica alta atividade. Fonte: Drake, 2001.
61
Segundo o pesquisador, o CMT tem participação fundamental na forma, intensidade
de penetração e velocidade das explosões (Figura 46), sendo portanto determinante
na avaliação dos danos ou benefícios sobre a atmosfera e seu comportamento.
Fluxo de en trada de P lasm a L inhas de Cam po M agné ticoLinhas tipo X
F luxo de Saída de P lasm aF luxo de Saída de P lasm a
F luxo de Saída de P lasm aF luxo de Saída de P lasm a
F luxo de en trada de P lasm a
Linhas tipo B ocal M agnético
L inhas de C am po M agnético
F luxo de en trada de P lasm a L inhas de Cam po M agné ticoLinhas tipo X
F luxo de Saída de P lasm aF luxo de Saída de P lasm a
F luxo de Saída de P lasm aF luxo de Saída de P lasm a
F luxo de en trada de P lasm a
Linhas tipo B ocal M agnético
L inhas de C am po M agnético
Figura 46. As explosões tipo X (devido ao formato de um X) e tipo bocal magnético.
Adaptado de Drake, 2001.
O estudo destas explosões magnéticas são baseadas no monitoramento do CMT
por satélites e o uso dos modelos geomagnéticos WMM e IGRF (Figura 47).
FluxoMagnético(µT)
FluxoMagnético(µT)
FluxoMagnético(µT)
FluxoMagnético(µT)
Figura 47. Fluxos de campo magméticos ao longo do tempo, coletados pelos satélite Magsat e
Oersted. Adaptado de Andrew Jackson. Nature, 2003.
62
• Interferências do CMT em Sistemas de Redes Elétricas
No início do século XX, havia suspeitas de interferências geomagnéticas sobre
linhas de transmissão de energia elétrica, porém nenhum trabalho profundo havia,
ainda, sido desenvolvido. Com o aumento da malha elétrica, verificou-se a
necessidade de aprofundamento desta área de estudo.
Eventos relatados por Pinto et al (2003), no texto “Um Novo Olhar sobre a
Segurança de Sistemas Elétricos”, informam :
O artigo discute a ocorrência de Correntes Geomagneticamente Induzidas (GICs) na América do Sul e suas consequências. Mostra que durante décadas engenheiros eletricistas brasileiros e sul-americanos foram formados sob o paradigma de que GICs eram problema de sistemas elétricos de altas latitudes. No entanto, novas análises dos dados de satélites e correlação entre medidas do campo magnético terrestre e eventos furtivos nos sitemas elétricos do Brasil evidenciam que tal fenômeno pode se manifestar frequentemente na América do Sul, mesmo em latitudes consideradas tropicais. Blackouts e equipamentos danificados sem explicação aparente podem ter sua causa primária no efeito do campo geomagnético. A constatação dos efeitos destes fenômenos entre nós ultrapassa os limites técnicos, com conseqüências que atingem a própria atuação do órgão regulador. Um caso ilustrativo com uma coincidência de eventos aparentemente inexplicável, geradores de blackouts imprevisíveis e multas severas, é analisado e explicado à luz dos fenômenos geomagnéticos.
In “Um Novo Olhar sobre a Segurança de Sistemas Elétricos”,
publicação N. 363, 2003, da revista do IEEE, The Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Os mesmos autores acima relatam diversos “apagões” ocorridos no Brasil e que
tiveram como causa as tempestades magnéticas devidas à interação do vento solar
com o CMT.
Os efeitos sobre os componentes da rede elétrica é imediato:
Um dos efeitos mais dramáticos produzidos pela presença de GICs é a excitação DC nos transformadores, resultando em saturação do núcleo. Esta pode levar à produção de correntes harmônicas, distorcendo tensões e provocando a atuação dos relés de proteção. A saturação pode ainda provocar o aquecimento localizado do núcleo e dos enrolamentos, danificando, em maior ou menor grau, os isolamentos. O calor localizado pode produzir incêndios ou explosões espontâneas, assim como perfurações ou degradações no isolamento.
In “Um Novo Olhar sobre a Segurança de Sistemas Elétricos”,
publicação N. 363, 2003, da revista do IEEE.
63
Os autores também identificaram pontos críticos no Brasil, em momentos
específicos, como foi o caso de um “apagão” ocorrido em dezembro de 2000 (Figura
48 e 49).
Figura 48. Anomalias magnéticas (traços azuis) e pontos de apagões (estrelas) observados por Pinto
et al, 2003, no Brasil em 13/12/2000.
Figura 49 . Variações do campo magnético em Vassouras(RJ), observadas por Pinto et al, 2003, em
Dez/2000, período da ocorrência de grandes apagões no Rio de Janeiro.
Tempo
CMT local (nT)
64
Em Pernambuco, o sistema elétrico é gerenciado pelas Centrais Elétricas de
Pernambuco (CELPE), que possui um potencial significativo para a região (Figura
50), identificado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).
Figura 50. Distribuição da energia elétrica no Brasil. A CELPE tem um potencial de quase 15% da
energia do Nordeste. Fonte: ANEEL, 2006.
Com um potencial significativo de energia elétrica para a região nordeste, pesquisas
constantes serão necessárias no sentido de proteger as estações de distribuição e
para tal os dados geomagnéticos locais são de grande importância.
Uma análise importante sobre a vulnerabilidade das redes elétricas pode ser
encontrado no trabalho “Structural Vulnerability of the North American Power Grid”
de Rébka Albert, Istvan Albert e Gary L. Nakarado, 2004, sobre um blackout ocorrido
em Agosto de 2003 e que deixou várias cidades às escuras. Analisando os dados
disponíveis, concluiram que a ocorrência de diversas explosões solares coincidiram
com os apagões e que a baixa intensidade do campo magnético terrestre está
relacionada à maior vulnerabilidade nas redes de tensão das cidades.
Em Ball e Peplow (2004), referencia-se sobre a necessidade urgente de se revisar
a rede elétrica e intensificar as pesquisas acerca das interferências geomagnéticas
sobre estas.
65
• Efeitos do CMT sobre a Corrosão de Tubulações
Uma das aplicações importantes da influência do geomagnetismo sobre a
engenharia está nas instalações de tubulações (Figura 51). Devido às grandes
distâncias e quantidades de metal envolvidas; alterações significativas na corrosão e
conseqüente eficiência dos dutos são verificadas. Para evitar corrosão, utiliza-se o
método chamado Proteção Catódica. Em pesquisas recentes, desenvolvidas no
Canadá, descobriu-se que o CMT pode interferir na oxidação de encanamentos
muito longos.
F o n t e d e C o r r e n t e C o n t í n u a
E n c a n a m e n t o
T e r r a
Figura 51. Encanamentos são submetidos a pequenas correntes elétricas para evitar corrosão, porém
não estão imunes ao campo geomagnético terrestre, que altera a sua durabilidade. Adaptado de SPACEWEATHER,Canadá, 2006.
Em texto do SPACEWEATHER (2006), informações importantes são dadas para se
evitar o desgaste das tubulações pela interferência do campo geomagnético :
.. uma reação eletroquímica pode ser inibida mantendo o negativo do aço do encanamento (cátodo) com respeito ao solo circunvizinho (ânodo). Pode ser feita conectando-se a saída negativa de uma fonte de alimentação DC ao encanamento e a saída positiva aos dispositivos do ânodo colocados no solo (a) de modo que as correntes elétricas fluam do ânodo ao encanamento (b). Neste arranjo o encanamento é o cátodo do circuito (c); isso porque este método é chamado “proteção catódica”. O sistema de proteção mantém o potencial do encanamento com respeito ao solo em uma região segura de -0.85V a -1.35V. Os campos magnéticos variando no tempo induzem correntes elétricas nos condutores. As variações do campo magnético da terra induzem correntes elétricas nos encanamentos longos e em solo circunvizinho. Estas correntes variáveis no tempo, nomeadas “correntes telúricas”, na indústria do encanamento, criam balanços de tensão no retificador de proteção do sistema catódico do encanamento e faz-se difícil de manter o potencial da tubulação presa ao solo em região segura. Durante tempestades magnéticas, estas variações podem ser grandes o bastante para manter um encanamento na região desprotegida por algumas horas, o que pode reduzir a vida do encanamento.
Fonte: Adaptado de SPACEWEATHER, Canada, 2006.
66
Em Pernambuco, existem longas redes de encanamento (pipelines) que podem
estar sofrendo desgastes sob a ação de tempestades magnéticas. Para pesquisar
sobre a intensidade do campo geomagnético (F) e suas relações com a corrosão,
grupos de pesquisas ambientais, nesta área, necessitarão de dados geomagnéticos
locais, ao mesmo tempo que necessitam de informações sobre tempestades
magnéticas.
O estudo das proteções em tubulações de longa distância torna-se importante por
envolver a ação do meio ambiente sobre o material (corrosão) e os fenômenos
magnéticos naturais (Figura 52).
Figura 52 . Variações de campo magnético e respectivas variações de potencial sobre tubulações. O gráfico de cima mostra uma tempestade magnética e o de baixo a variação de tensão no mesmo
instante em Abr/2000. Adaptado de SPACEWEATHER, Canadá, 2006.
A ocorrência de acidentes envolvendo vazamentos de gás e líquidos perigosos
(como no petróleo) justifica o maior cuidado sobre os efeitos da corrosão. Estes
estudos desenvolvidos no Canadá abrem espaço para pesquisas mais aprofundadas
sobre a corrosão e seus riscos ao ambiente também aqui, no estado de
Pernambuco.
Campo Geomagnético Tempestade Magnética
Período CalmoPeríodo Calmo
Potencial para o Tubo no solo Região insegura
Região insegura
Região segura
Horas6 de Abril 7 de Abril
Campo Geomagnético Tempestade Magnética
Período CalmoPeríodo Calmo
Potencial para o Tubo no solo Região insegura
Região insegura
Região segura
Horas6 de Abril 7 de Abril
V
nT
67
• A importância do CMT nas Pesquisas sobre Astrofísica Existe uma série de pesquisas sendo desenvolvidas nas áreas de Astrofísica Solar
(o Sol é responsável por praticamente toda a radiação que chega à Terra,
interagindo com o CMT). Por exemplo, o estudo da coroa solar, suas variações e
influências sobre o clima na Terra, são um campo aberto de estudos sobre o meio
ambiente espacial (Figura 53) e sua atuação sobre as condições de nosso planeta.
