O QUE É GEOFÍSICA?

É o estudo da Terra a partir de medidas de campos físicos que se propagam através de seu interior. Diferente da Geologia cujo estudo da Terra é feito via observações diretas das rochas, quer à superfície, quer provenientes de amostras colhidas em furos, e a dedução da sua estrutura, composição, ou história baseada na análise dessas observações, a Geofísica, aplica os princípios da Física ao estudo da Terra.
A Geofísica Aplicada é uma importante ferramenta de investigação em projetos de engenharia, na geotecnia e em estudos relacionados ao meio ambiente. Integrada com outras áreas do conhecimento fornece informações relevantes para a tomada de decisões e melhor compreensão do modelo geológico de uma determinada área.
Constitui-se também em um conjunto de ferramentas de investigação indispensável no mapeamento de passivos ambientais (contaminações, objetos enterrados, etc) e de áreas submersas, fornecendo subsídios técnicos a projetos de pontes, túneis, oleodutos, minerodutos, portos, rodovias, ferrovias, hidrovias e barragens.
A investigação Geofísica é não-invasiva. As propriedades da subsuperfície são estimadas por meio de medição, análise e interpretação dos campos físicos na superfície.

Aplicações da Geofísica

  • Estudo de fenômenos físicos da Terra:
    • terremoto, tsunamis, vulcões, movimentação de placas tectônicas, etc.
  • Monitoramento Ambiental
  • Prospecção
    • Mineral
    • Água subterrânea (exploração e mapeamento de contaminação)
    • Petróleo
  • Para fins forenses
    • determinação de cemitérios clandestinos, etc.
  • Em problemas de engenharia
    • Infraestrutura de estradas e pontes
    • Urbano (mapeamento de utilidade, a localização do tanque de armazenamento subterrâneo)
    • Engenhos explosivos não detonados (detecção e caracterização)
    • Segurança de Barragens
  • Mapeamento Geológico
  • Arqueologia

Os métodos de prospecção geofísica, demonstrados a seguir, são utilizados para detectar e localizar corpos ou estruturas do subsolo de forma não destrutiva, possibilitando determinar sua dimensão e algumas propriedades físicas.

Métodos Elétricos e Eletromagnéticos: Eletroresistividade, Polarização induzida, Transiente eletromagnético, Magnetotelúrico

A prospecção elétrica recorre ao uso de uma grande variedade de técnicas, cada uma delas baseada numa diferente propriedade ou característica dos materiais do solo.

Resistividade:

Este método produz informação sobre as camadas, ou corpos, que tenham anomalias na sua condutividade elétrica. O método resistivo é usado, sobretudo em estudos de águas subterrâneas e caracterização geológica.

Potencial espontâneo:

É usado para detectar a presença de certos minerais que, reagindo com eletrólitos presentes no solo, dão origem a potenciais eletroquímicos. Um corpo sulfuroso que esteja mais oxidado na sua superfície superior que na inferior, originará um potencial elétrico que será detectável por galvanômetros dispostos à superfície.

Polarização induzida:

Este método permite diagnosticar a ocorrência de trocas iônicas que se processam na superfície dos grãos metálicos. Ele é usado principalmente na exploração de sulfuretos.

Magnetotelúrico:

Usa as correntes naturais da terra (campos magnéticos alternos) que induzem correntes (e por sua vez novos campos magnéticos) quando atravessam os materiais condutores presentes no solo.

Eletromagnético:

Como o nome indica este método baseia-se na propagação de campos eletromagnéticos de baixa frequência, quer acima, quer abaixo da superfície. É muito usado na exploração mineral (os detectores de metais usam este método).

Métodos Sísmicos:

Os métodos sísmicos são baseados na emissão de ondas sísmicas artificiais geradas à superfície. Essas ondas são monitorizadas através do seu “eco” após terem percorrido o interior do solo e regressado à superfície depois de terem sido refletidas e refratadas pelas descontinuidades da crosta. Distinguem-se duas variedades de métodos sísmicos: Refração, Reflexão, Crosshole, Downhole, Ondas Superficiais (SASW, MASW).

