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Universidade Lúrio Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Geológica Curso de Licenciatura em Engenharia Geológica Aula de Recursos hidrominerais e Geotermais Tema: Prospeção e Pesquisa das aguas Minerais Naturais 4ᵒ Ano- Semestre I Discente: Virgílio Timóteo Fozebeque 02-04-2018 1 1. Prospeção e pesquisa de aguas minerais naturais Prospeção e pesquisa de aguas subterrânea corresponde ao Conjunto de regras e conhecimentos que permitem a localização e a caracterização de aquífero dos quais pode se obter água em quantidade e qualidade adequadas ao fim pretendido. Pelo facto das aguas minerais naturais fazerem parte das aguas subterrânea os métodos usados na sua pesquisa não diferem-se dos métodos usados na pesquisa de uma agua subterrânea qualquer. 02-04-2018 2 1.1. Tipos de estudos Na pesquisa das aguas minerais naturais distinguem-se três tipos de estudos : Estudos preliminares ou de reconhecimento Estudos gerais Estudos detalhados 02-04-2018 3 1.1.1. Estudos de reconhecimentos ou preliminar Escala regional (entre 1:100 000 a 1:500 000) seleção de áreas de áreas de interesse para orientar o Analise geológicas de mapas existente planeamento adequado dos estudos posteriores. Desempenha um papel decisivo Menor custo 02-04-2018 4 1.1.2. Estudos Gerais Trabalhos de campo Geofísica Construção de poços de pesquisa Testes de aquífero Resultados Mapas: transmissividade; estruturais, hidroquímico, isópacas (mesma espessura) Escala 1:50.000 – 1:250.000 Objetivos Caracterização (inicial) do aquífero e quantificação (inicial) dos recursos disponíveis 02-04-2018 5 1.1.3. 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 02-04-2018 6 1.2. Água subterrânea em diferentes meios Meio poroso constituídos por arenitos ou rochas similares. Constituem maiores reservatórios de água por este motivo são sempre objectos de especial atenção de especialistas. Meio Fissurado: reservatórios menos desenvolvidos comparado ao meio poroso abrigando pouca quantidade de agua e geralmente de ma qualidade estes não despertam interesse por parte dos estudiosos Meio cárstico Formado em rochas calcárias ou carbonáticas, onde a circulação da água se faz nas fraturas e outras descontinuidades (diáclases) que resultaram da dissolução do carbonato pela água. 02-04-2018 7 1.3. Métodos aplicados na pesquisa de aguas subterrânea Métodos geofísicos Métodos geológicos Métodos hidrogeológicos propriamente ditos 02-04-2018 8 1.3.1. METODO GEOFISICO Geofísica é Ciência que estuda a Terra utilizando métodos e princípios físicos, a partir de medidas de campos físicos que se propagam através de seu interior. Faz medições na superfície ou a uma determinada altura da superfície. Estas medições são influenciadas pela distribuição interna dos diferentes matérias que compõe a crosta Terrestre. As águas minerais naturais não são pesquisadas diretamente pela geofísica, são pesquisados antes os Litótipos e estruturas favoráveis ao acumulo e circulação do bem procurado. 02-04-2018 9 Cont… • Em terrenos sedimentares o método sísmica refração e particularmente o método de resistividade elétrica em corrente continua são os mais utilizados • Em terreno cristalino a sísmica não nos parece fornecer respostas satisfatórias, enquanto a resistividade oferece muito mais perspetivas. Mais recentemente a grande enfase vem sendo dada aos métodos indutivos (eletromagnético). 02-04-2018 10 Método sísmico Emissão de ondas sísmicas geradas artificialmente através do impacto de explosões, tiros de ar comprimido, impactos mecânicos ou vibradores. Essas ondas penetram a certas profundidades no interior da Terra, que serão maiores à medida que a energia liberada no impacto for maior. Durante esse trajeto, as ondas irão atravessar diferentes camadas geológicas que apresentam características físicas diferentes e, por essa razão, vão sofrer refração. 02-04-2018 11 Cont… A refração é governada pela lei de Snell: a relação dos senos dos ângulos de incidência e de refração é igual à relação da velocidade da onda incidente e da onda refratada, ou Sen(i)/Sen(r) = V1/V 2 02-04-2018 12 Método eletrorresistividade • No método da resistividade elétrica, a grandeza física medida é a resistência que cada material apresenta perante a passagem de corrente elétrica. • Cada formação geológica apresenta um valor de resistividade diferente, consoante o tipo de minerais que a constituem, assim como da qualidade e quantidade de fluidos que preenchem os seus poros e fracturas. 