CampoMagnético
Local deliberaçãode energia
Fontede Raio-X Forte
Fontede Raio-X Suave
LimboSolar
CampoMagnético
Local deliberaçãode energia
Fontede Raio-X Forte
Fontede Raio-X Suave
LimboSolar
Figura 53. A Coroa Solar. Ciclos de 11 anos de atividades são detectados, interferindo sobre
as condições climáticas da Terra, devido a grandes explosões , acompanhadas de tempestades magnéticas. Adaptado de Silva, 2005.
No Brasil, o Observatório Nacional, do ministério da Ciência e Tecnologia (ON,
MCT), trabalha no estudo do ambiente espacial com a utilização de
radiotelescópios (Figura 54) e espectrometria dos efeitos da magnetosfera. O
conhecimento das relações entre o campo magnético terrestre local e suas
relações com os efeitos sobre a ionosfera e demais regiões do ambiente
espacial torna-se uma área de campo aberto em nosso Estado.
Figura 54. Radiotelescópio e registros do ambiente espacial. Observatório Nacional, 2006.
68
2.9 Interferências do CMT sobre os Sistemas de Comunicações O campo magnético terrestre atua de forma significativa sobre áreas intensamente
povoadas por instrumentos de comunicações. A algumas dezenas de anos atrás,
não existiam tantos equipamentos; porém o número de satélites, aeronaves e toda
uma sorte de estruturas montadas para comunicações à longa distância, tem
recebidos interferências e efeitos antes desconhecidos (Figura 55).
Elétrons energéticos Prótons Solares
Danos à eletrônica de naves espaciais
Cintilaçãodo sinalde GPSCorrentes ionosféricas
Efeitos daradiaçãoem aviões
Distúrbiosem ondas de RádioIndução geomagnética em
sistemas elétricos
Correntes telúricas em Tubos
Efeitos de indução emCabos submarinos
Interferência Magnéticas empesquisas de Exploração
Elétrons energéticos Prótons Solares
Danos à eletrônica de naves espaciais
Cintilaçãodo sinalde GPSCorrentes ionosféricas
Efeitos daradiaçãoem aviões
Distúrbiosem ondas de RádioIndução geomagnética em
sistemas elétricos
Correntes telúricas em Tubos
Efeitos de indução emCabos submarinos
Interferência Magnéticas empesquisas de Exploração
Figura 55. Alterações mais comuns do CMT sobre as comunicações.
Adaptado de SPACEWEATHER CANADÁ, 2006.
O vento solar, contendo partículas de alta energia é capaz de interferir, segundo o
SPACEWEATHER(2006), sobre vários equipamentos, entre eles, podemos citar :
Satélites de comunicações e observações climáticas;
comunicações via rádio de aviões a cerca de 10.000 metros;
cabos submarinos de comunicação, pelo efeito de indução magnética;
antenas de comunicação por rádio, em terra;
correntes elétricas terrestres sobre tubulações;
interferências sobre redes elétricas;
alterações de sinal sobre o GPS;
danos nas espaçonaves em órbita.
69
Efeitos do CMT no Sistema de Posicionamento Global (GPS)
O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é adotado por uma série de meios de
transporte, como forma guia para localização. Utiliza um conjunto de 24 satélites em
órbita terrestre capazes de identificar qualquer ponto sobre o planeta bastando para
isso, que 3 satélites sejam contactados. Os sinais informam a latitude, a longitude e
a altitude do receptor com alta precisão.
Como os sinais atravessam a ionosfera, estão sujeitos a interferências do CMT
(Figura 56). Pesquisas desenvolvidas nesta área promovem a maior segurança em
navegação aérea e marítima.
FAIXA DE ERROS
Índice total de elétrons variando
muda o trajeto efetivo
CINTILAÇÃOIrregularidade em pequena
escala na densidade de elétrons
causa resvalamento ou fechamento
FAIXA DE ERROS
Índice total de elétrons variando
muda o trajeto efetivo
CINTILAÇÃOIrregularidade em pequena
escala na densidade de elétrons
causa resvalamento ou fechamento
Figura 56. Interferências geomagnéticas sobre a ionosfera causam erros em medidas do GPS.
Canadian Spatial Reference System Active Control System. Adaptado de SPACEWEATHER, 2006. Um dos efeitos identificados é conhecido como “cintilação ionosférica” e seu estudo
requer o conhecimento da intensidade e direção do campo geomagnético local, pois
os efeitos são diferentes para cada posição sobre o globo terrestre. Esta cintilação é
capaz de alterar uma série de instrumentos e até mesmo faze-los deixar de
funcionar. Muitos equipamentos atuais são dependentes do GPS para sua
movimentação e localização precisa, tais como aviões comerciais e de treinamento
militar.
O Serviço Internacional de Meio Ambiente Espacial (ISES – Internacional Space
Environmental Service), orgão que monitora o tempo através do espaço, no Canadá,
dá a seguinte definição para estas interferências:
70
A cintilação ionosférica pode causar problemas, tais como perda de sinal de força, deslizamentos do ciclo da fase, perda do receptor de fechamento, etc., e degrada a qualidade de sistemas de navegação por satélite. Sendo avisados sobre os efeitos, o programa nacional do tempo do espaço (NSWP) alista irregularidades ionosféricas de cintilação como um componente chave do tempo espacial. O programa requer os sistemas capazes de monitorar e de prever influências solares no ambiente do espaço da terra, incluindo a atividade global de irregularidades e da cintilação atmosférica.
Fonte: ISES, SPACEWEATHER, 2006.
O sistema canadense monitora a intensidade da radiação eletromagnética por meio
de satélites, atribuindo vários níveis de periculosidade do ambiente espacial.
Correntes elétricasna Ionosfera
Variação em d ia calm o
Dias Julho 1999Cam
po M
agné
tico
(nT)
Correntes elétricasna Ionosfera
Variação em d ia calm o
Dias Julho 1999Cam
po M
agné
tico
(nT)
Figura 57. Variações do campo magnético local em Ottawa, Canadá, 1999.
Adaptado de IAS (2006).
O monitoramento (Figura 57) separa as situações entre QUIET (dia calmo, baixa
intensidade do campo), MEDIUM (intensidade média de tempestade magnética) e
HARD (intensidade forte de tempestade magnética).
O estado de Pernambuco não possui um sistema de monitoramento de tempestades
magnéticas, dificultando pesquisas acerca da relação entre a intensidade da
radiação solar e seus efeitos sobre as condições energéticas totais da radiação
solar que recai sobre seu ambiente.
71
Efeitos do Campo Geomagnético sobre Satélites Os satélites que orbitam a Terra estão em um ambiente carregado de partículas
energéticas, da ordem de MEV´s (milhões de Eletrons-Volts) e estão sujeitos a
grandes alterações tanto em seu funcionamento quanto em suas trajetórias,
podendo levar a erros de medição de grandezas fundamentais para as condições de
tempo e também sobre localização.
Normalmente, os satélites são colocados em um área livre de turbulências, onde a
pressão do vento solar é balanceada pelo CMT (Figura 58), como relata Mozer et al
(2003) em artigo na revista Plasma Physics. Esta protenção, porém, pode ser
quebrada em certos casos de alterações bruscas da magnetosfera. O estudo destas
variações estão intimamente ligados às emissões na ionosfera, causando um
aumento do número de descargas elétricas sobre o planeta.
Figura 58. A magnetosfera e suas divisões. Um bombardeio de partículas pode atingir os satélites em
órbita. O cinturão de Van Allen só deixa entrar radiação pelos polos. Fonte: UFRGS, 2006.
Recentemente, descobriu-se emissões de radiação eletromagnética de retorno dos
relâmpagos na direção da magnetopausa, o que interfere também sobre a atividade
dos satélites.
72
Em 9 de Julho de 1962, foi lançado um missel para testes, chamado de teste
“Starfish Prime”, para verificar os efeitos da radiação no espaço. Segundo Dupond
(2004), esta explosão saturou a magnetopausa de radiação e fez muitos satélites
pararem de funcionar. Algumas semanas após a explosão, eles retornaram ao
estado normal.
O teste nuclear foi dividido em 2 etapas, cerca de 1 Kiloton (energia equivalente a
1000 toneladas de TNT) detonado a 60 Km de altitude, um outro de vários megatons
detonado a algumas dezenas de quilômetros de altitude.
As implicações de interferências sobre a magnetopausa, para as comunicações, é
enorme, e podem também interferir sobre a quantidade de radiação capaz de atingir
o solo.
A presença de elétrons relativísticos (da ordem de 2 MEV), nas proximidades dos
satélites, podem causar anomalias em seus sinais (Figura 59). O CMT é
componente destas anomalias.
Figura 59. Anomalias em satélite, exemplo do satélite GOES 7, em Janeiro de 1994.
Adaptado de SPACEWEATHER, 2006.
73
Em terra, utilizam-se Magnetômetros terrestres para este monitoramento (Figura
60). São instrumento altamente sensíveis, capazes de detectar um campo magnético
local da ordem de 1 (um) nanoTesla. O Magnetômetro terrestre mais utilizado é,
segundo Andrighetto (2005), do tipo Fluxgate.
Segundo informações do Observatório Nacional (2006), o Brasil possui dois
observatórios magnéticos oficiais: um no município de Vassouras (Rio de Janeiro) e
outro em Tatuoca (Pará).
A região nordeste carece de um observatório magnético para monitoramento do seu
campo magnético natural, capaz de, no futuro, trazer contribuições científicas de
valor significante para o estudo de seu ambiente particular.
Figura 60. Magnetômetro Fluxgate do Instituto Meteorológico dinamarquês, utilizado para
determinação da intensidade do campo magnético terrestre. Fonte:Texto do WMM, 2005.
