Projeto GPR 6 - ppec.ufba.br GPR_6.pdf · contínua, ocupando as porções extremo leste, sudoeste...

32
1 Universidade Federal da Bahia Mestrado em Engenharia Ambiental e Urbana Projeto de Pesquisa Integração dos métodos GPR e Eletrorresistividade com vista à detecção de Fraturas em rochas carbonáticas inseridas na microrregião de Irecê, semiárido da Bahia. Discente: Caroline Alves Vieira Orientador: Dr. Sandro M. Lemos Co-orientador: Dr. Marco Antônio B. Botelho Palavras Chaves: Integração de métodos Geofísicos, Eletrorresistividade, GPR, Regiões Carbonáticas, Engenharia geotécnica. SALVADOR 2014

Transcript of Projeto GPR 6 - ppec.ufba.br GPR_6.pdf · contínua, ocupando as porções extremo leste, sudoeste...

1

Universidade Federal da Bahia

Mestrado em Engenharia Ambiental e Urbana

Projeto de Pesquisa

Integração dos métodos GPR e Eletrorresistividade c om vista à detecção de Fraturas em rochas carbonáticas inserid as na microrregião

de Irecê, semiárido da Bahia.

Discente: Caroline Alves Vieira

Orientador: Dr. Sandro M. Lemos

Co-orientador : Dr. Marco Antônio B. Botelho

Palavras Chaves: Integração de métodos Geofísicos, Eletrorresistividade, GPR, Regiões Carbonáticas, Engenharia geotécnica.

SALVADOR

2014

2

RESUMO

Os métodos geofísicos ganharam um lugar importante para resolver vários problemas

associados à definição das condições físicas e mecânicas do subsolo; no monitoramento das plumas

de contaminação; na detecção da profundidade de aquíferos livre e confinados, na avaliação das

propriedades mecânicas dos materiais geológicos, determinando a profundidade exata do topo

rochoso, as mudanças laterais na litologia e a detecção de fraturas, fissuras ou falhas, que são

parâmetros importantes na avaliação da geotecnia do ambiente. Testes de geofísica rasa

possibilitam avaliar grandes áreas em curto período de tempo, não são destrutivos, economicamente

tem um custo benefício favorável e deve ser usado para aumentar a segurança e qualidade da vida

humana. Os métodos geofísicos em especial GPR e Eletrorresistividade tem sido muito aplicado

para a caracterização do solo e topo do embasamento, além de trabalhos em obras de construções de

tuneis, porém em regiões cárstica ainda é pouco explorado de forma combinada. Este trabalho será

realizado do semiárido baiano, Bacia de Irecê, nos municipios de Lapão, Ibititá, Ibipepa e Uibaí

inseridos na microrregião de Irecê, composta por rochas da Era Neoproterozoíca, do Grupo Una

constituída principalmente por rochas carbonáticas da Formação Salitre. Tendo como principal

objetivo realizar 18 perfis geofísicos com o método Ground Penetrating Radar (GPR), visando

complementar as informações desses perfis com os perfis do método de eletrorresistividade já

existentes na área. A metodologia consiste em realizar perfis de GPR onde já foram realizados

perfis de eletrorresistividade utilizando o equipamento de GPR fabricado pela empresa MÅLA

Geosciencies, com antena blindada de 50 MHz, disponibilizado pelo laboratório de Geotecnia

Ambiental (GEOAMB) da escola Politécnia da Universidade federal da Bahia. Desse modo, espera-

se comparar as respostas entre os métodos avaliando o desempenho as vantagens e limitações de

cada técnica e principalmente, o que o uso combinado das duas técnicas agrega de informação.

Além dos perfis geofísicos de ambos os métodos serão analisados perfis de poços, já realizado na

linha de cada perfil, assegurando as informações obtidas com os métodos geofísicos . Os resultados

desta pesquisa poderão subsidiar informações para futuras locações de poços de água subterrânea,

uma vez que a área em estudo carece da disponibilidade de água potável em superfície, visto que

esse recurso natural é indispensável para a vida humana.

3

1. INTRODUÇÃO

A Geofísica Aplicada surge primeiramente da necessidade de resolver problemas associados

a detecção de reservatórios de hidrocarbonetos e minerais do subsolo. Secundariamente , foi

também aplicada pela engenharia civil tendo como objetivo reconhecer e resolver problemas

relacionados com a construção de barragens, estradas, túneis, entre outros, bem como caracterizar

os parâmetros mecânicos da subsuperfície (YUXIN et al., 2007; ACEVES, 2003). A aplicação de

métodos geofísicos baseia-se nas propriedades físicas dos materiais geológicos, entre os quais se

encontram: densidade, potencial natural, permeabilidade, porosidade, potencial redox,

condutividade térmica, e dependendo da condição física e local de estudo morfológico, podem ser

aplicadas várias técnicas geofísicas para resolver um problema. A principal limitação na aplicação

de qualquer método é a falta de um contraste suficiente para alguma propriedade química ou física.

É importante salientar que o levantamento geofísico não dispensa a necessidade de perfurações,

mas, corretamente aplicado, pode aperfeiçoar ao máximo os programas de exploração pela

maximização da taxa de cobertura da área e pela minimização das perfurações requeridas (SOUZA

et al., 2012). Uma profunda compreensão da capacidade e limitação de cada método é necessária

para a seleção de estratégias adequadas para o local e alvo específico da aplicação de engenharia

(FOTI, 2013).

Os objetivos do levantamento geofísico, utilizando contrastes e variações das propriedades

físico-químicas são localizar no subsolo, estratos (rochas, tufos, piso), representando massas

resistentes, que podem suportar um trabalho civil, além de localizar depósitos de água, óleo, gás,

vapor, e minerais de interesse econômico para o homem. Além do monitoramento de fluxo e

transporte de poluentes, mapeamento geológico geotécnico que podem representar um risco

potencial para obras de construção civil.

No decorrente projeto, será aplicado o método Ground Penetrating Radar (GPR) ou Radar

de Penetração no Solo, no semiárido baiano, na Bacia de Irecê , especificamente nos municipios de

Lapão, Ibititá, Ibipepa e Uibaí inseridos na microrregião de Irecê que constituí um subdominío

tectônico de ocorrência de uma sequência Sedimentar de cobertura plataformal, predominantemente

carbonática, dobrada, de baixo grau de metamorfismo, pertencente ao Grupo Una, correlacionável

ao Grupo Bambuí de idade neoproterozoíca. A conjugação de componentes deposicionais e

tectônico (tal como o intenso dobramento regional E-W e intenso fraturamento), vem favorecer o

desenvolvimento das estruturas cártiscas nesta região. A região semiárida, com precipitação

pluviométrica média anual de 700 mm, chuvas concentradas em cinco meses (de novembro a

4

março), associada a geologia favorecem ao desenvolvimento de solos argilosos rasos, pouco

espesso na área de estudo.

O intenso fraturamento e a variação litológica favorece constrastes físicos que possibilitam o

uso do método GPR, segundo BOTELHO et al,1996, o emprego deste método tem sido aplicado

com sucesso em zonas cártiscas para detecção de cavernas, zonas de subsidência, estruturas de

dissolução, assim como a combinação dos métodos de GPR e Eletrorresistividade.

