Este trabalho apresenta e discute resultados de aplicações de métodos geofísicos elétricos como ferramenta de auxílio no planejamento e lavra em pedreira de gnaisse para fabricação de brita. Neste trabalho a espessura do capeamento foi investigada, além de identificar zonas da transição solo-rocha e mapear o contato entre diferentes litologias para avaliar a profundidade do corpo rochoso na base da cava da pedreira. Para isso foram adquiridos treze SEVs e quatro CE em duas frentes de trabalho, a primeira em outubro de 2011 onde foram adquiridos uma parte dos dados de SEVs e todos os caminhamentos elétricos e a segunda frente em fevereiro de 2012 onde foi adquirido o restante dos dados de SEVs. A metodologia utilizada foi a eletrorresistividade e a polarização induzida, diante do histórico de sucesso em aplicações semelhantes. As SEVs possibilitaram delimitar o contato com a rocha sã em subsuperfície, bem como mostrar as relações entre o xisto e o gnaisse, além de identificar uma possível intercalação xisto-gnaisse na porção oeste da pedreira. Ademais as SEVs sugerem que o contato no mapa geológico deve ser reavaliado, especialmente a SEV04, que de acordo com o mapa estaria em área de gnaisse, mas a sondagem apresentou resistividades muito baixas para esse tipo de litologia. Através dos caminhamentos foi possível identificar o contato entre a rocha da jazida, o gnaisse e o xisto em todas as seções. Especificamente as linhas CE02 e CE04 mostraram os contatos entre as litologias um pouco discordantes do esperado pelo mapa geológico da área da pedreira. Dessa forma, foi possível definir melhor os contatos geológicos em algumas áreas e corroborar a interpretação estrutural em outras áreas, de forma a auxiliar o planejamento de futuras frentes de lavra. / This work presents end discusses the results of applying electrical geophysical methods as a tool to aid in work front planning in gneiss mine for crushed stones application. This mine produces aggregates for civil construction industry and has a gneiss source rock. In this work the topsoil thickness has been investigated, as well the transitional areas between soil and rock. Moreover the contacts between different lithology have mapped in order to assess the source rock´s depth at the mining boundaries. Thereunto thirteen VES and four EP were acquired in two different stages, the first one was performed on October 2011, where a portion of VES and all the EP were acquired. The second stage was on February 2012 to record the rest of VES data. The methodology used was electroresistivity and induced polarization, due the success history of these methodologies in similar applications. VES allowed to define the contact with the bedrock in subsurface and show the relationships between the schist and the gneiss. Moreover those results identified a possible intercalation of schist-gneiss on west portion at the mine. Furthermore the VES suggest a reevaluation in the geological map, mainly where SEV04 took place, because for the map, the contact would be on gneiss environment, but the sounding showed slower resistivity values for this kind of rock. Through the EP was possible to identify the contact between the gneiss and the schist in all the sections. Specifically the lines CE02 and CE04 showed the contact for both lithologies slightly discordant that were expect for the geological map. Thereby was possible to better define the geological contacts in some places and corroborate the interpretation in others, in order to assess the future work front planning for this mine.

Submitted by Rosimeri Vergara (rosimerivergara@unipampa.edu.br) on 2018-12-07T15:08:41Z No. of bitstreams: 1 Carolina Gonçalves Leandro 2017 Dissertação.pdf: 10712768 bytes, checksum: ee554a9308600c58ba9930f1d2d302ae (MD5) / Submitted by Rosimeri Vergara (rosimerivergara@unipampa.edu.br) on 2018-12-10T19:58:21Z No. of bitstreams: 1 Carolina Gonçalves Leandro 2017 Dissertação.pdf: 10712768 bytes, checksum: ee554a9308600c58ba9930f1d2d302ae (MD5) / Approved for entry into archive by Dayse Pestana (dayse.pestana@unipampa.edu.br) on 2018-12-11T15:57:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Carolina Gonçalves Leandro 2017 Dissertação.pdf: 10712768 bytes, checksum: ee554a9308600c58ba9930f1d2d302ae (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-11T15:57:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolina Gonçalves Leandro 2017 Dissertação.pdf: 10712768 bytes, checksum: ee554a9308600c58ba9930f1d2d302ae (MD5) Previous issue date: 2017 / A Mina Cerro Rico localiza-se aproximadamente a 7 km a leste da cidade de Lavras do Sul, na região central do estado do Rio Grande do Sul e está sob licença de pesquisa mineral da empresa Amarillo Mineração do Brasil Ltda. A área de pesquisa possui 15,758 km², delimitada pelas longitudes 53º 47’ 42,7” W - 53º 50’ 56,4” W e pelas latitudes 30º 48’ 5,7” S - 30º 49’ 46” S. A ocorrência mineral de Au, Ag e Cu desta área, está relacionada a presença de zonas de alteração hidrotermal caracterizadas por filões de quartzo de direções NW e EW, alojados nas rochas vulcânicas da Formação Hilário (~ 580 Ma). Os dados aerogeofísicos pertencem ao levantamento gamaespectrométrico – Projeto Lavras do Sul – Rio Grande do Sul, o qual foi executado no ano de 2007 pela empresa Prospectors Aerolevantamentos e Sistemas Ltda. A partir de setores identificados pela caracterização de anomalias geofísicas oriundas do processamento dos dados aerogamaespectrométricos onde foi definida uma área para levantamentos geofísicos terrestres em escala de detalhe, aproximadamente de 1: 3.000, com os métodos geoelétricos de Eletrorresistividade e de Polarização Induzida, utilizando as técnicas de Caminhamento Elétrico e de Sondagem Elétrica Vertical. Os dados aerogamaespectrométricos permitiram a partir da interpretação do mapa Ternário dos radioelementos (K (%), eU (ppm), eTh (ppm)), a identificação de cinco domínios radiométricos que sugerem a presença de diferentes litologias, em termos de possíveis variações na textura e na mineralogia das rochas e solos presentes na área. Os perfis gamaespectrométricos integrados com os dados geoelétricos possibilitaram a identificação de possíveis zonas de fraturas e/ou falhas, com provável percolação de fluído hidrotermal e/ou presença de mineralizações metálicas. O modelo geofísico-geológico 2D proposto para a área da Mina Cerro Rico, sugere que o topo do embasamento andesítico se encontra entre 20 a 30 metros de profundidade, caracterizado pela presença de um relevo irregular, afetado por fraturas e/ou falhas. Conforme a integração dos resultados oriundos dos dados de resistividade e da cargabilidade, definiu-se que patamares anômalos com valor de resistividade em torno de 200 Ohm.m e de cargabilidade em torno de 8 mV/V a 12 mV/V, estão associados a presença de zonas de fraturas com possível mineralização metálica. Os setores da área com presença de fraturas preenchidas por veios de quartzo e com provável mineralização, resultam em potenciais atrativos, para dar continuidade e orientar futuras pesquisas relacionadas a prospecção aurífera na Mina Cerro Rico. / The Cerro Rico Mine is located approximately 7 km east of the Lavras do Sul city, in the central region of the state of Rio Grande do Sul and is under mineral exploration license of the Amarillo Mineração do Brasil company. The research area is 15,758 km², delimited by longitudes 53º 47 '42.7 "W - 53º 50' 56.4" W and latitudes 30º 48 '5,7 "S - 30º 49' 46" S. The occurrence of gold, silver and cooper minerals in this area are related to the presence of hydrothermal alteration zones characterized by quartz filaments through NW and EW directions, intruded in the volcanic rocks of the Hilário Formation (~ 580 Ma). The aerogeophysical data belongs to the Lavras do Sul Gammaspectrometric Survey Project, which was executed by Prospectors Aerial Surveys and Systems in 2007. The sectors was identified by the characterization of geophysical anomalies through the processing of aerogamaespectrometric data, in this area the geophysical surveying