GEOFÍSICA APLICADA A INVESTIGAÇÃO
AMBIENTAL
NOVAS TECNOLOGIAS E NOVAS TENDÊNCIAS
V Seminário de Políticas de Gestão da Qualidade do Solo
e das Águas Subterrâneas
São Paulo/SP - Brasil
Setembro / 2007
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ÁREAS DE ATUAÇÃO
9Cursos e treinamentos.
9Engenharia Ambiental.
9Geofísica aplicada.
9Geotecnia.
9Geoprocessamento.
9Mineração.
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Levantamento do histórico da área e
definição os objetivos principais e locais
de ocorrência.
Ações de
intervenção
emergenciais.
Sim Há risco imediato?
Fase I
Não
Levantamento técnico, físico-químico.
Levantamento
geofisico
Análise dos dados
Não
Dados
suficientes?
Fase II
Sim
Análise de risco.
Há risco ?
Não
Monitoramento e/ou
descomissionamento
da área.
Sim
Atividades de intervenção.
Fase III
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FASE II
Os trabalhos da Fase II devem efetuar um diagnóstico hidrogeológico da
situação da unidade em avaliação, quantificando a ocorrência de
contaminantes potenciais identificados na Fase I .
Etapas da Fase II
1) Investigação indireta:
Mapeamento de voláteis.
Investigação geofísica.
2) Investigação direta:
Sondagens de investigação.
Poços de monitoramento.
Coleta e análise de solo e água.
Caracterização hidrogeológica.
Vantagens
9
Mapeamento de grandes
áreas.
9
Não invasivo
9
Tempo de levantamento.
9
Custo
9
Dados contínuos
9
Definição de zonas anômalas,
base dos trabalhos
posteriores.
9
Menor risco de acidentes
3) Avaliação ambiental
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METODOLOGIAS
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• RESISTIVIDADE ELÉTRICA
Teoria:
Cálculo da resistividade elétrica dos materiais através da medição da variação das
correntes elétricas injetados no solo
Técnica do Caminhamento elétrico
Técnica da Sondagem elétrica vertical
Arranjo de campo
C1
P1
a
P2
na
Arranjo de campo
C2
a
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
Dado adquirido
•
Informação da variação lateral do
parâmetro investigado
•
Dado adquirido
Informação da variação vertical do
parâmetro investigado
• POLARIZAÇÃO INDUZIDA (IP)
Teoria:
O método IP consiste na medição de uma corrente elétrica aplicada no solo (∆VP)
e da diferença de potencial gerada após cessar a injeção da mesma (∆VIP), que não se anula
instantaneamente e tende a decair ao longo do tempo de acordo com uma curva de descarga
característica. A grandeza física resultante da medição é a cargabilidade.
FORMA DE ONDA DA
VOLTAGEM PRIMÁRIA
TRANSMITIDA
+ Vp
envio
repouso
repouso
envio
- Vp
Vp
voltagem
Vs (t 0 )
VIP (t)
M1
M2
t0
t1
M3
t2
t3
FORMA DE ONDA DA
VOLTAGEM SECUNDÁRIA
OU CURVA DE DESCARGA IP
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• EQUIPAMENTOS
Monocanais
TECTROL
Multicanais
SYSCAL
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• ELETROMAGNÉTICO INDUTIVO
Teoria:
Baseia-se na medição da condutividade elétrica do meio, através da interação
entre os campos magnéticos (primário e secundário) gerados em uma bobina transmissora
e captados em uma bobina receptora.
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• EQUIPAMENTOS
Em 34/31/38
OHMMAPPER
Very Low Frequency
(VLF)
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Ground Penetrating Radar (GPR)
Teoria:
O GPR é um método geofísico que emprega ondas eletromagnéticas de alta
freqüência (10 – 2500 MHz) para localizar estruturas e feições geológicas rasas de
subsuperfície ou localizar objetos enterrados pelo homem.
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Ground Penetrating Radar (GPR)
Teoria:
O GPR é um método geofísico que emprega ondas eletromagnéticas de alta
freqüência (10 – 2500 MHz) para localizar estruturas e feições geológicas rasas de
subsuperfície ou localizar objetos enterrados pelo homem.
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Ground Penetrating Radar (GPR)
•
Aquisições GPR em poços: Esquemas de: (a) transiluminação common offset.
(b) tomografia direta. (c) Vertical Radar Profiling – VRP. (d) transiluminação variável
Ground Penetrating Radar (GPR)
•
Aquisições GPR em poços
Seção de perfilagem GPR
interpretação
geológica/geofísica
Configuração GPR em campo
Na
• EQUIPAMENTOS
Unidade de controle
Unidade de controle
Notebook
Antena
Transmissora
e Receptora
SIR 2000 (GSSI)
SIR 3000 (GSSI)
SubEcho40MHz
SIR 3000 (GSSI) 200MHz
Antena
Transmissora
Antena
Receptora
RAMAC I (MALA)
SIR 3000 (GSSI) Perfilador
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PROCESSAMENTO
Processamento: Os resultados obtidos através do processamento dos
dados adquiridos no campo são analisados, processados e interpretados.
