CARACTERISTICAS DA RADIOATIVIDADE NATURAL DE MACAÉ

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Revista de Engenharia da Faculdade Salesiana 
 n. 1 (2014) pp. 11-20 
 
 
http://www.fsma.edu.br/RESA 
 
 
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Abstract - Data analysis of radiometric airborne surveys 
provided by CNEN - Comissão Nacional de Energia 
Nuclear, CPRM - Serviço Geológico do Brasil and ON - 
Observatório Nacional allowed assessment of natural 
radioactivity in Macaé County. The results allowed 
development of natural radioactivity maps of Uranium, 
Thorium, Potassium and Total Count recorded in counts 
per second (cps). In general, high levels of radioactive 
counts occur in regions of high altitudes and rural areas 
(Glicério, Frade, Sana, Bicuda Grande, Bicuda Pequena e 
Cachoeiros de Macaé). There is evidence that granite and 
gneiss have high levels of radioactivity. The lowest scores 
were found on the margins of the Macaé River and also in 
the coastal lowland and more urbanized regions. These low 
radioactivity counts were associated with sandy-silty-clay 
deposits, gravel and mangroves present in the margins of 
the Macaé River and coastline. The set of maps obtained 
provides a radiometric base that can be used in other 
studies such as geological, geochemical and environmental. 
Therefore, these maps contribute to the knowledge of the 
soil and subsoil of Macaé County and surroundings. 
Keywords: Radioactivity; Radiometry; Macaé. 
 
I. INTRODUÇÃO 
o contexto da Segunda Guerra Mundial, a necessidade de 
obter acesso às fontes minerais de energia nuclear, tais 
como Urânio promoveu a criação da aeroradiometria onde as 
ocorrências de jazidas nucleares podem ser avaliadas através 
do mapeamento da radioatividade das rochas do solo e 
subsolo, utilizando detectores de radiação [1]. O levantamento 
radiométrico pioneiro no Brasil foi realizado na região de São 
João del Rei em Minas Gerais no ano de 1953 pela empresa 
PROSPEC. O levantamento gamaespectrométrico ainda era 
muito rudimentar e constava de um cintilômetro com um 
sistema de saída puramente analógico e eletromecânico [2]. O 
desenvolvimento tecnológico proporcionou uma grande 
evolução nas técnicas aeroradiométricas. Os dados agora 
adquiridos de forma digital por detectores modernos são 
 
 
processados por computadores. Todo o sistema de navegação 
também foi aperfeiçoado por meio do uso de GPS [3]. 
O estudo da radioatividade emitida pelas rochas da 
superfície, além de facilitar estudos geoquímicos e ambientais, 
poderá auxiliar na compreensão da geologia da região. Na área 
do estado de Rio de janeiro, o levantamento 
gamaespectrométrico aéreo foi realizado em 1978 pelo CPRM 
– Serviço Geológico do Brasil (Projeto Código 1038). Este 
trabalho visa promover a análise dos dados extraídos deste 
levantamento, referente à porção continental do município de 
Macaé. 
II. CARACTERÍSTICAS DO MUNICÍPIO DE MACAÉ 
O município de Macaé conta com uma área total de 
1.215,904 km² e está situado a 180 quilômetros da capital do 
estado do Rio de Janeiro. Um dos destaques deste município é 
a instalação da PETROBRAS juntamente com a Bacia de 
Campos, a principal portadora de recursos petrolíferos do 
Brasil [4]. O município de Macaé faz parte da região Norte 
Fluminense que compreende os seguintes municípios: Campos 
dos Goytacazes, Carapebus, Cardoso Moreira, Conceição de 
Macabu, Macaé, Quissamã, São Fidelis, São Francisco de 
Itabapoana e São João da Barra (Fig. 1) [5]. 
 
 
Fig. 1. Região Norte Fluminense [5]. 
 