was made on a scale of approximately 1: 3.000 and defined with the geoelectric methods of Eletroresistivity and Induced Polarization using the techniques of 2D Horizontal Profiling and Vertical Electrical Sounding. The aerogamaespectrometric data allowed the identification of five radiometric domains that suggests the presence of differents lithologies in terms of possible variations in the radioelements (K (%), eU (ppm), eTh (ppm)), texture and mineralogy of the rocks and soils present in the area. The gamma spectrometric profiles integrated with the geoelectric data allowed the identification of possible zones of fractures and/or faults, with probable percolation of hydrothermal fluid and/or presence of metallic mineralizations. The 2D geophysical-geological model proposed for the Cerro Rico Mine area, suggests that the depth of the top of the andesitic basement is between 20 and 30 meters, characterized by the presence of irregular relief, affected by fractures and/or faults. According to the integration of the results from the resistivity and chargeability data, the anomalous levels with a resistivity value around 200 Ohm.m and chargeability of 8 mV/V to 12 mV/V are associated with the presence of fracture zones with possible metallic mineralization. The sectors of the area with presence of fractures filled by quartz veins and probable mineralization, results in attractives potentials, to give continuity and guide future research related to gold prospecting in the Cerro Rico Mine.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-03T14:29:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicadosProspeccao.pdf: 12544751 bytes, checksum: ef59d556bf01f1b4e844b7cc48868485 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-08T15:34:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicadosProspeccao.pdf: 12544751 bytes, checksum: ef59d556bf01f1b4e844b7cc48868485 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-08T15:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicadosProspeccao.pdf: 12544751 bytes, checksum: ef59d556bf01f1b4e844b7cc48868485 (MD5) Previous issue date: 1980 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / PRONUCLEAR - Programa de Formação de Recursos Humanos para o Setor Nuclear / Através de um convênio entre o Núcleo de Ciências Geofísicas e Geológicas da UFPa e a Companhia Rio Doce Geologia e Mineração S.A., um trabalho geofísico foi realizado na área denomina da ALVO 1, MM1, Serra dos Carajás, sul do Pará, Brasil. Foram aplicados os métodos magnético, polarização elétrica induzida e AFMAG, visando determinar a existência e a distribuição de sulfetos de cobre em subsuperfície. O trabalho foi realizado em uma malha de reconhecimento de 9 km2 (ALVO 1) e em outra de detalhe com aproximadamente 0.63 km2 (Corpo 2). O método AFMAG detectou vários condutores deslocados entre si por prováveis falhamentos. A orientação destes condutores, coincide com o "strike" dominante do xisto, o qual contém sulfetos de cobre associado a uma formação ferrífera. Pela estreita correlação que guardam com as anomalias magnéticas é possível supor-se que as anomalias de AFMAG são provocadas primeiramente pela formação ferrífera e secundariamente pelos sulfetos. O método magnético detectou fortes anomalias sobre a formação ferrífera. O deslocamento dos segmentos de anomalias implica em falhamento. Este método é muito importante na área, pela relação mantida entre a zona dos sulfetos e a formação ferrífera. O método polarização elétrica induzida/resistividade detectou anomalias com EPF variando de 6 a 12% aproximadamente. Várias destas anomalias foram confirmadas com furos de sondagem e trabalho de laboratório (Rocha, 1979). Verificou-se que essas anomalias provavelmente são provocadas por efeito combinado da formação ferrífera magnética e do sulfeto. A pesquisa geofísica realizada nesta área piloto tem grande importância porque os resultados obtidos poderão ser estendidos a uma área maior, em condições geológicas semelhantes. / Through an agreement between the Federal University of Para and the Rio Doce Geologia e Mineração Company, a geophysical research was carried out in the area known as ALVO 1, MM1, Serra dos Carajás, south of Para, Brazil. The magnetic, electrical induced polarization and AFMAG methods were applied, to detect the distribution of copper in subsurface. This work was carried out both on a 9 km2 reconnaissance area (ALVO 1) and on a 0.63 km2 detail area (Corpo 2). The AFMAG method detected various conductors