AGRADECIMENTOS A FINEP/PETROBRAS/FAPUR. A minha família Jorge, Marli, Ludmila, Soraya, Dione, Labore.

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1 Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Instituto de Agronomia Departamento de Geociências Curso de Graduação em Geologia LABORE Laboratório de Estudos Estratigráficos Trabalho de conclusão de curso inserido no projeto intitulado: Processos Geológicos Condicionadores da Migração de Contaminação por Hidrocarbonetos: Estudo de Caso na Baía de Sepetiba RJ, financiado pelo convênio FINEP/Petrobrás/FAPUR. A UTILIZAÇÃO DE RADAR DE PENETRAÇÃO DO SOLO (GPR) E ELETRORRESISTIVIDADE (SEV) NA CARACTERIZAÇÃO DE CORDÕES ARENOSOS DO PALEODELTA DO RIO MAZOMBA-CAÇÃO NA BAÍA DE SEPETIBA, ITAGUAÍ - RJ Discente: Irakli Inachvili Orientadora: Dr a Soraya Gardel Carelli Seropédica Julho, 2009

2 AGRADECIMENTOS A FINEP/PETROBRAS/FAPUR A minha família Jorge, Marli, Ludmila, Soraya, Dione, Labore. Aos amigos que são tantos que é impossível escrever o nome de todos. A geologia e a Rural. ii

3 AGRADECIMENTOS ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS ii iii v ÍNDICE DE TABELAS ÍNDICE DE QUADROS ix ix ÍNDICE DE ANEXOS ix ÍNDICE Página 1. Introdução 1 2. Objetivo 2 3. Localização e acesso 3 4. Hidrografia 4 5. Geologia regional Orógeno Ribeira ou Faixa Ribeira O domínio de Baixada ou geologia do Quaternário 9 6. Geologia local Metodologias aplicadas neste estudo Conceitos fundamentais da resistividade elétrica Resistividades de rochas e sedimentos Eletrorresistividade (ER) Sondagem Elétrica Vertical (SEV) Levantamentos SEV Radar de Penetração no solo (GPR) Levantamentos GPR Processamento laboratorial Equipamentos utilizados neste estudo SEV GPR 32 Modelo RIS/MF 32 Modelo RIS/ Dados e resultados de GPR Modelo RIS/ Modelo RIS/MF 34 iii

4 8.3 - Interpretação dos dados do GPR Modelo RIS/80 36 Trecho 01 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 36 Trecho 02 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 37 Trecho 03 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 38 Trecho 04 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 39 Trecho 05 - Antena monofreqüencial de 80 MHz Modelo GPR - RIS/MF antena 200 MHz monoestática 41 Trecho 01 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 41 Trecho 02 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 42 Trecho 03 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 43 Trecho 04 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 44 Trecho 05 - canal 01, antena 200 MHz monoestática Dados e resultados da SEV Interpretação dos dados da SEV 46 SEV SEV SEV SEV Perfil de correlação dos perfis geoelétricos Conclusão Referências Bibliográficas 55 iv

5 ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 01: Localização da área de estudo inserida na bacia da baía de Sepetiba _ 3 Figura 02: Figura 02 - Mapa de acesso a área de estudo 3 Figura 03 Mapa geológico regional da área de estudo 5 Figura 04: Localização Geotectônica da área de estudo no contexto do sudeste brasileiro 7 Figura 05: Variação do nível do mar em relação às glaciações Neógenas 9 Figura 06: A geologia local da área de estudo 11 Figura 07: Aerofotograma FUNDREM escala 1: Figura 08: Depósito de conchas na área de estudo 13 Figura 09: Principais métodos geofísicos 14 Figura 10: Foto aérea da área de estudo destacando os levantamentos geofísicos aplicados em campo 16 Figura 11: Esquema de um circuito, Lei de Ohm e definição da resistividade dos materiais 17 Figuras 12: Principais técnicas de campo dos métodos geoelétricos 20 Figura 13: Figura ilustrando a técnica em campo para aplicação da SEV 21 Figura 14: Dispositivo de medida das sondagens elétricas através do arranjo Schlumberger 22 Figura 15: Aplicação da SEV ao longo da área do Paleodelta do rio Mazomba - Cação 22 Figura 16 : Dados e resultados da SEV de um exemplo hipotético 29 Figura 17: Aplicação do GPR no meio urbano 24 Figura 18: O método Eletromagnético 25 v

6 Figura 19: Hipérbole e visualização em radargrama 26 Figura 20: Radargrama com zona de sombra 27 Figura 21: Dado bruto adquirido em campo 28 Figura 22: Primeira etapa do processamento 28 Figura 23: Segunda etapa do processamento 29 Figura 24: Segunda etapa do processamento 29 Figura 25: Quarta etapa do processamento 29 Figura 26: Quinta etapa do processamento 30 Figura 27: Equipamentos utilizados em campo para a realização da SEV 31 Figura 28: Aplicação do RIS/MF na área de estudo 32 Figura 29: Aplicação do GPR RIS/80 na área de estudo 33 Figura 30: Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho Figura 31: Radargrama do trecho Figura 32: Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho Figura 33: Radargrama do trecho Figura 34: Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho Figura 35: Radargrama do trecho Figura 36: Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho Figura 37: Radargrama do trecho vi

