Geofísica aplicada à investigação ambiental  – Novas tecnologias e tendências

AUTORES: Mário Brito Marcelino, Rinaldo Moreira Marques, Welitom Rodrigues Borges, André Pereira Dias, Georgia Castro de Souza (Geopesquisa Investigações Geológicas Ltda.)

RESUMO - A crescente demanda por tecnologias para a identificação de resíduos em subsolo apresentou a geofísica à comunidade ambiental. Este trabalho apresenta as principais metodologias aplicadas em investigações ambientais, bem como novas técnicas e equipamentos que mostram resultados promissores na quantificação do passivo ambiental presente em áreas impactadas.

INTRODUÇÃO - A geofísica é a ciência que estuda as propriedades físicas da Terra, sendo dividida especialmente em Geofísica Global e Geofísica Aplicada. A primeira pesquisa principalmente os fenômenos envolvidos nos movimentos do interior do planeta, ao passo que a segunda incumbe-se das investigações mais superficiais (até 5 km de profundidade).

Devido ao seu caráter não-invasivo, ao seu baixo custo quando comparado com outras metodologias e à sua minimização no risco de acidentes, a geofísica tornou-se uma metodologia imprescindível em investigações ambientais (Reynolds, 1997).

De acordo com Greenhouse (1991), a Geofísica aplicada a estudos ambientais é a utilização de métodos geofísicos para a investigação de fenômenos físico-químicos rasos que possuem implicações significantes na manutenção do ambiente local.

Os métodos geofísicos comumente utilizados em investigações geotécnicas e ambientais são o Ground Penetrating Radar (GPR), o eletromagnético indutivo, a resistividade elétrica, a polarização induzida, o potencial espontâneo e o magnético. As ferramentas geofísicas são desenvolvidas para medir parâmetros específicos de acordo com a área e o objetivo de interesse (Tabela 1).

Tabela 1 – Resumo de alguns métodos geofísicos comumente aplicados em investigações geotécnicas e ambientais.

NOVAS TECNOLOGIAS - Até a década de 1990, todas as investigações geofísicas eram em 1D ou 2D, devido a pouca capacidade de armazenamento dos dados e da baixa portabilidade dos equipamentos. A evolução tecnológica permitiu a criação de equipamentos mais portáteis e com uma grande capacidade de armazenamento de dados, possibilitando assim a investigação de grandes áreas em menor tempo, viabilizando assim aquisições geofísicas em 3D.

Atualmente a técnica de aquisição geofísica em 4D, ou seja, a repetição de aquisições 3D em tempos distintos, mostra os melhores resultados no monitoramento de fluxos de contaminantes no solo e a evolução de processos de remediação. As principais técnicas que evoluíram nas últimas décadas, promissoras na identificação de resíduos dispostos no subsolo, são: o GPR, a eletrorresistividade, o eletromagnético indutivo, o piezocone e o potencial espontâneo.

O GPR é considerado, atualmente, o método geofísico de maior resolução encontrado no mercado, permite a identificação de tubulações, tanques de combustível, resíduos derivados de hidrocarbonetos, chorume, solventes, estruturas geológicas e artefatos criados pelo homem. Sua principal desvantagem é a baixa profundidade de investigação em solos condutivos. A eletrorresistividade apresenta excelentes resultados em estudos de caracterização geológica, localização de resíduos enterrados, mapeamento de plumas de contaminação e prospecção de água, quando realizada com equipamentos multieletrodos, resultando em aquisições tridimensionais de alta resolução. A criação de sistemas elétricos de acoplamento capacitivo também possibilita ao método a investigação de áreas pavimentadas sem invasão do subsolo. A criação de pequenos equipamentos multi-freqüênciais permite ao método eletromagnético indutivo a investigação da condutividade elétrica do meio, em um mesmo ponto, em várias profundidades. As principais aplicações ambientais deste método consistem na localização de resíduos e de objetos enterrados, e na definição de condições hidrogeológicas locais.

O piezocone é uma ferramenta invasiva, na medida em que uma broca é inserida no solo, que investiga a resistividade elétrica, a porosidade, a tensão vertical e a horizontal. Tais informações são muito utilizadas na determinação estratigráfica de solos e na capacidade de carga de fundações. A criação de eletrodos mais sensíveis aos potenciais eletroquímicos e eletrocinéticos permite ao método do potencial espontâneo a determinação de fluxos subterrâneos de fluídos contaminantes. Evidencia-se que na ultima década não foram desenvolvidos novos métodos geofísicos aplicados a estudos ambientais, entretanto houve grande evolução nas técnicas de aquisição, de processamento e de modelagem de dados.

TENDÊNCIAS - O conhecimento mais preciso dos processos geoquímicos resultantes da presença de contaminantes no subsolo é o principal desafio da geofísica ambiental atual. Para tanto, faz-se necessário a cooperação entre grupos de pesquisa em microbiologia, bio-geoquímica, geologia, física, modelagem matemática, geofísica e imageamento médico. Desse modo, estudos que permitam um constante aprimoramento dos métodos, das técnicas e dos equipamentos geofísicos proporcionarão resultados cada vez mais eficientes em projetos ambientais.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

GREENHOUSE, J.P. 1991. Environmental geophysics: it’s about time. Geophysics: The Leading Edge, 10 (1): 32 – 34.
REYNOLDS, J.M. 1997. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. John Wiley & Sons Ltd., 794p.