02-04-2018 13 Cont… A aplicação do método da resistividade elétrica consiste na introdução de corrente elétrica no Terreno através de dois elétrodos (A e B), denominados elétrodos de corrente, sendo a queda de potencial medida através de outros dois elétrodos (M e N), denominados elétrodos de potencial 02-04-2018 14 Cont… • A resistividade é calculada multiplicando a razão entre a queda de potencial e a intensidade de corrente (resistência) pelo fator geométrico (k), que depende da distribuição espacial dos elétrodos. Pode ser utilizado em forma de: Sondagem elétrica vertical (SEV) para procurar camadas permeáveis (aquíferos granulares); Caminhamento elétrico para identificar zonas menos resistivas que podem estar associadas a fraturas preenchidas com água 02-04-2018 15 Método Eletromagnético VLF Os métodos eletromagnéticos envolvem a propagação de campos eletromagnéticos de baixa frequência e baseiam-se nos fenômenos físicos de eletricidade e magnetismo. O equipamento utilizado neste método é composto de duas bobinas, uma denominada transmissora e outra receptora. A bobina transmissora emite um campo magnético primário Hp, que induz, em subsuperfície, correntes elétricas, que geram um campo secundário Hs. A combinação destes dois campos é medida pela receptora. 02-04-2018 16 Cont… O método de VLF pode ser utilizado na deteção de estruturas planares penetrativas com baixas resistividades, como por exemplo fracturas verticais ou subverticais profundas, saturadas em água. É, portanto, um método de eleição na prospeção de águas subterrâneas em terrenos fraturados, particularmente se a rede de fracturação for vertical ou muito inclinada, como é frequente em muitos meios geológicos. 02-04-2018 17 Vantagens Apresenta como principais vantagens A simplicidade, a rapidez e a economia das operações no terreno. Além disso, normalmente não necessita de um emissor específico, já que existem potentes transmissores em muitas partes do globo capazes de enviar radiação electromagnética a distâncias da ordem dos milhares de quilómetros. Acresce que, os modernos equipamentos são de extrema portabilidade, o que favorece a aplicação do método, mesmo em locais de difícil acesso. 02-04-2018 18 Desvantagens Como principais limitações do método EM-VLF podem referir-se: A sensibilidade a interferências pela a existência de condutores aéreos ou subterrâneos; a influência da topografia, particularmente quando os perfis são efetuados transversalmente a vales; a eventual indisponibilidade de emissores em determinados locais ou a sua inadequação à orientação dos perfis; 02-04-2018 19 1.3.2. Métodos Geológicos Na pesquisa de águas subterrânea, utiliza-se mapas geológicos existentes para obter informaçãosobre Reservatórios isto e suas posições, extensões, camadas confinantes. Para confirmar alguns aspectos que se julgam importante, sobretudo em estudos de reconhecimento é realmente necessário uma inspeção de campo mais detalhada. A partir da geologia da superfície e dos conhecimentos obtidos com o levantamento de poço o hidrogeólogo procura estender o conhecimento dos aquíferos para subsuperficie, buscando definir sua espessura e profundidade dos aquíferos. Assim ele parte para elaboração de mapas de contorno estrutural, de isóbatas e de isópacas 02-04-2018 20 • Mapas de contorno estrutural (mapa base de aquífero ou mapa topo de aquífero) - são mapas onde são visualizadas as curvas de igual cota de topo ou da base de uma formação geológicas. • Mapas isóbatas são mapas onde são visualizadas as linhas de igual profundidade do topo de uma dada formação aquífera. Esses documentos são de grande importância para prever a profundidade em que o aquífero será alcançado e permitir assim a elaboração realístico para os poços programados 02-04-2018 21 • Mapas isópacas são mapas onde são visualizadas as linhas de igual espessura de uma dada formação geológica. Na pesquisa de água esses documentos são de especial importância uma vez que informam sobre as zonas de maior espessura e avaliar o volume de reservatórios subterrâneos 02-04-2018 22 Fotogeologia No âmbito dos métodos geológico um espaço especial é reservado a fotogeologia. Aerófotos constituem um excelente mapa base pra o trabalho de campo. São instrumentos valioso na locação precisa de pontos de interesse e na análise das inter-relações entre esses pontos. 02-04-2018 23 Cont… A visão estereoscópica proporcionada pelas aerófotos permite identificar e caracterizar com maior clareza as seguintes feições: Rede hidrográfica; Litotipos principais e seus contactos Feições estruturais importantes no condicionamento de ocorrência de fluxo de aguas subterrânea, tais como fraturas, planícies aluvias, estruturas cársticas, etc. 02-04-2018 24 Estágios da fotogeologia • Fotogeologia previa incluindo uma primeira interpretação lito estrutural, um reconhecimento da drenagem e acessos, e programação de roteiros e perfis geológicos. • Fotogeologia durante o trabalho de campo para cotejar as observações geológicas “in loco” com a interpretação geológica. Aerófotos podem ser usados para orientar locações dos pontos de interesse. • Faz se também o uso das aerófotos apos os trabalhos de campos para integração da informação obtida com geofísica e com as observações de campo, visando a elaboração de um mapa final. 02-04-2018 25 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). 1.3.4 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. Muito Obrigado 02-04-2018 28
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