74
3. METODOLOGIA
3.1 Material e Métodos
• Informações Geográficas de Pernambuco
Para os dados geográficos do Estado de Pernambuco, foram utilizadas as
informações contidas nos bancos de dados da Agência Estadual de Meio Ambiente
e Recursos Hídricos do Estado de Pernambuco (CPRH), do banco de dados do
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e do banco de dados
geográficos disponibilizados no site oficial do governo do Estado de Pernambuco. A
identificação de dados geográficos de Pernambuco e suas regiões estão no Anexo A
deste trabalho.
• Mapas Utilizados para Projeção
Na distribuição dos dados, por toda a área do estado de Pernambuco (Figs. 61 e
62), utilizou-se mapas de contorno de suas regiões (Anexo B), obtidos nos órgãos
oficiais estaduais e federais acima citados.
Figura 61. Mapa de divisões de Pernambuco por regiões de desenvolvimento. CPRH, 2006.
75
Figura 62. Mapa de divisões de Pernambuco por municípios. Fonte: Governo de Pernambuco, 2006.
• Cálculo Numérico dos Elementos Geomagnéticos
Para o cálculo numérico dos elementos geomagnéticos, foram utilizados 3 softwares
específicos, disponibilizados pelos orgão oficiais mundiais de monitoramento do
CMT, a nível global. São eles : o Geomag 6.0, o Geomdr e o Magpoint.
Referências técnicas acerca destes softwares estão no Anexo C deste trabalho.
• Construção de Tabelas e Gráficos
Para a construção de tabelas e gráficos, gerados(as) pelos cálculos numéricos
geomagnéticos foi utilizado o programa EXCEL, do pacote OFFICE 2002 da
Microsoft.
Referências deste software estão no Anexo D.
• Construção de Mapas de Isolinhas do Campo Geomagnético
Para a construção de mapas de isolinhas (um mapa de isolinhas é a representação
de uma superfície por meio de curvas de isovalor) dos elementos geomagnéticos foi
utilizado o software SURFER 8.0.
76
O programa é capaz de gridar (colocar os dados de uma tabela de valores
numéricos em forma de grade, preparando-os para serem distribuidos em uma
superfície) de uma série de formas e coloca-los no formato adequado para serem
plotados em uma área bem definida. O programa exporta imagens de mapas em
vários formatos, entre eles JPEG, BMP e GIF, de alta qualidade.
Referências a este software estão no Anexo E.
• Adaptação de Software para Língua Portuguesa
O programa Geomag 6.0 é utilizado para cálculo de elementos geomagnéticos para
qualquer local do mundo, especificando-se a latitude do local (positiva para o
hemisfério Norte e negativa para o hemisfério Sul), longitude (positiva a leste de
Greenwich e negativa a oeste) e altitude geodésica, sendo portanto de grande valia
para cálculos específicos a determinado local e data. Como o programa é livre
(IAGA,2006) para pesquisas nas áreas científicas de geofísica, sua adaptação para
a lingua nacional (Português) é de grande valia para pesquisadores que desejam
atualizar dados geomagnéticos dentro do estado de Pernambuco.
Para a adaptação do software à lingua nacional, foi utilizado o programa DEV C++,
versão 4.9.9.2 (Vide referências no Anexo F), para desmembrar suas linhas de
programação, construidas em linguagem C++. Com este software as linhas de
programação são traduzidas, gerando um programa auto-executável do Software
Geomag 6.0 para Windows.
• Montagem de Tabelas de Referência do Observatório Nacional (ON)
O Observatório Nacional (ON), vinculado ao Ministério da Ciência e Tecnologia, é o
orgão responsável pela monitoração geomagnética a nível nacional, disponibilizando
estes dados através da Internet.
Foram recolhidas as tabelas (referências e acesso vide Anexo G) contendo os
valores dos elementos geomagnéticos, para o ano de 2007, de todos os 184
municípios pernambucanos, acessíveis através do site do ON.
77
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 Mapas Geomagnéticos para o Estado de Pernambuco
Os mapas geomagnéticos para o estado de Pernambuco foram construidos para
cada mês do ano de 2007 (60 mapas para o Estado, 60 para cada uma das regiões
e 15 para Fernando de Noronha), e indicam valores, em isolinhas coloridas dos
elementos geomagnéticos, a saber a Declinação Magnética (D), a Intensidade de
Campo Total (F), a Intensidade de Campo Horizontal (H), a Inclinação Magnética (I)
e a Intensidade do Campo Vertical (Z). No total foram construídos 375 mapas.
Os mapas aqui obtidos possuem as seguintes características:
• Declinação Magnética (D) : fornecida em graus (o) decimais com precisão de
0,05, num total de 77 mapas, 01 para cada mês do ano de 2007.
• Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) : fornecida em nanoTeslas
(nT), com precisão de 1 nT, num total de 77 mapas, 01 para cada mês do ano
de 2007.
• Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H): fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, num total de 77 mapas, 01 para cada
mês do ano de 2007.
• Inclinação Magnética (I) : fornecida em graus (0) decimais, com precisão de
0,05 graus, num total de 77 mapas, 01 para cada mês do ano de 2007.
• Intensidade do Campo Geomagnético Vertical (Z) : fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, num total de 77 mapas, 01 para cada
mês do ano de 2007.
• Escala gráfica: (0 a 100 Km) para o Estado, (0 a 20 Km) para RMR, Zona da
Mata e Agreste, (0 a 50 Km) para o Sertão e São Francisco e (0 a 2 Km) para
Fernando de Noronha.
• Rosa dos ventos: indicativa da direção Norte e demais direções.
• Valores indicativos da Latitude: na vertical, com precisão de 1 grau para o
Hemisfério Sul.
• Valores indicativos da Longitude: na horizontal, com precisão de 1 grau
para Oeste de Greenwich.
Apresenta-se, a seguir, exemplos de mapas geomagnéticos (Figuras 63 a 69).
78
Figura 63. Mapa de isolinhas da Declinação Magnética (D) de Pernambuco, para Janeiro de 2007.
79
Figura 64. Mapa da Declinação Magnética (D) da RMR, para Outubro de 2007.
80
Figura 65. Mapa de Intensidade do Campo geomagnético Total (F) para a Zona da Mata de Pernambuco, em Julho de 2007.
81
Figura 66. Mapa de Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H) para o Agreste de Pernambuco, em Maio de 2007.
82
Figura 67. Mapa de Inclinação Magnética (I) para o Sertão Pernambucano, em Abril de 2007.
83
Figura 68. Mapa de Intensidade do Campo Geomagnético Vertical do vale do São Francisco, em
Pernambuco, para Novembro de 2007.
84
Figura 69. Mapa de Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) para Fernando de Noronha, em Dezembro de 2007.
85
4.2 Gráficos Geomagnéticos de Pernambuco
Com o uso da ferramenta computacional adequada, foram construídos gráficos
lineares e de colunas das variações dos elementos geomagnéticos, para o ano de
referência, de Pernambuco (5 gráficos), suas regiões econômicas (25 gráficos), suas
principais cidades (25 gráficos) e Fernando de Noronha (5 gráficos), com as
seguintes características :
• Declinação Magnética (D) : fornecida em graus (o) decimais, com precisão
de 0,05, para cada mês do ano de 2007.
• Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) : fornecida em nanoTeslas
(nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007.
• Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H): fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007.
• Inclinação Magnética (I) : fornecida em graus (0) decimais, com precisão de
0,05 graus, para cada mês do ano de 2007.
• Intensidade do Campo Geomagnético Vertical (Z) : fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007.
Os gráficos são acompanhados das tabelas respectivas que os originaram,
podendo-se interpolar valores médios dentro de cada mês.
A seguir, são apresentados alguns dos gráficos construídos (Figuras 70 a 81).
Figura 70. Gráfico da Declinação Magnética para o Estado de Pernambuco, em 2007.
86
Figura 71. Gráfico da Intensidade do Campo Total (F) para a Zona da Mata – PE, em 2007.
Figura 72. Gráfico da Intensidade do Campo Vertical para o Agreste-PE, em 2007.
Figura 73. Gráfico da Intensidade do Campo Magnético Horizontal do Sertão-PE, em 2007.
87
Figura 74. Gráfico da Inclinação magnética para o Vale do São Francisco-PE, em 2007.
Figura 75. Gráfico da Intensidade do Campo Vertical de Fernando de Noronha-PE, em 2007.
Figura 76 Gráfico da Intensidade do Campo Vertical para Recife-PE, em 2007.
88
Figura 77.Gráfico da Intensidade do Campo Total para Vitória de Santo Antão-PE, em 2007.
Figura 78. Gráfico da Inclinação Magnética de Caruaru-PE, em 2007.
Figura 79. Gráfico da Intensidade do Campo Horizontal de Serra Talhada-PE, em 2007.
89
Figura 80. Gráfico da Intensidade do Campo Horizontal de Petrolina-PE, em 2007.
Figura 81. Gráfico da Declinação Magnética de Fernando de Noronha-PE, em 2007.
90
4.3 Gráficos Geomagnéticos Históricos de Pernambuco (1900-2010)
Para o Estado de Pernambuco
Foram construídos gráficos lineares de variações dos elementos geomagnéticos,
para o estado como um todo, no período de validade do modelo IGRF10 (de 1900 a
2010), utilizando-se os seguintes dados:
• Latitude média para o Estado : -8,37250 S • Longitude média para o Estado : -38,0830 W
• Altitude média: 444 metros
• Variação temporal de 1900 a 2010
Com o software Geomag 6.0 e o Microsoft Excell, obteve-se gráficos de:
• Declinação Magnética (D) : fornecida em graus (o) decimais, com precisão
de 0,05.
• Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) : fornecida em nanoTeslas
(nT), com precisão de 1 nT.
• Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H): fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT.
• Inclinação Magnética (I) : fornecida em graus (0) decimais, com precisão de
0,05 graus.
• Intensidade do Campo Geomagnético Vertical (Z) : fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT.
A seguir são apresentados, como exemplo, alguns destes gráficos (Figuras 82 a 84).