Características da Radioatividade Natural do 
Município de Macaé 
Hans S. Santos, Mônica E. Gonçalves e Ariana P. Gomes 
N
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Fig. 2. Município de Macaé [6]. 
 
São municípios vizinhos: Rio das Ostras, Nova Friburgo, 
Conceição de Macabu, Carapebus, Trajano de Moraes e 
Casimiro de Abreu. Destacam-se os bairros: Sana, Bicuda 
Grande, Bicuda Pequena, Cachoeiros de Macaé, Glicério, 
Areia Branca, Córrego do Ouro e Barra de Macaé (Fig. 2) [6]. 
O nome do município é uma referência ao Rio Macaé que 
corta boa extensão do município. O clima se apresenta quente 
e úmido na maior parte do ano, com temperaturas variando 
entre 23ºC e 38ºC. Essa grande amplitude é ocasionada pela 
troca de ventos entre o litoral e a serra que são relativamente 
próximos [4]. 
O relevo do município é tido como ondulado com estreitos 
vales. A altitude varia desde o nível do mar até pouco mais de 
1 km de altitude de acordo com o mapa confeccionado através 
de dados do modelo de topografia global V16.1 (Fig. 3) [7]. 
O setor de planície de Macaé é dominado por pastagens e 
também pela monocultura da cana-de-açúcar. Nas 
proximidades do mar e nas lagoas ainda podem ser 
encontrados alguns arbustos e mata rasteira típicos de restinga. 
Já na região serrana ao oeste do município a Mata Atlântica 
pode ser encontrada em alguns setores (Fig. 4) [8]. 
 
 
Fig. 4. Vista satélite do município de Macaé [8]. 
 
As principais formações geológicas no município são o 
Complexo Região dos Lagos, o Granito Sana e os depósitos 
fluviais e flúvio-marinhos da unidade Depósito Colúvio-
Aluvionar conforme a carta geológica a seguir (Fig. 5) [9]. 
O mapa geológico da região de Macaé (Fig. 5) é descrito 
pelas seguintes unidades geológicas [9]: 
 
 
Granitoides Pós-Tectônico 
Ocorrem na área (Hornblenda)-biotita granitoides do tipo-I, 
de granulação fina a média, textura equigranular a porfirítica 
localmente com foliação de fluxo magmático preservado. A 
maioria são corpos tabulares, diques e pequenos batólitos 
cortando as rochas regionais. Ocorrem também como plútons 
homogêneos, algumas vezes com evidências de magma. Fases 
aplíticas tardias são abundantes. 1) Granito São Pedro; 2) 
Granito São José do Ribeirão; 3) Granito Caju; 4) Granito 
Anta; 5) Maciço Pedra Branca; 6) Granito Cassorotiba; 7) 
Granito Teresópolis; 8) Granito Favela; 9) Granito Nova 
Friburgo; 10) Granito Morro dos Frades; 11) Granito Sana; 
12) Granito Suruí; 13) Granito Andorinha; 14) Granito 
Ipiranga; 15) Granito Alvim Cesário; 16) Granito Utinga; 17) 
Granito Silva Jardim; 18) Granito Mangaratiba; 19) Granito 
Mambucaba; 20) Granito Angra; 21) Granito Carrasquinho; 
22) Granito Itaoca; 23) Granito Morro do Coco. 
 
 
Depósito Colúvio-Aluvionar 
Depósitos fluviais e flúvio-marinhos areno-síltico-argilosos 
com camadas de cascalheiras associados a depósitos de tálus, e 
sedimentos lacustrinos e de manguezais retrabalhado. 
 
 
Depósito Marinho e Flúvio-Marinho 
Depósitos flúvio-marinhos síltico-areno-argilosos, ricos em 
matéria orgânica, englobando linhas de praia atuais a antigas, 
além de manguezais. 
 