O GPR baseia-se na emissão e recepção de ondas eletromagnéticas de alta freqüência. Estas

ondas sofrem reflexão, refração e difração de fenômenos quando em contato com interfaces entre

materiais ou objetos com diferentes propriedades eletromagnéticas. Com a aquisição de dados de

superfície rápida, este método pode fornecer informações detalhadas sobre a composição das

estruturas em estudo. Há também evidência de que alguns fatores que limitam o uso do radar como

a profundidade, a presença de argila e também a rugosidade da superfície de aquisição, afetam os

resultados de uma forma indesejada (ARANHA et al., 1999). Esse método tem aplicação na

engenharia geotécnica na localização de fraturas e cavidades, localização de objetos enterrados;

localização e delimitação de plumas de contaminação e corrosão.

O método Eletrorresistividade, o qual já foi realizado na área de estudo, é usado nos estudos

de descontinuidade vertical e horizontal nas propriedades elétricas do solo, através de suas

principais técnicas de investigação em superfície – sondagem elétrica e caminhamento – é,

seguramente, o que encontra maior abrangência nas aplicações voltadas à geologia (hidrologia,

mapeamento, mineração), engenharia civil e estudos ambientais em geral (GANDOLFO, 2007).

Essa ferramenta tem sido muito popular, e aplicado com sucesso por quase um século (ACEVES,

2003).

Muito frequentemente métodos diferentes são aplicados no mesmo local para verificar a

precisão dos resultados. A combinação de diferentes métodos geofísicos, combinado com a

geologia e geotecnia, bem como a chamada interpretação conjunta de técnicas são de importância

essencial para o reconhecimento da subsuperfície (FOTI, 2013). Espera-se com esse trabalho

complementar e analisar as informações obtidas pelos resultados de GPR e Eletrorresistividade,

visando caracterizar de maneira detalhada a presença de fraturas, falhas ou cavidades, que podem

subsidiar pesquisas para localização de aquíferos na região em estudo.

5

2. LOCALIZAÇÃO E CARATERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

2.1. Localização e Situação

A área de estudo (Figura 01) compreende os municípios de Lapão, Ibipeba, Ibititá e Uibaí,

inseridos na Bacia de Irecê, na microrregião de Irecê porção centro-norte do Estado da Bahia.

Segundo SILVA (2005), as precipitações pluviométricas ocorrerm de forma irregular, com

média anual de 700,0 mm, com chuvas concentradas entre novembro e março e longo período de

estiagem entre março e outubro.

A área de estudo, está assentada sobre metassedimentos neoproterozoíco do Grupo Una

/Bambuí, constituído principalmente por um sequência basal de sedimentos clásticos e pelíticos de

origem glaciomarinha, denominada Formação Bebedouro e no topo, por uma sequência de

sedimentos predominantemente carbonáticos com intercalações de pelitos marinhos, depositados

em ciclos episódicos transgressivos e regressivos, designada de Formação Salitre, sendo esta

predominante na área de estudo.

Mapa 01: Localização da Área de Estudo

6

3. JUSTIFICATIVAS

As regiões cársticas, como a exemplo, da microrregião de Irecê, normalmente são áreas de

grande interesse econômico e hidrogeológico porque na maioria das vezes, apesar de apresentarem

uma baixa densidade de drenagem superficial, possuem valiosas reservas de água no subsolo

(SILVA, 2005)

GUERRA, 1986 appud SILVA, 2005, analisou os aqüíferos na área, verificando que

apresentam hidrodinâmica que permite caracterizá-los como sendo de grande capacidade de recarga

e de elevada velocidade de fluxo subterrâneo. A pouca profundidade e a sistemática de recarga

através de formas abertas como sumidouros, dolinas e fraturas, em que as águas passam diretamente

da zona não saturada para a zona saturada sem sofrer os efeitos da infiltração natural predominantes

em terrenos terrígenos.

A escolha do tema na área em questão deve-se ao fato de existir um ambiente com escassez

de água superficial constituído por rochas carbonáticas com estruturas cársticas de elevado grau de

fraturamento, onde geralmente são encontrados os aquíferos. Como a região tem elevadas

temperaturas, baixa precipitação pluvial e os solos argilosos serem pouco profundos favorecem o

uso dos métodos de Eletrorresistividade e mesmo o GPR.

4. PROBLEMA DA PESQUISA

Devido à escassez de águas superficiais na região em estudo, se faz necessário uma

investigação detalhadamente da subsuperfície para que possamos detectar estruturas tais como

fraturas, falhas e cavidades associadas a possíveis aqüíferos subterrâneos.

5. HIPÓTESES DO TRABALHO

� O método de Eletrorresistividade alcança maiores profundidades do que o método de GPR;

� O nível de detalhamento devido ao grau de resolução do método de GPR é superior ao do

método de Eletrorresistividade;

� A presença de contrastes nas propriedades físico-químicas do substrato influência na

resposta dos métodos;

� A integração de métodos geofísicos possibilita um aumento na confiabilidade para

determinação da geometria de subsuperfície.

7

6. OBJETIVOS 6.1 Objetivo geral

� Avaliar o desempenho e confiabilidade dos métodos GPR e Eletrorresistividade na detecção

de fraturas, falhas ou cavidades, que podem indicar a presença de aquiferos em rochas

carbonáticas.

6.2 Objetivos específicos

� Comparar as respostas entre os métodos avaliando o desempenho as vantagens e limitações

de cada técnica e principalmente, o que o uso combinado das duas técnicas agrega de

informação em áreas carbonáticas;

� Fornecer novas informações aos estudos sobre a existência de aquíferos na região.

7. REVISÃO BIBLIOGRAFICA

7.1. GEOLOGIA LOCAL

As litologias que compõem o substrato rochoso da Bacia de Irecê são atribuídas a um

intervalo de idade que se estende, desde o Neoproterozoíco até o Quaternário recente. Segundo

INDA e BARBOSA (1978) o Supergrupo São Francisco é dividido pelos Grupos Una e Bambuí,

entretanto na região estudada (Figura 02) afloram apenas as Formações Bebedouro e Salitre

representantes do Grupo Una.

7.1.2. Grupo Una

• Formação Bebedouro: Ocorre nas bordas leste e oeste da Chapada Diamantina,

delimitando os Supergrupos Espinhaço e São Francisco através de uma discordância angular

regional. A Formação Bebedouro é composta predominantemente por camadas conglomeráticas de

ardósias e metassiltitos;

• Formação Salitre: Ocupa toda a porção central da área da bacia, estando subdividida, da

base para o topo, nas unidades Nova América, Jussara e Irecê. Estas unidades foram distribuídas por

SOUZA et al. (1993), em quatro ciclos de sedimentação, sendo os primeiro e terceiro regressivos e

os segundo e quarto transgressivos. É constituída por um conjunto dominantemente carbonático

com pelitos subordinados. Composta de uma seqüência de calcários cinza estratificados, com níveis

dolomíticos e ardósia intercalada.

8

- Unidade Nova América: Relacionados ao primeiro ciclo regressivo, os representantes desta

unidade ocorrem nas porções leste, sul e sudoeste da bacia hidrogeológica estudada, enquanto que,

nas porções central e noroeste, ocorrem os representantes do terceiro ciclo regressivo. É

subdividida, da base para o topo, nas subunidades Nova América Inferior, Nova América Superior e

Sarandi.

a) Subunidade Nova América Inferior – Com largura variável, aflora como uma faixa

contínua, ocupando as porções extremo leste, sudoeste e oeste da área, estando parcialmente

recoberta por sedimentos detríticos nas porções sul, sudoeste e norte. No extremo leste apresenta-se

sobreposta à Formação Bebedouro, com a qual se interdigita, e sobre representantes da Formação

Morro do Chapéu. O seu contato muitas vezes não pode ser observado devido ao recobrimento por

coberturas tércio-quaternária. É representada litologicamente por calcissiltitos com laminação

plano-paralela e laminitos algais fracamente ondulados.

b) Subunidade Nova América Superior – Na área de estudo, esta subunidade ocorre desde o

nordeste até o extremo sul, apresentando os seguintes litotipos, da base para o topo: dolarenitos

cinza-claro, dolarenitos e dolorruditos oolíticooncolíticos, calcissiltitos, calcilutitos pretos e,

raramente, silexitos.

c) Subunidade Sarandi – Esta subunidade apresenta-se em contato interdigitado com

dolomitos da Subunidade Nova América Superior, com laminitos algais da Subunidade Nova

América Inferior, e com calcarenitos da Subunidade Jussara Superior. Na sua composição litológica

principal destaca-se a presença de calcissiltitos e calcarenitos peloidais cinza-escuro, por vezes

contendo oncolitos e intraclastos.

- Unidade Jussara: Litologias ocorrendo nas porções centro-norte e noroeste, relacionados ao

ciclo transgressivo IV, enquanto que, no centro e centro-sul da área de estudo, estão relacionadas ao

ciclo transgressivo II. Está subdividida, da base para o topo, nas subunidades Jussara Inferior e

Jussara Superior.

a) Subunidade Jussara Inferior - Ocorre irregularmente, com orientações E-W, a ENE da

cidade de São Gabriel e a oeste e norte da cidade de Jussara. Ocorre também, embora em pequena

quantidade, na porção centro-oeste da área, a NE da cidade de Uibaí. Possui contato inferior com

rochas da Subunidade Nova América Inferior, enquanto que no topo faz contato gradacional com

feições geológicas da Subunidade Jussara Superior. Litologicamente é representada na área por

calcarenitos oolíticos e/ou oncolíticos, calcissiltitos e calcarenitos, calcarenitos com concreções.

9

b) Subunidade Jussara Superior – Com ocorrência extensiva a toda a área, apresenta-se

como faixas de formas e dimensões diversas. Formando cristas e serrotes orientados a E-W, aparece

no a Norte e Sul da área, parcialmente recoberta por sedimentos do ciclo Velhas. A base da

seqüência se encontra em contato, na maioria das vezes, com litotipos da Subunidade Nova

América Inferior e, por vezes, com a Subunidade Nova América Superior.Eventualmente se

interdigita com a Unidade Irecê. Dentre os litotipos presentes destacam-se os calcarenitos finos,

calcarenitos médios e calcarenitos grossos oolíticos e/ou oncolíticos.

- Unidade Irecê: Ocorre interdigitado dentro das demais unidades da formação Salitre, em

todos os quatro ciclos de sedimentação (Figura 9), embora sempre associada com fácies de água

mais profunda (Unidade Jussara e Subunidade Nova América Superior). Encontrada em toda a área

como faixas irregulares, existe uma concentração nas porções centro ocidental e centro-sul. Sua

orientação principal se dá a E-W. As litologias típicas desta unidade são representadas por uma

alternância de níveis de calcarenitos finos a calcilutitos, cor cinza-escuro a preta, com níveis de

margas, siltitos, arenitos imaturos e sílex.

7.2. SOLOS DA ÁREA DE ESTUDO

A área de estudo está predominantemente sobre Cambissolos Háplico Ta Eutrófico (Figura 03), que será descrito a seguir.

7.2.1. Cambissolos

Os Cambissolos são tipos de solos rasos e bem drenados, que guardam nos seus horizontes

vestígios do material de origem. O substrato geológico de ocorrência do Cambissolo na região

corresponde a rochas calcárias do Grupo Una que exibem acentuada variação da orientação de

camadas e de tipos de alteração (CUNHA, 1999 apud SILVA, 2005). Estes autores defendem a

possibilidade da orientação das camadas e o tipo de alteração do calcário ter influência sobre a

gênese destes solos.

7.2.1.1. Cambissolo Háplico Ta Eutrófico

Estes tipos de solos apresentam, na região, um matiz avermelhado, textura argilosa ou muito

argilosa, rasos a moderadamente profundos e bem a moderadamente drenados. Segundo CUNHA

(1999) o desenvolvimento deste solo sobre rochas calcárias apresentam mergulhos de camadas sub-

verticais (CUNHA, 1999 apud SILVA, 2005).

Destacam-se como os solos mais importantes sobre o ponto de vista de utilização e extensão

da região de Irecê e por apresentarem alta fertilidade natural são os solos muito cultivados. A maior

10

limitação diz respeito à escassez d'água, diante das baixas e irregulares precipitações pluviométricas

regional. Entretanto, com o uso da água captada dos aquíferos subterrâneos, a partir da perfuração

de poços tubulares, esta deficiência vem sido reduzida, transformando aquela região em uma das

áreas agrícolas mais promissoras do estado (SILVA, 2005).

7.2.2 Neossolos 7.2.2.1 Neossolo Litólico Distrófico

Esses solos são pouco desenvolvidos, rasos ou muito rasos, possuindo apenas o horizonte

“A” assentado diretamente sobre a rocha - ou sobre materiais desta rocha, em grau mais adiantado

de intemperização (horizonte C). Em alguns locais verifica-se início de formação de um horizonte

(B) incipiente. Grande parte das áreas desses solos ainda encontra-se coberta pela vegetação natural,

a qual é comumente aproveitada como pecuária extensiva. A pouca utilização agrícola desses solos

decorre das limitações pela falta d'água, pela pedregosidade, erosão intensa e pequena profundidade

do solo. Na área em estudo esses solos representam uma parcela mínima, sendo observados na

porção oeste, nas proximidades de Uibaí.

11

.

Figura 03: Mapa de distribuição dos solos na área de estudo. In Silva, 2005

Área de Estudo

12

7.3. MÉTODOS GEOFÍSICOS

Os métodos geofísicos permitem determinar a distribuição em profundidade, de parâmetros físicos dos maciços, tais como velocidade de propagação de ondas acústicas, resistividade elétrica, contrastes de densidade e de susceptibilidade magnética da Terra podem ser subdivididos em métodos sísmicos, geoelétricos e potenciais (figura 04).

Figura 04: Métodos Geofísicos Aplicados

A geofísica aplicada utiliza métodos e conceitos oriundos da geofísica pura, porém sua

aplicação está restrita a pequenas profundidades e seu objetivo voltado para questões de ordem

econômica, social, acadêmica e tecnológica. A solução de um determinado problema, em muitos

casos, não é única. Para contornar esta ambigüidade, que pode conduzir a mais de uma

interpretação, é necessário um bom conhecimento da geologia do local de estudo e, quando

disponível, qualquer tipo de informação direta. Furos de sondagens representam informações diretas

de valor inestimável, porém são pontuais e não podem ser representativas de toda a área estudada.

Em compensação, a geofísica, apesar de muitas vezes qualitativa, permite a investigação in situ de

grande volume do material e em seu estado natural.