91
Figura 82. Gráfico da Inclinação Magnética de Pernambuco, de 1900 a 2010.
Figura 83. Gráfico do Campo Total de Pernambuco, de 1900 a 2010.
Figura 84. Gráfico da Declinação Magnética de Pernambuco, de 1900 a 2010.
92
Para as Regiões de Pernambuco
Foram construídos gráficos lineares de variações dos elementos geomagnéticos
para as 5 regiões do estado e Fernando de Noronha, contendo os dados geográficos
citados neste trabalho. Para o cálculo foram introduzidos valores, para cada região,
de:
• Limites de latitude geográfica • Limites de longitude geográfica
• Altitude média para cada região
• Período histórico de 1900 a 2010
Com o software Geomag 6.0 e o Microsoft Excell, obteve-se gráficos de:
• Declinação Magnética (D) : fornecida em graus (o) decimais, com precisão
de 0,05.
• Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) : fornecida em nanoTeslas
(nT), com precisão de 1 nT.
• Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H): fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT.
• Inclinação Magnética (I) : fornecida em graus (0) decimais, com precisão de
0,05 graus.
• Intensidade do Campo Geomagnético Vertical (Z) : fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT.
A seguir, são apresentados alguns destes gráficos (Figuras 85 a 90).
93
Figura 85. Gráfico da Declinação Magnética da RMR-PE, de 1900 a 2010.
Figura 86. Gráfico da Intensidade do Campo Vertical do Agreste-PE, de 1900 a 2010.
Figura 87. Gráfico da Inclinação Magnética da Zona da Mata-PE, de 1900 a 2010.
94
Figura 88. Gráfico da Intensidade do Campo Horizontal do Sertão-PE, de 1900 a 2010.
Figura 89. Gráfico da Intensidade do Campo Total no São Francisco-PE, de 1900 a 2010.
Figura 90. Gráfico da Inclinação Magnética em Fernando de Noronha-PE, de 1900 a 2010.
95
4.4 Tabelas dos Elementos Geomagnéticos para 2007
Tabelas para o Estado de Pernambuco
Foram construídas tabelas de variações médias dos elementos geomagnéticos, para
o estado como um todo, utilizando-se os seguintes dados:
• Latitude média para o Estado : -8,37250 S • Longitude média para o Estado : -38,0830 W
• Altitude média: 444 metros
Com o software Geomag 6.0 e o Microsoft Excell, obteve-se tabelas de:
• Declinação Magnética (D) : fornecida em graus (o) decimais, com precisão
de 0,05, para cada mês do ano de 2007 (Tabela 3-a).
• Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) : fornecida em nanoTeslas
(nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007 (Tabela 3-b).
• Intensidade do Campo Geomagnético Vertical (Z) : fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007
(Tabela 3-c).
• Inclinação Magnética (I) : fornecida em graus (0) decimais, com precisão de
0,05 graus, para cada mês do ano de 2007 (Tabela 3-d).
• Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H): fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007
(Tabela 3-e).
A seguir, as tabelas são dispostas conforme o indicado.
96
Tabela 3. Elementos geomagnéticos do Estado de Pernambuco, em 2007.
a- Declinação Magnética (D) em graus
Jan -22,44262295 Fev -22,44262295 Mar -22,44262295 Abr -22,44262295 Mai -22,42622951 Jun -22,42622951 Jul -22,42622951 Ago -22,42622951 Set -22,42622951 Out -22,42622951 Nov -22,42622951 Dez -22,4262
d- Inclinação Magnética (I) em graus
Jan -22,63934426 Fev -22,6557377 Mar -22,68852459 Abr -22,72131148 Mai -22,75409836 Jun -22,7704918 Jul -22,80327869 Ago -22,83606557 Set -22,85245902 Out -22,8852459 Nov -22,91803279 Dez -22,93442623
b- Intensidade do Campo Total (F) em nT
Jan 25418,4 Fev 25419 Mar 25419,5 Abr 25420,1 Mai 25420,7 Jun 25421,2 Jul 25421,8 Ago 25422,4 Set 25422,9 Out 25423,5 Nov 25424,1 Dez 25424,7
e- Intensidade do Campo Horizontal (H) em nT
Jan 23451,9 Fev 23447,3 Mar 23442,6 Abr 23438 Mai 23433,3 Jun 23428,7 Jul 23424 Ago 23419,4 Set 23414,7 Out 23410,1 Nov 23405,4 Dez 23400,7
c- Intensidade do Campo Vertical (Z) em nT
Jan -9792,6 Fev -9804,5 Mar -9816,5 Abr -9828,4 Mai -9840,3 Jun -9852,3 Jul -9864,2 Ago -9876,1 Set -9888,1 Out -9900 Nov -9912 Dez -9923,9
97
Tabelas das Regiões de Pernambuco para 2007
Foram construídas tabelas de variações médias dos elementos geomagnéticos, para
as regiões do estado e Fernando de Noronha, utilizando-se os dados dispostos
neste trabalho. Os dados específicos das região são:
• Latitude média para cada região • Longitude média para cada região
• Altitude média de cada região
Com o software Geomag 6.0 e o Microsoft Excell, obteve-se tabelas de:
• Declinação Magnética (D) : fornecida em graus (o) decimais, com precisão
de 0,05, para cada mês do ano de 2007 (Tabela 4-a).
• Intensidade do Campo Geomagnético Total (F) : fornecida em nanoTeslas
(nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007 (Tabela 4-b).
• Intensidade do Campo Geomagnético Vertical (Z) : fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007
(Tabela 4-c).
• Inclinação Magnética (I) : fornecida em graus (0) decimais, com precisão de
0,05 graus, para cada mês do ano de 2007 (Tabela 4-d).
• Intensidade do Campo Geomagnético Horizontal (H): fornecida em
nanoTesla (nT), com precisão de 1 nT, para cada mês do ano de 2007
(Tabela 4-e).
A seguir, como exemplo, as tabelas da Região Metropolitana do Recife (RMR) são
dispostas conforme o indicado.
98
Tabela 4. Elementos Geomagnéticos da Região Metropolitana do Recife, em 2007.
a- Declinação Magnética (D) em graus
Jan -22,36065574Fev -22,3442623Mar -22,3442623Abr -22,3442623Mai -22,3442623Jun -22,3442623Jul -22,32786885Ago -22,32786885Set -22,32786885Out -22,32786885Nov -22,32786885Dez -22,32786885
d- Inclinação Magnética (I) em graus
Jan -25,60655738Fev -25,62295082Mar -25,6557377Abr -25,67213115Mai -25,70491803Jun -25,73770492Jul -25,75409836Ago -25,78688525Set -25,80327869Out -25,83606557Nov -25,86885246Dez -25,8852459
b- Intensidade do Campo Total (F) em nT
Jan 25741,1Fev 25741,9Mar 25742,6Abr 25743,4Mai 25744,1Jun 25744,9Jul 25745,7Ago 25746,4Set 25747,2Out 25748Nov 25748,8Dez 25749,6
e- Intensidade do Campo Horizontal (H) em nT
Jan 23218,9Fev 23214,6Mar 23210,3Abr 23206Mai 23201,7Jun 23197,4Jul 23193,1Ago 23188,7Set 23184,4Out 23180,1Nov 23175,8Dez 23171,5
c- Intensidade do Campo Vertical (Z) em nT
Jan -11129Fev -11140,4Mar -11151,7Abr -11163Mai -11174,4Jun -11185,7Jul -11197Ago -11208,4Set -11219,7Out -11231Nov -11242,4Dez -11253,7
99
4.5 Tabelas Geomagnéticas de Referência dos Municípios Pernambucanos para 2007 As tabelas para cada um dos 184 municípios pernambucanos (Tabela 5) foram
obtidas dos arquivos do Observatório Nacional (ON – www.on.br), calculadas
utilizando-se como base de cálculo o modelo WMM2005, através do software
Geomag v5.2, semelhante ao Geomag 6.0. Estas tabelas servem também como
padrões de comparação de valores geomagnéticos obtidos pelo autor com os os
dados oficiais do ON.
Os municípios disponibilizados estão listados abaixo, em ordem alfabética: Tabela 5. Lista dos 184 municípios Pernambucanos.
Abreu e Lima
Afogados da
Ingazeira
Afranio
Agrestina
Agua Preta
Aguas Belas
Alagoinha
Alianca
Altinho
Amaraji
Angelim
Aracoiaba
Araripina
Arcoverde
Barra de Guabiraba
Barreiros
Belem de Maria
Belem de Sao
Francisco
Belo Jardim
Betania
Bezerros
Bodoco
Bonito
Brejao
Brejinho
Brejo da Madre de
Deus
Buenos Aires
Buique
Cachoeirinha
Caetes
Bom Conselho
Bom Jardim
Calcado
Calumbi
Camaragibe
Camocim de Sao
Felix
Camutanga
Canhotinho
Capoeiras
Carnaiba
Carnaubeira da
Penha
Carpina
Caruaru
Casinhas
Catende
Cedro
Cha Grande
Cha de Alegria
Condado
Correntes
Cortes
Cumaru
Cupira
Custodia
Dormentes
Escada
Exu
Floresta
Frei Miguelinho
Gameleira
Garanhuns
Gloria do Goita
Goiana
Granito
Gravata
Iati
Ibimirim
Ibirajuba
Igarassu
Iguaraci
Inaja
Ingazeira
Ipojuca
Ipubi
Itacuruba
Itaiba
Itamaraca
Itambe
Itapetim
Itapissuma
Itaquitinga
Jaboatao dos
Guararapes
Jaqueira
Jatauba
Jatoba
Joao Alfredo
Joaquim Nabuco
Lagoa Grande
Lagoa do Ouro
Lagoa do Carro
Lagoa do Itaenga
Lagoa dos Gatos
Lajedo
Limoeiro
Macaparana
Machados
Manari
Maraial
Mirandiba
Moreilandia
Moreno
Nazare da Mata
Olinda
Orobo
Oroco
Ouricuri
Palmares
Palmeirina
Panelas
Paranatama
Parnamirim
Passira
Paudalho
Paulista
Pedra
Pesqueira
Petrolandia
Petrolina
Quipapa
Quixaba
Recife
Riacho das Almas
Ribeirao
Rio Formoso
Saire
Salgadinho
Salgueiro
Saloa
Sanharo
Santa Cruz da Baixa
Verde
Santa Cruz do
Capibaribe
Santa Cruz
Santa Filomena
Santa Maria da Boa
Vista
Santa Maria do
Cambuca
Santa Terezinha
Sao Benedito do Sul
Sao Bento do Una
Sao Caitano
Sao Joao
Sao Joaquim do
Monte
Sao Jose da Coroa
Grande
Sao Jose do
100
Cabo de Santo
Agostinho
Cabrobo
Sao Lourenco da
Mata
Sao Vicente Ferrer
Serra Talhada
Serrita
Sertania
Feira Nova
Ferreiros
Flores
Sirinhaem
Solidao
Surubim
Toritama
Tracunhaem
Trindade
Jucati
Jupi
Jurema
Tabira
Tacaimbo
Tacaratu
Tamandare
Taquaritinga do Norte
Terezinha
Pocao
Pombos
Primavera
Terra Nova
Timbauba
Triunfo
Tupanatinga
Tuparetama
Venturosa
Belmonte
Sao Jose do Egito
Verdejante
Vertente do Lerio
Vertentes
Vicencia
Vitoria de Santo
Antao
Xexeu
Fonte: Governo do Estado de Pernambuco, 2007.
