Pesquisa de agua subterranea

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Pesquisa de Água Subterrânea 
Professor: Lyndemberg Campelo Correia
TEMA DA AULA:
Curso de Graduação em Engenharia de Minas
Disciplina: Hidrogeologia 
INTRODUÇÃO
Pesquisa tem o mesmo significado que “investigação” ou “exploração”.
EXPLORAÇÃO versus EXPLOTAÇÃO
	Exploração: Conjunto de operações ou estudos que permitem a localização e a caracterização de aquíferos, dos quais se pode obter água em quantidade (“reservas”) e qualidade (“hidroquímica”) adequadas ao fim pretendido.
	Explotação: Conjunto de operações e trabalhos que permitem o aproveitamento das águas subterrâneas (explotação racional: Gestão).
ÁGUA SUBTERRÂNEA versus ÁGUA DE SUPERFÍCIE
- Hidrogeologia dos meios porosos (clássica);
- Hidrogeologia dos fissurados;
- Hidrogeologia dos meios cársticos.
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
TIPOS DE ESTUDOS NA PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Estudos Preliminares ou de Reconhecimento
Estudos Gerais
Estudos Detalhados
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ESTUDOS PRELIMINARES OU DE RECONHECIMENTO
Identificar os aquíferos mais importantes
Áreas de recarga e descarga
Qualidade da água
Primeira estimativa da geometria e estimativa de parâmetros hidrodinâmicos
Escala 1:100.000; 1:500.000
Selecionar áreas para estudos posteriores
Mapas existentes, sem trabalho de campo
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ESTUDOS GERAIS
Trabalhos de campo
Cadastro de poços
Geofísica
Construção de poços de pesquisa
Testes de aquífero
Análise de água
Resultados
Mapas: transmissividade; estruturais, potenciométrico; hidroquímico, isópacas (mesma espessura)
Escala 1:50.000 – 1:250.000
Objetivos
Caracterização (inicial) do aquífero e quantificação (inicial) dos recursos disponíveis
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ESTUDOS DETALHADOS
Reconhecimento detalhado de aquífero de modo a permitir uma demanda 
Permitir a elaboração do projeto executivo
Elaboração de projetos de poços e Dimensionamento de bateria de poços
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS UTILIZADOS
Auxiliares ou de apoio
Hidrogeológicos propriamente ditos
Técnicas especiais
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS AUXILIARES OU DE APOIO
Levantamento e análise das informações existentes
Fase inicial de qualquer trabalho
Definição das Demandas
Indústria
Pecuária
Agricultura
Abastecimento Humano
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS AUXILIARES OU DE APOIO (continuação)
Métodos Geológicos
Mapa geológicos existentes
Mapas de Contorno estrutural
- Mapas de igual cota do topo ou da base de uma determinada formação
Fornecem o comportamento estrutural da bacia
Mapas de isóbatas
- Mapas de mesma profundidade
Prever as profundidades em que o aquífero será alcançado - Projetos de Poços
Aérofotos, imagens de satélite
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS AUXILIARES OU DE APOIO (continuação)
Métodos Geofísicos
Baseiam-se na variação de contraste de alguma propriedade física das rochas
			- Condução elétrica
			- Condução Magnética
			- Densidade
			- Som
			- Temperatura
			- Radioatividade natural
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
Este método baseia-se fundamentalmente na Lei de Ohm:
1° Lei de Ohm (para um dado circuito elétrico): DV = R.i 
em que DV: diferença de potencial
 R: resistência do material
 i: corrente elétrica
Ou seja, para um dado circuito elétrico, a corrente (i) é diretamente proporcional à voltagem aplicada e inversamente proporcional à resistência. 
Esta lei (1° Lei de Ohm) expressa a proporcionalidade direta entre a corrente elétrica (i) num condutor metálico e a diferença de potencial (DV) entre seus terminais, onde R é a resistência do material.
DV (volt) = R (ohm) . I (ampère)
i = DV/R
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
A 2° Lei de Ohm relaciona as dimensões do condutor com a resistência por ele oferecida à passagem da corrente elétrica (i):
2° Lei de Ohm:
em que ρ: resistividade do material (ohm.m)
 DL: comprimento do condutor (m)
 DA: área do condutor (m2)
A resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à área de sua seção transversal.
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
A condutividade elétrica (s) é definida como o inverso da resistividade (ρ), logo:
Resistividade (ρ) e condutividade elétrica (s):
Considerando (i/A) a medida de carga que passa por uma dada seção do fio, por unidade de tempo, (i/A) pode ser chamada de densidade de corrente (J). Considerando ainda, (DV/L) o gradiente de potencial (E), ou campo elétrico, temos: 
(mho/m)
J = s. E
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
A densidade de corrente (J = s.E), em qualquer ponto de um condutor homogêneo e isotrópico, é proporcional ao campo elétrico. 
A constante de proporcionalidade s (condutividade elétrica), não depende das dimensões do condutor, sendo portanto característica da sua substância.
A lei de Ohm segue o mesmo modelo matemático da Lei de Darcy (v = K.i), a tabela abaixo, ilustra a analogia entre as leis de Ohm e de Darcy:
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
MEDIÇÃO DA RESISTIVIDADE COM DISPOSITIVOS QUADRIPOLOS
onde,
ρa= resistividade aparente em ohm.m
K = constante adimensional dependente do arranjo AMNB.
V = diferença de potencial elétrico, em mV, medida entre os eletrodos internos M e N do quadripolo.
i = intensidade da corrente elétrica contínua, medida em mA, que circula no solo através dos eletrodos externos A e B.
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
MEDIÇÃO DA RESISTIVIDADE COM DISPOSITIVOS QUADRIPOLOS
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
TIPOS DE QUADRIPOLOS
Utilizam-se comumente dois tipos de quadripolos simétricos, denominados WENNER e SCHLUMBERGER 
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
TÉCNICAS UTILIZADAS
São utilizadas duas técnicas distintas, ou dois procedimentos: 
exploração vertical (Sondagem Elétrica Vertical - SEV) 
exploração horizontal (Perfil de resistividade)
Sondagem Elétrica Vertical - SEV
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Sondagem Elétrica Vertical - SEV
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Sondagem Elétrica Vertical - SEV
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Sondagem Elétrica Vertical - SEV
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Sondagem Elétrica Vertical - SEV
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL - SEV 
VALORES DE RESISTIVIDADE APARENTE OBTIDOS (TABELA DE CAMPO) 
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL - SEV 
VALORES DE RESISTIVIDADE APARENTE PLOTADOS GRÁFICAMENTE EM PAPEL BILOGARÍTMICO 
Representação gráfica da função ρa(AB/2) denominada de:
Curva de resistividades aparentes
Diagrama elétrico
Sondagem elétrica
Exploração Vertical - Perfil Elétrico
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Exploração Vertical - Perfil Elétrico
Casos Estudados - Jauzeiro do Norte - CE
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Casos Estudados – Del Monte – Quixeré-CE
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
EQUIPAMENTO E ACESSÓRIOS
O equipamento: Resistivímetro 
Acessórios: Fios, bobinas e eletrodos
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
CORTES GEOELÉTRICOS
É a “estratificação elétrica” do subsolo, expressa em termos das espessuras e resistividades das diferentes “camadas elétricas” presentes. A figura abaixo ilustra este conceito:
Os cortes geoelétricos
podem ser de:
02 camadas (ex.: tipo resistivo/condutivo) 
03 camadas (ex.: tipo H, Q, K, A) 
04 camadas (ex.: tipo HK (resist/condut/resist/condut),
HA, KH, KQ, QQ, QH, AK, AA)
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
TIPOS DE SONDAGEM ELÉTRICA - TRÊS CAMADAS
Tipo H:
ρ1 >ρ2 <ρ3
Tipo K:
ρ1 <ρ2 >ρ3
Tipo Q:
ρ1 >ρ2 >ρ3
Tipo A:
ρ1 <ρ2 <ρ3
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
ELETRORRESISTIVIDADE
TIPOS DE SONDAGEM ELÉTRICA - QUATRO CAMADAS
No caso de 04 camadas, mantêm-se a letra que designa o tipo correspondente às 03 primeiras camadas e acrescenta-se a letra que designa o tipo correspondente às 03 últimas camadas.
SEV Tipo HK
MÉTODOS AUXILIARES OU DE APOIO (continuação)
Métodos Hidroclimatológicos
Obtenção e utilização de dados de pluviometria e evapotranspiração, para estabelecer a equação do balanço hídrico.
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
Lisímetro ou infiltrômetro.
Ville de Paris
MÉTODOS AUXILIARES OU DE APOIO (continuação)
Pluviômetros
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS AUXILIARES OU DE APOIO (continuação)
Métodos de hidrologia superficial
Avaliação do termo (E), escoamento superficial, através de hidrógrafas de rio (figura abaixo).
Métodos hidroquímicos 
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS HIDROGEOLÓGICOS PROPRIAMENTE DITOS
Obtenção de dados básicos
Inventário dos pontos de água;
Instalação e operação de uma rede de observação;
Potenciometria (Piezometria);
Interpretação qualitativa de superfícies piezométricas;
Análise quantitativa de superfícies piezométricas;
Testes de aquífero (obtenção de parâmetros hidrodinâmicos T, K, S).
 