A utilização integrada de duas ou mais técnicas no estudo de uma determinada área é

sempre recomendada, pois, desta forma, as ambigüidades diminuem e as chances de sucesso de uma

campanha serão maiores.

Métodos Geofísicos Aplicados

Métodos Sísmicos

Métodos Geoelétricos

Métodos Potenciais

Elétricos

Eletromagnéticos

Eletrorresistividade

Polarização Induzida

Potencial Espontâneo

GPR

Refração

Reflexão

EM Domínio do Tempo

Condutividade do Terreno

V.L.F.

Magnetotelúrico (MT)

Magnético

Gravimétrico

13

Na área de engenharia civil, as técnicas de prospecção de maior uso são os métodos:

geoelétricos e sísmicos.

Os métodos sísmicos são baseados na emissão de ondas sísmicas artificiais geradas à

superfície. Essas ondas são monitorizadas através do seu “eco” após terem percorrido o interior do

solo e regressado à superfície depois de terem sido refletida e refratadas pelas descontinuidades da

crosta. Distinguem-se duas variedades de métodos sísmicos: Reflexão – com este método observa-

se o comportamento das ondas sísmicas que, após terem sido refletidas pelas várias

descontinuidades da crosta originadas por contrastes nas propriedades elásticas dos materiais, são

detectadas por sensores (hidrofones ou geofones). Este é o método mais utilizado na detecção de

hidrocarbonetos; Refração – neste caso as ondas sísmicas propagam-se perto da superfície,

percorrem grandes distâncias e são detectadas por geofones. A informação que este método

providencia refere-se às áreas mais extensas que o anterior e fornece assim uma imagem regional

das estruturas sub-superficiais. Esse método é muito utilizado na geofísica rasa.

Métodos Geoelétricos: Elétricos – a prospecção elétrica recorre ao uso de uma grande

variedade de técnicas, cada uma delas baseada numa diferente propriedade ou característica dos

materiais do solo. Deste modo correspondem a Eletrorresistividade, Polarização Induzida e

Potencial Espontâneo.

Eletrorresistividade: este método nos fornece informação sobre as camadas, ou corpos, que

tenham anomalias na sua condutividade elétrica. O método resistivo é usado, sobretudo em estudos

de águas subterrâneas.

Potencial espontâneo: é usado para detectar a presença de certos minerais que, reagindo com

eletrólitos presentes no solo, dão origem a potenciais eletroquímicos. Um corpo sulfuroso que esteja

mais oxidado na sua superfície superior que na inferior, originará um potencial elétrico que será

detectável por galvanômetros dispostos à superfície.

Polarização induzida: este método permite diagnosticar a ocorrência de trocas iônicas que se

processam na superfície dos grãos metálicos. Ele é usado principalmente na exploração de

sulfuretos.

Eletromagnéticos - como o nome indica este método baseia-se na propagação de ondas

eletromagnéticas. Conhecido também como método GPR. É muito usado na geofísica rasa e na

engenharia civil.

No presente trabalho será abordado de forma específica o método GPR descrito a seguir.

14

7.3. Radar de Penetração do solo (GPR)

O Radar de Penetração do Solo ou Ground Penetrating Radar (GPR) é um método

eletromagnético que emprega ondas de rádio em freqüências muito altas (normalmente entre 10 –

2500 MHz) para localizar estruturas e feições geológicas rasas de subsuperfície ou localizar objetos

enterrados pelo homem (BORGES, 2002). Segundo BOTELHO et al. (1996) O GPR pode ser

utilizado na investigação de maciços de calcário para identificação de cavidades, zonas fraturadas,

vazios e estruturas de dissolução.

O princípio físico e a metodologia de aquisição de dados GPR é semelhante à técnica de

reflexão sísmica com exceção de que o GPR é baseado na reflexão de ondas eletromagnéticas (EM)

(GOLDOLFO, 1999). Deve-se ressaltar, contudo, que as reflexões sísmicas são geradas quando

uma onda mecânica encontra uma camada na subsuperfície com diferentes propriedades elásticas

nos solos e rochas, enquanto que no radar GPR as reflexões são geradas quando uma onda

eletromagnética encontra um objeto ou camada na subsuperfície com diferentes propriedades

elétricas (GANDOLFO, 1999). O princípio físico do método consiste na emissão de ondas

eletromagnéticas (EM) que são geradas de um curto pulso de alta frequência e que, são

repetidamente radiadas para dentro do terreno por uma antena transmissora. A propagação do sinal

emitido e a profundidade de alcance das ondas EM dependem da frequência do sinal emitido e das

propriedades elétricas dos materiais (condutividade elétrica, permissividade dielétrica e

permeabilidade magnética). As variações nessas propriedades fazem com que parte do sinal emitido

seja refletida; essas ondas, então refletidas e difratadas em subsuperfície, são recebidas por outra

antena também colocada na superfície, denominada de receptora (ANNAN, 1992). A Figura 05

apresenta o princípio de funcionamento. A energia refletida é registrada em função do tempo de

percurso (tempo duplo), produzindo imagens (radargramas de reflexão) de alta resolução da

superfície rasa. Trata-se, portanto, de um equipamento de investigação não destrutivo do solo por

meio da analise do tempo de percurso de ondas eletromagnéticas.

15

Figura 05: (A) Princípio do funcionamento do método GPR considerando um ambiente composto

por duas camadas. (B) Traço contendo os registros dos tempos de chegada da onda direta pelo ar

(AW).

O método GPR é utilizado em Geofísica Aplicada rasa nas seguintes áreas de aplicação:

� Arqueologia, forênsica;

� Geotecnia, ensaios não-destrutivos em estruturas;

� Geofísica de poço;

� Hidrologia;

� Geologia, sedimentologia; glaciologia;

� Meio ambiente, poluição, detecção de estruturas, objetos enterrados e minas

terrestres.

7.3.1 Princípios Físicos

O método GPR utiliza os campos eletromagnéticos que penetram no solo, para imagear

estruturas em subsuperfície. O campo eletromagnético gerado varia no tempo, consistindo do

acoplamento entre os campos elétrico (E���) e magnético (H���). O modo de propagação destes campos

no meio e a forma em que são atenuados dependem da interação da onda eletromagnética com os

materiais do meio. Além disso, a variação das propriedades elétricas irá originar as respostas

geradas pela reflexão na subsuperfície.

Na maioria dos ambientes geológicos, as respostas do GPR são controladas pela variação

das propriedades elétricas. Embora as variações magnéticas sejam fracas, materiais com fortes

propriedades deste tipo podem dar respostas apreciáveis (PESTANA & BOTELHO, 1997).

16

Os materiais geológicos (rochas sedimentares, ígneas e metamórficas) podem ser

considerados semicondutores ou dielétricos, podendo ser caracterizados por três propriedades

elétricas: a) condutividade elétrica b) permissividade dielétrica e c) permeabilidade magnética.

Os fundamentos do método GPR estão embasados na teoria de propagação das ondas

eletromagnéticas, ou seja, nas equações de Marwell (BORGES, 2007). Estas equações são

utilizadas para estudar a estrutura interna da Terra, a partir de suas propriedades elétricas e

magnéticas, descrevendo o comportamento do campo eletromagnético em qualquer meio.