displaced from each other by possible faulting. The orientation of these conductors, coincides with the dominant strike of the body of schist which contains copper sulfide, associated with an iron formation. The close correlation they have with the magnetic anomaly, may imply that the AFMAG anomalies are caused, firstly by the iron formation and secondarily by the sulfide. The magnetic method detected strong anomaly over the iron formation. The displacement of the segment of the anomaly impleis faulting. This method is very important in the area due to the association of the sulfide zone with the iron formation. The electrical induced polarization/resistivity method detected anomalies with PFE, varying from 6 to 12% approximately. Several of these anomalies were confirmed by mechanical sounding and laboratory research (Rocha, 1979). It was verified that these anomalies were caused by a combined effect of the iron formation and the sulfide body. The geophysical research carried out at this pilot area turned out to be very important considering the fact that its results can be successfully extrapolated to a larger area with the same geological characteristics.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-10-06T13:11:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicadosUltramafito.pdf: 10312744 bytes, checksum: da04d5acdaccd5eff5cf99d3ed641363 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-08T15:42:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicadosUltramafito.pdf: 10312744 bytes, checksum: da04d5acdaccd5eff5cf99d3ed641363 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-08T15:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_MetodosGeofisicosAplicadosUltramafito.pdf: 10312744 bytes, checksum: da04d5acdaccd5eff5cf99d3ed641363 (MD5) Previous issue date: 1980 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste trabalho foi a aplicação de métodos geofísicos para a avaliação econômica de ocorrência de níquel, cromo e amianto, em uma área de 6,25 km2 - Malha 2 - Serra de Quatipuru, localizada a cerca de 50 km a SW de Conceição do Araguaia, no sul do Estado do Pará. Inicialmente foi aplicado o método magnético em caráter de reconhecimento, usando magnetômetros de campo total e componente vertical visando localizar zonas anômalas de amianto e cromita, uma vez que estes minerais se encontram associados com a magnetita. Em seguida foi usado o método eletromagnético de "dip angle" com o objetivo de definir zonas condutoras associadas a possíveis depósitos minerais ou características estruturais. Com base na interpretação destes dois métodos, definiu-se os locais de aplicação do método de polarização elétrica induzida-resistividade, que teve caráter de detalhe visando como alvo principal depósitos de sulfetos disseminados. As possíveis ocorrências minerais na área foram correlacionadas com anomalias geofísicas e confirmadas através de testemunhos de sondagem concluindo-se não serem de importância econômica. Contudo a aplicação destes métodos geofísicos foi útil, pois possibilitou o levantamento detalhado da área, que de outra forma só poderia ser realizado por meio dos métodos mais convencionais, tais como sondagem mecânica através de perfurações, os quais são muito caros e demorados. / The objective of the present work is the application of geophysical methods for the economical evaluation of Ni, Cr and asbestos occurrences in an area of 6.25 km2 - Malha 2 - in Sierra Quatipuru 50 km SW of Conceição do Araguaia, in the South of the State of Pará. Magnetic methods were applied initially for reconnaissance, using total and vertical field magnetometers, in order to locate anomalous zones of asbestos and cromite, associated with magnetite. The electromagnetic method of dip-angle was used to define conductive zonas associated with possible mineral deposits or structural features. Based on the interpretation of the magnetic and electromagnetic data several areas defined for the application of the induced polarization-resistivity method aiming at possible deposits of dissemineted sulphides as the main targets. The possible occurrences of mineral deposits in the area were correlated with the geophysical anomalies and were investigated further by drilling. It was concluded that occurrences do not have economic interest. However, the application of these geophysical methods was successful in the investigation of this problem as they have advantages over the more conventional methods which are expensive and time consuming.