 
Suite Desengano 
Granito tipo-S com granada, muscovita e biotita de 
granulação grossa, texturas granoblástica e porfirítica com 
forte foliação transcorrente. Localmente podem ser observados 
domínios e "manchas" charnockíticas portadoras de granada e 
ortopiroxênio. Xenólitos erestitos de paragnaisses 
parcialmente fundidos (migmatitos de injeção) ocorrem com 
frequência. 
Plutos correlatos: Granito Santa Terezinha (N2ds); Granito 
Carapebus (N2dca); Granito Serra da Concórdia (N2dsc). 
 
 
Complexo Rio Negro 
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Ortognaisse bandado, TTG, de granulação grossa, texturas 
porfiríticas recristalisadas e, com forte foliação tangencial. 
Intercalações de metagabro e metadiorito deformados 
(anfibolito) ocorrem localizadamente. Intrusões de granada 
leucogranitos tipo-S e de apófises de granitoides do Batólito 
Serra dos Órgãos ocorrem regionalmente. 
Plútons correlatos: Gnaisse Archer (N1ra); Gnaisse Tingui 
(N1rt); Complexo Trajano de Morais (N1rtm) e Complexo 
Capim Angola (N1rc).Complexo Região dos Lagos 
Hornblenda-biotita ortognaisse cálci-alcalino, granodiorítico 
a tonalítico com textura granoblástica a porfirítica 
recristalizada (porfiroclástica) e forte foliação tangencial. 
Frequentes veios anatéticos, sintangenciais, de leucossomas 
graníticos (fusão in situ, bem como paleodiques máficos 
(anfibolitos) dobrados. 
 
 
Complexo Paraíba do Sul 
Granada-biotita-sillimanita e gnaisse quartzo-feldspático 
(metagrauvaca) com bolsões e veios anatéticos ou injetados de 
composição granítica. Intercalações de gnaisse calcissilicático 
e quartzito frequentes. Variedades com cordierita e sillimanita 
(kinzigito) com contatos transicionais com o granada biotita 
gnaisse. Horizontes de xistos grafitosos são comuns. Também 
ocorrem rocha calcissilicática, metacarbonática (ca) e quartzito 
(qz). Em raros domínios com baixas taxa de strain estruturas 
turbidíticas são preservadas. 
 
 
Complexo Búzios 
Cianita-sillimanita-granada-biotita xisto e gnaisse quartzo-
feldspático intercalado com granada anfibolito e gnaisse 
calcissilicático. Fusão parcial com formação de leucogranito 
granadífero ocorre regionalmente. Nos domínios com baixa 
taxa de estruturas turbidíticas são preservadas. 
 
 
III. O MÉTODO RADIOMÉTRICO 
O método radiométrico consiste na detecção das emissões de 
radiações nucleares das rochas que contêm minerais 
radioativos. No caso, detecta-se a radiação gama (onda 
eletromagnética) através de um cintilômetro ou contador 
Geiger. O método é muito usado para mapeamento geológico, 
geoquímico e ambiental, podendo ser útil para identificar as 
litologias do solo e subsolo através do conteúdo radioativo 
[10]. 
 
A. Fontes de Radiação Gama 
A radiação gama é um fóton possuindo energia discreta que 
é característica do material emissor. Através da medida da 
energia dos fótons, pode-se determinar a fonte da radiação [1]. 
O Potássio (40K), o Urânio (238U, 235U e elementos da série 
urânio de decaimento) e Tório (232Th e elementos da série 
tório de decaimento) são os únicos que emitem radiação gama 
de intensidade suficientemente grande para serem utilizados no 
mapeamento geológico. A detecção é realizada por meio de 
janelas de energia específicas (Fig. 6). As faixas de energia 
típicas para a aquisição e processamento são para o potássio 
de 1,37 MeV a 1,57 MeV, para o urânio de 1,66 MeV a 1,86 
MeV, para o tório de 2,41 MeV a 2,81 MeV e para a 
Contagem Total de 0,400 MeV a 2,810 MeV [11]. 
 
 
Fig. 6. Janelas de energia características de Potássio, Urânio e Tório [11]. 
 
 
B. Geoquímica dos Radioelementos 
O Potássio (K), o Urânio (U) e o Tório (Th) são os 
elementos que mais contribuem para a radioatividade natural 
das rochas. Todos eles são muito concentrados em materiais 
geológicos ígneos ácidos. O Potássio natural (contendo o 40K) 
é o mais abundante dos três radioelementos naturais. As 
principais fontes são os feldspatos potássicos, muscovitas e 
biotitas. O Urânio (238U) e o Tório (232Th) podem ser 
encontrados em quantidades pequenas em minerais como 
quartzo e feldspatos e em concentrações maiores em minerais 
como o zircão, o epidoto, a monazita e a apatita. Em rochas 
ígneas, a radioatividade pode variar muito devido às 
características químicas, mineralógicas, petrográficas e 
estruturais [12]. 
 
 
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Tab. 1. Radioatividade de algumas rochas [13]. 
 
 
 
C Aquisição e Correções de Dados Radiométricos Aéreos 
Levantamentos radiométricos têm por objetivo a localização 
de corpos radioativos e a determinação da natureza e 
concentração dos radioisótopos que dão origem a anomalias 
radiométricas. A técnica consiste no uso de sensores 
cintilômetros para medição de radiações nucleares com 
aquisição de dados ao longo de uma malha regular, ao longo 
de perfis ou também por meio de observações aleatórias. 
Geralmente, os resultados dos levantamentos são 
disponibilizados em unidades de contagem por segundo (cps). 
As conversões desses valores, com base em dados de 
calibração do sistema de aquisição, resultarão em medidas 
quantitativas das concentrações de K, U e Th, presentes no 
meio geológico [14]. 
Os levantamentos radiométricos podem ser terrestres ou 
aéreos. Nos levantamentos terrestres, o sensor de radiação é 
posicionado no chão, ou na superfície na qual se deseja 
realizar a medição. Nos aerolevantamentos, o equipamento 
fica no interior de uma aeronave. A altura de voo e o 
espaçamento entre as linhas de voo determinam a resolução do 
levantamento. O espaçamento das linhas de voo costuma ser 
em torno de 1 a 2 km com uma densidade de medidas em cada 
linha em torno de 70 a 100 m [15]. 
Algumas correções e testes precisam ser aplicados após a 
aquisição de dados aeroradiométricos antes de se proceder à 
interpretação dos resultados. O teste denominado de "Low 
Level" ou "Altitude Baixa" é realizado através de uma rampa 
de medida na própria pista do aeroporto em que a aeronave faz 
voos em alturas típicas de prospecção que são em torno de 100 
m. Realizando então coletas a cada 2 minutos. Como o teste é 
realizado sempre na mesma rampa, isso gera um padrão de 
medidas radiométricas para a correção da variação diurna. No 
teste denominado de "High Level" ou "Altitude Elevada", 
também chamado de teste de calibração, é mantida uma 
direção de voo para coleta de medidas em cerca de 3 minutos a 
uma altura de aproximadamente 800 m. No teste chamado 
"Background" ou "Medidas de Fundo" são realizadas medidas 
radiométricas do ambiente. Além dessas correções, pode ser 
citada a correção do Efeito Compton em que a radiação gama 
sofre um espalhamento aumentando seu comprimento de onda 
e reduzindo a energia do fóton [16]. 
 
