Autores
Machado, E. (UNICENTRO) ; Borbosa da Silva, W. (UNICENTRO)
Resumo
O presente trabalho empregou a técnica Ground Penetrating Radar ou GPR para a localização de túnel assim como na sua profundidade já que esses processos erosivos são identificados em diferentes solos e ocupações. A pesquisa se desenvolveu na encosta schwab onde foi localizada uma estrutura de abatimento que geralmente esta relacionada com a presença de tuneis sendo assim o método georadar foi aplicado para o imageamento da subsuperficie onde se mostrou eficiente expondo hipérboles de mudança de materiais e a profundidade, sendo favorecido por pneus e manilhas colocado pelo proprietário.
Palavras chaves
Georadar ; Túneis ; Erosão subsuperficial
Introdução
As formas e feições reconhecidas como túneis são responsáveis pela remoção de grande quantidade de materiais e que, de acordo com Dunne (1990), são geralmente relacionados às diferenças texturais de sequência litoestratigráficas ou de horizontes pedológicos estruturais. Nesses túneis pode ser observada a ação constante de fluxos de água, com interação de fluxos subsuperficiais e superficiais conforme evoluem para canais abertos em superfície. O mesmo processo erosivo foi observado em paisagens naturais e antropogênicas, em diferentes climas, litologias e depósitos, bem como em diferentes usos do solo e coberturas vegetais (ROMERO DÍAZ et. al., 2007). Com a retirada de materiais, seja por processos mecânicos ou químicos, constituem-se rotas preferenciais de fluxos de água subsuperficial (SELBY, 1982; CAMARGO, 1998), responsáveis por diversos mecanismos de erosão, refletindo a interação crítica entre as condições climáticas, características da formação superficial e características locais dos gradientes hidráulicos (BRYAN & JONES, 1997). Seguindo essas premissas e de acordo com a observação de que esse processo erosivo ocorre, muitas vezes, em áreas agricultáveis ou de pastoreio (HOLOCHESKI, 2011; SILVA, 2011; BAZZOTTI, 2013), buscou-se avaliar a aplicabilidade do método de georradar na localização de sistemas de túneis em encosta. A área de estudos (FIGURA 1) está localizada na encosta nominada de “Schwab”, no distrito de Barra Bonita, no município de Prudentópolis, estado do Paraná. Prudentópolis é um município localizado morfoestruturalmente no Segundo Planalto Paranaense, com rochas sedimentares paleozoicas do Grupo Passa Dois das formações Rio do Rasto, Teresina, Serra Alta e Irati e rochas mesozoicas intrusivas básicas, diques e soleiras de diabásio (MINEROPAR, 2001). Especificamente, a encosta se localiza nos solos argilosos oriundos da Formação Teresina (260 Ma), com declividade média de 10%, sendo utilizada até o momento da coleta de dados para o plantio de culturas de época, como soja, milho e aveia, e por vezes, morangos. O Ground Penetrating Radar (GPR) ou Radar de Penetração do Solo, ou simplesmente, Georradar, é uma técnica de investigação geofísica de alta velocidade, não intrusiva, utilizada no imageamento de materiais em subsuperfície. Para o desenvolvimento do trabalho foram realizadas coletas de dados com o conjunto coletor modelo SIR-3000 e antena blindada de 270 MHz e seu processamento sendo realizado no laboratório de Geoanálise da Universidade Estadual do Centro Oeste – Unicentro.
Material e métodos
O método GPR está embasado na teoria da propagação e atenuação das ondas eletromagnéticas no meio, consistindo em um conjunto de equipamentos, metodologias e técnicas utilizado para detectar e identificar estruturas em subsuperficie. A capacidade de alcance desse método depende de alguns fatores como as perdas por condução elétrica, relaxação dielétrica, espalhamento geométrico e dispersão Ortega (2006), a profundidade de penetração da onda eletromagnética depende da frequência do sinal transmitido (RODRIGUES, 2004), assim o método apresenta uma melhor eficiência em estruturas rasas, sendo uma técnica não intrusiva e não invasiva onde fornece um grande volume de dados, (KNIGHT, 2001). Os principais fatores que regem a coleta de dados são a condutividade elétrica, permissividade dielétrica e permeabilidade magnética Ortega (2006). Desse modo foi utilizado para coleta de dados de campo o Ground Penetrating Radar (GPR) fabricado pela Geophysical Survey System Inc. (GSSI), que permitiu o caminhamento (arraste) em campo do conjunto de equipamentos, formados basicamente por, uma antena brindada com frequência de 270 MHz acoplada odômetro para registrar a distância percorrida e coletor modelo SIR- 3000. Todo o equipamento foi gentilmente fornecido pelo Laboratório de Geoanálise da Universidade Estadual do Centro Oeste – Unicentro. Os locais escolhidos para a coleta de dados (grids) foram os que apresentaram indicações em superfície da presença dos túneis (estrutura de abatimento). O modo de arraste das antenas se dá transversalmente aonde se acredita que estejam formados os canais em subsuperfície. Após a coleta dos dados em campo é feito o tratamento dos radargramas em laboratório utilizando o Software de Processamento de Dados Radan 7 para melhoria da qualidade das imagens geradas, uma vez que, estas sofrem atenuações que, somadas a ruídos (naturais e artificiais), podem mascarar os sinais refletidos Ortega (2006). É durante o processamento que se torna possível a detecção de canais. O resultado final é uma imagem (radargrama) pós processada onde pode ser interpretada a existência do canal e o material circundante.