7 Figura 38: Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho Figura 39: Radargrama do trecho Figura 40: Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 01 - canal Figura 41: Radargrama do trecho 01-canal Figura 42: Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 02 - canal Figura 43: Radargrama do trecho 02 - canal Figura 44: Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 03 - canal Figura 45: Radargrama do trecho 03 - canal Figura 46: Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 04 - canal Figura 47: Radargrama do trecho 04 - canal Figura 48: Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 05 - canal Figura 49: Radargrama do trecho 05 - canal Figura 50: Localização da SEV 02 ao longo do caminhamento do GPR 46 Figura 51: Dados da SEV Figura 52: Localização da SEV Figura 53: Dados da SEV Figura 54: Localização da SEV 04 ao longo do caminhamento do GPR 49 Figura 55: Dados da SEV Figura 56: Localização da SEV 05 ao longo do caminhamento do GPR 51 vii

8 Figura 57: Dados da SEV Figura 58: Localização da SEV 05 ao longo do caminhamento do GPR 52 Figura 59: Perfil de correlação das sondagens geomecânicas 53 ÍNDICE DE TABELAS Página Tabela 01: Valores de resistividade 19 Tabela 02: Dados do perfil geoelétrico e da curva 23 ÍNDICE DE QUADROS Página Quadro 01: Métodos geoelétricos e seus parâmetros físicos estudados 15 Quadro 02: A definição dos objetos versus a infra-estrutura 15 Quadro 03: Técnicas de campo dos métodos geoelétricos 20 ÍNDICE DE ANEXOS Página Anexo 01: Modelo RIS 80: trechos 01, 02, 03, 04, Anexo 02: Modelo RIS/MF: trechos 01, 02, 03, 04, Anexo 03: Resultados da SEV 02, 03, 04, viii

9 1. Introdução 1 Os avanços tecnológicos aos quais presenciamos na atualidade decorrem de investimentos maciços em diversas pesquisas, obtendo-se com isso resultados positivos em varias áreas. Notadamente, as atuais tecnologias aplicadas à geofísica vem sendo utilizadas como ferramenta fundamental para estudos geológicos fornecendo informações rápidas e com elevada precisão. Para tanto, a área de estudo na qual foram aplicados os métodos geofísicos de investigação está localizada na planície costeira do município de Itaguaí - RJ, na Baia de Sepetiba, litoral sul do Rio de Janeiro. A aplicação do radar de penetração do solo (GPR) e da sondagem elétrica vertical (SEV) próxima as margens da baía de Sepetiba, oferecem oportunidades de aquisição de informações de maneira ágil e rápida com resolução satisfatória na definição das estruturas em subsuperfície, de modo a obter-se, neste caso, uma visão tridimensional de feições geomorfológicas associadas à paleodeltas Holocênicos observáveis em fotografias aéreas, imagem de satélite e também no campo. A relevância deste estudo se constitui na importância destes ambientes análogos na acumulação de hidrocarbonetos, desta forma, excelentes escolas de campo tanto para geólogos como para geofísicos do petróleo.

10 2. Objetivo do estudo 2 O presente estudo teve como objetivo utilizar métodos geofísicos (radar de penetração no solo - GPR e sondagem elétrica vertical - SEV) para investigar feições geológicas em subsuperfície que pudessem caracterizar o paleodelta do rio Mazomba-Cação citado por Roncarati & Barrocas (1978) e Carelli (2008). Os dados geofísicos foram levantados pela empresa de geofísica IDS - Sollum, durante o ano de 2007, as margens da baía de Sepetiba, no município de Itaguaí, litoral sul do estado do Rio de Janeiro. Os resultados geofísicos serviram para identificar cordões arenosos do paleodelta do rio Mazomba-Cação no clímax da transgressão Flandriana (5.300 anos A.P.), através de uma visão tridimensional, e complementando o modelo de sedimentação para a baía de Sepetiba ao longo do Holoceno.

11 3. Localização e acesso 3 A área alvo deste estudo está localizada na porção sudoeste do estado do Rio de Janeiro, no município de Itaguaí, às margens da baía de Sepetiba próximo ao Porto de Sepetiba, coordenadas UTM - 617/626 E; 7463/7470 N (Figura 01). Figura 01 - Localização da área de estudo inserida na bacia da baía de Sepetiba. O acesso principal a área de estudo, se dá a partir da BR-101 Rodovia Rio-Santos km 78 (Figura 02), entre as localidades da ilha da Madeira e o centro de Itaguaí, margem direita do rio Cação. Figura 02 - Mapa de acesso a área de estudo, extraído do Portal da Prefeitura de Itaguaí (

12 4. Hidrografia 4 O domínio serrano e de baixada influenciado pela proximidade com o mar geraram regiões hidrográficas cujos rios desaguam na baía de Sepetiba. O presente estudo localiza-se em uma região hidrográfica próxima a linha de costa do município de Itaguaí, que no passado era desembocadura de um delta (paleodelta do rio Mazomba), segundo Roncarati & Barrocas 1978, atualmente esta desembocadura após sucessivos eventos eustáticos encontra-se afogada. O atual rio Mazomba-Cação está inserido na região hidrográfica de Itaguaí, que abrange duas bacias a do rio Mazomba e a do Rio da Guarda, totalizando 434 km 2 que juntos integram os municípios de Itaguaí, Seropédica e Rio de Janeiro. Este rio nasce na Serra do Mazomba há aproximadamente metros de altitude formando uma bacia com área de 95 km 2 que se estende por 26 km até desembocar na baía de Sepetiba. As Serras do Gado, Itaguassu, Mazomba, Pacheco e Leandro delimitam a bacia com cotas altimétricas de 80 a 1200 metros. (SEMADS, 2001). Em tempos pretéritos do século XX, na época das grandes chuvas as águas do rio Mazomba, no início na baixada, formavam um grande alagadiço, durante as cheias havia um extravasamento para um banhado adjacente formado pelo baixo curso do rio Cação, cujas nascentes se situam na Serra do Leandro, defronte a Ilha da Madeira. O rio Cação por sua vez desembocava diretamente na baía de Sepetiba, constatando este fato, o DNOS construiu em 1941 o canal da Arapucaia, derivando as águas do rio Mazomba para o rio Cação. O rio Mazomba e seus afluentes foram também por esta época todos dragados com a construção do canal Arapucaia, o Mazomba deixou de ser a nascente principal do rio da Guarda, passando a construir um rio isolado, o Mazomba-Cação (SEMADS, 2001, p.26).

13 5. Geologia Regional 5 A geologia e geomorfologia assim como a topografia nas adjacências da baía de Sepetiba apresentam dois conjuntos fisiográficos distintos; o Domínio Serrano representado por serras e escarpas da vertente oceânica da serra do Mar e o Domínio da Baixada, representada por uma planície de depósitos do Neógeno. O Domínio Serrano conhecido como serra do Mar, localmente recebe o nome de Serra do Mazomba e Mazombinha com cotas superiores a 800 m, inserido na Província Mantiqueira na porção oriental da Faixa Ribeira (Figura 03), litologicamente esse domínio é constituído pela Unidade Rio Negro de idade Pré-Cambriana, encontra-se intensamente tectonizada com direção estrutural NE-SW, e mostram sistemas de falhas e fraturas predominantes de direção NE-SW e NW-S (SEMADS, 2001; CPRM, 2000). A Unidade Rio Negro (Figura 03) é composta predominantemente por migmatitos estromáticos com paleosoma de biotita (anfibólio) gnaisse e neosoma granitóide e em parte granito acinzentado, discretamente foliado, e biotita gnaisse porfiroblástico com elementos centimétricos de microclina rosada, protomilonito e milonito (CPRM, 2000; SEMADS, 2001). Figura 03 Mapa geológico regional da área de estudo - (1) Cráton do São Francisco; (2) Cinturão Brasília; (3) Terreno Cabo Frio; Terreno Oriental (4) domínio costeiro; (5) unidade Rio Negro; (6) klippe Paraíba do Sul; (7) Terreno Ocidental; (8) bacia do Paraná; (9) corpos alcalinos; (10) bacias do rifte continental do sudeste brasileiro; (11) sedimentos Cenozóicos; 12) falhas reversas; 13) alinhamento magmático de Cabo Frio. A área deste estudo é delimitada por um retângulo preto. (Extraído de Neto, V. M. et al., 2004).

14 6 O domínio de baixada recebe localmente o nome de Baixada Fluminense cujas planícies contornam as elevações do Pré-Cambriano apresentando uma variedade de ambientes deposicionais sedimentares do Quaternário, entre eles depósitos de aluvião, coluvião, fluvial e marinho cujos sedimentos continentais são: cascalho, areia, silte e argila, cuja cota aproximada vai de 0-50 metros (CPRM, 2000; SEMADS, 2001). Os depósitos do Neógeno foram retrabalhados durante as diversas etapas climáticas e variações eustáticas a partir do Pleistoceno, formando áreas de solos mal drenados e sujeitos a alagamentos constituídos por sedimentos argilo-siltosos e arenosos (Roncarati & Barrocas, 1978).

15 5.1 - Orógeno Ribeira ou Faixa Ribeira 7 O Orógeno Ribeira localiza-se ao longo da costa brasileira entre o cráton Luiz Alves e o Orógeno Araçuaí. A formação do Orógeno Ribeira resultou da interação entre o cráton São Francisco e outras placas e/ou micro placa(s) e/ou arco de ilhas durante colisões na Província Mantiqueira, ocorridas entre Ma (Figura 04). Esta colisão amalgamou cinco terrenos denominados Ocidental, Paraíba do Sul, Embu, Oriental e Cabo Frio, os quais são atualmente separados por falhas de empurrão ou por zonas de cisalhamento. Figura 04 - Localização Geotectônica (a) - Situação da Faixa Ribeira no contexto da Plataforma Sul-Americana. 1-Faixas Móveis Meso-Cenozóicas; 2-Coberturas de plataforma fanerozóicas; 3- Faixas Móveis Sin-Brasilianas; 4-Crátons Sin-Brasilianos. (b) Localização da transversal abordada no contexto do sudeste brasileiro. Simbologia: 1-Bacias Fanerozóicas; a- Paraná, b- Taubaté, c- Resende, d- Volta Redonda, e- Rift da Guanabara; 2- Grupo Bambuí; 3- Embasamento pré-1,8 Ga no Cráton do São Francisco; 4- Faixas Brasília e Ribeira, DARG- Domínio Alto Rio Grande; 5- Nappe Guaxupé; 6- Limite cratônico. (Heilbron et al., 1995).

16 8 A Faixa Ribeira tem cerca de Km de extensão ao longo da costa brasileira, sendo limitado a norte pelo Orógeno Araçuaí, a sul pelo Orógeno Apiaí e pelo Cráton Luís Alves, a leste por bacias de rifte do Cretáceo e a oeste por uma zona de interferência com o Orógeno Brasília (Heilbron et al., 1995). A direção preferencial dos terrenos tectônicos deste orógeno é NE- SW. Estes compartimentos são limitados por zonas de cisalhamento oblíquas, com destaque para o Contato Tectônico Central que separa os terrenos oriental e ocidental do orógeno (Almeida, 1969). Uma zona de interferência com o Orógeno Brasília foi identificada a oeste, onde os terrenos tectônicos orientam-se NNW-SSE, formando sucessões de nappes com empilhamento tectônico vergente para E-ESE, rumo ao Cráton do São Francisco ou tangente a sua borda meridional (Heilbron et al.,1995). A construção do Orógeno Ribeira foi precedida por um estágio pré-colisional, ocorrido no intervalo de 630 a 595 Ma, que originou o Arco Magmático Rio Negro, localizado no Terreno Oriental. O fechamento do Oceano Adamastor, há Ma em resposta a uma subducção para sudeste, gerou uma colisão oblíqua entre os paleocontinentes São Francisco - Congo e Serra do Mar. Esta colisão resultou num empilhamento de terrenos de leste para oeste-noroeste, caracterizada por zonas de encurtamento frontal e zonas com componente transpressivo dextral (Heilbron et al., 1995; Almeida,1969). Não há registros geológicos marcantes para o segmento central do Orógeno Ribeira no Paleozóico. A plataforma Sul-Americana passou por um estágio de quiescência tectônica e conseqüente cratonização a partir do estágio pós-colisional do Orógeno Ribeira (Almeida, 1969). Após este período de quiescência, iniciou-se um período de eventos tectônicos associados à reativação Sul-Atlantiana responsável pelo início da fragmentação do Supercontinente Gondwana, durante o Jurássico Superior-Cretáceo Inferior ( Ma), e posterior formação do Oceano Atlântico Sul (Almeida, 1969). O segmento central da Faixa Ribeira insere-se na Província Mantiqueira (Almeida 1969; Heilbron et al., 1995) e resultou de um processo de colisão continental Neoproterozóico a Cambro-Ordoviciana (Heilbron et al., 1995).

17 5.2 - Domínio de Baixada ou geologia do Quaternário 9 Normalmente a deposição de sedimentos nas áreas com cotas mais baixas dentro do estado do Rio de Janeiro são ambientes de sedimentação Quaternária, ora com sistemas deposicionais de origem continental ora marinho, quando voltados para a margem passiva (oceano Atlântico) são caracterizados por sedimentação marinha Quaternária (Suguio et al., 2003). A planície desenvolvida na área de estudo foi guiada pelas direções estruturais do embasamento, as quais influenciaram os padrões das bacias hidrográficas que desembocam nas baías. Junto aos depósitos continentais desenvolveram-se ambientes que resultaram dos processos costeiros afetados pelas variações do nível do mar, controladas pelas variações eustáticas ao longo do Neógeno com caráter cíclico (Figura 05). Figura 05 - Variação do nível do mar em relação às glaciações Neógenas (Carelli, 2008).