 
IV. PROCESSAMENTO E INTERPRETAÇÃO DOS 
DADOS 
Todo o município de Macaé se encontra coberto por 
levantamento aeroradiométrico, o qual foi realizado com uso 
de aeronave Bandeirante com intervalo de amostragem de 100 
m, perfis espaçados de 1 km e linhas de medida na direção N-
S. O gama-espectrômetro utilizado no levantamento foi o 
Geometrics GR-800A com cristais de iodeto de sódio ativado 
por tálio e volume de 3072 polegadas cúbicas [17]. 
No processamento dos dados foram utilizados um grande 
banco de dados disponibilizados pela CNEN - Comissão 
Nacional de Energia Nuclear, CPRM - Serviço Geológico do 
Brasil e ON - Observatório Nacional nos formatos descritos 
como "xyz" e "gdb" da Geosoft. Os levantamentos constam de 
medidas aéreas da radiação natural gama emitida pelo solo e 
formações geológicas próximas à superfície. As medições 
gama espectrométricas incluíram radiações emitidas pelos 
elementos potássio (K), Urânio (U) e Tório (Th). Os 
resultados foram registrados como contagem por segundo 
(cps) dos canais referentes a esses elementos e também a 
contagem total (CT). 
Foram processados dados de uma área abrangendo todo o 
município de Macaé que proporcionaram um estudo regional. 
Os dados brutos receberam as correções de rotina do método 
radiométrico como as correções de altura, Efeito Compton, 
Background e também aplicação de micronivelamento. 
São apresentados nos mapas a seguir os resultados dos 
mapas de contagens de Potássio (Fig. 7), Tório (Fig. 8) e 
Urânio (Fig. 9) após incorporar as correções e gridagem 
através da técnica de mínima curvatura com células de 250 m. 
Os resultados ilustrados nos mapas da Fig. 7, Fig. 8 e Fig. 9 
indicam que as maiores contagens de Potássio, Tório e Urânio 
ocorrem na região oeste que corresponde às áreas rurais: 
Glicério, Frade, Sana, Bicuda Grande, Bicuda Pequena e 
Cachoeiros de Macaé. A região litorânea e mais urbanizada, 
onde existem corpos aquáticos extensos, apresenta valores de 
contagens relativamentemenores. Esse comportamento foi já 
esperado, pois os teores de urânio, tório e potássio é 
significantemente menor na água. Elementos de urbanização 
como estradas e prédios também dificultam a detecção de 
radiação nuclear. 
As variações regionais de contagens por segundo ilustradas 
nas figuras 7, 8 e 9 indicam que as maiores concentrações de 
Potássio, Tório e Urânio ocorrem em regiões mais altas com 
altitudes variando entre 300 m até 1.000 m. As regiões 
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litorâneas com menores altitudes e adjacentes ao Rio Macaé 
cobertas por depósitos fluviais e manguezais apresentam em 
geral baixos valores de CPS. 
A comparação da Fig. 7, Fig. 8 e Fig. 9 com o mapa 
geológico (Fig. 5) mostra que os valores elevados de 
contagens de Potássio e Tório estão associados com os 
granitos da unidade Granitoides Pós-Tectônicos - Granito Sana 
(eg5) e aos gnaisses quartzo-feldspáticos do Complexo Paraíba 
do Sul (MNps). As contagens de Urânio na região de Macaé 
são muito mais baixas que as de Potássio e Tório. Essas 
contagens de Urânio na região oeste são associadas com os 
granitos da unidade Granitoides Pós-Tectônicos - Granito Sana 
(eg5) e na região leste ao Granito Carapebus (N2dca). Já as 
contagens mais baixas de Potássio, Tório e Urânio estão 
associadas aos depósitos fluviais e flúvio-marinhos das 
unidades Qha e Qphm que englobam cascalheiras, depósitos 
ricos em matéria orgânica e linhas de praia atuais e antigas, 
além de manguezais. 
Também foi confeccionado o mapa de contagem total de 
radioatividade da região do Município de Macaé (Fig. 10). 
O Mapa de Contagem Total da região de Macaé também 
mostra uma predominância de contagens radioativas nas 
regiões mais altas e mais rurais associadas principalmente com 
os granitos da unidade Granitoides Pós-Tectônicos - Granito 
Sana (eg5), aos ortognaisses do Complexo Região dos Lagos 
(Pγ1rl) e aos gnaisses quartzo-feldspáticos do Complexo 
Paraíba do Sul (MNps). Já as contagens mais baixas estão 
associadas às regiões que beiram o Rio Macaé e o Mar através 
dos depósitos fluviais e flúvio-marinhos das unidades Depósito 
Colúvio-Aluvionar (Qha) e Depósito Marinho e Flúvio-
Marinho (Qphm). 
 