Resultado e discussão
A localização de túneis apresenta-se, por vezes, prejudicada pela falta de
formas expostas em superfície. Das principais formas superficiais
reconhecidas onde há túneis, destacam-se as estruturas de abatimento e
subsidência do teto, sendo que por último, a presença de incisões lineares,
nas formas de ravinas e voçorocas.
As estruturas de abatimento são marcadas pelo desabamento do teto e abertura
de formas aproximadamente circulares que fazem a ligação dos canais com a
superfície. A subsidência do teto diz respeito ao rebaixamento, sem a
abertura de incisão, da superfície. Incisões lineares são consideradas como
o estágio final existente no sistema de túneis, onde há desabamento completo
do teto e avanço lateral da erosão.
Na encosta estudada ocorre o aparecimento de estrutura de abatimento, onde é
possível observar o fluxo e direção que o túnel segue até sua saída. Após
identificada estrutura de abatimento e a saída de água do túnel, foi
delimitado os perfis transversais para a passagem do georradar.
Durante a etapa de aquisição dos dados, foi utilizado uma configuração do
GPR SIR-3000 da GSSI composta por antena de 270 MHz, acoplada a um coletor e
a um hodômetro. As aquisições foram realizadas com o arraste contínuo das
antenas com a coleta sendo feita por distância no “modo Terra Sirch” e
constante dielétrica variando de 6 a 8,5.
Com essa configuração foram realizadas três coletas (perfil 17, 23, 28) em
sentido SE/SE (FIGURA 2). Os radargramas gerados indicaram claramente a
presença de hipérboles provocadas pela variação dos tipos de materiais, no
caso a diferença é gerada por pneus e manilhas colocados pelo proprietário o
longo do túnel, além dos vazios gerados pela existência do próprio túnel.
O radargrama do perfil 17 apresentou no ponto onde foi feita “marca” (mark)
hipérbole formada a profundidade 2,20 m em um perfil com profundidade de 4 m
antes da perda de energia do sinal. A hipérbole formada foi interpretada
como sendo o túnel, que através de informações coletadas no distrito, foi
“canalizado” com pneus e manilhas quando o teto desabou e tornou a erosão
subsuperficial em superficial.
O perfil 23, gerado na parte central do grid, apresenta hipérbole com sinal
forte a profundidade de 2,40 m. Essa hipérbole foi interpretada como sendo a
continuação do túnel, mesmo não sendo possível afirmar que essa parte da
encosta foi canalizada com pneus, manilhas ou outro tipo de material. É
possível interpretar a imagem como sendo um local com saturação do material
com água pelo forte reflexo gerado. A marca dada na superfície da encosta
auxilia a identificação do provável local onde aparecerá o canal, auxiliando
na interpretação.
No perfil 28, saída do túnel para vala aberta, a profundidade em que aparece
a hipérbole interpretada como sendo o local por onde passa o túnel é de 1,30
m (figura 3). A interpretação da imagem indica a localização exata da
manilha colocada na saída do fluxo de água. O forte reflexo é consequência
da diferença dos materiais encontrados nesse trecho da encosta, onde foi
possível observar o canal durante a passagem da antena sobre o grid
escolhido, a hipérbole indicada pela seta 1corresponde a saída de agua do
túnel com manilha, a outra hipérbole destacada pela seta 2 corresponde como
sendo as saídas de água que eram exfiltradas na vala aberta que por sua vez
não possui manilha sendo seu reflexo diminuído e a seta 3 corresponde a
marca que foi dada exatamente no local do canal como foi feita nos
radargramas anteriores Para efeito de comparação, foi feita a superposição e
aumento da transparência do radargrama do perfil 28 em cima das fotos
retiradas da manilha (FIGURA 4).sendo a seta 1 correspondendo a saída do
túnel com o readargrama sobreposto, a seta 2 mostra com detalhe a manilha
ondeo radargrama se encaixa com perfeição mostrando a eficiência da técnica
e a seta 3 mostra a saída de agua do túnel sem radargrama sobreposto.
Localização da encosta Schwab no distrito de Barra Bonita, Prudentópolis, PR, fonte autores
Encosta Schwab com linha de criação do grid(linha sólida) de coleta de dados.A seta indica a estrutura de abatimento existente no local,fonte autrores
Radargrama com setas respectivamente sendo, saída de túnel,saída secundaria, marca efetuada em superfície.
Seta 1 foto com radargrama sobreposto, seta 2 radargrama sobreposto da manilha, e foto sem sobreposição inticando a saída do tunel
Considerações Finais
O GPR demostra vantagens de utilização por ser uma técnica de rápida coleta de dados sendo utilizado principalmente em pesquisas ambientais arqueológicas e de engenharia (DANIELS, 2000). Nas coletas realizadas na encosta Schwab, entendeu-se que o túnel foi localizado decorrente do aparecimento de uma estrutura de abatimento em meia encosta e pela localização de sua saída. O aparecimento de reflexos nos radargramas foi fortemente influenciado pela existência de materiais colocados dentro do canal. O melhor reflexo foi gerado pela existência de manilha no final do túnel, como pode ser visto no perfil 28. Sem a existência de estrutura de abatimento e a colocação de materiais dentro dos canais, a identificação dos túneis seria muito prejudicada e até mesmo impossibilitada. O GPR apresenta-se como uma ferramenta útil para se conhecer a direção, profundidade e tamanho de túneis ou sistema de túneis, mas não para a localização dos canais sem feições superficiais.
Agradecimentos
Referências
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