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FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA Período: 2012.1 Prof. Tácio de Campos - tacio@puc-rio.br 10/08/2011 1 Nome do Aluno: Renan Salvate Campos No. de Matrícula: 0811859 TRABALHO 1A O conhecimento de características geológico-geotécnicas do subsolo constitui um passo básico, fundamental, para o desenvolvimento de qualquer tipo de investigação, avaliação, es- tudo ou projeto nas áreas de Engenharia Civil e Ambiental. Neste sentido pede-se, a partir de informações disponibilizadas na Internet: a) Definir o que vêm a ser técnicas geofísicas e qual a relevância do emprego das mesmas na identificação de características geológico-geotécnicas de um dado terreno; b) Apresentar, em um Quadro 1, um resumo dos conceitos físicos associados ao uso das técnicas baseadas em resistividade elétrica, sísmica de refração e radar de penetra- ção; c) Apresentar, em um Quadro 2, vantagens e desvantagens (ou limitações) do uso das técnicas mencionadas no item (b) no que se refere à definição de perfis de solo (inclu- indo posição do nível d´água - N.A.) e detecção de plumas de contaminação / resíduos sólidos enterrados. d) Identificar as fontes de informação no Trabalho apresentado. _____________________________ Assinatura do Aluno FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA Período: 2012.1 Prof. Tácio de Campos - tacio@puc-rio.br 10/08/2011 2 Técnicas Geofísicas A Geofísica é uma ciência que busca entender a constituição e dinâmica do planeta, utilizando para tal, conceitos físicos como refração e reflexão de ondas, gravidade, eletromagnetismo e radiação. Esses conceitos são aplicados em diversos métodos geofísicos, ferramentas de investigação, diagnóstico e monitoramento de áreas. Devido ao baixo custo de realização e rapidez dos resultados, os métodos geofísicos são ideais para o diagnóstico de áreas contaminadas quando integrados com métodos diretos de investigação. Os métodos mais comuns são: Sondagem Elétrica Vertical (SEV), Radar de Penetração no Solo (GPR) e Ele- tromagnético Indutivo (EM). De todos os métodos aqueles que utilizam a eletrorresistividade são mais utilizados para buscar contaminantes em solo e aguas subterrâneas devido à diferença de propriedades encontradas no solo e nos contaminantes, quase sempre compostos por elementos orgânicos. O emprego dos métodos geofísicos na identificação de características geológico-geotécnicas em um terreno é importante para se conhecer as características físicas, químicas e biológicas do terreno em interesse, seja para uma futura obra civil no local, remediação de contaminantes, prevenção de conta- minação ou retirada e uso do solo em outras aplicações. Conceitos Físicos As técnicas comumente utilizadas são a sísmica de refração, o radar de penetração e aquelas ba- seadas em resistividade elétrica. Sísmica de reflexão é uma técnica de investigação geofísica que utiliza ondas sísmicas no subso- lo. Para tal, utiliza uma fonte de energia controlada para geração dessas ondas sísmicas, como a dinami- te, por exemplo. Conhecendo o tempo que uma onda refletida demora a atingir um receptor posiciona- do na superfície é possível estimar a profundidade da estrutura que causou a reflexão. Com uma se- quencia de ondas refratadas e refletidas é possível encontrar grandes estruturas que podem armazenar água, hidrocarbonetos e até mesmo reter um contaminante. É importante para a construção civil, pois indica também a natureza e origem das rochas que compõem aquele terreno, permitindo avaliar a inte- gridade e a resistência daquele solo. Radar de penetração no solo (GPR) é um método que permite criar imagens bi e tridimensionais do solo. Um emissor de ondas eletromagnéticas de alta frequência (de 50 a 1600 MHz), consegue enviar ondas a grande profundidade e receber informações detalhadas a respeito da constituição, tamanhos, e diversas propriedades de várias camadas do solo. O nível de detalhe é capaz de perceber a presença