 
V. CONCLUSÕES 
Após o processamento dos dados de radioatividade 
fornecidos pela CNEN, CPRM e ON, a aplicação do método 
radiométrico de Urânio, Tório e Potássio no município de 
Macaé permitiu a elaboração de mapas de radioatividade 
registrados em contagem por segundo (cps) e permitiu também 
a obtenção do mapa de contagem total de radioatividade. Os 
mapas obtidos foram comparados com mapas topográficos, 
mapa geológico, mapa de vegetação e com a própria divisão 
de bairros do município. Em geral, as grandes contagens 
radioativas foram encontradas nas regiões de maiores altitudes 
e mais rurais como nos bairros: Glicério, Frade, Sana, Bicuda 
Grande, Bicuda Pequena e Cachoeiros de Macaé. Essa 
radioatividade encontrada é oriunda principalmente dos 
granitos e gnaisses encontrados em abundância nessas regiões. 
As menores contagens foram encontradas nas margens do rio 
Macaé e também na região costeira de baixa altitude e mais 
urbanizada. Essas baixas contagens de radioatividade foram 
associadas com depósitos areno-síltico-argilosos, cascalheiras, 
e manguezais presentes nas margens do rio Macaé e litoral. O 
conjunto de mapas obtido fornece uma base radiométrica que 
poderá ser utilizada em outros estudos como geológico, 
geoquímico e ambiental, contribuindo para o conhecimento do 
solo e subsolo do município de Macaé e arredores. Para 
estudos futuros, sugere-se o reprocessamento desses dados de 
forma a se obter as concentrações K%, eTh e eU que poderão 
prover mais informações geológicas úteis. 
 
 
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Mônica E. Gonçalves e Ariana P. Gomes são graduandas 
em Engenharia Química na Faculdade Salesiana Maria 
Auxiliadora. 
monicaelisa2008@hotmail.com, 
arianapgomes@oi.com.br 
 
Hans S. Santos é doutor em Geofísica pelo Observatório 
Nacional (2013). Atualmente é professor nos cursos de 
Engenharia Química e Engenharia de Produção com 
Ênfase em Instalações no Mar da Faculdade Salesiana 
Maria Auxiliadora. 
hans@on.br 
 
 
 
 
 
 
 
 
SANTOS H.S. ; GONÇALVES M.E.; GOMES A.P. / Revista de Engenharias da Faculdade Salesiana n.1 (2014) pp. 11-19 
 
17 
 
 
Fig. 3. Mapa Topográfico de Macaé confeccionado a partir de dados do modelo TOPEX V16.1 [7]. 
 
 
Fig. 5. Mapa geológico do município de Macaé e áreas vizinhas [9]. 
 
SANTOS H.S. ; GONÇALVES M.E.; GOMES A.P. / Revista de Engenharias da Faculdade Salesiana n.1 (2014) pp. 11-20 
18 
 
 
Fig. 7. Mapa de distribuição geográfica de potássio da região de Macaé. 
 
 
 
Fig. 8. Mapa de distribuiçãogeográfica de tório da região de Macaé. 
 
 
 
SANTOS H.S. ; GONÇALVES M.E.; GOMES A.P. / Revista de Engenharias da Faculdade Salesiana n.1 (2014) pp. 11-20 
19 
 
 
Fig. 9. Mapa de distribuição geográfica de urânio da região de Macaé. 
 
 
 
SANTOS H.S. ; GONÇALVES M.E.; GOMES A.P. / Revista de Engenharias da Faculdade Salesiana n.1 (2014) pp. 11-20 
20 
 
 
Fig. 10: Mapa de distribuição geográfica da contagem total da região de Macaé.