Processamento 2D
Filtro de ruídos e interferências.
Correção topográfica.
Correlação e calibração da profundidade.
Processamento 3D
O processamento é realizado aplicando técnicas 2D e com rotinas
específicas para dados tridimensionais (georeferenciamento de cada ponto,
filtros 3D, migração), diferente de interpolação horizontal
Visualização 4D
Repetição de aquisições 3D em tempos distintos, mostra os melhores
resultados no monitoramento de fluxos de contaminantes no solo e a
evolução de processos de remediação
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FATORES QUE INFLUENCIAM NO
RESULTADO FINAL
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AQUISIÇÃO DE DADOS
1. Arranjo tipo Dipolo-Dipolo
C1
P1
a
P2
C2
na
a
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
2. Arranjo tipo Wenner
C1
P1
na
P2
na
C2
na
n=1
n=2
n=3
n=4
n=5
n=6
3. Arranjo tipo Wenner-Schlumberger
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RESULTADOS x EQUIPAMENTOS
Cortes em profundidade de cubos GPR 3D adquiridos com diferentes
equipamentos
200 MHz
400 MHz
SEREN, S.; HINTERLEITNER, A.E.; NEUBAUER, W.; LOCKER, K.; MELICHAR, P. 2007. New Results on comparison of different GPR systems and antenna
configurations at the Roman Site Carnuntun. 20th Annual Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems . In. Anais...,
CD-ROM.
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RESULTADOS x EQUIPAMENTOS
Dados de campo interpolados
()
ProfundidadeTeórica m
0
-5
-1 0
-1 5
-2 0
-2 5
-3 0
-3 5
0
-5
-1 0
-1 5
-2 0
-2 5
-3 0
-3 5
0
20
40
60
D istâ n cia (m )
80
100
Dados modelados
120
1 4 00
20
40
60
D istâ b cia (m )
80
100
120
140
120
140
Equipamento monocanal
0
20
40
D istâ n cia (m )
60
80
100
120
140
20
40
Distância (m)
60
80
100
Equipamento multicanais
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METODOLOGIAS ASSOCIADAS
Interpretação das anomalias através de dois parâmetros distintos
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METODOLOGIAS ASSOCIADAS
Interpretação das anomalias através de dois parâmetros distintos
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METODOLOGIAS ASSOCIADAS
Interpretação das anomalias através de dois parâmetros distintos
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METODOLOGIAS ASSOCIADAS
Interpretação das anomalias através de dois parâmetros distintos
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AQUISIÇÕES 3D - Vantagens
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AQUISIÇÕES 3D - Vantagens
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Visualização de dados – 3D
Dados GPR (área contaminada – derivados de HC)
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INTERPRETAÇÃO
Os resultados obtidos através do processamento dos dados adquiridos no campo são
processados e interpretados.
Avaliação de dados existentes
Contexto geológico.
Contexto hidrogeológico.
Geoquímica local
Informações do contaminante.
Avaliação da qualidade do dado
Equipamento utilizado
Condições de aquisição de dados
Interferência de leitura
Processamento
Limitação do software (modelo matemáticos) aplicados
Objetivo do trabalho
metodologia(s) geofísica(s) aplicada(s)
Quantidade de dados disponíveis
Correlação com dados diretos
Profissional
multidisciplinar
(Parceria com o
cliente)
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CONCLUSÃO
Metodologia geofísica
São disponíveis diversas metodologias de geofísica, para sua
eleição é necessário o conhecimento básico de campo e objetivo do
trabalho.
Equipamento
Grande evolução nos equipamentos com melhor resolução,
velocidade de aquisição, qualidade de dados e soluções para temas
específicos.
Processamento
As equações implementadas nos softwares de
modelagem/processamento permitem uma qualidade final dos
resultados obtidos, minimiza as limitações de campo
(interferências) e facilita a interpretação dos resultados.
NÃO ELIMINA A NECESSIDADE DE DADOS BÁSICOS DE CAMPO E A
EXPERIÊNCIA DO PROFISSIONAL
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TENDÊNCIAS
Maior portabilidade e precisão dos
equipamentos
Implementação de algoritmos
mais robustos nas rotinas de
processamento e modelagem
Criação de softwares mais
amigáveis e optmizados
Utilização de geofísica como uma
ferramenta de monitoramento
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OBRIGADO
Mário Brito Marcelino ([email protected])
Rinaldo Marques ([email protected])
Welitom Rodrigues Borges ([email protected])
André Pereira Dias ([email protected])
Geórgia de Castro ([email protected] )
GEOPESQUISA INVESTIGAÇÕES GEOLÓGICAS LTDA.
Rua Gramadinho, n. 50 – SANTANA
São Paulo/SP – CEP 02451-000
FONE: (11) 6977 1573 – 6973 3059
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