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS HIDROGEOLÓGICOS PROPRIAMENTE DITOS
Síntese hidrogeológica
Integração de todos os dados obtidos, no sentido de caracterizar a unidade aquífera em estudo:
Avaliação da geometria e da hidráulica dos aquíferos;
Elaboração de mapas temáticos, tais como: Piezométricos, Estruturais, De profundidade das águas subterrâneas, De transmissividade, De permeabilidade, De coeficiente de armazenamento, De salinidade etc.
 
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS POR TÉCNICAS ESPECIAIS
Isótopos
Isótopo de um elemento é uma variação deste elemento, caracterizada por um número de neutros diferente;
Na hidrogeologia, utilizam-se isótopos estáveis (Deutério - D (ou 2H), Oxigênio 18 - 18O, Carbono 13 - 13C) e isótopos radioativos (Trício - 3H, Carbono 14 - 14C);
Os isótopos estáveis são utilizados geralmente como traçadores, para estudar as condições de fluxo subterrâneo e avaliar a permeabilidade, são utilizados também para estudar as intercomunicações entre aquíferos, isto é, as possibilidades de drenança;
Os isótopos radioativos, embora tambem sejam utilizados como traçadores, prestam-se muito a estudos de datação das águas subterrâneas.
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
MÉTODOS POR TÉCNICAS ESPECIAIS
Sensoriamento remoto
Avaliação de imagens de satélite e/ou fotografias captadas em avião.
Perfis de temperatura
Baseiam-se na medição da temperatura do solo a profundidades entre 0,5 e 1,0 metro;
Admite-se que as variações de temperatura, assim medidas, ao longo de um perfil, possam informar sobre as características hidrogeológicas do terreno. 
Radiestesia ou Rabdomancia
É a capacidade que algumas pessoas teriam de detectar a presença de água no subsolo com o auxílio de dispositivos tais como uma forquilha de madeira (“varinha”), um pêndulo de cortiça ou resina etc;
Não é considerada como procedimento técnico, apenas, curiosidade. 
PESQUISA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA