Browsing by Author "Aranha, Paulo Roberto Antunes"
Now showing 1 - 12 of 12
Results Per Page
Sort Options
Item Aplicação do GPR na análise da estabilidade de taludes na região metropolitana de Belo Horizonte, MG.(2005) Aranha, Paulo Roberto Antunes; Parizzi, Maria Giovana; Sobreira, Frederico Garcia; Galvão, Terezinha Cássia de Brito; Beirigo, Elder AntônioEste trabalho relata utilização do Geo-radar (Radar de penetração do solo) no estudo de estabilidade de talude urbano. Os taludes selecionados para análise foram denominados de Planetóides e Rio Acima, são constituídos, respectivamente, por depósitos de tálus sobre filitos e xisto; e estão localizados na Região Metropolitana de Belo Horizonte - MG. Eles se caracterizam por sofrerem sucessivos escorregamentos a cada período chuvoso. No Talude Planetóides foi possível detectar a espessura do depósito de tálus, e também a presença de mais de uma superfície de ruptura circular. No Talude Rio Acima, os perfis possibilitaram a detecção em profundidade das disposições e intensidades das fraturas e da xistosidade, as quais são condicionantes de rupturas planares no maciço de xisto. A análise dos dados do Geo-radar juntamente com outros métodos geotécnicos tradicionais de análise de estabilidade possibilitaram a identificação de importantes parâmetros utilizados durante as análises de estabilidades. Mais além, essas investigações permitiram a identificação dos mecanismos de ruptura atuantes em cada um dos taludes.Item Caracterização de suscetibilidade ao colapso por análise estrutural e geofísica em área cárstica no município de Sete Lagoas - MG.(2020) Oliveira, Débora Vasconcelos de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Aranha, Paulo Roberto AntunesProblemas geotécnicos, como colapsos, são comuns em ambientes cársticos e na cidade de Sete Lagoas (MG) inúmeros casos foram registrados nos últimos anos. Em consequência, estudos têm sido desenvolvidos com o intuito de delimitar áreas de maior suscetibilidade a este fenômeno, que está geralmente vinculado a presença de condutos ou cavidades subterrâneas, de desenvolvimento controlado pela estrutural. Entre os diversos métodos de caracterização de cavidades, um dos mais eficazes é a geofísica de superfície, em especial a eletrorresistividade, com a técnica de caminhamento. Uma técnica alternativa, menos conhecida, mas tida como eficiente para a detecção de direções de fraturas subverticais, é a aquisição elétrica azimutal, que consiste em rotacionar algum arranjo (e.g. Wenner, Dipolo Equatorial, Quadrático) em torno de um ponto. O objetivo principal deste trabalho foi definir a suscetibilidade ao colapso de uma área adjacente a uma lagoa no município de Sete Lagoas/MG por análise estrutural e eletrorresistividade. Objetivou-se, secundariamente, averiguar a eficácia da técnica de aquisição azimutal na detecção de fraturas verticais. Foram traçados lineamentos estruturais em imagens de sensores remotos, além de medidas em campo as atitudes do acamamento e das fraturas. O levantamento geofísico consistiu de linhas de caminhamento elétrico com arranjo dipolo-dipolo e de levantamentos azimutais com diversos arranjos e espaçamentos interletrodos. Foi possível identificar um antiforme vazado na área e uma cavidade ampla e rasa, conectada à lagoa. Além de fraturas paralelas ao acamamento, foram reconhecidas quatro famílias de fraturas subverticais, N20E (F1), E-W (F2), N50-70E (F3) e N30-50W (F4). A família F2 é a mais frequente e a F4 mais aberta, classificada como cavernosa. Com estas informações concluiu-se que o terreno estudado apresenta alta suscetibilidade ao colapso. A técnica azimutal se apresentou útil como complemento para identificar fraturas subverticais, uma vez que os resultados obtidos foram coerentes com os dados estruturais.Item Caracterização geofísica e estrutural de área cárstica na cidade de Sete Lagoas-MG como subsídio para estudo geotécnico.