resumo de artigo sobre GPR

resumo de artigo sobre GPR

Resumo do artigo [Roackaway e Rivard(2010)] ∗ Application of ground penetrating radar in the urban environment

Miguel Mendes Ruiz

Instituto de Fısica - Universidade de Sao Paulo migmruiz@gmail.com

6 de dezembro de 2010

Objetivando a investigacao de estruturas subterraneas em meio urbano um metodo nao-destrutivo a se considerar e o metodo Ground-Penetrating Radar (GPR) [Wikipedia GPR(2010)], tambem conhecido como GEORADAR [Perez(2003)] ou Radar de Penetracao no Solo [Nogueira et al.(2006)]. Para que tal investigacao produza os resultados desejados deve-se ultrapassar diversos desafios, principalmente o da analise das imagens obtidas.

A motivacao para a investigacao de estruturas subterraneas em meio urbano e previnir danos financeiros e riscos a integridade fısica dos frequentadores do local, que pode estar prestes a colapsar devido a dolinas subterraneas. Foi estimado que o custo na prevencao (utilizando o metodo) e dez vezes menor que na remediacao [Calvin(2004)], isso sem contar os efeitos financeiros de uma rua fechada por meses [Casebook(2005)]. Na figura 1 se ve ilustrado o grande transtorno criado para comunidade com o colapso da pavimentacao na Almeda Road em Houston no outono de 2002.

(a) O buraco (b) Duto a reparar (c) Selando o duto (d) Investigacao da dolina subterranea

Figura 1: Almeda Road em Houston. Fonte: [Casebook(2005)]

O GPR pode ser utilizado em inspecao de ruas, estradas e pontes assim como na deteccao de encanamento subterraneo. A limitacao, porem, de se utilizar o metodo GPR esta na interpretacao das imagens. Isso fica mais grave no caso urbano devido a complexidade de seu subterraneo.

Metodologia e analise de dados

Para resolver esse desafio na interpretacao das imagens foi criado um banco de dados que cataloga diversos parametros e os sinais-resposta GPR em diversas condicoes de campo. Para a criacao do banco de dados foi construindo um sıtio controlado para calibracao do parametros de investigacao e treinamento da equipe.

O primeiro experimento foi conduzido em caixas de areia e comeca a examinar o efeito dos parametros da investigacao, como profundidade de investigacao, dependendo dos materiais soterrados e da proximidade entre eles. Ele examina, por exemplo, quando que as imagens sao enubrecidas por objetos adjacentes.

Depois, contruido um sıtio controlado mimetizando uma estrutura interna urbana hipotetica, foram analizados os sinais-resposta GPR com os parametros investigados ja pre-estabelecidos, correlacionando imagens e seus respectivos objetos-alvo e formando assim o banco de dados.

∗Sendo um resumo, as demais referencias ao artigo [Roackaway e Rivard(2010)] no texto sao implicitas. Discussoes trazidas por outras fontes estao devidamente citadas.

Aplicacao e conclusoes

Figura 2: Sinal GPR de uma pequena dolina subterranea. Fonte: [Roackaway e Rivard(2010)]

Numa situacao urbana real foi possıvel identificar uma pequena dolina subterranea preenchida de ar, onde o correspondente sinal mostra um forte pico negativo seguido por um pico positivo (figura 2). Esse sinal mostra as descontınuidades da condutividade nas duas interfaces entre a dolina subterranea e o restante do subsolo.

Nessa mesma exploracao foi possivel evitar um colapso eminente ao localizar uma dolina de dois metros de comprimento e dois metros e meio de profuntidade na Fifth Street com a Muhammad Ali Boulevard no centro de Louisville, KY. Houve problemas em indentificar um encanamento de agua e uma escavacao de seis metros de profundidade foi feita em vao, o que indica a necessidade de um banco de dados padrao para as exploracoes GPR.

O metodo GPR e, portanto, um eficiente metodo nao-destrutivo para identificacao de objetos e dolinas subterraneas, mas uma biblioteca de imagens relacionadas a objetos ainda deve ser melhor constituida, uma vez que ela auxilia muito os pesquisadores numa investigacao GPR.

Referencias

[Calvin(2004)] Calvin(2004) T. Calvin. Teamwork solves sinkhole crisis. Underground Construction, paginas 57 – 60.

[Casebook(2005)] Casebook(2005): Houston, We Have aSolution! Pollution Engineering.

[Nogueira et al.(2006)] Nogueira et al.(2006) F. C. C. Nogueira, F. H. R. Bezerra, D. L. Castro, e

R. M. G. Castelo Branco. Radar de Penetracao no Solo (GPR) aplicado ao estudo de estruturas tectonicas neogenas na Bacia Potiguar – NE do Brasil. Revista de Geologia, 19(1):23 – 3.

[Perez(2003)] Perez(2003) Y. A. R. Perez. Caracterizacao da Geometria de Depositos Sedimentares na Borda Sudoeste da Bacia Potiguar. Dissertacao de Mestrado, UFRGN.

[Roackaway e Rivard(2010)] Roackaway e Rivard(2010) T. Roackaway e J.A. Rivard. Application of ground penetrating radar in the urban environment. Em Ground Penetrating Radar (GPR), 2010 13th International Conference on, paginas 997 – 1016. IEEE.

[Wikipedia GPR(2010)] Wikipedia GPR(2010) Ground-penetrating radar, Dezembro 2010. URL http://en.wikipedia.org/wiki/Ground-penetrating_radar.

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