Otimização de técnicas geoelétricas para caracterização estrutural e hídrica de maciços com porosidade fissural e cárstica.
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Data
2023
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Resumo
Identificar e caracterizar descontinuidades geológicas é relevante para o entendimento e
solução de diversos problemas geotécnicos e hidrogeológicos, especialmente em maciços com
porosidade fissural e cárstica. Na região do Quadrilátero Ferrífero, predominam meios com
porosidade fissural, mas meios com porosidade cárstica são também relevantes, especialmente
em formações ferruginosas. A Eletrorresistividade (Electrical Resistivity – ER) e o Potencial
Espontâneo (Spontaneous Potential – SP) são métodos geofísicos de baixo custo que têm sido
utilizados para este fim, mas a grande variabilidade das condições geológicas nestes meios
dificulta a comparação das diversas técnicas e arranjos de aquisição de dados. Uma alternativa
ainda pouco empregada para superar este problema consiste na aplicação destes métodos em
modelos físicos reduzidos, onde as condições internas e de fronteira são conhecidas, em
associação com modelagens geoelétricas numéricas, diretas ou inversas. Nesta pesquisa,
objetivou-se caracterizar os padrões de descontinuidades e as condições de fluxo em modelos
físicos que replicam modelos conceituais comuns nesta região, como os maciços fraturados
recortados por duas ou três famílias de fraturas com variadas atitudes e espaçamentos, e de
maciço em unidades ferríferas com cavidade com diversas tipologias e orientações de
condutos e salões. Inicialmente, foram feitas modelagens geoelétricas numéricas diretas para
estes modelos conceituais para prever os resultados esperados dos levantamentos geoelétricos
e, desta forma, melhor dimensionar os modelos físicos reduzidos. A comparação de diversos
tipos de arranjos e técnicas de levantamento possibilitaram otimizar a aplicação destes
métodos na caracterização das condições estruturais e hídricas nestes maciços. Os resultados
revelaram que o arranjo Gradiente é muito indicado para mapear fraturas verticais, inclusive
para discernir fraturas individuais de um mesmo conjunto, secundado pelos arranjos azimutais
Dipolo-Dipolo Equatorial e Quadrático. Estes últimos apresentam alta acurácia para a
estimativa da porosidade fissural. Foram determinadas relações ótimas entre o espaçamento
intereletrodo ideal para a identificação de descontinuidades com um dado espaçamento. O
Dipolo-Dipolo mostrou-se adequado para a identificação de descontinuidades, quando se
utilizaram vários espaçamentos intereletrodo nas linhas, mas rigorosamente comparado com o
Gradiente, este foi o melhor. O Potencial Espontâneo mostrou-se adequado para identificar
sentido de fluxo e rebaixamento de aquífero em meios com porosidade fissural. A umidade no
entorno de cavidades ferríferas pode atenuar o sinal elétrico ou até mesmo mascarar o alto
resistivo de condutos e salões preenchidos com ar.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Águas subterrâneas, Propriedades elétricas, Análise dimensional
Citação
CARDOSO, Luiz Henrique. Otimização de técnicas geoelétricas para caracterização estrutural e hídrica de maciços com porosidade fissural e cárstica. 2023. 143 f. Tese (Doutorado em Geotecnia) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.