Perfilagem de Poços:

A Geofísica de Poço trata com um grande conjunto de técnicas de aquisição, processamento e interpretação das propriedades físicas das rochas atravessadas por um poço, com os seguintes objetivos:
Auxiliar na produção de um modelo geológico do reservatório
Qualificar e manter a explotação do fluido de interesse em um poço produtor

MONITORAMENTO

Sistema de Monitoramento Remoto (ER8000 & ER8001) com até 8000 canais, utilizado em:

  • detecção de fluxo de água em corpos de barragens, com sistema de monitoramento contínuo, composto de medidas de SP e Eletrorresistividade identificando fuga de água do reservatório
  • monitoramento de taludes em geral
  • detecção de caminhos preferenciais de água subterrânea
  • identificação de infiltrações, e determinação das direções de fluxo
  • monitoramento de aterros sanitários
  • monitoramento de reservatórios de líquidos contaminantes
  • monitoramento de tanques e barragens de rejeito

ENGENHARIA

Tradicionalmente na Engenharia Civil, a prospecção geofísica era preferencialmente efetuada nas obras ocupando grandes áreas ou com considerável desenvolvimento linear, como barragens e obras viárias, precedendo geralmente a prospecção mecânica.

A prospecção geofísica desdobra-se nos métodos sísmicos, que induzem no terreno ondas elásticas (como o método sísmico de refração, o ensaio sísmico entre furos, o método das ondas de superfície), e nos métodos eletromagnéticos, que induzem corrente elétrica ou ondas eletromagnéticas (como o método da resistividade elétrica e o georradar) no terreno.

Como exemplos de aplicação dos métodos geofísicos podem ser nomeados:

  • avaliação da profundidade da camada dura sob aluvionar mole
  • avaliação da espessura de alteração de um maciço rochoso, por exemplo, para previsão do custo de desmonte num trecho de estrada em escavação
  • estudo de localização de áreas de empréstimo ou de pedreiras para barragens, quer de aterro, quer de concreto
  • identificação de cavidades no subsolo quando se pretende construir sobre formações cársticas
  • identificação de falhas e outros acidentes tectônicos junto de estruturas cuja segurança exija especiais requisitos, como grandes barragens ou centrais nucleares.

MINERAÇÃO

Os métodos geofísicos visam a identificar as litologias – as rochas e suas camadas, suas formações, idades e tudo pertinente a elas desde o seu surgimento – em subsolo através de propriedades físicas das rochas: resistência elétrica, densidade, campo magnético, propagação de ondas etc.

MEIO AMBIENTE

Avaliação da contaminação de solos e águas subterrâneas com recurso a métodos geofísicos.

A aplicação da modelação a 3D e 4D de dados geofísicos permite o mapeamento, em profundidade, de plumas de contaminação de distintas origens.

Exemplos típicos da aplicação são:

  • determinação da contaminação de águas subterrâneas em áreas industriais;
  • mapeamento da salinidade da água subterrânea, em zonas litorâneas;
  • monitoramento de aterros sanitários;
  • localização de contaminação associada a fugas de hidrocarbonetos (depósitos e tubulações) em postos de abastecimento e armazenamento de combustíveis;
  • O seguinte exemplo permite a visualização de um modelo 3D de uma zona investigada por métodos geofísicos. A zona azul representa um volume afetado por contaminação.

HIDROGEOLOGIA

As recentes crises hídricas em diversas regiões do Brasil colocaram em pauta a importância de fontes subterrâneas, como os aquíferos. Mas como descobrir o local adequado para perfurar um poço? Como investigar a qualidade da água escondida no subsolo? E como proteger essas reservas naturais da contaminação?

Efetuamos estudos hidrogeológicos e hidrológicos para diversos fins:

  • dimensionamento de infraestruturas hidráulicas;
  • licenciamento de captações de água;
  • reabilitação de cursos de água
  • avaliação do potencial hídrico
  • definição de perímetros de proteção para captações destinadas a abastecimento público

MAPEAMENTO DE INTERFERÊNCIAS

O Mapeamento de Interferências, realiza o cadastro de objetos enterrados em subsuperfície, é um estudo detalhado feito no local da perfuração, a fim de identificar possíveis interferências já existentes como: redes água, esgoto, telefone, água pluvial, gás, etc., executado por profissionais devidamente treinados, com equipamentos específicos de localização de interferências.

Antes das escavações, muitas vezes, pela diversidade de redes de infraestrutura subterrânea, é necessário realizar o mapeamento do que há no solo. Para isso, entra em cena o Georadar, também conhecido como GPR. Trata-se de um equipamento eletrônico com capacidade de investigar terrenos e materiais com precisão por meio da reflexão de ondas eletromagnéticas produzidas pelo sistema.

A função principal do GPR é descobrir objetos enterrados no subsolo como: tubos metálicos e não metálicos, esgotos, cabos, dutos de cabos, espaços vazios, fundações, reforço de aço no concreto, entre outros.

A grande vantagem desse equipamento em relação a outras tecnologias é justamente a capacidade de detectar estruturas enterradas não detectáveis por outros aparelhos do gênero como tubulações não metálicas, PVC, fibra óptica, concreto, ferro fundido e aço.