Para exemplificar o formato de tabelas disponibilizadas, é apresentada, a seguir, a
tabela de dados geomagnéticos para o município de Abreu e Lima, para todo o ano
de 2007, dada como um exemplo das 184 disponibilizadas para a construção do
Atlas geomagnético de Pernambuco (Tabela 6).
Tabela 6. Tabela-exemplo de Elementos Geomagnéticos para a cidade de Abreu e Lima, Município
de Paulista – PE, para o ano de 2007.
Atlas Geomagnético de Pernambuco 2007
Tabela de Elementos Geomagnéticos dos Municípios Pernambucanos
Fonte: Observatório Nacional ( www.on.br )
Rua Gal. José Cristino,77- CEP 20921-400, São Cristovão, Rio de Janeiro - RJ - Brasil- Fone 55 21 3878-9100 - Fax 55 21 2580-6041
Observatório Nacional - Ministério da Ciência e Tecnologia - MCT - Governo Federal
Localidade: ABREU E LIMA - PE
Geomag v5.2
Model: WMM-2005
Latitude: -7 deg, 54 min, 42 sec
Longitude: -34 deg, 54 min, 10 sec
Altitude: 0.02 km
--------------------------------------------------------------------------
Date D I H X Y Z F (dd mm yyyy) (DD:MM) (DD:MM) (nt) (nt) (nt) (nt) (nt)
101
1 1 2007 -22:18 -25:26 23295 21553 -8839 -11081 25796 2 1 2007 -22:18 -25:26 23295 21553 -8839 -11082 25796 3 1 2007 -22:18 -25:27 23295 21553 -8839 -11082 25796 4 1 2007 -22:18 -25:27 23295 21552 -8839 -11082 25796 5 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11083 25797 6 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11083 25797 7 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11083 25797 8 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11084 25797 9 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11084 25797 10 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11085 25797 11 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8839 -11085 25797 12 1 2007 -22:18 -25:27 23294 21552 -8838 -11085 25797 13 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11086 25797 14 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11086 25797 15 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11086 25797 16 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11087 25797 17 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11087 25797 18 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11088 25797 19 1 2007 -22:18 -25:27 23293 21551 -8838 -11088 25797 20 1 2007 -22:18 -25:27 23292 21551 -8838 -11088 25797 21 1 2007 -22:18 -25:27 23292 21551 -8838 -11089 25797 22 1 2007 -22:18 -25:27 23292 21550 -8838 -11089 25797 23 1 2007 -22:18 -25:28 23292 21550 -8837 -11089 25797 24 1 2007 -22:18 -25:28 23292 21550 -8837 -11090 25797 25 1 2007 -22:18 -25:28 23292 21550 -8837 -11090 25797 26 1 2007 -22:18 -25:28 23292 21550 -8837 -11090 25797 27 1 2007 -22:18 -25:28 23291 21550 -8837 -11091 25797 28 1 2007 -22:18 -25:28 23291 21550 -8837 -11091 25797 29 1 2007 -22:18 -25:28 23291 21550 -8837 -11092 25797 30 1 2007 -22:18 -25:28 23291 21550 -8837 -11092 25797 31 1 2007 -22:18 -25:28 23291 21549 -8837 -11092 25797 1 2 2007 -22:18 -25:28 23291 21549 -8837 -11093 25797 2 2 2007 -22:18 -25:28 23291 21549 -8837 -11093 25797 3 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21549 -8836 -11093 25797 4 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21549 -8836 -11094 25798 5 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21549 -8836 -11094 25798 6 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21549 -8836 -11094 25798 7 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21549 -8836 -11095 25798 8 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21549 -8836 -11095 25798 9 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21548 -8836 -11096 25798 10 2 2007 -22:18 -25:28 23290 21548 -8836 -11096 25798 11 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8836 -11096 25798 12 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8836 -11097 25798 13 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8835 -11097 25798 14 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8835 -11097 25798 15 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8835 -11098 25798 16 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8835 -11098 25798 17 2 2007 -22:18 -25:29 23289 21548 -8835 -11099 25798 18 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8835 -11099 25798 19 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8835 -11099 25798 20 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8835 -11100 25798 21 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8835 -11100 25798 22 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8835 -11100 25798 23 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8835 -11101 25798 24 2 2007 -22:18 -25:29 23288 21547 -8834 -11101 25798 25 2 2007 -22:18 -25:29 23287 21547 -8834 -11101 25798 26 2 2007 -22:18 -25:29 23287 21547 -8834 -11102 25798 27 2 2007 -22:18 -25:29 23287 21546 -8834 -11102 25798 28 2 2007 -22:18 -25:29 23287 21546 -8834 -11103 25798
102
4.6 Tradução de Software Geomagnético para a Língua Portuguesa Com o uso do programa DEVC++, foi possível desmembrar as linhas de computação
eletrônica do software Geomag 6.0 da IAGA (Figura 91) e, assim, obter-se um
dispositivo muito últil de cálculo. Podemos citar, entre outras, algumas vantagens da
tradução do Software Geomag 6.0 para o português:
• Facilidade de identificação do modelo escolhido (WMM ou IGRF).
• Compreensão das etapas de computação científica envolvidas.
• Maior facilidade de difusão do software, dentro da comunidade acadêmica, no
Estádo e na região.
• Acesso imediato a valores numéricos com o uso de um simples
microcomputador, não necessitando de uso da Internet ou tabelas de
aproximação.
• Determinação precisa de valores numéricos dos elementos geomagnéticos
para áreas não incluídas no Atlas Geomagnético de Pernambuco.
• Facilidade de introdução dos dados necessários (altitude local, longitude e
latitude, além da data).
Figura 91. Visualização do Software Geomag 6.0 , em uso, na língua portuguesa. Fonte: IAGA, 2006.
103
4.7 Contribuições tecnológicas da construção do Atlas Geomagnético de Pernambuco para pesquisas relacionadas à preservação do Meio Ambiente
• Pesquisas relacionadas ao Biomagnetismo
As pesquisas ligadas ao estudo de migrações e das relações de espécies com o
CMT estão em acordo com os diversos princípios de proteção à fauna e manutenção
dos seus ecossistemas.
Recentemente, em 1998, foi editada a Lei nº 9.605, que, em seu art. 29, § 3º,
conceituou como espécimes da fauna silvestre:
todos aqueles pertencentes às espécies nativas, migratórias e quaisquer outras, aquáticas ou terrestres, que tenham todo ou parte de seu ciclo de vida ocorrendo dentro dos limites do território brasileiro, ou águas jurisdicionais brasileiras.
Na legislação estadual foi instituída a Defesa Sanitária Animal do Estado de
Pernambuco, através da Lei nº 12.228, de 21 de Junho de 2002. que no seu Art.1o
afirma:
É da competência do Poder Executivo a fixação da política de defesa sanitária animal do Estado de Pernambuco, indispensável para o combate, o controle e a erradicação das doenças infecto-contagiosas, infecciosas e parasitárias, inclusive as de notificação obrigatória, que acometem os animais domésticos e silvestres, com vistas à valorização da produção animal, à promoção da saúde pública e à proteção do consumidor e do meio ambiente.
Com a construção de um Atlas Geomagnético para Pernambuco, torna-se possível o
fornecimento de dados numéricos para embasamento de pesquisas acerca de
modificações em ecossistemas locais e das rotas migratórias de várias espécies, tais
como pássaros presentes na região nordeste, entre eles, conforme o IBAMA (2006),
os maçaricos-de-papo-vermelho (Calidris canutus), o branco e o de cor sobre-
acinzentado, respectivamente (Calidris alba e Calidris fuscicollis) e os trinta-réis
(Sterna hirundo), do hemisfério norte, o albatroz-real (Diomedea epomorpha), o
Albatroz-de-nariz-amarelo (Thalassarche chlororynchus), o bobo-escuro (Puffinus
griseus) e outras espécies de passeriformes como o colegial (Lessonia rufa),
104
galhandra-de-três-rabos (Mimus triurus), e o príncipe (Pyrocephalus rubinus), do
hemisfério sul, todas elas comuns ao Estado de Pernambuco.
O controle de espécies aviárias que fazem migrações de longa distância consiste,
também, em prevenção ao contágio de doenças exógenas.
A proteção destas espécies está condicionada a monitoramentos constantes de
suas rotas de migração e a tomada de medidas preventivas quanto a sua alteração
em número e qualidade de vida das espécies, fatores que contribuem com a
preservação da fauna, presentes em todo o território do Estado de Pernambuco.
Podemos identificar esta proteção no art. 225, § 1º da CF:
VII - proteger a fauna e a flora, vedadas, na forma da lei, as práticas que coloquem em risco sua função ecológica, provoquem a extinção de espécies ou submetam os animais a crueldade.