de sedimentos, rochas, solo residual, gelo, aquíferos confinados e livres, depósito de materiais artificiais e tudo aquilo que estiver presente entre as camadas de solo. O método baseado em eletrorresistividade utiliza uma corrente elétrica artificial que é introdu- zida no terreno através de dois eletrodos, com objetivo de medir o potencial gerado em outros dois eletrodos nas proximidades do fluxo de corrente, permitindo assim calcular a resistividade do subsolo. A resistividade elétrica está relacionada aos mecanismos de propagação de corrente elétrica nos materi- ais. Em solos e rochas, por exemplo, ocorre devido ao deslocamento de íons dissolvidos na água contida nos vazios. Estas condições possibilitam a aplicação da eletrorresistividade em estudos hidro geológicos e ambientais visto que contaminantes ricos em sais podem estar presentes nesses mesmos vazios. A resistividade elétrica das formações geológicas depende dos minerais que as constituem e da quantida- de e qualidade dos fluidos que ocupam os seus vazios. Essa técnica também permite o reconhecimento de zonas de concentração de materiais condutores, zonas preferenciais de circulação ou armazenamen- to de água e a qualidade dessa água. O mapeamento da resistividade é um poderoso meio na determi- nação e monitoração de zonas poluídas. O equipamento utilizado é o Resistivímetro, consiste de uma FUNDAMENTOS DE GEOTECNIA Período: 2012.1 Prof. Tácio de Campos - tacio@puc-rio.br 10/08/2011 3 fonte controlada para emissão de corrente elétrica e medidores para a corrente e a diferença de poten- cial gerada. A potência da fonte utilizada é de 150 Watts. Existem duas técnicas básicas para aplicação do método, aquela destinada a exploração horizon- tal, o Caminhamento Elétrico (CE) e outra, destinada a investigação vertical, a Sondagem Geofísica Elé- trica (SEV). Quadro 1 Técnica Método Físico Utilização Sísmica de reflexão Sismologia, reflexão de ondas sísmicas Identificação de águas e hidro- carbonetos subterrâneos Radar de penetração Ondas eletromagnéticas Caracterização das camadas constituintes do solo Caminhamento elétrico Eletrorresistividade Identificação de zonas de ma- teriais condutores, zonas de acúmulo e circulação de água e falhas e fraturas no terreno. Sondagem geofísica elétrica Quadro 2 Técnica Vantagens Desvantagens Sísmica de reflexão Método rápido com precisão suficiente para encontrar água subterrânea. Elevado risco de operação e pouca qualidade nos resulta- dos. Radar de penetração Alto detalhamento do solo, com imagens em 2D e 3D. Atinge grandes profundidades. Quanto maior a profundidade menor a qualidade das ima- gens. Caminhamento elétrico Método rápido e mais barato para encontrar descontinuida- des no terreno, como água subterrânea, e resíduos. Apresenta hipóteses como resultados Sondagem geofísica elétrica Referências Bibliográficas 1. Rev. Bras. Geof. vol.24 no.3 São Paulo July/Sept. 2006: http://dx.doi.org/10.1590/S0102-261X2006000300007 2. Geofísica: Wikipédia, a enciclopédia livre: http://pt.wikipedia.org/wiki/Geof%C3%ADsica 3. Sísmica de reflexão: Wikipédia, a enciclopédia livre. http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADsmica_de_reflex%C3%A3o 4. Radar de penetração no solo: Wikipédia, a enciclopédia livre: http://pt.wikipedia.org/wiki/Radar_de_penetra%C3%A7%C3%A3o_no_solo 5. Ground Penetrating Radar Fundamentals by Jeffrey J. Daniels, Department of Geological Sci- ences, The Ohio State University, Nov. 25, 2000: http://www.earthsciences.osu.edu/~jeff/Library/BASICS.PDF 6. Geopesquisa: http://www.geopesquisa.com 7. Geofísica Elétrica aplicada a Geotecnia para investigação de estabilidade de taludes. Fernando da FontouraXavier. Tecgeofisica, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil: http://www.tecgeofisica.com.br/publicacoes/geosul.pdf 8. EEG Geofísica: http://eeg-geophysics.com 9. Tec Geofísica: http://www.tecgeofisica.com.br/conteudo/diagnostico.htm
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