Estudo em laboratório de anomalias de potencial espontâneo

Este trabalho é uma aplicação em laboratório do método de Potencial Espontâneo de Geofísica de Campo. Pares de diferentes rochas e solos residuais foram colocados em contato em laboratório para determinar se poderiam produzir diferença de potencial, como tem sido ocasionalmente observado durante investigações de campo. As amostras de rochas utilizadas foram calcário, basalto e riolito da área da Caldeira de Los Humeros em México. Os solos residuais são da área MM1 da Serra dos Carajás, Pará, Brasil. As medidas foram efetuadas usando sistema em seco (umidade relativa ambiente) e sistema úmido (com água adicionada). As mudanças nos potenciais medidos para as rochas e solos no laboratório mostram diferença no valor médio desde 5 mv até 50 mv entre os diferentes lados em contato. Assim o resultado desta investigação é positiva e indica que mudanças nos valores de Potencial Espontâneo podem originar-se desde mudanças nos tipos superficiais de solo ou pelo contato entre diferentes tipos de rochas.

Inspección técnica de la presa Santa Marta, mediante medidas subacuáticas de potencial espontáneo

Las filtraciones de agua, con la consecuente erosión interna en presas de materiales sueltos, es una de las causas principales de fallos y accidentes. Las consecuencias del fallo de estas estructuras, pueden ser, pérdidas tanto económicas como de vidas humanas. Por lo cual en este proyecto se describe la aplicación de un método de prospección geofísica no invasiva, medidas de potencial espontáneo, para detectar posibles filtraciones de agua en el cuerpo de la presa. El flujo de agua a través de un material poroso y permeable crea un campo de potencial eléctrico de una magnitud de decenas o centenas de milivoltios, el cual puede ser medido y así detectar infiltraciones de agua en presas de materiales sueltos. Se ha aplicado esta técnica en la Presa Santa Marta, y mediante una interpretación cualitativa de los datos medidos, tomados en la cara aguas arriba de la presa (medidas subacuáticas), se logró identificar un flujo de agua vertical y otro subhorizontal, que estaban ingresando en el cuerpo de la presa, los cuales estaban causando erosión interna y la formación de una tubificación. ABSTRACT Water leakages and internal erosion in embankment dams is one of the main causes of failures and accidents. The consequences of the failure of these structures may cause losses both, economical and of human lives. Therefore, this project describes the application of a noninvasive geophysical prospecting method, self potential measurements, to detect water leakages in the body of the dam. Water flow through a porous and pervious medium creates an electric potential field with a magnitude of tens or hundreds of milivolts, which can be measured and thus detect water leakage in embankment dams. This technique has been applied to the Santa Marta dam, and through a qualitative self potential data interpretation, of the measurements obtained in an upstream direction (underwater measurements), a vertical and sub horizontal water flows entering in the body dam were identified, which were causing internal erosion and developing a piping

Integração de dados geofísicos de poços e geoquímicos na avaliação do potencial gerador dos folhelhos betuminosos da Formação Tremembé, Bacia de Taubaté

Nos depósitos cenozóicos da Bacia de Taubaté são encontrados depósitos de folhelhos betuminosos (oleígenos) pertencentes à Formação Tremembé, de idade oligocênica, que durante alguns anos na década de 50 foram investigados com relação ao seu aproveitamento econômico através da extração industrial do óleo nele contido. Entretanto, em face de aspectos tecnológicos e conjunturais da época, esse aproveitamento industrial foi considerado inviável do ponto de vista econômico. Nesta dissertação é proposta uma aplicação da perfilagem geofísica para a caracterização da faciologia dos folhelhos betuminosos da Formação Tremembé, tendo como objetivo principal a identificação das eletrofácies nos perfis elétricos, através de uma metodologia robusta e consistente. A identificação de eletrofácies é importante para ajudar na determinação da caracterização de uma reserva não convencional e na análise da viabilidade econômica. Neste estudo foram utilizados os perfis convencionais de poço: Raio gama, resitividade, potencial espontâneo e sônico. Os dados de perfis de poços foram integrados com os testemunhos e dados geoquímicos, mais precisamente os dados de COT, S, IH, S2 para uma caracterização realística das eletrofácies. Os dados foram obtidos a partir de três sondagens rotativas realizadas na Bacia de Taubaté, resultantes de testemunhagem contínua e perfilagem a cabo ao longo do intervalo de folhelhos da Formação Tremembé. A partir disto, obtém-se como resposta um modelo específico para cada litologia, onde cada pico corresponde a uma eletrofácies, permitindo o estabelecimento de alguns padrões ou assinaturas geofísicas para as principais fácies ocorrentes. Como resultado deste trabalho, foi possível correlacionar as eletrofácies entre os poços numa seção modelo, a partir de similaridade lateral das eletrofácies entre os marcos estratigráficos representado, foi possível observar a continuidade de duas sequências de folhelhos betuminoso com alto teores de COT, S, IH, S2, considerados os mais importantes do ponto de vista econômico e gerado um modelo faciológico 2D e 3D dessas camadas. Os resultados obtidos neste trabalho são bastante promissores, apontando para a possibilidade de aplicação desta técnica a outros poços da Bacia de Taubaté, fornecendo subsídios relevantes à determinação da evolução sedimentar.