7.3.1.1 Condutividade Elétrica

A primeira relação constitutiva do meio, conhecida como Lei de Ohm, relaciona a densidade de

corrente de condução ( ��) ao campo elétrico (���), e é escrita como:

�� � . ��� (2.1)

Nos materiais geológicos simples, essa relação é aproximadamente linear e a constante de

proporcionalidade é a condutividade elétrica (σ). A condutividade elétrica de um material é uma medida

de sua habilidade em conduzir corrente elétrica (GANDOLFO, 1999). Entretanto, pode-se ter uma não-

linearidade e uma dependência da condutividade com a freqüência em alguns materiais. O principal

mecanismo de correntes de condução, nas aplicações geológicas, é através da movimentação de íons

através de soluções aquosas. Quando um campo elétrico é aplicado num material terrestre, as cargas

elétricas livres se movem até atingirem instantaneamente uma velocidade final, constante, induzida

pelo campo elétrico. Quando o campo elétrico é removido, as cargas elétricas param de se mover

(ANNAN, 2000). Este fenômeno é ilustrado na Figura 06.

Figura 06: Ilustração conceitual da movimentação de cargas associadas com as correntes de deslocamento (adaptado de Annan, 2000).

17

Segundo GANDOLFO (1999), os principais fatores que afetam a condutividade elétrica nos

materiais geológicos próximos a superfície são: o teor de umidade, a porosidade, a salinidade, a

proporção de argila e a presença de minerais condutivos.

7.3.1.2. Permissividade Dielétrica A segunda relação constitutiva do meio relaciona diretamente o campo elétrico (���) à corrente de deslocamento, ou à polarização (����), e a constante de proporcionalidade é a permissividade dielétrica do material (�). Segundo:

����=���� (2.2) Onde ε é a permissividade elétrica, definida por: � � Κε

Sendo K a constante dielétrica do meio e εο a permissividade elétrica no vácuo.

De acordo com ANNAN 1996 appud GANDOLFO, 1999, tanto a condutividade elétrica

quanto a permissividade dielétrica são importantes, posto que afetam diretamente a atenuação e a

propagação das ondas de radar. A condutividade é dominante para ondas EM de baixas frequências

(< 1 MHz), enquanto que as altas frequências (>1MHz) a permissividade dielétrica é dominante

(WARD & HOHMANN, 1997, appud GANDOLFO, 1999) Usualmente, utiliza-se a

permissividade dielétrica relativa (��) ou constante dielétrica dos materiais (k), definida como:

K=��=�

�� (2.3)

Onde:

� = permissividade dielétrica do material (F/m);

εο = 8,854 x 10��� F/m, é a permissividade dielétrica no vácuo.

7.3.1.3. Permeabilidade Magnética

A terceira relação constitutiva do meio relaciona diretamente o campo magnético (H���)com o

campo de indução magnética (Β���) e a constante de proporcionalidade é a permeabilidade magnética

do material (�). A permeabilidade magnética é obtida de acordo com a seguinte relação:

��� = �H��� (2.4)

Em muitas situações geológicas, os fatores mais importantes que controlam as respostas do

GPR são as propriedades elétricas. Para a propagação de ondas EM nas freqüências do radar, supõe-

se que a permeabilidade magnética da maioria dos materiais geológicos é essencialmente

independente da freqüência, e não varia significativamente em relação à permeabilidade magnética

18

do vácuo (OLHOEFT, 1981; KELLER, 1987, appud BORGES 2007). Assim, o efeito da variação

na permeabilidade não tem sido considerado quando são feitas medidas eletromagnéticas na terra.

Entretanto, os efeitos de uma forte permeabilidade magnética podem não ser totalmente ignorados

nas seções GPR.

7.3.1.5. Propagação de Ondas Eletromagnéticas

As equações de Maxwell fundamentam a teoria eletromagnética. As relações constitutivas

relacionam o campo elétrico externo aplicado ao campo interno pelas propriedades elétricas e

magnéticas dos materiais (GANDOLFO, 1999).

No método GPR utiliza-se um dipolo elétrico horizontal como fonte do campo de ondas

eletromagnéticas. As frentes de onda básicas para uma fonte dipolar sobre a superfície da Terra são

ondas esféricas. Qualquer onda esférica pode ser descrita por uma superposição de ondas planas.

Substituindo-se as relações constitutivas do meio nas equações de Maxwell, obtêm-se a

equações da onda plana, com campo elétrico nulo nas direções Y e Z é dado por:

����, �) = � !�"#$%&' +� �!�"#$%&'

Onde:

Ex é o campo elétrico na direção x,

E0 é o campo elétrico na superfície,

E0

+ é o campo elétrico propagando-se para baixo no sentido (Z+),

E0

- é o campo elétrico propagando-se para cima no sentido (Z-),

K é o número de onda (K = ) = *+) Onde ) corresponde à constante de atenuação:

) = ,-��2 /01 + 1 ,�2� − 14

+ = ,-��2 /01 + 1 ,�2� + 14

19

Para as freqüências de radar ANNAN (1992), α e β podem ser expandidos em séries de

potencia, reduzindo-se para :

) = 2 -��

+ = ,5��

6 = 7√9

Onde:

c= velocidade da luz = 2,997 X 10: m/s ≅ 0,3=/?@ K = permissividade dielétrica ou constante dielétrica dos materiais.

Os valores da constante dielétrica e condutividade elétrica para vários matérias estão listados

na Tabela 01.

Materiais Constatante Dielétrica (K) Condutividade Elétrica (σ) mS/m

Ar 1 0 Água destilada 81 0,01

Água fresca 81 0,5 Água do mar 81 3000

Areia seca e cascalho 2 -6- 0,01 Areia saturada 20 -30 0,1-1

Argila seca 5 2 Argila saturada 40 1000 Calcáreo seco 4 0.5

Calcáreo saturado 8 2 Folhelho e Siltito seco 5 1

Folhelho saturado 7 100 Siltito saturado 30 100 Silte saturado 10 01-10-

Arenito saturado 20 - 30 100 Solo arenoso seco 2,6 0.14

Solo arenoso saturado 25 6.9 Solo argiloso seco 2.4 0.27

Solo argiloso saturado 15 50 Basalto seco 6 1

Basalto saturado 8 10 Granito seco 5 0,01

Granito saturado 7 1

Tabela 01: Constante dielétrica (K) e condutividade (), observada nos materiais, comuns para as

frequências utilizadas no GPR . Modificado de ANNAN, 1992.

20

A Tabela 01 mostra a constante dielétrica e a condutividade elétrica observada em alguns

materiais para frequências utilizadas no GPR.

Além de a constante dielétrica ser influenciada pelo conteúdo de água no meio, ela também

reflete algumas interações, tais como: entre a porosidade, as características do fluido intersticial, a

superfície específica, a mineralogia, a estrutura e a temperatura (BORGES, 2002; AMPARO,

2006).

8. METODOLOGIA

O presente trabalho utilizará como principal recurso a aplicação do método GPR em

conjunto com a caracterização geológica da subsuperfície. Para a execução deste projeto está

organizada em três fases descritas a seguir.