18 10 A retenção de grandes massas de geleiras acumuladas no hemisfério norte ocasionou a regressão do nível do mar, expondo as plataformas continentais de grande parte do mundo, sujeitas a todos os processos naturais de intemperismo e erosão. A época mais quente após as eras glaciais gerou fusão da água solidificada (gelo) nas geleiras e voltou para o ciclo hidrológico, consecutivamente houve uma fase transgressiva, que submergiu uma extensa faixa da costa brasileira, condicionado o retrabalhamento das planícies sedimentares transicionais como cordões arenosos, deltas, lagunas, mangue e baías (Suguio et al., 2003). No Holoceno o mar atingiu uma cota de aproximadamente 5 metros acima do nível atual e foi denominada por Suguio et al., (2003) como transgressão Santista também conhecida como Transgressão Flandriana (5.300 anos A.P).

19 6. Geologia Local 11 A Geologia Local foi baseada em Roncarati & Barrocas, 1978; Carelli et. al., 1998; 2006 e Carelli, A área em estudo está inserida às margens da baía de Sepetiba em depósitos Cenozóicos dentro do município de Itaguaí (Figura 06). paleodelta km Figura 06 - A geologia local da área de estudo (adaptado de SEMA ZEE/RJ, 1996). A baía de Sepetiba segundo Roncarati & Barrocas, 1978, apresenta sedimentação Quaternária iniciada no período glacial Würm no Pleistoceno. Com o recuo do mar 130 a 150 metros abaixo do nível atual, a baía de Sepetiba ficou sob sedimentação continental que permitiu a formação de extensos depósitos fluviais na atual plataforma continental, compostos de argilas de planície de inundação, areias e conglomerados de canal. A mudança gradativa de um clima originalmente úmido para seco ocasionou a extinção dos cursos fluviais (Roncarati & Barrocas, op. cit.). A transgressão Flandriana entre a A.P. elevou o nível do mar até cotas entre quatro e seis metros acima do atual, cujos sedimentos continentais anteriormente depositados foram retrabalhados, e resultou na formação de uma camada de areias litorâneas. No clímax da transgressão Flandriana a baía de Sepetiba apresentou-se como uma larga enseada, que recebia o choque das ondas (ambiente de alta energia) em função da ausência da restinga de

20 12 Marambaia nesta época, que atualmente serve como uma barreira e define a baía de Sepetiba como um ambiente de baixa energia (Roncarati & Barrocas, 1978). Roncarati & Barrocas, op. cit. e Carelli, 2008, observaram depósitos de cordões arenosos e um paleodelta identificados em fotos aéreas (Figura 07). Segundo Carelli et al., 2006 e Carelli, 2008, a baía de Sepetiba apresenta cordões arenosos ao longo da planície costeira que ocorrem aproximadamente 3 km distantes da linha da costa atual, cujos sedimentos se encontram intercalados lateralmente com material argiloso, com aproximadamente 1000 metros de extensão, 50 metros de largura e elevação aproximada de 1 metro. A composição dos sedimentos que formam tais cordões é basicamente quartzosa com feldspatos, micas e líticos associados e acumulações de conchas tanto em subsuperfície quanto na superfície. Figura 07 - Aerofotograma FUNDREM escala 1: os retângulos amarelos apresentam feições descritas em Roncarati & Barrocas,1978; Carelli et. al., 2006 e Carelli, 2008.

21 13 Carelli, 2008, utilizou dados geocronológicos de radiocarbono para traçar posições aproximadas da linha de costa, utilizando-se depósitos de ostras nas adjacências da área estudada, com idades de ± 60 A.P (Figura 8). Figura 08 - Depósito de conchas na desembocadura do paleodelta da área de estudo com idades de ± 60 A.P., datados por Carelli, Desta forma acredita-se que a baía de Sepetiba tenha sido influenciada ao longo do Cenozóico por eventos glacio-eustáticos globais, ora recebendo sedimentos marinhos ora continentais, e ainda durante o Holoceno Superior ocorreu a passagem deste ambiente de alta energia para um de baixa energia. Desta forma, os sedimentos que caracterizam os depósitos existentes descrevem as variações deposicionais que sofreram ao longo dos milhares de anos.

22 7. Metodologias aplicadas neste estudo 14 A geofísica que é uma ciência que estuda os fenômenos e as propriedades físicas da Terra como um todo desde o seu interior da sua superfície e vizinhança exterior. Utiliza-se de princípios e conceitos da física, geologia e outras ciências, bem como de ferramentas matemáticas e computacionais (Braga, 2002). Dentre os principais métodos geofísicos de prospecção, para o estudo das estruturas geológicas da parte superior da crosta terrestre, destacam-se os métodos geoelétricos, os quais se fundamentam nos campos elétricos. As rochas, em função de suas composições mineralógicas, texturas e estruturas, apresentam propriedades elétricas características, tais como resistividade permeabilidade magnética e constante dielétrica, etc. Em função disto uma seção geológica pode ser considerada como um meio, cujos materiais existentes apresentam diferentes propriedades elétricas (IDS - Sollum, 2007). Podemos destacar os métodos geoelétricos como: eletrorresistividade, polarização induzida, potencial espontâneo e radar de penetração conforme apresentado na Figura 09. Figura 09 - Principais métodos geofísicos. (Braga, 2002)

