Métodos Geofísicos Ambientais

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ARTES, CIÊNCIAS E HUMANIDADES
Alicia Bragion N° USP: 11242011
Ayrton Cezar De Luca Estevam N° USP: 11209754
Carolina De Paula Lima N° USP: 11369902
Isabela Dinardi Albuquerque Silva N° USP: 11315291
MÉTODOS GEOFÍSICOS PARA A INVESTIGAÇÃO AMBIENTAL
Trabalho desenvolvido na disciplina ACH1027
Geotecnia Ambiental
São Paulo
2023
RESUMO
O presente trabalho visa apresentar o que é a geofísico de análise e seus diferentes
métodos para a investigação ambiental, exibir suas etapas de execução, reconhecimento,
detalhamento e monitoramento, as aplicações possíveis, suas vantagens e desvantagens e
exemplificar um método de aplicação, no caso para o gerenciamento de áreas contaminadas.
Conta-se assim, a importância da geofísica como base científica essencial para a análise
ambiental na precaução sobre diferentes tipos de impactos ambientais.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO QUANTO A PROBLEMÁTICA OU TÉCNICA 4
2. CONTEXTOS DE UTILIZAÇÃO 4
3. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO 6
4. CONCLUSÃO 7
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8
1. INTRODUÇÃO QUANTO A PROBLEMÁTICA OU TÉCNICA
O conceito de Geofísica, de acordo com Orellana (1972) é:
“Ciência que se ocupa do estudo das estruturas do interior da Terra e
da localização de materiais delimitados pelos contrastes de alguma de
suas propriedades físicas com as do meio circundante, usando, para
esta finalidade, medidas tomadas na superfície da terra ou da água,
no interior de furos de sondagens ou em levantamentos aéreos”.
Os materiais possuem diversas características físicas, como velocidade de
propagação de ondas elásticas, resistência elétrica, densidade, potencial elétrico natural,
cargabilidade e suscetibilidade magnética. Uma forma de medir essas características é
por meio de métodos geofísicos, que são métodos indiretos de investigação que medem
propriedades físicas da subsuperfície (ABTN NBR 15.935:2011). Por meio de tais
métodos é possível realizar uma avaliação quantitativa e até mesmo qualitativa da
natureza dos terrenos investigados (SOUZA e GANDOLFO, 2012).
Os levantamentos geofísicos devem ser realizados em etapas sucessivas:
reconhecimento, detalhamento e, eventualmente, monitoramento. A etapa de
reconhecimento destina-se à identificação das condições naturais do ambiente e das
condições anômalas. As etapas posteriores devem detalhar a caracterização pelo
adensamento espacial dos dados e, eventualmente, monitorar suas variações temporais
(ABTN NBR 15.935:2011).
Existem diversos projetos nos quais a geofísica pode ser aplicada, como locação
de poços de captação de água subterrânea, mapeamento de plumas de contaminação e do
contato com água doce e salgada, identificação de zonas de fraturamento em maciços
rochosos, determinação da profundidade do topo rochoso, mapeamento de utilidades
(dutos, galerias, adutoras), identificação de vazamento em barragens e etc. (SOUZA E
GANDOLFO, 2012). Além disso, pode-se dizer que há vários métodos geofísicos, sendo
que cada um vai medir uma propriedade diferente do material. Os quatro principais são:
métodos elétricos, métodos eletromagnéticos, métodos potenciais (gravimetria,
magnetometria, radiométricos) e métodos sísmicos (reflexão, refração) (GEOSCAN,
2021).
2. CONTEXTOS DE UTILIZAÇÃO
Os métodos geofísicos são complementares aos métodos diretos, eles auxiliam na
investigação geológica, avaliação de recursos, avaliação do perigo/risco
geológico-geotécnico, modelagem geológico-geotécnica e determinação de propriedades
(Effyía -Escola de Engenharia, 2022).
