Caracterização GPR de tambores metálicos e plásticos estudo sobre o sítio controlado do IAG/USP

Abstract

RESUMO. Nesta pesquisa, o método geofísico GPR -Ground Penetrating Radar foi utilizado para caracterizar tambores metálicos e plásticos enterrados numaárea de testes controlados, denominada de "Sítio Controlado de Geofísica Rasa -SCGR do IAG" instalado no campus da Universidade de São Paulo, em São Paulo. Os alvos foram escolhidos visando simular estudos de contaminação ambiental e obras de engenharia dentro do contexto urbano. Os tambores metálicos (vazios) foram dispostos na vertical e horizontal e os tambores plásticos (vazios, preenchidos comágua salgada e comágua fresca) foram dispostos na vertical. Foram realizadas simulações numéricas GPR 2D para auxiliar na escolha dos parâmetrosótimos referentesà aquisição dos dados e verificar se os contrastes existentes entre os alvos (tambores metálicos e plásticos) e o background poderiam produzir reflexões significativas. As aquisições foram realizadas "antes" e "depois" da instalação dos alvos no SCGR-IAG utilizando as antenas de 100 MHz, 200 MHz e 500 MHz. Após as aquisições, os dados GPR foram processados e em seguida analisados visando estabelecer respostas típicas para cada alvo, considerando o tipo de material, a sua composição e/ou preenchimento. Os resultados foram comparados com as informações das profundidades reais dos alvos enterrados e as simulações numéricas, os quais apresentam uma excelente concordância. Além disso, permitiram identificar com clareza todos os alvos e diferenciá-los quanto ao padrão de reflexão. Nos tambores plásticos foi possível distinguir os que estavam vazios e os preenchidos comágua fresca ou comágua salgada. Essas respostas obtidas em umaárea de testes controlados podem ser consideradas como típicas para os alvos, podendo ser extrapoladas paraáreas onde não se tem nenhuma informação da subsuperfície.ABSTRACT. In this research, geophysical method GPR -Ground Penetrating Radar was used to characterize metallic and plastic drums buried in an area of controlled tests, called "Controlled Site of Shallow Geophysics" (SCGR-IAG -Sítio Controlado de Geofísica Rasa) installed in the campus of the University of São Paulo, in São Paulo. The targets were chosen aiming to simulate studies of environmental contamination and works of engineering inside the urban context. The metallic drums (empty) were disposed in the vertical and the horizontal position, and the plastic tubes (empty, filled with salty water and cool water) were disposed in the vertical position. 2D GPR numerical simulations were carried through to assist in the choice of the excellent parameters referring to the acquisition of the data, and to verify if the contrasts between the targets (metallic and plastic tubes) and the background could produce significant reflections. The acquisitions were carried through "before" and "after" the installation of the targets at the SCGR-IAG using 100 MHz, 200 MHz and 500 MHz antennas. After the acquisitions, GPR data were processed and then analyzed to establish typical answers to each target, considering the type of material, its composit...

O Sítio Controlado de Geofísica Rasa do IAG-USP: Instalação e Resultados Preliminares

“…A simulação da propagação da onda eletromagnética num modelo 2D foi baseada na solução das equações de Maxwell através do método das diferenças finitas (Ward & Hohmann, 1987). Dentre os trabalhos de simulações numéricas GPR 2D através do método das diferenças finitas-FDTD tem-se: Chen & Huang, 1998;Hammon III et al, 2000;Radzevicius et al, 2002;Lampe et al, 2003;Rodrigues, 2004. Zeng & McMechan (1997 utilizaram o método do traçado de raios para simular tanques e canos enterrados, e obtiveram interessantes resultados.…”

Analysis of 2D and 3D GPR responses in the Federal University of Paraná Forensic Geophysics Controlled Site – a Case Study

“…The site is located at USP campus in São Paulo and involving an area of 1500 m², where artifacts with distinct geometry and composition were installed on site, such as metal and plastic pipes, drums filled with freshwater and saline fluids, shackles of concrete, ceramic vase, pebbles, walls of brick, among others. Over time, several searches were conducted with the objective of imaging, calibrating, characterizing and understanding the geophysical signatures of the artifacts (Porsani et al, 2004;Rodrigues, 2004;Porsani et al, 2006;Borges, 2007).…”

Caracterização geofísica de alvos rasos com aplicações no planejamento urbano e meio ambiente: estudo sobre o sítio controlado do IAG/USP

“…cit.). Em 1967, um sistema de sondagem glacial, desenvolvido por Stern, foi utilizado no programa "Experimento das Propriedades Elétricas da Superfície Lunar da Apollo 17", dando início a um grande número de publicações (SIMMONS et al, 1972, apud OLHOEFT, 1998 GOODMAN, 1997;, geotecnia (ULRIKSEN, 1982;ANNAN, 1988;RODRIGUES;, meio ambiente (DAVIS; ANNAN, 1988;BENSON, 1995;DANIELS et al, 1995;PORSANI et al, 2004a), geologia (DAVIS; ANNAN, 1989;JOL;SMITH, 1995;VAN DAM, 2001), pedologia (DAVIS; ANNAN, 1989;TOPP et al, 1980); água subterrânea (TOPP et al, 1980;ANNAN et al, 1991;BERES;HAENI, 1995), aplicações militares (YOUNG; LEON, 1996), investigação forense (STRONGMAN, 1992;HAMMON III et al, 2000), dentre outras.…”

“…Os estudos sistemáticos com o GPR foram realizados pelo Centro de Pesquisas da Petrobrás (PORSANI et al, 1994a(PORSANI et al, , 1994bRODRIGUES, 1995aRODRIGUES, , 1995bRODRIGUES;PORSANI, , 1997, seguidos pelas Universidades Federais da Bahia (ULRYCH et al, 1994) e do Pará (SAUCK et al, 1995a(SAUCK et al, , 1995b. Atualmente, o GPR é estudado e empregado por várias Instituições de Pesquisa e universidades brasileiras, dentre as quais podemos citar: IAG/USP (BORGES, 2002;SOUZA JR, 2002;MOUTINHO, 2003;RODRIGUES, 2004;OLIVEIRA, 2006;LIMA, 2006;ORTEGA, 2007), Unesp (PORSANI, 1999;GANDOLFO, 1999;PRADO, 2000), IGc/USP (DEHAINE, 2001;AQUINO, 2000), IPT (SOUZA, et al, 2001) Tal meio é denominado de meio dielétrico de baixa perda (lossy dieletric medium). Essa é a condição mais favorável do funcionamento do método GPR: um meio de baixa perda (ANNAN, 1996;PORSANI, 1999).…”

“…Para verificar o espaçamento ótimo a ser utilizado em investigações GPR, Quase-3D, na área do SCGR do IAG/USP, foi utilizada a velocidade de 0,07 m/ns, que é a média das velocidades obtidas para a área (BORGES, 2002;RODRIGUES, 2004).…”