23 15 Estes métodos (com exceção do potencial espontâneo) são artificiais, ou seja, o campo físico a ser estudado é criado por meio de equipamentos apropriados (Quadro 01). Os fundamentos teóricos, desses métodos geofísicos, baseiam-se na determinação de propriedades físicas que caracterizam os diferentes tipos de materiais que se encontram no ambiente geológico, e nos contrastes que estas propriedades podem apresentar. Uma eventual intervenção do homem neste ambiente pode gerar mudanças nos vários campos e propriedades físicas (Greenhouse, 1996). Quadro 01 - Métodos geoelétricos e seus parâmetros físicos estudados (Braga, 2002) As propriedades elétricas, juntamente com os parâmetros geométricos dos materiais geológicos do meio, como espessura, profundidade, direção, etc., determinam a seção geoelétrica, que caracteriza a geologia de uma determinada área. As superfícies de separação de uma seção geoelétrica nem sempre coincidem com os limites geológicos determinados pelos caracteres litológicos, estrutural, sedimentar, e etc. Para a escolha adequada das metodologias geofísicas aplicáveis a um determinado estudo, deve-se primeiramente definir os objetivos juntamente com a obtenção de dados a respeito da infra-estrutura da área a ser estudada, prévia das condições geológicas, topográficas etc. O Quadro 02 sumariza alguns exemplos. Quadro 02 - A definição dos objetos versus a infra-estrutura (Braga, 2002).

24 16 Dentre os métodos geofísicos apresentados, levando-se em consideração a infraestrutura disponível, neste estudo foram utilizados eletrorresistividade (ER) e radar de penetração no solo (GPR) para investigar os sedimentos em subsuperficie. A eletrorresistividade foi utilizada para estabelecer o volume de sedimentos sobre o embasamento cristalino e suas variações litológicas, o GPR para averiguar se existiriam possíveis estruturas sedimentares preservadas em subsuperfície nos cordões arenosos da área de estudo. A aquisição e processamento dos dados foram efetuados pela empresa IDS - Sollum. A área de estudo, paleodelta do rio Mazomba-Cação foi subdividida em cinco (05) trechos retilíneos, onde foram realizados levantamentos com dois modelos de GPR RIS/MF e RIS/80, e quatro (04) SEV s - Sondagens Elétricas Verticais. Esses levantamentos pretenderam cortar perpendicurlamente os cordões arenosos do paleodelta (Figura 10). Foram anotadas todas as coordenadas UTM de cada uma das linhas de investigação, para posterior georreferenciamento das áreas investigadas, tendo com base fotografia aérea de julho de SEV - 02 SEV - 04 GPR - RIS/80 GPR - RIS/MF Cordões arenosos SEV SEV - 05 Figura 10 - Foto aérea da área de estudo destacando os levantamentos aplicados em campo, para o GPR e SEV s sobre o paleodelta do rio Mazomba-Cação.

25 7.1 - Conceitos fundamentais da resistividade elétrica 17 A lei de Ohm define uma corrente fluindo através de um condutor e o potencial de voltagem requerido para conduzir esta corrente. Esta Lei conclui que a corrente (I) é proporcional a voltagem (V) para uma grande classe de materiais. A constante de proporcionalidade é chamada de resistência (R) do material e tem como unidades, voltagem (volts) sobre corrente (ampères), ou ohms (Ω) (Braga, 2002). Para se calcular a resistividade elétrica utiliza-se a fórmula descrita abaixo. A Figura 11 mostra como funciona um circuito elétrico básico. R = _V_ I R = Resistividade elétrica em V/A ou ohms (Ω) V = Tensão em volts (V) I = Corrente elétrica em ampére (A) R = ρ _L A ρ = R _A L L = comprimento A = área da seção ρ= resistividade, ohm. m Figura 11 - Esquema de um circuito, Lei de Ohm e definição da resistividade dos materiais (Braga, 2002).

26 18 Para descrever a habilidade dos materiais em transmitir corrente elétrica independente dos fatores geométricos utilizamos a resistividade, sendo indicada por ρ, sendo um coeficiente que depende da natureza e do estado físico do corpo considerado (IDS - Sollum, 2007). No ambiente geológico, os diferentes tipos litológicos existentes, apresentam como uma de suas propriedades fundamentais o parâmetro físico resistividade elétrica, o qual reflete algumas de suas características servindo para caracterizar seus estados, em termos de alteração, fraturamento, saturação, etc., e até identificá-los litologicamente, sem necessidade de escavações físicas (mais caras e demoradas) (Greenhouse, 1996). Uma rocha ou sedimentos (solos) condutores de corrente elétrica pode ser considerada como sendo um agregado com estrutura de minerais sólidos, líquidos e gases, na qual sua resistividade é influenciada pelos seguintes fatores (Greenhouse, op. cit.). Resistividade dos minerais; Resistividades dos líquidos e gases que preenchem seus poros; Umidade da rocha sedimentos (solo); Porosidade da rocha e sedimentos (solo); Textura e estrutura dos poros; Processo de adsorção de íons na superfície das argilas. A resistividade tanto de rochas quanto dos sedimentos que possuem condutividade iônica é função decrescente da quantidade de água, assim como da natureza dos sais dissolvidos e da porosidade total. Praticamente os sedimentos como argila, silte e areia possuem mais poros que uma rocha, mas em conjunto a resistividade é muito variável (IDS - Sollum, 2007).

