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Aplicação do método GPR em áreas submersas

O GPR (Ground Penetrating Radar) ou Radar de Penetração no Solo é um método geofísico não invasivo e que utiliza ondas eletromagnéticas com frequências entre 10 e 2.500 MHz, comumente utilizado para o mapeamento de feições geológicas, localização de poluentes no subsolo em fases adsorvidas, dissolvidas e livres, bem como estruturas antrópicas e objetos enterrados pelo homem.


O princípio fundamental para o funcionamento desse método é a existência de impedância entre dois tipos de materiais, o que promove a reflexão de parte das ondas emitidas pelo equipamento. O processo ocorre de forma geometricamente similar à passagem da luz de um meio mais denso para um menos, em que parte é refratada e parte é refletida.


No caso do GPR, as propriedades físicas que controlam a reflexão ou não das ondas são a permissividade e a constante dielétrica dos materiais envolvidos. A partir do tempo de propagação e reflexão das ondas, o equipamento localiza a posição de um dado refletor e, posteriormente, via softwares especializados, são elaboradas seções geofísicas, denominadas radargramas.


A partir de um radargrama é possível visualizar diferentes padrões de reflexão, segmentar cada região internamente homogênea e associá-las a um tipo de material, que para certos estudos, pode ser previamente conhecido.


A utilização do GPR em ambientes submersos apresenta crescente aplicabilidade no meio científico e corporativo, aliando-se a técnica já consagradas nesse tipo de ambiente: Batimetria e Perfilagem Sísmica Contínua (PSC). Embora exista dificuldade para a propagação de ondas eletromagnéticas em meios condutivos, a utilização do GPR em áreas submersas tem-se configurado uma opção viável principalmente em áreas muito rasas, onde a consagrada Perfilagem Sísmica Contínua encontra diversos problemas operacionais.


Os levantamentos, em geral, são realizados com um aparelho acoplado em um barco (Figura 1), mas também podem ser realizados com um drone próximo à superfície d’água.


Figura 1: Aquisição em água com utilização de GPR. Fonte: Neogeo Geotecnologia LTDA.


Para levantamentos topográficos de fundo em áreas submersas, observa-se no radargrama a diferença entre uma região com refletores atenuados e outras com características mais contratadas, dada a presença de material sólido (Figura 2). Tal limite possibilita a visualização da topografia de fundo do reservatório em uma dada seção.


Figura 2: Delimitação da lâmina d’água e do fundo do rio. Fonte: Neogeo Geotecnologia LTDA.


Para mapeamentos de fases deposicionais e/ou estratigrafia de fundo em áreas submersas, sabe-se que, quanto mais profundo, o sedimento tende a, naturalmente, aumentar seu grau de compactação, devido ao seu próprio peso. Isso reduz, pouco a pouco, o teor de água, uma vez que o número de vazios tende a reduzir. O levantamento com GPR é capaz de ponderar, portanto, fases de deposição do material e/ou caracterizar a estratigrafia rasa de uma área submersa (Figura 3). Essa diferenciação deve-se à diferença de impedância existente entre os estratos, intimamente relacionada ao teor de água em cada um deles.



Figura 3: A: Exemplo de CMP adquirido com sistema GPR; B: Exemplo de seção de GPR realizada em leito de rio para identificação de fases de deposição. Fonte: Neogeo Geotecnologia LTDA.


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Fontes:


FARIA, Sandro Henrique de et al. Evaluation of the GPR in the bathymetry estimate of a decanting water treatment plant using the free software “GPR Bathymetry” in the radargrams analysis. Boletim de Ciências Geodésicas, v. 23, n. 1, p. 39-54, 2017;


BUSBY, J. P. et al. Application of ground penetrating radar to geological investigations. 2004. Disponível em: http://nora.nerc.ac.uk/id/eprint/11336/1/IR04021.pdf. Acesso: 9/02/2020.

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