1382- Projeto da UFES com apoio da FEST busca aprimorar simulações da propagação de ondas acústicas em meios heterogêneos
Pesquisa coordenada pelo professor Carlos Friedrich Loeffler Neto investiga métodos numéricos capazes de ampliar a precisão e reduzir o custo computacional de simulações aplicadas à geofísica e à exploração de recursos naturais.
A Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), com apoio da Fundação Espírito-santense de Tecnologia (FEST), desenvolve o projeto de pesquisa “Propagação de Ondas Acústicas em Meios Heterogêneos via Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta”, voltado ao aprimoramento de modelos computacionais utilizados na simulação da propagação de ondas acústicas em ambientes com diferentes propriedades físicas.
Coordenada pelo professor doutor Carlos Friedrich Loeffler Neto, do Departamento de Engenharia Mecânica do Centro Tecnológico da UFES, a iniciativa integra a Rede Temática de Geofísica Aplicada e dá continuidade a pesquisas anteriores dedicadas ao desenvolvimento de métodos numéricos para problemas geofísicos. O trabalho busca combinar precisão matemática e eficiência computacional para tornar mais ágil a resolução de problemas complexos, especialmente aqueles relacionados à sísmica de prospecção.
Tecnologia para compreender a propagação das ondas
As ondas acústicas são importantes para diferentes áreas do conhecimento, incluindo a oceanografia, a geofísica, a biologia marinha e a exploração de recursos naturais. Na indústria de petróleo e gás, por exemplo, os métodos sísmicos permitem investigar estruturas geológicas a partir da análise da propagação e da reflexão de ondas, contribuindo para a caracterização da subsuperfície terrestre.
Essas simulações, no entanto, apresentam desafios quando precisam representar ambientes heterogêneos, nos quais propriedades físicas variam de acordo com a composição, a profundidade ou as características do meio. No ambiente marinho, fatores como temperatura, salinidade e profundidade influenciam a propagação acústica e precisam ser considerados nos modelos.
Nesse contexto, a pesquisa investiga técnicas matemáticas e computacionais para representar esses fenômenos com maior precisão, avaliando também a estabilidade dos resultados, a capacidade de processamento e o custo computacional envolvido.
Métodos numéricos e eficiência computacional
Um dos principais focos do projeto é o desenvolvimento do Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta, associado a estratégias de otimização que permitam reduzir o tempo de processamento e ampliar a capacidade de resolução de sistemas matemáticos de grande escala.
A pesquisa também contempla o Método dos Volumes Finitos, possibilitando comparar resultados obtidos por diferentes abordagens numéricas. Essa combinação permite avaliar a confiabilidade das simulações e identificar vantagens, limitações e particularidades de cada método na representação de fenômenos físicos complexos.
Entre as atividades previstas estão a modelagem e a simulação de ondas acústicas em meios homogêneos e heterogêneos, o desenvolvimento de algoritmos computacionais e a realização de testes para avaliar aspectos como precisão, estabilidade, convergência e desempenho.
Formação científica e produção de conhecimento
Com duração prevista de quatro anos, o projeto tem entre os resultados esperados o desenvolvimento de programas computacionais em linguagem FORTRAN, acompanhados de manuais de utilização, documentação técnica e problemas de teste. A iniciativa também prevê a preparação de artigos científicos, relatórios técnicos, teses de doutorado e dissertações de mestrado.
Além de contribuir para o avanço das técnicas de simulação numérica, a pesquisa poderá fornecer ferramentas para estudos relacionados à propagação de ondas e à sísmica de prospecção, área que demanda modelos capazes de representar situações complexas com precisão e eficiência.
O projeto integra o conjunto de iniciativas científicas desenvolvidas na UFES com apoio da FEST, que atua no suporte à execução administrativa e financeira de projetos de pesquisa, contribuindo para que pesquisadores e equipes acadêmicas possam desenvolver suas atividades.
A cooperação entre universidade e fundação de apoio é parte da estrutura que viabiliza a realização de pesquisas científicas e tecnológicas, favorecendo o desenvolvimento de soluções computacionais, a formação de profissionais qualificados e a produção de conhecimento com potencial de aplicação em desafios da engenharia e da geofísica.
Ao apoiar iniciativas como essa, a FEST contribui para a execução de projetos que fortalecem a pesquisa científica e ampliam as possibilidades de desenvolvimento tecnológico no Espírito Santo e no Brasil.
Texto: Vanessa Pianca
Projeto: 1382