No primeiro e segundo semestre foi realizada uma revisão bibliográfica, com ênfase na

caracterização geológica estrutural da área de estudo, que consiste no reconhecimento dos tipos de

rochas e solos que recobre a região e das estruturas presentes concomitantemente com a revisão dos

princípios físicos do método GPR. A segunda fase, no terceiro semestre, consiste na atividade de

campo, onde será realizado 18 perfis de GPR (Figura 07) onde já foram realizados perfis de

eletrorresistividade. Em cada perfil foi também realizado um furo para poço de captação de água

subterrânea, que será adcionado como informação geológica do perfil. A terceira fase, no terceiro e

quato semestre, será analisado e interpretado os dados coletados em campo elaborando a dissertação.

O equipamento de GPR que será utilizado, foi fabricado pela empresa MÅLA Geosciencies,

com antena de 25 MHz, disponibilizado pelo laboratório de Geotecnia Ambiental (GEOAMB) da

escola Politécnia da Universidade federal da Bahia. A técnica utilizada será a de afastamento

constante (Commom-offset), na qual as antenas serão colocadas em arranjo biestático, estando

perpendiculares a linha de aquisição e separadas numa distância de um metro, os dados adquiridos

no levantamento geofísico serão armazenados e transformados em registro, como um radargrama,

estando prontos para serem processados. O MALA GROUNDVISION software da versão da MALA

Geosciencies será utilizado para o processamento dos dados e Rad Explorer software será utilizado para

aquisição dos dados . As técnicas de aquisição e processamento serão descritas detalhadamente no

presente capítulo.

21

Figura 0 7: Localização dos Perfis na área de estudo

Perfil Eletrorresistividade

22

8.1. INSTRUMENTAÇÃO

Um sistema GPR consiste basicamente de quatro unidades: computador, unidade de

controle, transmissor e receptor (FIGURA 08 e 09). Tanto a unidade transmissora (Tx) com a

receptora (Rx) são compostas por módulos eletrônicos acoplados às antenas, sendo que estes estão

conectados a unidade de controle através de cabos de fibra ótica. A antena transmissora e receptora

são praticamente idênticas. O computador (notebook) conecta-se com a unidade de controle através

de um cabo de comunicação serial ou paralelo. O funcionamento do sistema será explicado a seguir,

de maneira bastante simplificada.

Figura 08: Diagrama esquemático de um sistema GPR. In Gandolfo, 1999

23

Figura 09: Equipamento GPR da RAMAC/MALÅ GeoScience.

A unidade de controle envia simultaneamente um sinal para o transmissor e o receptor. O

transmissor eletrônico gera um pulso de curta duração e alta voltagem que é aplicado à antena

transmissora e irradiado para o subsolo. Detectando o sinal de controle, a unidade receptora entra

em regime de gravação, e após a coleta de todas as amostras do traço, este dado é enviado para a

unidade de controle, e desta para o computador, onde é gravado possibilitando a sua imediata

visualização. Um pulso típico GPR é uma forma de onda de curta duração com largura igual à Δt.

O espectro de energia deste pulso tem o seu pico na freqüência central (ƒc=1/Δt) que está bastante

próximo do valor nominal da freqüência da antena utilizada na geração do sinal. Freqüência central

é aquela em torno da qual está concentrada a maior parte da energia do pulso. Os sistemas GPR são

projetados de tal forma que a largura da banda deste espectro (Δƒ) seja aproximadamente igual ao

valor da freqüência central, o que equivale a dizer que a razão entre a largura da banda e a

freqüência central é aproximadamente igual à unidade (FIGURA 10). Isto significa que o pulso

irradiado contem energia variando de 0,5•ƒc até 1,5•ƒc e portanto, a freqüência máxima será de

aproximadamente 1,5 vezes o valor nominal da freqüência da antena utilizada (GANDOLFO,

1999).

24

Figura 10: Forma de onda típica de um pulso GPR e o respectivo espectro de amplitude

Segundo DAVIS & ANNAN, 1989 appud GANDOLFO, 1999, a utilização de antenas com

freqüência central de aproximadamente 100 MHz são aquelas que fornecem o melhor compromisso

entre penetração, resolução e portatibilidade nos mais diversos ambientes geológicos. Antenas com

freqüências menores que 100 MHz são difíceis de serem blindadas devido ao grande comprimento

de onda do sinal.

8.2 Técnicas de aquisição de dados com GPR

A aquisição de dados com o GPR pode ser realizada utilizando-se duas principais técnicas:

COMMON OFFSET E CMP/WARR.

8.2.1. Common Offset

Nesta técnica, conhecida também por offset constante, o espaçamento entre as antenas é

mantido fixo durante o levantamento. O equipamento é deslocado ao longo de um perfil efetuando

diversas medidas, cada qual correspondendo a um traço na seção gerada (Figura 11). Este tipo de

aquisição tem analogia com a técnica de mesmo nome utilizada na sísmica de reflexão onde o

espaçamento entre as antenas corresponde ao offset determinad e a cada disparo na unidade de

controle para emissão da onda eletromagnética corresponde à geração da onda mecânica pela fonte

sísmica.

8.2.2. CMP/WARR

As técnicas CMP (common mid point) e WARR (wide angle reflection and refraction) são

utilizadas para obtenção das velocidades de propagação da onda no meio em função da

profundidade, através do progressivo aumento da distância entre antena transmissora e antena

receptora. Por esta razão são chamadas também de “sondagens de velocidade” (velocity sounding).

25

A queda de amplitude do sinal com a distância pode ser utilizada para estimativa da atenuação do

meio e conseqüentemente, da condutividade elétrica deste. Embora bastante semelhantes, a técnica

CMP é mais recomendada que a WARR pelo fato de amostrar um único ponto durante o ensaio

(Figura 11). ANNAN, 1992 appud BORGES, 2007; GANDOLFO, 1999, discute com detalhes os

procedimentos relacionados a esta técnica de aquisição.

Figura 11: Técnicas de Aquisição WARR/CMP

Para realização destes ensaios é necessário que as antenas constituam elementos fisicamente

separáveis (modo biestático) o que não é possível com alguns tipos de antenas blindadas existentes

no mercado (modo monoestático). A escolha do local para realização dos ensaios deve ser feita após

a aquisição do tipo common offset, em determinada posição onde esteja bem marcante a presença de

um refletor em subsuperfície.

Segundo GANDOLFO, 1999, a onda de radar que se propaga pela superfície do solo (onda

direta), é usada para o cálculo da velocidade de propagação nas porções mais rasas deste. Este valor

poderá ser igual ou sensivelmente maior do que aquele representativo para todo o pacote acima de

um eventual refletor e servirá como uma primeira referência na análise de velocidades.

8.3. Processamento dos dados

Em um levantamento GPR a etapa de aquisição dos dados é relativamente simples e rápida.

Assim, os esforços deverão estar concentrados na fase posterior, que é a do processamento dos

mesmos. Resultados qualitativos podem ser obtidos ainda em campo com pouco ou mesmo nenhum

tratamento. Entretanto, informações mais precisas, quantificadas, obrigatoriamente exigem a etapa

de processamento dos dados.