Os métodos geofísicos são elaborados a partir de técnicas indiretas de rastreamento
em subsuperfície, não são considerados invasivos, logo, não são destrutivos (SILVA e
MALAGUTTI, 2009). Os mesmos podem ser aplicados em estudos hidrogeológicos, para a
determinação da profundidade da zona saturada, identificação do sentido de fluxo da água
subterrânea, no mapeamento em subsuperfície de pluma de contaminante, de falhas e
fraturas, entre outros. A figura abaixo ilustra estes métodos citados.
Imagem 1:
Fonte: O emprego de métodos geofísicos na fase de investigação confirmatória em cemitérios contaminados,
2009.
A seguir, estão sendo apresentadas vantagens e desvantagens acerca da utilização dos
mesmos.
● Vantagens:
○ Método não invasivo (preservação do meio ambiente o que é ótimo para área
que precisam de licenciamento ambiental, visto que não intervém no meio
causando algum impacto);
○ Os ensaios de campo são realizados de forma rápida (em ambiente submersos
é ótimo, pois possibilita que em uma semana de execução sejam adquiridos
dezenas de quilômetros de perfis, garantindo a cobertura de grandes áreas
proporcionando uma ótima relação custo-benefício;
○ Amplitude da cobertura dos levantamentos, oferecendo maior
representatividade dos dados. Ao cobrir uma maior área do que métodos
convencionais, os métodos geofísicos possibilitam que os riscos sejam
minimizados assim como as ambiguidades.
● Desvantagens:
○ Altos preços dos equipamentos pois a grande maioria é importado;
○ Necessidade de mão de obra especializada, a qual é escassa no Brasil;
○ Em ambientes urbanos os métodos geofísicos apresentam alguns desafios
como, por exemplo, a presença de ruídos eletromagnéticos, tráfego intenso de
veículos, presença de pavimentos e a redução do espaço para aquisição de
dados;
○ Não é realizada a coleta de amostras e por isso deve estar sempre associado a
um método direto.
3. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
De acordo com o artigo técnico de Silva e Malagutti Filho (2009), dentro do
gerenciamento de áreas contaminadas, os métodos geofísicos, quando se trata de estudos das
áreas contaminadas, possuem uma metodologia confirmatória. Para este tópico, trouxe-se
como exemplo o estudo aplicado no cemitério de Vila Rezende, em Piracicaba, cidade do
interior do Estado de São Paulo, conforme demonstrado na figura abaixo.
Imagem 2:
Fonte: O emprego de métodos geofísicos na fase de investigação confirmatória em cemitérios contaminados,
2009
Para que haja uma confirmação de área contaminada, é realizado um estudo nomeado
“investigação confirmatória”, e os métodos geofísicos são usados para localizar os pontos de
amostragem adequadas, identificando anomalias que representam os pontos do cemitério que
possuem concentração de contaminantes, nomeados de “hot spots”. (SILVA E
MALAGUTTI, 2009)
Conforme exposto no tópico acima, a aplicação de métodos geofísicos possui a
vantagem de não ser invasivo. Quando se trata de cemitérios, a mesma se aplica muito bem,
tornando-se uma vantagem técnico-econômica. Os levantamentos geofísicos propiciam a
execução de perfis contínuos, possibilitando a identificação com maior precisão das variações
laterais decorrentes das mudanças litológicas ou originadas pela presença da contaminação
subterrânea. (SILVA E MALAGUTTI, 2009)
Para a área do cemitério de Vila Rezende, de acordo com o artigo técnico (2009), foi
aplicado o método abaixo juntamente de suas técnicas apropriadas:
● O método da eletrorresistividade, o qual consiste em injetar corrente elétrica, por meio
de contatos diretos com o solo, e medir a diferença de potencial elétrico, por eletrodos
metálicos aterrados ao solo.