O uso cada vez maior de derivados de petróleo em processos industriais proporciona a geração de uma diversidade de produtos cada vez mais utilizados pela sociedade atual. As conseqüências negativas do uso e manipulação de hidrocarbonetos é a geração de resíduos e efluentes altamente poluidores. Atualmente, a utilização integrada de técnicas geofísicas podem se constituir em uma ferramenta eficiente na avaliação e caracterização de problemas ambientais. De uma forma geral a utilização da geofísica na caracterização de uma área afetada por substâncias poluentes consiste na detecção e mapeamento da extensão da área afetada e informações sobre a profundidade da zona saturada, direção do fluxo subterrâneo e profundidade do substrato rochoso inalterado. O objetivo principal deste trabalho foi a caracterização geofísica de uma área contaminada por hidrocarbonetos derivados de petróleo, por meio da utilização dos métodos: Eletroresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo. Esta caracterização foi realizada através de ensaios de campo e do uso de modelos bidimensionais, tendo como área de estudo uma indústria química localizada no município de São Paulo SP. Esta área foi escolhida com base em estudos precedentes que indicam a ocorrência de contaminação. Os resultados dos modelos de resistividade, cargabilidade e condutividade aparente sugerem a presença de contaminação e seu caminho preferencial, que segue o sentido do fluxo da água subterrânea. Três tipos de anomalias puderam ser individualizadas: a primeira, de baixa resistividade e baixa cargabilidade, que sugerem contaminação mais antiga e a relação com os processos de biodegradação, confirmada através das análises de bactérias; a segunda, de baixa resistividade e alta cargabilidade, geradas pela presença de materiais polarizáveis (metais); e a terceira, as anomalias de alta resistividade e baixa cargabilidade, geradas pela presença do contaminante bruto (sedimento impregnado por tinta), que confirma a contaminação mais recente onde não ocorre processo de biodegradação. / The increasing usage of petroleum derivatives in industrial processes provides a generation of products which are being increasingly used by the contemporary society. The negative consequence from the use and manipulation of hydrocarbons is the generation of residues and highly pollutant effluents. Nowadays, the integrated usage of geophysical techniques can become an efficient tool in the evaluation and characterization of environmental problems. In general, the usage of geophysical in the characterization of an area affected by pollutant substances consists in mapping and detecting the extension of the affected area and inform about the saturated zone deep, the underground flux direction and the deep of the unaltered rocky substrate. The main objective of this research was the geophysical characterization of contaminated area by hydrocarbons derived from petroleum, by the usage of the following methods: Electrical resistivity, Inducted Polarization, and Inductive Electromagnetic. This characterization was carried out through field rehearsals and the usage of two-dimensional models in a chemical industry as study area, placed in the city of São Paulo SP. This area was chosen as the basis in precedent studies which has indicated the event of contamination. The results from the resistivity, chargeability and apparent conductivity models, suggest the presence of contamination and its favorable way, which follows the underground water flux. Three kinds of anomalies could be individualized: first, low resistivity and low chargeability, which suggest older contamination and the relation with the biodegradation processes, confirmed thought the bacterial analysis; second, low resistivity and high chargeability, generated by the presence of polarizable materials (metals); and third, the high resistivity anomalies and low chargeability, generated by the presence of the raw contaminant (paint impregnated sediment), which confirms the most recent pollution where the biodegradation process does not occur.

Em razão da crescente preocupação com a proteção ao meio ambiente e preservação da qualidade das águas superficiais e subterrâneas, as áreas de disposição de resíduos, tanto domésticos como industriais, têm merecido especial atenção das instituições de pesquisa ligadas à proteção ambiental. Atualmente o uso dos métodos geoelétricos vem se destacando como metodologia indireta de investigação de áreas afetadas pela disposição inadequada de resíduos sólidos urbanos e industriais pois fornecem, desde que adequadamente escolhidas as técnicas e os parâmetros de aquisição, informações importantes com respeito à localização e geometria dos depósitos de resíduos, extensão da pluma de contaminação, posição da zona saturada e sentido do fluxo subterrâneo, características litológicas e presença de estruturas geológicas. A integração de ferramentas como simulações e métodos de interpretação qualitativa e quantitativa também auxiliam na caracterização e monitoramento ambiental de áreas de disposição de resíduos sólidos. O objetivo principal deste trabalho foi a avaliação de alguns parâmetros de aquisição 2D (arranjos eletródicos, espaçamento entre eletrodos e níveis de investigação) com os métodos da Eletrorresistividade e da Polarização Induzida, para caracterização e monitoramento ambiental. Esta avaliação foi realizada através do uso de modelagens diretas bidimensionais e ensaios de campo, tendo como área de estudos