Apostila Hidrogeologia

Apostila Hidrogeologia

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Este material didático tem por finalidade apresentar uma introdução aos Métodos Geoelétricos Aplicados, abordando seus conceitos teóricos e práticos, procurando atender, tanto a alunos de Graduação e Pós-Graduação em Geologia e Geofísica, como a usuários da Geofísica Aplicada em geral.

Os métodos geoelétricos são discutidos por áreas de atuação - Módulos, sendo, inicialmente, abordadas as aplicações em Hidrogeologia, destacando as principais aplicações nos estudos das águas subterrâneas, envolvendo a captação para abastecimento e as questões ambientais (aterros, vazamentos de combustíveis, etc.).

O material é composto pela ilustração: “Métodos Geoelétricos

Aplicados: Ilustrações” (.pps) e pela apostila: “Métodos Geoelétricos Aplicados – Módulo: Hidrogeologia” (.pdf), os quais se complementam.

Prof. Dr. Antonio Celso de Oliveira Braga acobraga@rc.unesp.br

Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro

Instituto de Geociências e Ciências Exatas - IGCE

Departamento de Geologia Aplicada - DGA

Métodos Geoelétricos Aplicados Braga, A.C.O.

Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA

1 MÉTODOS GEOELÉTRICOS APLICADOS

Dentre os principais métodos geofísicos de prospecção, para o estudo das estruturas geológicas da parte superior da crosta terrestre, destacam-se os métodos geoelétricos, os quais se fundamentam nos campos elétricos e eletromagnéticos. As rochas, em função de suas composições mineralógicas, texturas e disposições, apresentam propriedades elétricas características, tais como resistividade, permeabilidade magnética, constante dielétrica, etc.. Em função disto, uma seção geológica pode ser considerada como um meio, cujos materiais existentes apresentam diferentes propriedades elétricas.

Pertencentes ao grupo dos métodos geoelétricos, podemos destacar os métodos da eletrorresisitividade, polarização induzida, potencial espontâneo, radar de penetração e eletromagnético (Figura 1).

eletrorresistividade polarização induzida potencial espontâneo radar de penetração eletromagnético refração reflexão

Figura 1 – Principais Métodos Geofísicos.

Estes métodos (com exceção do potencial espontâneo), são artificiais, ou seja: o campo físico a ser estudado é criado por meio de equipamentos apropriados. Os fundamentos teóricos, desses métodos geofísicos, baseiam-se na determinação de propriedades físicas que caracterizam os diferentes tipos de materiais que se encontram no ambiente geológico, e nos contrastes que estas propriedades podem apresentar. Ressalta-se o fato de que, uma eventual intervenção do homem neste ambiente pode gerar mudanças nos vários campos e propriedades físicas.

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Métodos Geoelétricos- Parâmetros Físicos Estudados

2 Eletrorresistividade · resistividade elétrica

Polarização Induzida • variações de voltagem em função do tempo (cargabilidade) ou freqüência

Potencial Espontâneo • potencial natural

Eletromagnético • condutividade Radar de Penetração • constante dielétrica/permissividade

As propriedades elétricas, juntamente com os parâmetros geométricos dos materiais geológicos do meio, como espessura, profundidade, direção, etc., determinam a seção geoelétrica, que caracteriza a geologia de uma determinada área. As superfícies de separação de uma seção geoelétrica nem sempre coincidem com os limites geológicos determinados pelos caracteres litológicos, genéticos e geológicos em geral.

Um pacote geologicamente homogêneo, pode apresentar uma subdivisão de várias camadas geoelétricas diferentes, ou pode ocorrer a situação inversa, ou seja, um pacote de várias formações geológicas vir a corresponder a apenas uma camada geoelétrica.

Uma questão importante quando se discute, não só os métodos geoelétricos, mas a geofísica como um todo, diz respeito à identificação de suas várias modalidades existentes. É comum, profissionais ligados a esta área, ou até mesmo os que dela se utilizam como uma ferramenta de apoio, apresentarem certas confusões sobre as denominações das modalidades em uso.

Os termos métodos, técnicas e arranjos, são utilizados algumas vezes de maneira inadequada, trazendo, principalmente ao usuário leigo sobre o assunto, dificuldades no entendimento da Geofísica como aplicação.

Algumas obras da literatura internacional procuram apresentar uma classificação para os métodos geoelétricos tentando normalizar estas denominações. Entretanto, essas classificações propostas, ainda não são as mais adequadas, podendo

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Universidade Estadual Paulista - UNESP/Campus de Rio Claro Instituto de Geociências e Ciências Exatas – IGCE / Departamento de Geologia Aplicada - DGA apresentar certas confusões para o usuário leigo, misturando parâmetros físicos medidos com procedimentos de campo.

Uma classificação dos métodos geoelétricos proposta por BRAGA (1997), é baseada apenas em três critérios: método geofísico, técnica e arranjo de campo. Estes critérios, na prática, revelam-se de fácil entendimento e utilização, tornando claro o tipo de levantamento geofísico empregado, e podem ser definidos da seguinte maneira:

Método Parâmetro físico medido Resistividade, Cargabilidade, Potencial Espontâneo, etc.

Técnica

Tipo de investigação – horizontal (ao longo de uma seção) e/ou vertical (pontual) Sondagens, Caminhamentos e Perfilagens

Arranjo Tipo de disposição dos eletrodos no desenvolvimento da técnica Schlumberger, Wenner, Dipolo-Dipolo, Axial, etc.

As técnicas de desenvolvimento de campo dos métodos geoelétricos, podem ser de três tipos principais: sondagens, caminhamentos e perfilagens (Figura 2). A diferença básica entre estas técnicas, está no procedimento de campo para se obter o parâmetro físico a ser estudado, ou seja, na disposição dos eletrodos na superfície do terreno ou interior de furos de sondagens e a maneira de desenvolvimento dos trabalhos para se obter os dados de campo, ligada aos objetivos da pesquisa.

Braga, A.C.O.unesp Figura 2 – Principais técnicas de campo dos métodos geoelétrico.

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Sondagem Elétrica Vertical

Investigações verticais das variações de um parâmetro físico com a profundidade, efetuadas na superfície do terreno a partir de um ponto fixo (investigações verticais - pontuais).

Caminhamento Elétrico

Investigações laterais das variações de um parâmetro físico, a uma ou várias profundidades determinadas, efetuadas na superfície do terreno (investigações horizontais).

Perfilagem Elétrica

Investigações laterais e verticais das variações de um parâmetro físico, efetuadas no interior de furos de sondagens mecânicas.

Uma questão que merece ser discutida e tem grande importância nas pesquisas a serem desenvolvidas, não só utilizando-se dos métodos geoelétricos, mas a Geofísica em geral, diz respeito à programação e desenvolvimento dos trabalhos:

técnico, pela segurança e precisão dos resultados obtidos, tanto no que se refere à coleta dos dados de campo, como na definição do modelo final resultante da

Na programação dos trabalhos geofísicos, destaca-se a escolha da metodologia geofísica adequada. A utilização da metodologia geofísica adequada às condições geológicas, topográficas, objetivos propostos, etc., de uma determinada área a ser estudada, é fundamental para o sucesso de uma campanha.

Para se proceder a uma escolha das metodologias geofísicas mais adequadas aos temas dos trabalhos propostos, as definições dos objetivos e obtenção de dados sobre a infra-estrutura da área a ser estudada, são importantes.

Primeiramente, os objetivos da pesquisa devem estar claramente definidos, pois esta é uma condição básica e essencial para o desenvolvimento e obtenção de

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