Podemos verificar, também, que a pesquisa acerca das migrações de aves com
potencial de transmissão de doenças está dentro da previsão do Ministério da
Agricultura, que, através de sua Secretaria de Defesa Agropecuária emitiu a
Instrução Normativa N. 17, de 07 de Abril de 2006, publicada na edição No. 69, de 10
de Abril de 2006, do Diário Oficial da União, onde aprova-se o Plano Nacional de
Prevenção da Influenza Aviária e apresenta-se as medidas necessárias para
minimizar seus efeitos.
Art. 1º O Plano Nacional de Prevenção da Influenza Aviária e de Controle e Prevenção da Doença de Newcastle é estratégia passível de aplicação em todas as Unidades da Federação (UF), para promover ações direcionadas à defesa sanitária animal, visando ao fortalecimento do sistema de atenção veterinária e à implementação do Programa Nacional de Sanidade Avícola (PNSA), em todo o território nacional.
MAPA, Instrução Normativa N.17, 2006.
Outra contribuição importante destas informações é o estudo de migrações de
muitas espécies típicas de peixes, entre elas o atum e outras econômicamente
importantes, que podem ser alvo de pesquisas acerca de sua movimentação
oceânica. Os ciclos de reprodução das espécies estão condicionados às condições
climáticas e também às alterações ocorridas no ambiente da alta atmosfera.
105
Conforme a própria Secretaria Nacional de Aqüicultura e Pesca do Governo Federal
afirma :
Neste contexto, a pesca extrativa marinha assume um papel de fundamental importância tendo em vista que, principalmente em relação à pesca oceânica ,o Brasil precisa marcar sua presença no Atlântico como forma de assegurar suas cotas de captura, principalmente de atuns e afins. A produção extrativa costeira alcançou 420.000 toneladas e a oceânica 51.000 toneladas. A pesca continental produziu 230.000 toneladas e a aqüicultura 260.000 toneladas No ano de 2002, a aqüicultura e a pesca no Brasil produziram 985.000 toneladas, o que implicou na geração de renda em torno de US$ 4,9 bilhões, o equivalente a 0,4% do PIB.
O diagnóstico da pesca extrativa no Brasil Secretaria Especial de Aqüicultura e Pesca – SEAP
Destacam-se, também, o uso de dados geomagnéticos no estudo do ciclo de vida
das lagostas mais comuns ao litoral brasileiro, como a lagosta vermelha (Panulirus
argus). O IBAMA tem colocado várias instruções normativas, tais como a Instrução
Normativa nº. 138, de 6 de Dezembro de 2006, que obriga a limitações na captura
de lagostas. Pesquisas mais minuciosas podem contribuir para um controle mais
detalhado das regiões de crescimento e desova destas lagostas, contribuindo para
um controle ambiental mais racional.
A tartaruga marinha, que também tem seu ciclo de vida estudado por variações do
CMT, está protegida por lei, através da portaria 005 de 31 de junho de 1986, da
Superintendência do Desenvolvimento da Pesca (SUDEPE), onde afirma:
Art. 1º - Proibir a captura de quaisquer espécies de tartarugas marinhas. Parágrafo Único – è proibido molestar tartarugas marinhas nos locais de reprodução, bem como a colheita de ovos desses quelônios.
SUDEPE, portaria 05/86.
Podemos destacar, também, o estudo de insetos típicos da região e suas relações
físicas durante mudanças de habitat. A avaliação dos impactos causados nos
ecossistemas poderá ser feita com maior gama de dados, promovendo a abertura de
várias linhas de pesquisas ambientais locais.
106
• Pesquisas relacionadas à Física e à Engenharia
Informações sobre o CMT e suas condições locais darão uma contribuição para o
fornecimento de dados numéricos do CMT e sua influência sobre alterações na
condições locais tais como na corrosão em tubulações metálicas já instaladas, e a
serem instaladas, dentro do território do Estado.
A corrosão de superfícies metálicas e suas interferências ambientais estão previstas
na norma técnica NBR 14676, da Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT), que dispõe sobre protetivos temporários contra corrosão, fornecendo um
roteiro de relatório de ensaio de exposição em condições ambientais específicas.
Aqui colocamos a interferência do CMT como fator ambiental natural, já identificado
em várias pesquisas no exterior como as do Canadá (SPACEWEATHER,2006).
No Brasil, existe a Resolução CONAMA No. 273, de 2000, que disciplina a instalação
de sistemas de armazenamento de petróleo. As licenças prévias e de instalação só
serão concedidas se houver “caracterização geológica do terreno da região onde se
insere o empreendimento com análise de solo, contemplando a permeabilidade do
solo e o potencial de corrosão” (Art.5of). No que se insere uma avaliação ambiental
acerca da corrosão sobre dutos e tambores de armazenamento, caso contrário
haverá risco de impactos através de vazamentos ou outros acidentes decorrentes
desta. Foi verificado, em revisão bibliográfica deste trabalho, a influência do CMT
sobre a corrosão em tubulações metálicas.
Uma aplicação importante está na norma técnica NBR 10.933 da ABNT, de 1999,
que disciplina o preparo e apresentação de projeto de proteção catódica de
plataformas fixas de aço para produção de petróleo. O projeto pode ser aprimorado
com um estudo dos impactos causados pelas tempestades magnéticas sobre a
tubulação e as demais estruturas metálicas, com objetivo de diminuição da corrosão.
Também existe a contribuição para melhoria de projetos de dutos submarinos, como
está disciplinada na NBR 10.882, de 1989. A norma indica o preparo e
apresentação de projeto de proteção catódica para dutos submarinos e dutos de
interligação e seus procedimentos.
107
Nas pesquisas acerca da medida de intensidade da radiação solar sobre o Estado, o
CMT aparece como fator de investigação das relações entre as diversas situações
climáticas de cada região.
O potencial de pesquisas sobre radiação solar, no Brasil, é muito grande, como
podemos atestar por projetos como o da USP, relatado abaixo:
Por ser um país localizado em sua maior parte na região intertropical, o Brasil possui grande potencial de energia solar durante todo ano. Além disso, a radiação solar constitui uma opção limpa e renovável de produção de energia”, segundo o artigo “Levantamento dos recursos de energia solar no Brasil com o emprego de satélite geoestacionário – o Projeto Swera”, de Fernando Martins, Enio Pereira e Mariza Echer, pesquisadores da Divisão de Clima e Meio Ambiente, Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. A idéia é conhecer a disponibilidade dessa fonte de energia e seu aproveitamento, por meio de modelos computacionais para estimar o fluxo de energia solar na superfície. O trabalho apresenta uma revisão sobre os princípios que estão por trás desses modelos, seguindo como exemplo a transferência radiativa Brasil-SR. Trata-se de metodologia empregada no mapeamento do potencial energético solar da América Latina pelo projeto Solar and Wind Energy Resource Assessment (Swera), financiado pela Divisão de Ambiente Global por meio do Programa das Nações Unidas para o Ambiente.
Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 26, nº 2, São Paulo, 2004.
Dados geomagnéticos fornecem suporte à pesquisa acerca da produção e do
aproveitamento de energia solar no Estado, tais como na elaboração de intensidade
solarimétrica em regiões de projetos especiais no aproveitamento de energia solar
como fonte alternativa de energia.
As interferências sobre redes de energia elétrica fazem parte de área de pesquisas a
serem beneficiadas com dados históricos e imediatos do comportamento do CMT,
nas diversas áreas do Estado. A proteção atmosférica contra emissão de descargas
elétricas e sua proteção é destacada pela norma NBR 5419, da ABNT, 2001, que
institui os formatos de proteção e manuseio de estruturas na presença de descargas
elétricas naturais.
108
• Contribuição ao Estudo das Geociências
No estudo dos condicionantes geológicos de nosso estado sobre o meio ambiente,
tais como os diversos estudos de extrativismo mineral, projetos de pesquisas acerca
do Paleomagnetismo, entre outros, destacamos a importância em que são reunidos
dados de evolução geológica específicas para nossa região.
Estudos aerogeofísicos do semi-árido, que utilizam o estudo magnético do espaço
geológico através do modelo IGRF, têm feito grandes progressos na pesquisa
mineral em nossa região, como informa o CPRM em seu comunicado aos grupos de
pesquisas minerais do país:
No ano de 2006, a CPRM concluiu o Projeto Aerogeofísico Pernambuco-Piauí (PE,PI), cujos dados digitais aeromagnetométricos e aerogamaespectrométricos estão disponibilizados para venda, sob a forma dos seguintes produtos: 1) Arquivo XYZ da área inteira do Projeto, 2) Arquivo em GRID da área inteira do Projeto, 3) Mapas temáticos da área total do Projeto e 4) Mapas temáticos em arquivos digitais para impressão.
Comunicado CPRM 01/2006.
Podemos destacar também serem beneficiadas as áreas de pesquisas acerca das
inversões do pólo magnético terrestre, capazes de identificar alterações ambientais
significativas a nível global e que podem ser desenvolvidas com dados locais do
CMT.
Em relação à levantamentos da estrutura da geologia do Estado, detaca-se o uso
dos dados do CMT no envolvimento de cálculos do Campo Total, da Declinação
Magnética e da Inclinação Magnética, para obtenção de mapeamento pelo uso da
magnetometria de campo, muito comum nos levantamentos geológicos.
O estudo do magnetismo fóssil do Estado, o Paleomegnetismo, aumenta seu campo
de atividades com a inclusão de dados dos últimos 100 anos de história do CMT em
Pernambuco.
Na Geofísica Ambiental, acrescenta-se dados numéricos importantes para o uso dos
método magnético na prospecção de resíduos, notadamente no identificação de
estruturas de ferros enterradas e que podem degradar áreas inteiras com
vazamentos de matérias tóxicos estocados por longos períodos ou sem autorização.
109
• Contribuição nas Pesquisas acerca das Comunicações Eletromagnéticas
O estudo acerca das interferências sobre instrumentos de comunicação, tais como
cintilação em GPS e outros que utilizam sinais eletromagnéticos com propagação
pela ionosfera, é de fundamental importância para a segurança de navegação e
também na precisão de sinais advindo de satélites que cortam o ambiente
atmosférico de Pernambuco.
