Investigação por eletroresistividade de ambientes cársticos no município de São João de Pirabas - PA

A presente tese procura investigar ambientes cársticos, usando os métodos eletroresistivos de sondagem elétrica vertical e caminhamento dipolo-dipolo. A área piloto para essa investigação está localizada na porção nordeste do Estado do Pará, no Município de São João de Pirabas. Nessa localidade, durante a perfuração de um poço para abastecimento de água para a cidade, a equipe de prospecção da Fundação Nacional de Saúde encontrou problemas devido a presença de cavidades nos calcários da Formação Pirabas. Para analisar esse problema foram realizadas 15 sondagens elétricas verticais, usando o arranjo Schlumberger, em diversos pontos da cidade. A abertura máxima dos eletrodos de corrente, para a realização das sondagens, foi em torno de 600 metros. As curvas de resistividade aparente das sondagens foram, inicialmente, interpretadas usando programas computacionais que calculam as resistividade do meio investigado com modelos unidimensionais, sem variações laterais de resistividade. Porém, as sondagens realizadas próximas ao poço, onde ocorrem cavernas, foram interpretadas usando modelos bidimensionais para representar as variações laterais de resistividade devido às cavernas. O algoritmo usado para essa interpretação se baseia na técnica dos elementos finitos. Os resultados das interpretações das sondagens elétricas, para os vários modelos de cavernas estudados, mostraram que as anomalias de resistividade devido a presença de cavernas são muito pequenas. Devido a este fato, o método de sondagem elétrica vertical não apresentou boa resolução para identificar com precisão a presença deste tipo de caverna em subsuperfície. Por outro lado, os resultados numéricos obtidos pelo caminhamento dipolo-dipolo mostraram que esse método é mais eficiente e menos ambíguo, para estudar cavernas, que o método de sondagem elétrica vertical. Contudo o método de caminhamento dipolo-dipolo é muito mais dispendioso do que o de sondagem elétrica verticais, tanto do ponto de vista de trabalho de campo como no processamento e interpretação de dados.

ABSTRACT: This Thesis discusses the investigation of karst regions using vertical eletrical soundings and dipole-dipole resistivity surveys. The studied area is localized in the northeast of state of Pará, in the district of São João de Pirabas. In this place, during the drilling of water well, the exploration crew from Fundação Nacional de Saúde, faced some problems due to the presence of cavities in the limestone of the Pirabas Formation. In order to analyse this problem, we carried out vertical eletrical soudings using the Schulumberger array. The maximum lenght of AB/2 used was 600 meters. The apparent resistivity sounding curves were initially interpreted with a 1D model computer program. The eletrical soundings located near the well in which karst cavities detected, were interpreted with a 2D model computer program. The algorithm used in the 2D program was the finite element method. The results of the interpretation of eletrical soundings of many models show that the anomalies of resistivities due the presence of karst cavities are very small. Therefore, the method of Schulumberger eletrical soundings does not have enough resolution to identify precisaly the presence of karst cavities at the subsurface. On the other hand, the numerical results for the dipole-dipole surveys show that the technique is by far more efficient than Schulumberger soundings for detection of karst cavities. However, the dipole-dipole method is much more dificult and expensive to be carried out in the field than the Schlumberger sounding method. Also, its interpretation is much more elaborated than the Schlumberger soundings.