(2018) Oliveira, Débora Vasconcelos de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Aranha, Paulo Roberto AntunesO estudo das descontinuidades nos maciços rochosos é fundamental pois essas estruturas podem controlar a estabilidade do meio rochoso. No caso das rochas carbonáticas, a percolação de água nessas descontinuidades dissolve o carbonato originando canais e dutos subterrâneos. Essa trama cárstica subterrânea pode gerar acidentes, como abatimentos e colapsos, como já ocorreram na zona urbana de Sete Lagoas/MG. A geofísica de superfície pode ser empregada na caracterização deste tipo de terreno, pois é um método não invasivo, rápido e de custo relativamente baixo. Dentre os diversos métodos rotineiramente empregados destacam-se, pela facilidade de aquisição e processamento, os métodos geoelétricos, como a eletrorresistividade e os eletromagnéticos. No método de eletrorresistividade inclusive tem-se a técnica de levantamento azimutal que são teoricamente eficientes para a detecção de direções preferenciais de fluxo de água em fraturas subverticais em meios anisotrópicos. Com o intuito de averiguar a eficácia dessa técnica e caracterizar um meio estruturalmente complexo, escolheu-se uma área para pesquisa no município de Sete Lagoas/MG, 70km de Belo Horizonte, onde afloram rochas carbonáticas pouco metamorfizadas. Primeiramente foram traçados os lineamentos utilizando imagens de sensores remotos. Depois realizou-se em campo o levantamento estrutural (acamamento e fraturas) e foram executados os levantamentos geofísicos (eletrorresistividade e eletromagnéticos). Através dessa pesquisa foi possível identificar um anticlinal vazado na área com ocorrência de carstificação no plano do acamamento. A direção do eixo é N28W sendo esta direção predominante nos lineamentos em praticamente todas as escalas de imagens analisadas. Foram identificadas em campo 4 famílias de fraturas, N15E (F1), N85W (F2), N65E (F3) e N45W (F4). A família F2 apresenta maior frequência de medidas e a F4 apresenta as fraturas mais abertas, classificadas como cavernosas. Salienta-se que pelo fato da geologia da área ser complexa ficou difícil averiguar a funcionalidade dos levantamentos azimutais, mas de forma geral esta técnica pode ser útil como um complemento na identificação do padrão de fraturas com água e também pode ser usada em terrenos com pouco espaço superficial.Item A comparative evaluation of vertical fractures using different azimuthal electrical resistivity survey arrays.(2019) Moreira, Simone Aparecida Simim; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Aranha, Paulo Roberto AntunesThe identification of geological discontinuities such as fractures and faults is fundamental to geotechnical and hydrogeological characterization of rock masses. It is difficult to characterize these discontinuities, even by means of drill cores. Electrical resistivity has been historically employed as an alternative tool for the characterization of discontinuities, and new equipment for data acquisition and modern interpretation techniques have increased this possibility. However, when the characterization of vertical discontinuities is to be carried out in small areas, such as urban zones or for engineering works, traditional surveying may be impracticable, because it requires larger areas for proper acquisition. In these situations, azimuthal electrical resistivity surveying can be a good option, thanks to faster data acquisition and the possibility of reaching greater depths of investigation. There are several types of azimuthal arrays, but comparative analyses of their efficiency are still scarce. The objective of this study is to compare the applicability of several types of azimuthal resistivity surveys to identify vertical discontinuities in rock masses. The study was carried out in the laboratory using a scale model (tank), where boundary conditions could be well‐defined. We tried to replicate the natural conditions of a karstic area in Brazil, known to have hydrogeological and geotechnical problems associated with subvertical discontinuities. The simulations involved a limestone rock mass crosscut by a set of discontinuities with varied apertures. The selected arrays (square, equatorial dipole–dipole, Wenner and Schlumberger) encompassed varied inter‐electrode spacings and three different thicknesses of a saturated isotropic overburden, so as to represent field conditions. The azimuthal resistivity surveys, especially the Wenner array, proved to be promising in order to detect vertical discontinuities. The non‐collinear arrays are preferable when it comes to discerning the depth of investigation (square) and detecting electric anisotropy (equatorial dipole–dipole), despite small azimuthal distortions that were observed in relation to the strike of the discontinuities.Item Controles hidrogeológicos cársticos e efeitos antrópicos na Lagoa Grande, Sete Lagoas (MG).