o antigo lixão do município de Ribeirão Preto-SP. O uso das modelagens diretas permitiu escolher os melhores parâmetros de aquisição de acordo com as respostas obtidas pelo modelo geológico-geofísico simulado. Os parâmetros de aquisição testados em campo refletiram os resultados obtidos através das modelagens diretas. O arranjo Polo-dipolo (a= 5 metros e n= 10) apresentou os melhores resultados (melhor resolução lateral e maior profundidade de investigação). Os resultados obtidos com as investigações de campo comparados com resultados anteriores (1997), mostraram que ainda há contaminação, marcada por baixos valores de resistividade elétrica (1 à 30 Ohm.m) e altos valores de cargabilidade (15 à 50 mV/V). / Due to the increasing concern with the environmental protection and preservation of the shallow water and groundwater aquifers quality, the areas of disposal of residues, have been special attention of the environmental protection agency. Currently the geoelectrical methods have been largely used as an investigation non-evasive methodology in affected areas by inadequate disposal of urban solid and industrial residues, because it provides information of the localization and geometrical characteristics of the waste disposal, contamination plume extent, saturated zone position, underground flow direction and geologic characteristic, if the techniques and the acquisition parameters are adequately chosen. The simulations and interpretation methods also assists during the characterization and environmental monitoring of landfill areas. The objective of this research was the evaluation of the acquisition field parameters (electrodes arrays, electrodes spacing and number of the investigations levels) and 2D investigations with the resistivity and induced polarization methods for characterization and environmental monitoring. This evaluation was carried through the use of 2D forward modeling and field investigations in old landfill site at Ribeirão Preto city, São Paulo, Brazil. The use of the forward modeling allowed to choose the best field acquisition parameters in accordance with the answers for the geologic-geophysical simulated model. The comparison between our results and previous results showed contamination marked for low electric resistivity values (1 ? 30 Ohm.m) and high chargeability values (15 ? 50 mV/V) and also that the tested parameters of acquisition in agreement with the results of the forward modeling. The Pole-dipole array (a= 5 meters and n= 10) show the best result (resolution image and investigation depth), forward modelling and field acquisition.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-05-30T14:06:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModeloFractalResistividade.pdf: 17987582 bytes, checksum: a82d5c2849b2a49742aba13845e8d49b (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Ausência de palavras-chave on 2014-08-07T13:11:01Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-11T15:39:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModeloFractalResistividade.pdf: 17987582 bytes, checksum: a82d5c2849b2a49742aba13845e8d49b (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-09-15T16:02:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModeloFractalResistividade.pdf: 17987582 bytes, checksum: a82d5c2849b2a49742aba13845e8d49b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-15T16:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModeloFractalResistividade.pdf: 17987582 bytes, checksum: a82d5c2849b2a49742aba13845e8d49b (MD5) Previous issue date: 1996 / UFPA - Universidade Federal do Pará / PETROBRAS - Petróleo Brasileiro S.A. / FADESP - Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Rochas contendo metálicos disseminados ou partículas de argila em ambiente natural onde soluções eletrolíticas normalmente preenchem os poros das rochas, exibem um tipo de polarização em baixas freqüências conhecido como polarização induzida. Nesta tese foi desenvolvido um novo modelo para descrever o fenômeno de polarização das rochas, não apenas em baixas freqüências, mas compreendendo todo o espectro eletromagnético, possível de utilização na prospecção geoelétrica. Este novo modelo engloba a maioria dos modelos utilizados até o momento como casos especiais, além de superar as limitações dos mesmos. Seu circuito analógico inclui uma impedância não linear do tipo r (iwtf)-n que simula o efeito das superfícies rugosas das interfaces entre os grãos bloqueadores (partículas metálicas e/ou de argilas) e o eletrólito. A impedância de Warburg generalizada está em série com a resistência dos grãos bloqueadores da passagem de corrente e em paralelo com a impedância da dupla camada associada a essas interfaces. Esta combinação está em série com a resistência do eletrólito nas passagens dos poros bloqueados. Os canais não bloqueados são representados por uma resistência que corresponde à resistividade normal CC da rocha. A combinação desta resistência com a capacitância "global" da rocha é finalmente conectada em paralelo ao resto do circuito mencionado acima. Os parâmetros deste modelo incluem a resistividade CC (p0), a cargueabilidade (m), três tempos de relaxação (t, Tf and T2), um fator de resistividade de grãos (δr), e o expoente de freqüência (η). O tempo de relaxação fractal (Tf), e o expoente de frequencia (η) estão relacionados à geometria fractal das interfaces rugosas entre os minerais condutivos (grãos metálicos e/ou partículas de argila bloqueando os canais dos poros) e