27 7.2 - Resistividades de rochas e sedimentos 19 Um mesmo tipo litológico pode apresentar uma ampla gama de variações nos valores de resistividade (Tabela 01), pois são inúmeros os fatores que interferem no valor da resistividade de um determinado material. Individualmente, os minerais são razoavelmente consistentes em suas características elétricas, mas agregado, como na natureza, a variação total de suas resistividades é muito maior (Braga, 2002). Tabela 01 Valores de resistividade (Telford, 1990 apud Almeida, 2005.) Materiais GRAFITA 10-3 FERRO 10-7 GRANITO ÁGUA ÁGUA DO MAR 0,2 FOLHELHO ARGILA ARENITO AREIA Resistividade em ohm. m Portanto, na interpretação dos dados de resistividade dos materiais no subsolo, obtidas a partir da superfície do terreno, é fundamental, tanto a experiência do interprete como o conhecimento geológico da área estudada, não podendo realizar esta associação (parâmetros físico-geológico) de forma puramente automática. As resistividades dos solos, quando saturados permitem a identificação e caracterização dos diferentes tipos de materiais geológicos localizados em subsuperfície. Entretanto, quando os solos encontram-se secos, porção localizada acima da superfície freática, seus valores são considerados atípicos, apresentando uma ampla faixa de variação das resistividades, neste caso, refletem apenas as pequenas variações normalmente existentes (Greenhouse, 1996).

28 7.3 - Eletrorresistividade (ER) 20 As técnicas de desenvolvimento de campo dos métodos de eletrorresistividade podem ser de três tipos principais: sondagens, caminhamentos e perfilagens (Figura 12). A diferença entre as técnicas está no procedimento de campo para se obter o parâmetro físico a ser estudado, ou seja, na disposição dos eletrodos na superfície do terreno ou interior de furos de sondagens e a maneira de desenvolvimento dos trabalhos para se obter os dados de campo, ligada aos objetivos da pesquisa (Greenhouse, 1996). Figura 12 - Principais técnicas de campo dos métodos geoelétricos. (Braga, 2002) definições. O Quadro 03 sintetiza os principais tipos de métodos geoelétricos e suas respectivas Quadro 03 - Técnicas de campo dos métodos geoelétricos (Braga, 2002).

29 Sondagem Elétrica Vertical (SEV) 21 A Sondagem Elétrica Vertical (SEV) baseia-se na análise de parâmetros físicos, com valores coletados na superfície do terreno estudado, com isso obtêm-se uma investigação ao longo de uma seção e das variações em profundidade conforme apresentado na Figura 13 (IDS - Sollum, 2007). Os valores de resistividade aparente obtidos são plotados em relação aos valores da distância AB/2, fornecendo a curva de resistividade aparente, a qual é passível de interpretação quantitativa por meio do uso de softwares apropriados. O processo consiste em interpretar as sondagens levando em consideração um modelo geoelétrico isotrópico e homogêneo, onde a resistividade varia somente com a profundidade. A interpretação pode ser feita usando-se os métodos comparativos, direto e inverso (IDS - Sollum, 2007, p.21). Figura 13 - Figura ilustrando a técnica em campo para aplicação da SEV (IDS - Sollum, 2007) Levantamentos SEV A SEV teve como principal objetivo, estudar a distribuição vertical dos sedimentos em subsuperfície e suas variações litológicas. A técnica de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) foi aplicada utilizando o arranjo Schlumberger, essa técnica requer que uma corrente contínua seja injetada no solo por meio de um par de eletrodos AB fixados à superfície do terreno. A diferença de potencial que se forma no solo é medida utilizando-se um segundo par de eletrodos MN (IDS - Sollum, 2007). A abertura máxima dos eletrodos de corrente AB/2 neste estudo variou entre 80 m e 200 m e embreagens com afastamento dos eletrodos MN/2 de 0.5 m, 2,0 m, 5,0 m, 10,0 m até 20,0 m.