Em seu artigo “Consequências de uma tempestade Geomagnética no
posicionamento relativo de receptores GPS de simples freqüência”, DalPoz e
Camargo (2006) afirmam:
O campo geomagnético exerce forte influencia na variação do TEC (Conteúdo total de elétrons), pois ele controla o movimento das partículas ionizadas. Após eventos solares, como por exemplo, explosões solares, as linhas de força do campo geomagnético podem ser comprimidas de forma significativa, caracterizando as tempestades geomagnéticas.
Bol. Ciênc. Geod., sec. Artigos, Curitiba, v. 12, no 2, p.275-294, jul-dez, 2006.
O que implica a um estímulo às pesquisas no campo das interferências sobre os
sistemas de navegação de aviões, navios e outros meios de transporte que utilizem
o GPS como sistema de guia, visando avaliar de forma específica as implicações de
possíveis erros de medida causados pelo CMT.
Na Constituição Federal, o controle de cartografia está garantido por lei:
CAPÍTULO II Art.21 Compete à União:
XV - Organizar e manter os serviços oficiais de estatística, geografia, geologia e cartografia de âmbito nacional;
Art.22 Compete privativamente à União legislar sobre:
XVIII - Sistema estatístico, sistema cartográfico e de geologia nacionais;
Um levantamento de grandes áreas com o uso do GPS, pode sofrer alterações
dimensionamento se não forem feitas correções na precisão do instrumento. As
normas para uso de GPS em levantamento cartográficos estão disponíveis no
Departamento de Geodésia do IBGE (disponível em http://www.concar.ibge.gov.br),
através de seu relatório “Especificações e Normas Gerais para Levantamentos
GPS”, de 1991 da Comissão Nacional de Cartografia.
110
5. CONCLUSÃO
• Foi realizada a construção de um banco de dados do campo magnético
natural da Terra, intitulado “ATLAS GEOMAGNÉTICO DE PERNAMBUCO
PARA 2007”, sendo o primeiro do gênero no Estado, contendo informações
suficientes para uma avaliação das influências deste campo sobre o meio
ambiente de Pernambuco e suas regiões.
• Dentre os grupos de pesquisa que serão beneficiados destacam-se as áreas
de Biomagnetismo, Geociências, Física Aplicada, Engenharia e
Comunicações, que, através da adição de variáveis geomagnéticas ao
estudos e projetos em andamento e a serem constituídos, favorecerão
avaliações mais precisas acerca do estudo do meio ambiente no Estado de
Pernambuco.
111
6. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Com o conhecimento de procedimentos para construção de dados geomagnéticos
para Pernambuco e dispondo-se de metodologia e ferramentas necessárias para
projeções de dados futuros, torna-se possível o desenvolvimento de projetos de
pesquisa que contribuíriam para o desenvolvimento deste ramo da pesquisa
científica.
Entre as atividades para trabalhos futuros, podemos destacar:
• Construção e publicação de um Atlas Geomagnético para Pernambuco, para
o período compreendido entre os anos de 2007 a 2010.
• Montagem e divulgação de mídia em formato de CDROM, de um Atlas
Geomagnético para o Estado, para o período de 2007 a 2010.
• Construção de um site, na Internet, para disponibilização dos dados de um
Atlas Geomagnético de Pernambuco, para o período 2007/2010.
• Montagem de projeto para construção de um Observatório Magnético do
Nordeste, o primeiro a ser instalado na região, para realização de medidas
diretas e contribuição com grupos de pesquisas voltados ao estudo do meio
ambiente.
112
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SEEBER, G. Satellite Geodesy. 2º ed. Berlin-New York: Walter de Gruyter, 589p, 2003. SEAP, Secretaria Especial de Aqüicultura e Pesca. O Diagnóstico da Pesca Extrativa no Brasil. Disponível em <www.presidência.gov.br>. Acesso em 10/05/2007. SILVA, Adriana V.R. Nova Física no Espaço, Centro de Radio-Astronomia e Astrofísica da Universidade Mackenzie (CRAAM), in IV Workshop, 22/02/2005. SLOWICK, T. J. e THORVILSON, H. G. Localization of subcuticular iron-containing tissue in the red imported fire ant. Southwest. Entomology 21, 247-253 (1996). SLOWICK, T. J.; GREEN, B. L. e THORVILSON, H. G. Detection of magnetism in the red imported fire ant (Solenopsis invicta) using magnetic resonance imaging. Bioelectromagnetics 18, 396-399 (1997). SMITHSONIAN INSTITUT, NATIONAL ZOO, Smithsonian's Office of Product Develop, Washington DC, USA, Digital informations of the institut. Disponível em <http://nationalzoo.si.edu/ConservationAndScience/MigratoryBirds/> acesso em 10/07/2006. SPACEWEATHER, International Space Environment Service (ISES). Associação de federações internacionais de Astronomia e Geofísica, Canadá. Disponível em <http\\www_spaceweather_gc_ca-effectsgps_e_php.htm> acesso em 06/10/2006. SUDEPE, Superintendência para o Desenvolvimento da Pesca. Arquivos digitais. Disponível em <www.presidência.gov.br>. Acesso em 10/05/2007. TEIXEIRA, TOLEDO, FAIRCHILD e TAIOLI. Decifrando a Terra, São Paulo, Oficina de Textos, 2000. TIBA, C., Atlas Solarimétrico do Brasil: banco de dados terrestres (Editora Universitária da UFPE, Recife, 2000). UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL (UFRGS). Departamento de Astronomia, Estrutura do Sol, Rio Grande do Sul, Brasil. Disponível em <http://astro.if.ufrgs.br/esol/esol.htm > acesso em 15/01/2007. WAJNBERG, E.; CERNICCHIARO, G. e ESQUIVEL, D.M.S. Antennae: the strongest magnetic part of the migratory ant, Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, in revista BIOMETALS, 17: 467–470, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 2004. WALKER, M. M. e GREEN, C. R. Structure, function, and use of the magnetic sense in animal, Journal of Applied Physics, maio de 2000. WALKER, M. W.; DIEBEL, C. E.; HAUGH, C. V.; PANKHURST, P. M.,; MONTGOMERY, J. C. and GREEN, C. R. Structure and function of the vertebrate magnetic sens, NATURE, pg. 390, Vol. 37, USA, 1997. WMM 2000, The US/UK World Magnetic Model, British Geological Survey, Technical Report, Susan Macmillan and John M. Quinn, England, 2005.
119
ANEXOS
Anexo A – Informações Geográficas do Estado de Pernambuco
Identificação Geográfica do Estado de Pernambuco
Fonte: Banco de dados do IBGE (www.ibge.gov.br)
• Ponto mais a Oeste Latitude:-8,70790S Longitude: -41,35850W
• Ponto mais a Sul Latitude: -9,47310S Longitude: -40,63210W • Ponto mais a Norte Latitude: -7,27190S Longitude: -37,27090W • Ponto mais a Leste Latitude: -7,61890S Longitude: -34,80750W
• Limites médios para o Estado Latitude média: -8,37250S Longitude média: -38,0830W
Altitudes • Região Metroplolitana do Recife e Zona da Mata Altitude média de 50m em área total de aproximadamente 10.000 Km2. • Agreste Altitude média de 450m em área aproximada de 20.000 Km2. • Sertão e Vale do São Francisco Altitude média de 500m em área aproximada de 68.000 Km2. • Estado de Pernambuco Altitude média para o estado(considerando a área): 444m
120
Identificação Geográfica das Regiões de Desenvolvimento no Estado de Pernambuco
Fonte: Banco de dados da CPRH, 2006, ( www.cprh.pe.gov.br ). • Região Metropolitana do Recife(RMR)
Altitude média 50m Limites: Ao norte município de Itapissuma Latitude: -7,66230S Ao sul minicípio de Ipojuca Latitude: -8,56490S A leste município de Paulista Longitude: -34,82470W A oeste município do Cabo Longitude: -35,25970W Médias latitudes: -8,11360S longitude: -35,04220W Recife localização latitude: -8,053888 0S longitude:-34.881110W
• Zona da Mata
Altitude média: 50m Limites: Ao norte município de Itambé Latitude: -7,35710S Ao sul município de São José Coroa Grande Latitude: -8,90260S A leste município de Goiana Longitude -34,70770W A oeste município de Quipapá Longitude -36,23380W Médias para a região latitude:-8,12980S longitude: -35,47070W
• Agreste
Altitude média de 450m Limites: Ao norte município de São Vicente Ferrer Latitude: -7,53250S Ao sul município de Iati Latitude: -9,29220S A leste município de Feira Nova Longitude: -35,16230W A oeste município de Itaíba Longitude: -37,53250W Médias latitude: -8,41240S longitude: -36,34740W
• Sertão
Altitude média de 400m Limites: Ao norte município de Brejinho Latitude: -7,25970S Ao sul município de Inajá Latitude: -9,00000S A leste município de Arcoverde Longitude -36,69480W A oeste município de Santa Filomena Longitude -40,75970W Médias latitude: -8,12980S longitude: -38,72720W
121
• Vale do São Francisco
Altitude média de 400m Limites: Ao norte município de Terra Nova Latitude: -8,05190S Ao sul município de Petrolina Latitude: -9,45450S A Leste município de Floresta Long. -37.7792 A oeste município de Afrânio Longitude: -41,37010W Médias latitude: -8,75320S longitude: -39,57460W
• Fernando de Noronha
Altitude: 0m Limites Norte latitude: -3,0750S Sul latitude: -3,0950S Leste Longitude: -32,316660W Oeste Longitude: -32,683330W Latitude média: -3.850S Longitude média: -32.50W
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Dados Geográficos de Cidades Pernambucanas
Fonte: Banco de dados da CPRH, 2006 ( www.cprh.pe.gov.br )
• Recife Altitude= 0m
Latitude: -8,0538880S Longitude: -34,881110W
• Vitória de Santo Antão Altitude: 140m
Latitude: -8,1180550S Longitude: -35,291380W
• Caruaru Altitude : 550m
Latitude: -8,28330S Longitude: -35,976110W
• Petrolina Altitude : 380m
Latitude: -9,393050S Longitude: -40,50750W
• Serra Talhada Altitude: 430m
Latitude: -7.986110S Longitude: -38,296380W
• Fernando de Noronha Altitude: 0m
Latitude: -3.850S Longitude: -32.50W
123
Anexo B - Mapas de divisões regionais do Estado de Pernambuco Fonte: Banco de dados do Governo do Estado de Pernambuco (www.pe.gov.br)
• Região Metropolitana do Recife (RMR)
Figura 92. Mapa da Região Metropolitana do Recife. Fonte: www.pe.gov.br .