o eletrólito. O tempo de relaxação (T) é um resultado da relaxação em baixa freqüência das duplas camadas elétricas formadas nas interfaces eletrólito-cristais, enquanto (T0) é o tempo de relaxação macroscópico da amostra como um todo. O fator de resistividade dos grãos (δr) relaciona a resistividade dos grãos condutivos com o valor de resistividade CC da rocha. A resistividade CC da rocha (p0), e δr estão relacionados à porosidade, à condutividade do eletrólito e às relações mineralógicas entre a matriz e os grãos condutivos. O modelo foi testado sobre um intervalo largo de freqüências contra dados experimentais de amplitude e fase da resistividade bem como para dados de constante dielétrica complexa. Os dados utilizados neste trabalho foram obtidos a partir da digitalização de dados experimentais publicados, obtidos por diversos autores e englobando amostras de rochas sedimentares, ígneas e metam6rficas. É mostrado neste trabalho que os parâmetros deste modelo permitem identificar diferenças texturais e mineralógicas nas rochas. Bote modelo foi introduzido, primeiramente, como propriedade intrínseca de um semiespaço homogêneo sendo demonstrado, neste trabalho, que a resposta observada em superfície reflete as propriedades intrínsecas do meio polarizável, sendo o acoplamento eletromagnético desprezível em freqüências menores que 104 Hz. Em seguida, o meio polarizável foi embebido em um pacote de N camadas sendo demonstrado que os parâmetros fractais do meio polarizável podem ser obtidos do levantamento em superfície para diferentes espessuras dessa camada. Isto justifica a utilização pura e simples de modelos de polarização desenvolvidos para amostras em laboratório para ajustar dados de campo, o que vem sendo feito sem uma justificativa bem fundamentada. Estes resultados demonstram a importância para a prospecção geolétrica do modelo proposto nesta tese. / Rocks containing disseminated metallics or clay particles in natural environment where electrolytic solutions fill the pore spaces, show a certain type of polarization at low frequencies known as induced electrical polarization. In this thesis, a new model to describe the electrical polarization on rocks was developed, not only for low frequencies, but spanning the entire electromagnetic spectrum used in geolectric prospection. This new model encompasses most of the other commonly used models as special cases, and overcomes some of the known limitations. The proposed circuit analog includes a non-linear impedance r(iwtf)-1 which simulates the effects of the rough surface of the interfaces between the blocking grains (metallic or clay particles) and the electrolyte. This generalized Warburg impedance is in series with the resistance of the blocking grains and both are shunted by the double layer capacitance. This combination is in series with the resistance of the electrolyte in the blocked pore passages. The unblocked pore paths are represented by a. resistance which corresponds to the normal DC resistivity of the rock. The parallel combination of this resistance with the "bulk" sample capacitance is finally connected in parallel to the rest of the above-mentioned circuit. The parameters of this model include the DC resistivity (p0), the chargeability (m), three relaxation times (T, Tf and T0), a grain resistivity factor (δr) and the frequency exponent (η). The fractal relaxation time (Tf) and the frequency exponent (η) are related to the fractal geometry of the rough pore interfaces between the conductive grains (metallic or clay minerals which are blocking the pore paths) and the electrolyte. The relaxation time T is a result of the low-frequency relaxation of the electrical double layers formed between the electrolyte and the crystals, whereas T0 is a macroscopic relaxation time of the "bulk" sample. The grain resistivity factor (δr) relates the resistivity of the conductive grains with the DC resistivity value of the rock. The DC resistivity of the rock and δr are related to the porosity, the electrolyte conductivity and the volumetric ratios between the matrix and the conductive grains. The model was tested over a wide range of frequencies against experimental data obtained for amplitude and phase of resistivity or conductivity as well as for the complex dielectric constant. The data used in this work were obtained from digitizing published experimental data, obtained by several authors from sedimentary, metamorphic and igneous rocks. The results show that the parameters of this model are related to textural and mineralogical aspects of the rocks. This model was introduced firstly as the intrinsic electric property of a homogeneous and polarizable half-space, and it was demonstrated, in this thesis, that the response observed at the surface is equivalent to the intrinsic property of the polarizable medium, been the electromagnetic coupling irrelevant to frequencies lower than 104 Hz. Next, the polarizable medium was embedded as an intermediate layer between two non-polarizable layers with the same De resistivity. The response obtained shows that the frequency exponent of the fractal medium could be determined even when the polarizable medium is at a considerable depth in relation to the dipole-dipole length. This justifies the use of simple models developed to explain the response of laboratory samples to fit field data, and that is being used without a right justification. These results shows the importance of the proposed model to the geoelectric prospection.