Relações entre produção de biogás em aterro sanitário e variações no potencial elétrico natural

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise estratigráfica dos fluxos gravitacionais da formação maracangalha no campo do jacuípe, bacia do recôncavo, Brasil

O Campo de Jacuípe, localizado no Compartimento Central da Bacia do Recôncavo, é importante produtor de gás na bacia. Os reservatórios são constituídos por corpos arenosos originados por fluxos gravitacionais subaquosos, intercalados a folhelhos e diamictitos da Formação Maracangalha, de idade cretácea inferior (Andar Rio da Serra Superior). Através da descrição sistemática de cerca de 1200 m de testemunhos, foram definidas três fácies deposicionais e seis fácies deformacionais para o intervalo estudado. O agrupamento das fácies em conjuntos que apresentam características estruturais e genéticas semelhantes permitiu a proposição de cinco associações de fácies. A Associação de Fácies I representa principalmente a sedimentação de background lacustre da área. A Associação de Fácies II é interpretada como o registro de deslizamentos (slides) ou porções proximais de escorregamentos (slumps). Os corpos da Associação de Fácies IIIa representam escorregamentos ou porções distais de deslizamentos. A Associação de Fácies IIIb constitui, possivelmente, o registro de fluxos turbidíticos. A Associação de Fácies IV representa um estágio transicional entre escorregamentos altamente móveis e fluxos de detritos (debris flows). O grau deformacional aumenta progressivamente da Associação de Fácies I para a Associação de Fácies IV. Através da análise dos perfis de raios gama (GR) e potencial espontâneo (SP) dos poços, observa-se um padrão granodecrescente geral, da base do intervalo ao datum utilizado nas seções estratigráficas; seguido de um padrão granocrescente geral, do datum para o topo do intervalo. Esta observação permite a interpretação de uma grande seqüência deposicional de terceira ordem (cerca de 7,5 M.a.), com um trato transgressivo na base e um trato de nível de lago alto no topo, separados por uma superfície de máxima inundação, representada pelo datum Os complexos de escorregamentos/deslizamentos, pontuando o trato de nível alto, podem estar relacionados a eventos de rebaixamento de uma ordem superior (de mais alta freqüência), possivelmente ligados a períodos de quiescência, após pulsos tectônicos episódicos. Os mecanismos de disparo dos fluxos gravitacionais foram provavelmente terremotos, causados pela atividade tectônica de movimentação de falhas, inerente ao estágio sin-rift; associados a instabilizações em áreas de frentes deltaicas progradantes a altas taxas de sedimentação, especialmente em locais de forte mudança no gradiente deposicional, como na paleo-linha de charneira, localizada a norte-noroeste do campo. Um importante mecanismo auxiliar pode ter sido a atividade de soerguimento de diápiros de folhelhos. A conectividade vertical e lateral entre os corpos pode ser considerada baixa. As áreas proximais de corpos arenosos de escorregamentos e, especialmente, de corpos de deslizamentos, pelo baixo grau deformacional, devem se constituir nos melhores reservatórios da área.