124
• Zona da Mata Pernambucana
Figura 93. Mapa da Zona da Mata Pernambucana. Fonte: www.pe.gov.br .
• Agreste Pernambucano
Figura 94. Mapa do Agreste Pernambucano. Fonte: www.pe.gov.br
125
• Sertão Pernambucano
Figura 95. Mapa do Sertão Pernambucano. Fonte: www.pe.gov.br
• Região do São Francisco Pernambucano
Figura 96. Mapa do Vale do São Francisco. Fonte: www.pe.gov.br
• Ilha de Fernando de Noronha
Figura 97. Mapa de Fernando de Noronha. Fonte: www.pe.gov.br
126
Anexo C - Softwares utilizados para construção de dados numéricos
• Software Geomag 6.0
O software geomag 6.0 foi construido em linguagem C++, para obtenção de
grandezas geomagnéticas, por meio de cálculo, pela NGDC ( National Geophysics
Data Center), orgão da NOAA (National Oceanic and Atmosferic Administration) do
Departamento de Comércio Americano.
O modelo está disponível em: National Geophysical Data Center
NOAA, Mail Code E/GC
325 Broadway ,Boulder, CO 80305-3328
Phone: (303) 497-6826, FAX: (303) 497-6513
Para suporte técnico e Web [email protected], 303-497-7079 - [email protected]
Este software determina os valores previstos para o campo magnético principal
terrestre em dado local do planeta, para uma determinada data ou conjunto de
datas. Suas interpolações são baseadas nos dados da rede mundial de
observatórios magnéticos (Intermagnet), acessíveis pelo endereço
www.intermagnet.org . Os modelos utilizadados pelo software são:
• IGRF10 (versão 10 do International Geomagnetic Reference Field). Modelo
padrão adotado pela IAGA (International Association of Geomagnetism and
Aeronomy) para o período de 1900 a 2010. Maiores informações sobre o
modelo estão disponíveis em : http://www.ngdc.noaa.gov/IAGA/vmod/.
• WMM2005 (versão 2005 do World Magnetic Model) . Modelo adotado pelos
orgãos de pesquisa americanos, britânicos e pela NATO (North Atlantic Treaty
Organization, Organização do Tratado do Atlântico Norte, OTAN).
Os valores calculados pelo software são destinados ao período de 2005 a 2010.
O modelo de forma digital está disponível em http://www.ngdc.noaa.gov/seg/WMM/.
A precisão de dados utilizando-se o software é de cerca de 01 (um) minuto de arco
sobre a esfera terrestre padrão.
127
• Software Magpoint
O software Magpoint (Geomagnetic Field Computation) foi construido em linguagem
FORTRAN (Formula Translation) pela National Geospatial Inteligence Agency
(NGA), do Governo dos Estados Unidos e destina-se a determinação de elementos
geomagnéticos para um ponto sobre a superfície da Terra. Uma versão para Linux
também é disponibilizada pela entidade.
Informações e suporte estão disponíveis em:
National Geophysical Data Center NOAA EGC/2
325 Broadway, Boulder, CO 80303 USA
Attn: Susan McLean or Stefan Maus
Phone: (303) 497-6478 or -6522
Email:[email protected] or [email protected]
Web: http://www.ngdc.noaa.gov/seg/WMM/
Suporte governamental National Geospatial-Intelligence Agency
PRG / CSAT, M.S. L-41
3838 Vogel Road, Arnold, MO 63010, Attn: Craig Rollins
Phone: (314) 263-4186 - Email: [email protected]
Programa original Dr. John Quinn
FLEET PRODUCTS DIVISION, CODE N342
NAVAL OCEANOGRAPHIC OFFICE (NAVOCEANO)
STENNIS SPACE CENTER (SSC), MS 39522-5001
O programa utiliza o modelo WMM2005, na determinação das seguintes grandezas:
• Declinação Magnética (D) erro máximo de 0.05 graus.
• Inclinação Magnética (I) erro máximo de 0.05 graus
• Intensidade total do campo (F) erro máximo de 280.0 nanoeslas
• Componente Norte (X) erro máximo de 140 nanoTeslas
• Componente Leste (Y) erro máximo de 140 nanoTeslas
• Componente Vertical (Z) erro máximo de 200 nanoTeslas
• Componente Horizontal (H) erro máximo de 200 nanoTeslas
Os elementos geomagnéticos são calculados para o período 2005 a 2010.
128
• Software Geomdr
O software geomadr foi construido em linguagem Fortran para a construção de
tabelas com valores dos elementos geomagnéticos, a uma dada área do espaço
geográfico. Os valores são determinados para um limite de área dado pelo conjunto
de variáveis espaço-temporais. O programa gera uma tabela capaz de ser tratada
sobre uma superfície ou mapa, descrevendo, assim, a forma como esta variando o
conjunto de elementos geomagnéticos para aquela área delimitada. O Software e o
modelo de suporte estão disponíveis em:
National Geophysical Data Center NOAA EGC/2 325 Broadway, Boulder, CO 80303 USA
Attn: Susan McLean or Stefan Maus
Phone: (303) 497-6478 or -6522
Email:[email protected] or [email protected]
Web: http://www.ngdc.noaa.gov/seg/WMM/
Suporte governamental National Geospatial-Intelligence Agency
PRG / CSAT, M.S. L-41. 3838 Vogel Road, Arnold, MO 63010
Attn: Craig Rollins
Phone: (314) 263-4186
Email: [email protected]
Programa original Dr. John Quinn FLEET PRODUCTS DIVISION, CODE N342
NAVAL OCEANOGRAPHIC OFFICE (NAVOCEANO) STENNIS SPACE CENTER
(SSC), MS 39522-5001
O programa utiliza o modelo WMM2005, na determinação das seguintes grandezas:
• Declinação Magnética (D) erro máximo de 0.05 graus.
• Inclinação Magnética (I) erro máximo de 0.05 graus
• Intensidade total do campo (F) erro máximo de 280.0 nanoeslas
• Componente Norte (X) erro máximo de 140 nanoTeslas
• Componente Leste (Y) erro máximo de 140 nanoTeslas
• Componente Vertical (Z) erro máximo de 200 nanoTeslas
• Componente Horizontal (H) erro máximo de 200 nanoTeslas
129
Anexo D - Software utilizado para construção de gráficos Para a construção de gráficos lineares contendo as variações de elementos
geomagnéticos, utilizou-se o software Excel, do pacote Office da Microsoft, pela sua
fácil disponibilidade aos usuários e precisão dos dados.
A seguir, acrescenta-se informações adicionais acerca do software utilizado.
MICROSOFT OFFICE EXCEL 2002 I Informações técnicas on line
http://office.microsoft.com
Microsoft no Brasil Microsoft Informatica Ltda.
Phone: (55) (11) 5514 - 7100
Fax: (55) (11) 5514 - 7106/5514-7107
Suporte técnico
(55) (11) 5504-2155
Fax: (55) (11) 5504-2227
Figura 98.Disposição visual do software Excell utilizado na construção de tabelas numéricas de dados
geomagnéticos. Fonte: Microsoft Corporation, 2006.
130
Anexo E - Software utilizado para construção de mapas de isolinhas do CMT Para o tratamento de imagens com dados geomagnéticos sobrepostos a mapas de
regiões e do Estado de Pernambuco, utilizou-se o programa SURFER 8.0 pela
simplicidade e precisão necessárias ao trabalho.
Informações adicionais são fornecidas a seguir.
Software Surfer 8.00 Surface Mapping System
Golden Software, Inc
Golden, Colorado, USA, 80401-1866
Site: www.Goldensoftware.com
Figura 99. Visualização do Software Surfer 8.0 em atividade para montagem de Mapas.
Fonte: Golden Software, 2006.
131
Anexo F - Software utilizado para listagem e tradução de software estrangeiro para língua nacional
Na tradução do software Geomag 6.0, fornecido pela IAGA, com distribuição
mundial, utilizou-se o software DEV C++. Este software é capaz de listar todos os
comandos de programação do software da IAGA e assim colocar-se em língua
nacional de forma mais acessível a pesquisadores de todo o Estado.
DEV C ++ Software
BloodShed Software - GNU GENERAL PUBLIC
Versão 4.9.9.2, 2006
Copyright (C) 1989, 1991 Free Software Foundation, Inc.
675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA
http://www.bloodshed.net/
Figura 100. Visualização do Software DevC++ em atividade.
Fonte: Bloodshed Software, 2006.
132
Anexo G - Construção de tabelas de referência com dados fornecidos pelo Observatório Nacional
As tabelas foram obtidas diretamente da fonte oficial de dados geomagnéticos do
Brasil, o Observatório Nacional, cujas informações adicionais são dadas a seguir.
OBSERVATÓRIO NACIONAL (ON) Ministério da Ciência e Tecnologia - MCT Governo Federal
Rua Gal. José Cristino,77- CEP 20921-400, São Cristovão
Rio de Janeiro - RJ – Brasil
Fone 55 21 3878-9100 - Fax 55 21 2580-6041
Site www.on.br
Dados geomagnéticos
Site http://obsn3.on.br/~jlkm/magdec/index.html
Figura 101. Visualização de tabela geomagnética da cidade de Caruaru.
Fonte: Observatório Nacional (ON-MCT), 2006.
Livros Grátis( http://www.livrosgratis.com.br )
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