○ As técnicas mais utilizadas são a sondagem elétrica vertical (SEV), que
investiga as heterogeneidades verticais das resistividades, e o imageamento
elétrico (IE) que investiga as heterogeneidades horizontais e verticais das
resistividade;
○ Os arranjos eletródicos mais utilizados pelo método da eletrorresistividade,
utilizando as técnicas de SEV e IE, são: gradiente, dipolo-dipolo,
Schlumberger e Wenner (WARD, 1990 apud. SILVA e MALAGUTTI, 2009).
■ O arranjo de campo Schlumberger é o mais utilizado em SEVs, devido
à qualidade das curvas de campo, facilidade e rapidez na execução do
ensaio e menor suscetibilidade às variações laterais de resistividade e
ruídos;
■ O arranjo dipolo-dipolo é um dos mais utilizados na investigação de
contaminantes, pela precisão nos resultados e rapidez na execução em
campo.
A partir disso, a área foi dividida emdiversas sessões, as quais foram aplicadas as
metodologias adequadas para o método geoelétrico. Foram construídos gráficos e tabelas para
melhor compreensão dos resultados, com base nos mesmos pôde-se elaborar conclusões
concretas em relação à subjetividade de contaminação da área, identificando condições
desfavoráveis em relação a percolação do necrochorume, uma vez que há predominância de
material argiloso, mas também favoráveis, como a ocorrência do fenômeno conservatório de
saponificação e a expansão em baixa profundidade da pluma de contaminação, devido à baixa
profundidade do lençol freático.
Por fim, levando em consideração todo o estudo e análise feita sob o mesmo, através
do uso dos métodos geofísicos para investigação ambiental, foi definido que o cemitério de
Vila Rezende, na cidade de Piracicaba, passou-se de uma área supostamente contaminada
para uma área confirmadamente contaminada por necrochorume.
4. CONCLUSÃO
Os métodos geofísicos são importantes pois permitem avaliar as condições geológicas
locais através dos contrastes das propriedades físicas dos materiais em subsuperfície.
Normalmente eles são utilizados como complementadores ao métodos convencionais
(diretos) permitindo uma análise mais completa daquele meio. Existem diferentes métodos e
a escolha do mais adequado ou da utilização de mais de um, junção com métodos
convencionais e etc irá depender da situação (tipo de solo, tipo e abrangência da
contaminação e etc). Como cada método mede a propriedade do material e por isso é
necessário analisar qual é o mais adequado para cada tipo de situação.
É notório a importância do aprimoramento em relação aos conhecimentos e a
relevância da aplicação de métodos geofísicos adequados quando se diz respeito à
investigação ambiental de uma área. Quando feito de maneira responsável e bem executada,
os resultados serão concretos e permitirá a adoção correta de ferramentas de mitigação,
monitoramento e controle da área, sendo essencial para evitar possíveis desastres.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
EFFYÍA, Escola de Engenharia. Introdução aos métodos geofísicos - Aula 1 (bloco 1).
Youtube, 2022. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=HikBH3p3qB8>.
Acesso em 13 de julho de 2023.
SILVA, R. W. da C., & MALAGUTTI FILHO, W. (2009). O emprego de métodos
geofísicos na fase de investigação confirmatória em cemitérios contaminados. Engenharia
Sanitária e Ambiental, 14(3), 327-336. Disponível em:
<https://doi.org/10.1590/s1413-41522009000300006>. Acesso em 13 de julho de 2023.
SILVA, O. E.,(2008). Prospeccion Geoelectrica Corriente Continua, Parte 1. Editora
Ediciones Paraninfo, S.A., 578 (f) Disponível em:
<https://books.google.com.do/books/about/Prospecci%C3%B3n_Geoel%C3%A9ctrica_en_c
orriente.html?id=Su4DAQAAIAAJ> . Acesso em 13 de julho de 2023.
GEOSCAN, P (2020). Geofísica: Entenda o que é e saiba todos os métodos utilizados.
Blog Geoscan. Disponível em: <https://www.geoscan.com.br/blog/geofisica/> . Acesso em
10 de julho de 2023.