Aplicação integrada de métodos geofísicos em uma área de disposição de resíduos sólidos urbanos em Bauru-SP

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo geológico e geofísico da falha de carnaubais, Bacia Potiguar-RN, e implicações neotectônicas

The segment of Carnaubais Fault located in the southeasthern portion of Guamaré Graben (Potiguar Basin) was studied. Several structures were detected and some of them strongly suggest that the last movements in Carnaubais Fault are of Neotectonic age. The study comprises an integrated interpretation of geologic, geomorphologic and geophysical data (gravimetry, magnetometry, resistivity, and self potential methods). According to the size of the studied areas, two approaches were used in this research. The first approach is of a regional nature and was conducted in an area, hereafter named Regional Area, having approximately 6,000 km2 and localized in the northern portion of Rio Grande do Norte state, around Macau city. The second approach comprises detailled studies of two small areas inside the Regional Area: the Camurupim and São Bento areas. Gravimetric and topographic data were used in the Regional Area. A separation into regional and residual components were conducted both on gravimetric and topographic data. The interpretation of the residual component of the gravimetric data allows a precise mapping of the borders of the Guamaré Graben. The regional component features of the topographic data are controlled by the pair of conjugate faults composed by the Carnaubais Fault (NE direction) and the Afonso Bezerra Fault (NW direction). On the other hand, the residual component of the topographic data shows that river valleis of NW direction are sharply interrupted where they intersect Carnaubais Fault. This fact is interpreted as an evidency that the last significant moviments occured in the Carnaubais Fault. Geologic, geomorphologic and geophysical data (magnetometry, resistivity, and self potential methods) were used in the Camurupim Area. The geologic mapping allows to identify five lithophacies unities. The first two unities (from base to top) were interpreted as composing a marine (or transitional) depositional sequency while the other were interpreted is composing a continental depositional sequence. The two sequences are clearly separated of an erosional discordance. The unities grouped in the marine sequence are composed by calcarenites (Unity A) and mudstones (Unity B). Unity A was deposited in a shalow plataform while Unity B, in a tidal flat. The unities grouped in the continental sequence are composed of conglomerate (Unity C) and sandstones (Unities D and E). Unities C and D are fluvial deposits while unity E is an eolian deposit. Unities A and B can be stratigraphycally correlated with Guamaré Formation. Unities C and D present three possible correlations. They may be correlated with Tibau Formation; or with Barreiras Formation; or with a clastic sediment deposit, commonly found in some rivers of Rio Grande do Norte state, and statigraphycally positioned above Barreiras Formation. Based on the decrease of the grain sizes from base to top both on unities C and D, it is proposed that these unities are correlated with the clastic sediment above mentioned. In this case, these unities would have, at least, Pleistocenic age. Finally, it is proposed that Unity E represent an eolian deposit that sufferred recent changes (at least in the Quaternary). The integrated interpretation of hydrographic, morphologic and geophysical data from Camurupim Area shows that Carnaubais Fault is locally composed by a system of several paralel subvertical faults. The fault presenting the larger vertical slip controls the valley of Camurupim river and separates the area in two blocks; in the nothern block the top of the Jandaira limestone is deeper than in the southern block. In addition, at least one of the faults in the northern block is cutting the whole sedimentary section. Because unities C , D, and/or E may be of Quaternary age, tectonic moviments possibly occured in Carnaubais Fault during this period. Detailled geologic mapping were conducted in beachrocks found in São Bento Area. This area is located at the intersection of the coast line with the Carnaubais Fault. The detected structures in the beachrocks are very similar to those caused by fragile deformations. The structures mapped in the beachrocks are consistent with a stress field with maximun compressional stress in E-W direction and extensional stress in the N-S direction. Since the Carnaubais Fault has a NE direction, it is optimally positioned to suffer tectonic movements under the action of such stress field. In addition, the shape of the coastal line appear to be controlled by the Carnaubais Fault. Furthemore, the observed structures in Camurupim Área are consistent with this stress field. These facts are interpreted as evidences that Carnaubais Fault and beachrocks suffered coupled tectonic movements. These moviments are of Neotectonic age because the beachrocks present ages less than 16,000 years

Estruturas de acumulação de água subterrânea em rochas cristalinas: estudo geofísico e geológico de casos no Estado do Rio Grande do Norte