26

8.3.1. Processamento básico

- Envolve manipulações fundamentais aplicadas aos dados para torná-los produtos mais

aceitáveis para a interpretação inicial e para a avaliação dos dados. Essa manipulação compreende:

a) Decliping: devido ao fato de a maioria dos instrumentos de radar registrarem os dados no

formato inteiro de 16 bits, e também devido às amplitudes das ondas aéreas e diretas terem muito

mais energia (amplitude) que as ondas refletidas, a forma da onda nas primeiras amostras podem

estar clipadas, isto é, acima de uma determinada amplitude elas são cortadas. A função decliping

recupera a forma da onda realizando a interpolação dos dados. Esta função deve ser aplicada antes

da filtragem.

b) Filtragem DC (Dewow): é uma filtragem para remoção dos componentes de baixíssima

freqüência presentes nos dados; esses componentes estão associados aos fenômenos de indução ou

aos limites eletrônicos da instrumentação na manipulação dos dados durante a aquisição. Esses

ruídos tipicamente ocorrem como resultado da saturação dos instrumentos eletrônicos quando do

registro das ondas aéreas e diretas, normalmente é o segundo estágio no processamento.

c) Marcação do “tempo zero”: identificação nos dados do tempo de referência com relação

à superfície do terreno; isso é realizado identificando-se o tempo inicial de chegada da onda direta.

d) Ganhos temporais: o sinal de radar é rapidamente atenuado em sua propagação pelo

subsolo. Existem vários tipos de filtros temporais que aplicam ganhos aos dados; são eles: lineares,

exponencial, exponencial esférico, constante e AGC (automactic gain control). Este último é muito

utilizado apesar de “destruir” as relações de amplitude na seção, não permitindo aplicação de

técnicas de interpretação baseadas na variação da amplitude AVO (amplitude versus offset). As

reflexões provenientes de grandes profundidades têm pouquíssima amplitude (mais fracas);

inversamente, as reflexões provenientes dos refletores mais superficiais têm amplitudes mais fortes.

Para a visualização desses refletores mais profundos deve-se aplicar ganho variável com

profundidade para que aquelas reflexões com amplitudes mais fracas (que sejam de interesse) sejam

visualizadas conjuntamente com as reflexões mais fortes. Uma forma de equalizar essas amplitudes

é escolher uma janela de tempo na qual as amplitudes do sinal sejam normalizadas em relação à

máxima amplitude AGC. Esse procedimento é executado ao longo de todo o traço.

8.3.2. Processamento avançado

27

- Após a execução do processamento básico, a imagem obtida serve de parâmetro na

definição da estratégia para se melhorar a qualidade. Essa estratégia consiste em escolher os

próximos passos no processamento, de acordo com os objetivos ou com os interesses na imagem

que se deseja realçar para facilitar a interpretação. Essas etapas normalmente consistem de:

a) Deconvolução: embora seja também uma filtragem, a deconvolução é tratada

separadamente, em função de utilizar as características e parâmetros da onda emitida para execução

da filtragem. É muito utilizada no processamento de sísmicos, mas pouco utilizada nos dados de

radar.

b) Migração: é uma técnica de processamento que consiste em aplicar um operador

matemático ao longo da seção a fim de reposicionar os eventos, que aparecem na seção de radar, no

lugar correto em tempo ou em profundidade. Apesar de ser uma ferramenta muito útil na melhoria

da qualidade das seções de radar, para ser eficiente necessita que se tenha um perfil de velocidade

da área com boa precisão, o que nem sempre é possível em razão de diversos fatores. Além disso, é

uma técnica que requer grande desempenho computacional, o que nem sempre está disponível.

Existem várias técnicas de migração, entre elas, destacam-se: migração no domínio do tempo, no

domínio da freqüência, pré-empilhamento, pós-empilhamento, em profundidade etc. (BOTELHO E

MUFTI, 1995; PESTANA E BOTELHO, 1997).

c) Análise de velocidade: consiste em determinar a velocidade, ou o perfil de velocidade, a

partir dos perfis CMP’s ou WARR’s. Normalmente vale-se de programas adequados para a

elaboração do perfil de velocidade em profundidade (tempo), ou da velocidade média.Existem

várias técnicas desenvolvidas para o processamento de dados sísmicos que podem ser utilizadas

para os dados de radar .

d) Correção estática: consiste na utilização do perfil de velocidade, ou da velocidade

média, para corrigir o perfil de radar em relação à topografia do terreno.

e) Conversão em profundidade: consiste em converter o perfil de radar, que é obtido em

tempo x posição, em perfil de profundidade x posição, utilizando o perfil de velocidade ou a

velocidade média obtida para a área.

8.3.4. Interpretação

28

- A interpretação dos radargramas, após a execução do processamento, é o ponto culminante

da aplicação geofísica. A interpretação deve ter como baliza os objetivos que levaram à utilização

do radar no estudo de um problema específico e o modo como as estruturas da subsuperfície possam

aparecer nas seções. Isto é, os refletores planos da subsuperfície aparecem como lineamentos na

seção, os pontos de interrupção de camadas, ou mesmo tubulações enterradas, aparecem como

hipérboles de difração. Pode-se resumir que, para a execução de uma interpretação consistente, o

intérprete deve (Annan, 1992):

1 - ter um bom conhecimento sobre a geologia/geomorfologia da área;

2 - desenvolver (conhecer/obter) um modelo geológico/geomorfológico da subsuperfície;

3 - organizar os dados em conjunto para poder correlacioná-los com os mapas do local;

4 - obter um perfil (velocidade média) com boa aproximação para área;

5 - estimar qual a possível resposta do radar para o problema em estudo;

6 - correlacionar os dados obtidos com a geologia/geomorfologia;

7 - plotar os dados em mapas;

8 - ter em mãos dados provenientes de furos de sonda no local de estudo para aferir a seção

de radar obtida.

O produto final do levantamento com Georadar, após o processamento, são radargramas,

constituindo seções semelhantes às obtidas pela sísmica de reflexão. Na sua interpretação procura-

se visualizar a geometria, o mergulho, o posicionamento, as relações entre os refletores e várias

outras características das estruturas presentes na subsuperfície.

9. VIABILIDADE E FINANCIAMENTO

O trabalho de pesquisa ora proposto se utilizará dos recursos e equipamentos disponíveis do

laboratório de Geotecnia Ambiental (GEOAMB), da Escola Politécnica da Universidade Federal da

Bahia, com o apoio do professor Dr. Sandro Lemos Machado em parceria com apoio do professor

Dr. Marco Antônio Barsotelli Botelho que com irão fornecer suprimentos para o projeto proposto.

10. RESULTADOS E IMPACTOS ESPERADOS

Espera-se avaliar o desempenho, a confiabilidade e o nível de detalhamento dos métodos

utilizados para que as informações geradas, possam subsidiar a gestão do uso de água subterrânea,

29

uma vez que a área em estudo carece da disponibilidade de água potável em superfície, visto que

esse recurso natural é indispensável para a vida humana.

Impactos gerados:

Econômico – Os dados gerados podem auxiliar na melhoria da captação de água subterrânea.

Social - Ampliar a possibilidade da oferta de água aos municípios da microrregião de Irecê

em estudo.

Científico - Promover a geração de informações consistentes que podem ser aproveitadas

para uma melhor compreensão do método GPR.

Ambiental - Os dados gerados podem auxiliar na gestão das águas subterrâneas na área em

estudo.