(2020) Alves, Michele Aparecida Gomes; Galvão, Paulo Henrique Ferreira; Aranha, Paulo Roberto Antunes; Galvão, Paulo Henrique Ferreira; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Mourão, Maria Antonieta AlcântaraEstudos sobre conexões hidráulicas entre águas subterrâneas e superficiais são cada vez mais importantes principalmente em áreas de grande densidade urbana e que são abastecidas quase que exclusivamente por águas subterrâneas. Com o município de Sete Lagoas, Minas Gerais, Brasil, não é diferente. Assim, é de suma importância um estudo integrado destes dois tipos de recursos hídricos. O município, localizado sobre rochas calcárias da Formação Sete Lagoas (Grupo Bambuí), depende quase inteiramente das águas subterrâneas para o abastecimento. A expansão urbana possivelmente associadas a mudanças climáticas, superexplotação e características do carste (e.g. sumidouros e condutos) podem afetar os níveis de água das lagoas locais. Como exemplo, a Lagoa Grande, de aproximadamente 1 km2 e localizada a nordeste do município, teve seus níveis de água diminuídos de forma contínua e significativa. Essa situação requer atenção especial, pois é a maior lagoa do município em termos de área e volume, além de ser importante em termos de paisagem e recarga do aquífero cárstico local. Ressaltase que a área circundante da lagoa também passou por um rápido crescimento urbano e industrial nos últimos 15 anos, o que suscita suposições de uma correlação direta entre esses eventos e a diminuição do nível da água dela. De acordo com essas questões, o objetivo desta dissertação é verificar se a expansão urbano-industrial combinada com a alta demanda por água subterrânea, as mudanças climáticas e a presença de características cársticas podem ser os causadores do quase esgotamento da Lagoa Grande. Para isso, foram realizados testes de bombeamento de longa duração, amostragem de água para análises de isótopos estáveis (18O e 2H), levantamentos geofísicos (caminhamento elétrico e sondagem elétrica vertical) e análises de bancos de dados hidrogeológicos e climatológicos para a construção de um modelo conceitual hidrogeológico 3D. Os resultados demostram que a redução nos índices pluviométricos no período de 1961 a 2019 aliada à expansão urbano-industrial, resultando em uma maior demanda por água na região, impacta nos recursos hídricos de forma geral. Essa alta demanda e o progressivo rebaixamento de nível do aquífero afetou no volume de água da Lagoa Grande. A geofísica mostra que a lagoa possui regiões fortemente estruturadas que servem de rota para infiltração e mistura de águas, e os estudos com os isótopos revelam indícios de captação de águas mais evaporadas (comuns em águas superficiais) por poço de abastecimento.Item Investigação geofísica na prospecção de cavidades naturais em litotipos ferríferos na região de Mariana, sudeste do Quadrilátero Ferrífero, Brasil.(2016) Cardoso, Luiz Henrique; Lima, Hernani Mota de; Lima, Hernani Mota de; Aranha, Paulo Roberto Antunes; Barbosa, Maria Sílvia CarvalhoNo Brasil tem sido crescente a descoberta de cavidades naturais associadas a litotipos ferríferos, em áreas de mineração de ferro e entorno. A mineradora Vale vem se atentando no sentido de estudá-las com maior profundidade, visando a atender o Decreto Federal 6640 / 2008 e a Instrução Normativa 2 / 2009 do Ministério do Meio Ambiente, no tocante à preservação do Patrimônio Espeleológico brasileiro. O presente trabalho se trata de um desses estudos em que se estabelece uma metodologia de campanha geofísica para prospecção das cavidades, em área restrita da mineradora, situada no Quadrilátero Ferrífero, mais precisamente, no flanco norte do Anticlinal de Mariana (subdomínio da Serra de Antônio Pereira). O flanco, sustentado pelas formações ferríferas do Grupo Itabira e recoberto pelo produto de alteração, experimentou tectônica extensiva e compressiva, gerando, respectivamente, a estruturação principal na direção NW-SE (direção da foliação Sex) e lascas de empurrão do xisto do Grupo Nova Lima. O predomínio litológico na área é da canga dos tipos detrítica e