Geological and geophysical studies (resistivity, self potential and VLF) were undertaken in the Tararaca and Santa Rita farms, respectively close to the Santo Antônio and Santa Cruz villages, eastern Rio Grande do Norte State, NE Brazil. Their aim was to characterize water acummulation structures in crystalline rocks. Based on geological and geophysical data, two models were characterized, the fracture-stream and the eluvio-alluvial through, in part already described in the literature. In the Tararaca Farm, a water well was located in a NW-trending streamlet; surrounding outcrops display fractures with the same orientation. Apparent resistivity sections, accross the stream channel, confirm fracturing at depth. The VLF profiles systematically display an alignment of equivalent current density anomalies, coinciding with the stream. Based on such data, the classical fracture-stream model seems to be well characterized at this place. In the Santa Rita Farm, a NE-trending stream display a metric-thick eluvioregolith-alluvial cover. The outcropping bedrock do not present fractures paralell to the stream direction, although the latter coincides with the trend of the gneiss foliation, which dips to the south. Geophysical data confirm the absence of a fracture zone at this place, but delineate the borders of a through-shaped structure filled with sediments (alluvium and regolith). The southern border of this structure dips steeper compared to the northern one. This water acummulation structure corresponds to an alternative model as regards to the classical fracture-stream, being named as the eluvio-alluvial trough. Its local controls are the drainage and relief, coupled with the bedrock weathering preferentially following foliation planes, generating the asymmetry of the through

Métodos e técnicas geoelétricas rasas na delimitação de área afetada por ruptura em teto de túnel urbano

Este trabalho apresenta um uso da geofísica aplicada em uma situação de ambiente urbano. O objetivo dos levantamentos foi o de delimitar a extensão da zona afetada por um colapso e desmoronamento do teto de um túnel em construção sob o Parque do Ibirapuera na capital paulista. São descritos e apresentados os resultados obtidos através do emprego dos métodos geofísicos geoelétricos e suas técnicas, em uma situação emergencial e de risco em uma área urbana na cidade de São Paulo. Também são comparadas as técnicas/arranjos de campo e a forma de apresentação e interpretação dos mesmos. Os métodos empregados foram a Eletrorresistividade, Polarização Induzida (IP) e Potencial Espontâneo (SP). Os trabalhos de campo e interpretação preliminar foram efetuados em apwenas um fim de semana (sábado e domingo). Os resultados mostraram-se plenamente satisfatórios e possibilitaram significativa redução nos custos nas obras de remediação da área do incidente, cuja área decresceu da inicialmente estimada pela engenharia (20x20 m) para 3x5 m definida pelos estudos geofísicos.

Estudo geofísico em sedimentos contaminados por etanol (álcool combustível) em escala de laboratório

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Geofísica aplicada no monitoramento de área de disposição de resíduos sólidos domiciliares

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização geoelétrica de área de curtume localizada no distrito industrial de Icoaraci, Bélem-Pará

Foi desenvolvido um estudo da subsuperfície rasa para investigar a possibilidade de contaminação do subsolo por líquidos usados no tratamento de couros. O estudo foi realizado na área da indústria Couro do Norte, Bairro de Maracacuera, no Distrito Industrial de Icoaraci em Belém-PA. As metodologias geofísicas utilizadas foram: eletrorresistividade (na forma de imageamento e através de sondagens verticais), potencial espontâneo, eletromagnético (slingram) e radar de penetração no solo (GPR). A interpretação conjunta dos dados geofísicos indicou a direção do fluxo subterrâneo e uma pluma de contaminação rasa na área do estudo causada provavelmente pelo despejo dos efluentes do curtume Couro do Norte.

Caracterização geoelétrica da área de curtume localizado no Distrito Industrial de Icoaraci, Belém-Pará

Foi desenvolvido um estudo da subsuperfície rasa para investigar a possibilidade de contaminação do subsolo por líquidos usados no tratamento de couros em área industrial. O estudo foi realizado na área da indústria Couro do Norte, Bairro de Maracacuera, no Distrito Industrial de Icoaraci (município de Belém-Pará). Durante o estudo foram feitas medidas para a determinação do fluxo de água do primeiro aqüífero e aplicada metodologia geofísica com a finalidade de detectar a possível contaminação do subsolo por poluentes liberados pelo curtume. As metodologias geofísicas utilizadas foram: eletrorresistividade (na forma de imageamento e través de sondagens verticais), potencial espontâneo, eletromagnético (Slingram) e radar de penetração no solo (GPR). A interpretação dos dados eletromagnéticos permitiu identificar a presença de zonas mais condutivas (provável pluma de contaminação) e zonas mais resistivas (blocos lateríticos). A distribuição dos potenciais medidos através do Método do Potencial Espontâneo indicou o sentido do fluxo subterrâneo local. Com as Sondagens Elétricas Verticais determinaram-se os valores de resistividade em subsuperfície para os diferentes horizontes correlacionando-os sempre com as informações obtidas no Caminhamento Elétrico. Através dos dados de GPR identificou-se a presença de blocos lateríticos, tubulações de metal e zonas com elevada atenuação (zona de sombra) que indicam a presença de contaminação.