Em razão da crescente preocupação com a proteção ao meio ambiente e preservação da qualidade das águas superficiais e subterrâneas, as áreas de disposição de resíduos, tanto domésticos como industriais, têm merecido especial atenção das instituições de pesquisa ligadas à proteção ambiental. Atualmente o uso dos métodos geoelétricos vem se destacando como metodologia indireta de investigação de áreas afetadas pela disposição inadequada de resíduos sólidos urbanos e industriais pois fornecem, desde que adequadamente escolhidas as técnicas e os parâmetros de aquisição, informações importantes com respeito à localização e geometria dos depósitos de resíduos, extensão da pluma de contaminação, posição da zona saturada e sentido do fluxo subterrâneo, características litológicas e presença de estruturas geológicas. A integração de ferramentas como simulações e métodos de interpretação qualitativa e quantitativa também auxiliam na caracterização e monitoramento ambiental de áreas de disposição de resíduos sólidos. O objetivo principal deste trabalho foi a avaliação de alguns parâmetros de aquisição 2D (arranjos eletródicos, espaçamento entre eletrodos e níveis de investigação) com os métodos da Eletrorresistividade e da Polarização Induzida, para caracterização e monitoramento ambiental. Esta avaliação foi realizada através do uso de modelagens diretas bidimensionais e ensaios de campo, tendo como área de estudos o antigo lixão do município de Ribeirão Preto-SP. O uso das modelagens diretas permitiu escolher os melhores parâmetros de aquisição de acordo com as respostas obtidas pelo modelo geológico-geofísico simulado. Os parâmetros de aquisição testados em campo refletiram os resultados obtidos através das modelagens diretas. O arranjo Polo-dipolo (a= 5 metros e n= 10) apresentou os melhores resultados (melhor resolução lateral e maior profundidade de investigação). Os resultados obtidos com as investigações de campo comparados com resultados anteriores (1997), mostraram que ainda há contaminação, marcada por baixos valores de resistividade elétrica (1 à 30 Ohm.m) e altos valores de cargabilidade (15 à 50 mV/V). / Due to the increasing concern with the environmental protection and preservation of the shallow water and groundwater aquifers quality, the areas of disposal of residues, have been special attention of the environmental protection agency. Currently the geoelectrical methods have been largely used as an investigation non-evasive methodology in affected areas by inadequate disposal of urban solid and industrial residues, because it provides information of the localization and geometrical characteristics of the waste disposal, contamination plume extent, saturated zone position, underground flow direction and geologic characteristic, if the techniques and the acquisition parameters are adequately chosen. The simulations and interpretation methods also assists during the characterization and environmental monitoring of landfill areas. The objective of this research was the evaluation of the acquisition field parameters (electrodes arrays, electrodes spacing and number of the investigations levels) and 2D investigations with the resistivity and induced polarization methods for characterization and environmental monitoring. This evaluation was carried through the use of 2D forward modeling and field investigations in old landfill site at Ribeirão Preto city, São Paulo, Brazil. The use of the forward modeling allowed to choose the best field acquisition parameters in accordance with the answers for the geologic-geophysical simulated model. The comparison between our results and previous results showed contamination marked for low electric resistivity values (1 ? 30 Ohm.m) and high chargeability values (15 ? 50 mV/V) and also that the tested parameters of acquisition in agreement with the results of the forward modeling. The Pole-dipole array (a= 5 meters and n= 10) show the best result (resolution image and investigation depth), forward modelling and field acquisition.