estrutural, além do xisto. As cavidades desenvolvem-se, principalmente, nos contatos litológicos, zonas onde há o favorecimento da percolação de fluidos e dos mecanismos para a formação das mesmas. Assim, a metodologia envolve na etapa regional o uso dos métodos aeromagnetométrico (para verificar as altas anomalias magnéticas relacionáveis aos litotipos ferríferos, e para estabelecer a análise estrutural e estatística dos lineamentos magnéticos, das zonas de maior densidade e entrecruzamento dos mesmos, e dos indícios cinemáticos) e aerorradiométrico (para fazer o mapeamento geológico e estabelecer os contatos entre litologias, bem como, verificar a parte estrutural). Na etapa local, a de detalhamento das cavidades, foi utilizado o método de eletrorresistividade, arranjo dipolo-dipolo, submissão dos resultados à inversão matemática, apresentação de seções de pseudoprofundidade de resistividade elétrica e elaboração de modelo tridimensional. Os resultados de análise regional mostram algumas cavidades ocorrendo nas zonas de contato lateral entre litologias, bem como, o grande controle estrutural relacionado à ocorrência das cavidades em uma zona de cisalhamento na área. Estas e as demais conclusões trazem à luz do conhecimento possiblidades para “alavancar” este estudo, que é um dos pioneiros no Brasil, a respeito da espeleologia de cavidades associadas a litotipos ferríferos.Item Karst hydrogeological controls and anthropic effects in an urban lake.(2021) Alves, Michele Aparecida Gomes; Galvão, Paulo Henrique Ferreira; Aranha, Paulo Roberto AntunesReduction in volume of surface water bodies can sometimes be associated with hydraulic connections to groundwater aquifers. This is often the case in karstic aquifers that are used for water supply. This paper analyzed possible karst hydrogeological controls and anthropic effects in the depletion of a 1 km2 lake in the municipality of Sete Lagoas, Minas Gerais, Brazil. Several techniques were used for the analyses: long-term pumping test coupled with stable isotopic samplings ( 18O and 2 H) to analyze for hydraulic connections and estimation of groundwater-lake water mixture proportion; geophysical surveys (electrical resistivity image, and vertical electrical sounding) for mapping subsurface discontinuities; potentiometric maps (static and dynamic levels) and urban-industrial expansion of well pumping rates; climatological water budget from 1961 to 2019 for climate variation analyzes; and a 3D-karst hydrogeological modeling. Results show climatic variation combined with urban-industrial expansion increases the demand for water in the region and directly impacts local potentiometric surfaces, and hence the lake water level. Geophysical surveys indicate that lake is karstically structured and identified preferential flowpaths for water infiltration and mixing. The pumping test shows a drawdown stabilization, from a transient-flow regime to a steady-state, indicating a hydraulic connection with a water source that isotopically is more evaporated (common in surface water), which contributes 13% to the mixture.Item Otimização de técnicas geoelétricas para caracterização estrutural e hídrica de maciços com porosidade fissural e cárstica.(2023) Cardoso, Luiz Henrique; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Barbosa, Maria Sílvia Carvalho; Aranha, Paulo Roberto Antunes; Aguiar, Cibele Clauver de; Elis, Vagner RobertoIdentificar 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.Item Processos de movimentos de massa em Belo Horizonte, MG.(2011) Parizzi, Maria Giovana; Sobreira, Frederico Garcia; Galvão, Terezinha Cássia de Brito; Aranha, Paulo Roberto Antunes; Elmiro, Marcos Antônio Timbó; Beirigo, Elder AntônioO estudo investiga os movimentos de massa em taludes da região de Belo Horizonte, representativos de áreas de grande instabilidade. Na região ocorrem variados tipos de movimentos de massa particulares de três grupos de materiais geológicos distintos. No primeiro grupo, representado por filitos e xistos, o desencadeamento dos processos dependem da disposição, situação de confinamento e intensidade das descontinuidades e do grau de alteração dos maçiços rochosos. Mecanismos como alívio de tensão e a ação conjunta da água no interior dos maciços contribuem para o aumento da predisposição dos taludes à