11. CRONOGRAMA FÍSICO

Semestre Atividades

1° Semestre Obtenção de créditos em disciplinas

2014.1 Levantamento Bibliográfico

2° Semestre Obtenção de créditos em disciplinas

2014.2 Levantamento Bibliográfico

3° Semestre Trabalho de campo (mapeamento geológico-geomecânico e aplicação do método GPR)

2015.1 Tratamento dos dados coletados

4° Semestre Interpretação e integração dos dados

Redação da dissertação

2015.2 Montar apresentação da dissertação

Divulgação dos resultados em periódicos e eventos técnico-científicos

Março 2016.1 Defesa da dissertação

12. EQUIPE TÉCNICA

A equipe é composta pelos seguintes elementos:

� Professor orientador;

� Professor Co-orientador;

� Discente;

� Técnico para trabalho de campo.

30

13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ACEVES, A., 2003. Geofísica aplicada en los proyectos básicos de ingeniería civil.

Secretaria de comunicaciones y transportes instituto mexicano del transporte. Publicación Técnica

No. 229 Sanfandila, Qro.

AMPARO, N.S., 2006. Utilização do Radar como método não intrusivo para a realização de

medidas de conteúdo de água na zona vadosa. Dissertação de Mestrado, MEAU/EPUFBA, Bahia.

75p.

ANNAN, A. P. 1992. Uses and techniques of ground penetrating radar in near-surface

geophysics. Workshop Notes: Society of Exploration Geophysicists, Sensor & Software Inc., 110p.

ANNAN, A. P., 2001. Ground penetrating radar: workshop notes. Sensors and Software

Inc., Mississauga, Ontario, Canada, 192 p.

ANNAN, A.P. 2000. Ground Penetrating Radar Workshop Notes: Sensors & Software Inc.

ARANHA, P.R.A.; AUGUSTIN, C.H.R.R. E BOTELHO, M.A.B. (1999). The use of

Ground Penetrating Radar (GPR) to Access Subsurface Structures near a Hollow With a Gully,

Gouveia, MG-Minas Gerais. Regional Conference on Geomorphology (IAG-UGB), p.67, Rio de

Janeiro.

BOTELHO, M.A.B.; ARAÚJO, F.F., 1996. Detecção de Cavernas e Estruturas de

Dissolução em Rochas Carbonáticas usando Radar (GPR). Anais do XXXIX Congresso Brasileiro

de Geologia, V.2, 388-390 p.

BOTELHO, M. A. B., MUFTI, I. R. 1997. Exploitation of Limestone Quarries in Brazil

with Depth Migrated Ground-Penetrating Radar Data. In: 5° Congresso Internacional da

Sociedade Brasileira de Geofísica, v.1, São Paulo. Resumos Expandidos, p.536-539

BOTELHO, M.A.B. (1994). Migração reversa no tempo com operadores de diferença finitas

em dados de radar (GPR).Anais da 46a Reunião Anual SBPC, F.2-005, p.731, Vitória-ES.

31

BOTELHO, M.A.B. E PESTANA, R.C. E ALMEIDA, R.S. (1995). Migração em

profundidade de dados 2-D e 3-D de radar penetrante no solo. Anais do XIII Encontro de Físicos do

Nordeste, p.32, Salvador-Ba.

BORGES W. R., 2002. Investigações geofísicas na borda da Bacia Sedimentar de São

Paulo, utilizando-se GPR e Eletrorresistividade. 127p. Dissertação de Mestrado, IAG-USP, São

Paulo.

BORGES, W. R., 2007. Caraterização Geofísica de Alvos Rasos com Aplicações no

Planejamento Urbano e Meio Ambiente: Estudos sobre o Sítio Controlado do IAG/USP. Tese de

Doutorado. Instituto de Geofísica. Universidade de São Paulo. 271 p.

CAMPANO-CALVO, J. L. et al., 2013. Los métodos geofísicos en los estudios previos del

terreno para la rehabilitación de edificios. La iglesia del Monasterio de Santa María de Moreruela

(Zamora). Informes de la Construcción, v. 65, n. 529, p. 17–26.

CUNHA, T. J. F; MANZATTO, C. V.; RIBEIRO, L. P.; PALMIERI, F.; FILHO, B. C.,

1999. Diferenciação Pedológica e Alteração de Rochas Calcárias na Região de Irecê, BA. Estado da

Arte. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária n°6, dezembro , p.1-6.

DAVIS, J. L., ANNAN, A. P. 1989. Ground-penetrating radar for high-resolution mapping

of soil and rock stratigraphy. Geophysical Prospecting, v.37, n.5, p.531-551.

FOTI, S., 2013. Combined use of geophysical methods in site characterization. Proceedings

Geotechnical and Geophysical Site Characterization Coutinho & Mayne.

INDA, H. A. V. & BARBOSA, J. F, 1996. Texto Explicativo para o Mapa Geológico do

Estado da Bahia ao Milionésimo. Escala 1:1.000.000. Salvador: CPRM, 400 p.

GANDOLFO, O.C.B., 2007. Um Estudo do Imageamento Geoelétrico na investigação rasa.

Tese de Doutorado. Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo. 215 p.

32

GANDOLFO, O.C.B.,1999.Aplicação de Sísmica de Reflexão de Alta Resolução e o Radar

de Penetração no Solo (GPR): Um Estudo Comparativo. Instituto de geociências. Universidade de

São Paulo, 140 p.

GUERRA, A. M., 1986. Processos de Carstificação e Hidrogeologia do Grupo Bambuí na

Região de Irecê – Bahia. Tese de Doutoramento. Instituto de Geociências. Universidade de São

Paulo,132 p.

PESTANA, R.C. & BOTELHO M.A. B., 1997. Migração de dados de radar (GPR) com

correção topográfica simultânea. Rev. Bras.Geof. vol.15 nº 1

KEAREY, P.; BROOKS, M.; HILL, I., 2009. Geofísica de exploração. Tradução de Maria

Cristina Moreira Coelho. São Paulo: Oficina de textos, 438 p.

SILVA, H. M., 2005. Sistema de Informações Geográficas do Aqüífero Cárstico da micro-

região de Irecê, Bahia: subsídio para a gestão integrada dos recursos hídricos das bacias dos rios

verde e jacaré. Dissertação de Mestrado. Instituto de Geociências. Universidade Federal da Bahia.

2005.142p.

SOUZA, L.A.P.; SILVA, R. F.; IYOMASA, W. S. 1998. Investigações geofísicas. In:

Oliveira, A. M. S., Brito, S. N. A. (Ed.). Geologia de Engenharia. São Paulo:Associação Brasileira

de Geologia de Engenharia(ABGE),. Métodos de investigação. p.165-183.

SOUZA, L.A.P; GANDOLFO, O.C., 2012. Métodos geofísicos em geotecnia e geologia

ambiental. Revista Brasileira de Geologia e Engenharia e Ambiental, v. 2, n. 2, p. 10-27.

SOUZA, S. L.; BRITO P. C. R.; SILVA, R. W. S., 1993. Integração e síntese por

PEDREIRA, A. P. Estratigrafia, sedimentologia e recursos minerais da Formação Salitre na Bacia

de Irecê, Bahia. Série Arquivos Abertos 2. Salvador, BA: Companhia Baiana de Pesquisa Mineral,

36 p.

YUXIN, C.; DA GAMA, C. D.; QIANG, X., 2007. Application of geophysical methods for

geotechnical engineering in Portugal. Proceedings of the Symposium on the Application of

Geophyics to Engineering and Environmental Problems, SAGEEP. Anais.