Estudo geofísico para a caracterização geológica e hidrogeológica da subsuperfície rasa em área de deposição de rejeitos sólidos no município de Barcarena-PA

Este estudo foi realizado na Área de Depósito de Rejeitos Sólidos (ADRS) da ALBRAS (Alumínio Brasileiro S.A.), localizada no município de Barcarena, Estado do Pará. Os resultados alcançados permitiram estabelecer um padrão de caracterização da subsuperfície, a partir de medidas geofísicas, fornecendo informações sobre as camadas geológicas e sobre parâmetros hidrogeológicos, tais como direção e velocidade do fluxo subterrâneo. Na realização do trabalho foram utilizados três métodos geofísicos: os métodos elétricos (Potencial Espontâneo e Eletrorresitividade) e eletromagnético (Slingram). A distribuição dos potenciais medidos através do Método do Potencial Espontâneo indicaram o sentido do fluxo subterrâneo local. Durante o estudo, foi montado um experimento de infiltração de solução salina no solo e seu efeito foi monitorado através de imageamento elétrico. Esse experimento permitiu que se estimasse a velocidade e o sentido do fluxo subterrâneo local ao longo da linha de imageamento. Os modelos interpretativos obtidos através da inversão de dados de resistividade aparente obtidos em sondagens elétricas verticais apresentaram uma boa correlação com perfis de raios gama corridos em poços tubulares da área de estudo. Estas Sondagens Elétricas Verticais permitiram que se detalhasse as unidades litológicas rasas através da estimativa de seus valores de resistividade e espessura. A interpretação dos dados eletromagnéticos através da análise de perfis de medidas, sondagens eletromagnéticas e mapas de contornos permitiu identificar a presença de zonas mais condutivas (material argiloso) e zonas mais resistivas (material arenoso). Além disso, observou-se que o mapa de contornos para a freqüência de 14080 Hz apresentou uma boa correlação com o mapa de contornos do Potencial Espontâneo referente a mesma área.

Estudo geofísico sobre a erosão fluvial do Rio Guamá na orla da Universidade Federal do Pará, Belém (PA)

Este trabalho apresenta estudo geofísico de parte de orla fluvial sujeita à erosão, com o objetivo primordial de avaliar o seu uso na detecção de áreas degradadas pela erosão em estágio crítico, antes de seu desmoronamento. Esta área está situada ao longo de 600 m à margem do rio Guamá, entre a ponte do rio Tucunduba e o Porto de Canoagem, dentro do campus da Universidade Federal do Pará (UFPA), na cidade de Belém no Estado do Pará (Brasil). Conta, em alguns trechos, com diferentes tipos de contenção de erosão, entre os quais muro de concreto e sacos de cimento. A área é consequentemente, um laboratório para se testar a eficiência da Geofísica em detectar as zonas em que a ação da erosão, embora ainda não observável em superfície, atue, de modo a auxiliar obras de contenção da orla antes do seu colapso. Foram utilizados quatro métodos geofísicos: Potencial Espontâneo (SP), Eletrorresistividade, Slingram (LIN) e Radar de Penetração do Solo (GPR). As medidas foram levantadas durante a maré baixa e a maré alta na tentativa de mapear os caminhos preferenciais subsuperficiais para a entrada de água trazida pela maré alta e, por esse meio, para o trabalho erosivo. O efeito global da maré é aumentar as oscilações nas medidas de SP, Eletrorresistividade e LIN e aumentar a intensidade das reflexões obtidas com o GPR em relação às medidas obtidas com maré baixa. Na maré alta, as medidas mostram, em relação às medidas obtidas na maré baixa: I) Em zona com erosão, a redução da voltagem obtida com o método SP, a diminuição da resistividade obtida com imageamento realizado com o método da Eletrorresistividade, o aumento da condutividade LIN bem como tanto o aumento da intensidade das reflexões como a perturbação da continuidade dos refletores obtidos com o Método GPR II) Em zona com contenção, o aumento da voltagem SP, o aumento da resistividade obtida com Eletrorresistividade, a diminuição da condutividade LIN e, finalmente, a atenuação de reflexões obtidas com o GPR e redução do efeito global da maré. A despeito das dificuldades, os resultados demonstram que a Geofísica pode ser uma ferramenta auxiliar na previsão de locais onde a queda erosiva do terreno provocado por ela está prestes a ocorrer bem como na análise da eficácia da obra de contenção realizada.