rupturas. No segundo grupo, representado pelos solos residuais de gnaisses, as rupturas ocorrem no interior de feições erosivas já instaladas condicionadas por estruturas reliquiares da rocha mãe. No terceiro grupo, representado por tálus, as rupturas mais comuns ocorrem estimuladas por cortes na base dos taludes. Os movimentos gravitacionais são do tipo fluxo de detritos, escorregamentos planares rasos, escorregamentos circulares sucessivos e rastejamentos. A maioria dos movimentos de massa observados ocorrem de modo progressivo, dependendo das alterações na geometria dos taludes e do grau de intemperismo.Item Study of flow in vadose zone from electrical resistivity surveys.(2008) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Aranha, Paulo Roberto AntunesEntre os métodos indiretos aplicados ao monitoramento ambiental, a eletrorresistividade tem desempenhado um papel importante no entendimento do fluxo de água na zona não saturada dos solos e, consequentemente, na recarga dos aquíferos. Neste trabalho, pretende-se avaliar a influência de algumas propriedades pedo-geomorfológicas na infiltração e percolação de água pelos horizontes superficiais dos solos por meio de seções de eletrorresistividade multitemporais. Os experimentos foram efetuados em duas áreas com características pedo-geomorfológicas distintas em região com rochas do embasamento cristalino do sudeste do Brasil. A primeira á situada numa encosta com formas côncavas em planta e em perfil (cabeceira de drenagem anfiteátrica), com predomínio de argissolos. A segunda área se situa numa encosta com forma convexa em planta e em perfil, com predomínio de latossolos. Os resultados provam a eficiência da eletrorresitividade para identificar percolação em solos tropicais, mesmo quando há diferenças sutis das propriedades hidráulicas. Foi também possível confirmar que a percolação é mais rápida na encosta com forma convexa do que na encosta com forma côncava.Item The use of GPR for characterizing underground weathered profiles in the sub-humid tropics.(2002) Aranha, Paulo Roberto Antunes; Augustin, Cristina Helena Ribeiro Rocha; Sobreira, Frederico GarciaGround penetrating radar (GPR) has been used as a tool to access information about ground subsurface features. Such information is very important for different types of studies, varying from those related to archeological research to those studying geological elements of bedrock. More recently, however, GPR has been increasingly applied to environmental studies, especially for soil research. This paper presents the results of an application of GPR for the study of weathered profiles. GPR was used to discover the degree of trustworthiness of the information on the ground subsurface through the interpretation of the results of the radar sections as well as the data collected from boreholes, which reached until 21 m. The results show a relatively high degree of details obtained by GPR, indicating the possibility of speeding up ground subsurface surveys related to geomorphological, geological, and pedological studies.Item Utilização do Geo-radar na identificação de feições associadas ao escorregamento ocorrido em Realeza, Manhuaçu – MG.(2005) Aranha, Paulo Roberto Antunes; Sobreira, Frederico GarciaEste trabalho relata a utilização do Geo-radar na identificação de fraturas e outras superfícies de fraqueza que podem ter condicionado o escorregamento rotacional em talude com presença de moradias no distrito de Realeza, Manhuaçu, MG. Esse talude é formado pelo manto de intemperismo (saprólitos ou solos residuais) recoberto por solo laterítico, o qual apresenta características geotécnicas de solo, preserva ainda estruturas reliquiares da rocha que lhe deu origem (fraturas, foliação e outras descontinuidades). Em conseqüência das fortes chuvas que atingiram a região de Manhuaçu durante o mês de janeiro de 2003, ocorreu grande movimentação na encosta, afetando uma área aproximada de 12.000 m2, considerando a base da encosta até a BR-116. O Geo-radar foi utilizado para investigar em subsuperfície as características do saprólito, bem como a localizar e analisar a continuidade das fraturas que são observadas na superfície. A análise dos radargramas possibilitou dimensionar os trabalhos de sondagem SPT, e serviram de suporte para o correto diagnóstico do problema.