30 22 A Figura 14 representa de forma esquemática o arranjo de quatro eletrodos da SEV alinhados simétricamente em relação ao centro e sobre uma mesma reta. A profundidade atingida para investigação depende principalmente do espaçamento dos eletrodos de corrente AB, assumindo uma profundidade teórica AB/4. Quanto maior a abertura ou espaçamento entre os eletrodos, maior será a profundidade teórica vertical de leitura (IDS - Sollum, 2007). Figura 14 - Dispositivo de medida das sondagens elétricas através do arranjo Schlumberger (IDS - Sollum, 2007). A Figura 15 (A) apresenta os eletrodos colocados no solo na área de estudo com os devidos espaçamentos, em (B) é destacada a aquisição dos dados. (A) (B) Figura 15 - Aplicação da SEV ao longo da área destinada ao paleodelta do rio Mazomba - Cação; (A) colocação dos eletrodos (em vermelho); (B) aquisição dos dados.

31 23 Os dados obtidos com a SEV geram uma curva (Figura 16 A) e um perfil geoelétrico (Figura 16 B), que caracteriza o material encontrado em subsuperfície. As curvas foram construídas em função das profundidades e resistividades aparentes das camadas, de modo que as camadas do perfil geoelétrico estão relacionadas ao gráfico da curva. A) Curva da SEV B) Perfil geoelétrico Figura 16 - Dados e resultados da SEV de um exemplo hipotético. O perfil geoelétrico e a curva representam a resistividade aparente dos materiais (ohm.m) e as profundidades (m) das camadas, com isso obtém-se um perfil geoelétrico estimado, conforme demonstrado na Tabela 02 produzido a partir da curva e perfil geoelétrico da Figura 16. Camada Tabela 02 - Dados do perfil geoelétrico e da curva. Resistividade Aparente (ohm.m) Profundidade (m) Perfil geoelétrico estimado ,0 1,27 Cobertura de solo arenoso muito seco 2 9,35 1,90 Camada de argila saturada ,0 22,00 Material compactado, saprolitizado ou rocha

32 7.4 - Radar de Penetração no solo (GPR) 24 É um método não destrutivo, e pode ser utilizado tanto em locais urbanos, (Figura 17) quanto no campo sem a necessidade de furos de sondagem nem a retirada da cobertura vegetal, de obras, trincheiras etc, para sua aplicação. Figura 17 - Aplicação do GPR no meio urbano (IDS - Sollum, 2007) A técnica consiste em um equipamento de investigação geofísica que se baseia na propagação e reflexão de ondas eletromagnéticas, denominado de radar de penetração (IDS - Sollum, 2007). O GPR (Ground Penetrating Radar) ou GEORADAR, como também é conhecido é um método geofísico de investigação, que basicamente consiste na emissão contínua de ondas eletromagnéticas no solo. Parte destas ondas é refletida nas estruturas ou objetos em profundidade, os sinais são emitidos e recebidos através de uma antena disposta na superfície do terreno (Greenhouse, 1996). O GPR é amplamente aplicado para sondagens e investigações de baixa profundidade nas seguintes áreas: Geologia; Geotecnia e Engenharia; Meio Ambiente (determinação de fluídos contaminantes); Levantamentos de estradas e pontes; Paleontologia e Arqueologia; Identificação de dutos e tubos enterrados. Por isso suas principais vantagens são: Possibilidade de executar perfis contínuos do solo; Rapidez e baixo custo nos levantamentos, se comparados a sondagens e ou escavações, que geralmente são estudos pontuais; Resultados rápidos e de alta resolução. A penetração do sinal de radar está condicionada primeiramente pelas propriedades elétricas dos terrenos, condutividade e permissividade elétrica (constante dielétrica). O sinal de

33 25 radar pode atingir profundidades superiores a 50 metros, por outro lado, argilas e água podem reduzir sensivelmente a penetração do sinal de radar a profundidades inferiores a 1 metro (Braga, 2002). A freqüência do sinal emitido também contribui diretamente para uma maior ou menor penetração e resolução do método. Freqüências maiores ( MHz) possibilitam maior resolução, uma maior penetração, pode ser obtida pela emissão de freqüências menores ( MHz) (Braga, 2002). Os resultados de investigação com o GPR representam cortes verticais do subsolo, permitindo assim individualizar a presença de materiais metálicos, topos rochosos, tubulações, cabos, cavidades, empilhamento estratigráfico e anomalias genéticas. A técnica de aplicação consiste em quatro módulos (IDS - Sollum, 2007); Antena Transmissora Antena Receptora Unidade de controle Unidade de armazenamento e apresentação do dado. Uma energia eletromagnética irradiada por técnicas artificiais penetra no solo pela antena transmissora, uma parte da onda é refletida e volta para a antena receptora, a recepção torna-se amplificada e digitalizada, o registro de um meio magnético digital para processamento e armazenamento dos dados, está representado de forma esquemática na Figura 18 (Davis & Ananan, apud. IDS - Sollum, 2007). Figura 18 - O método Eletromagnético (IDS - Sollum, 2007).

34 26 Em meios mais argilosos, com a presença de contaminantes (orgânicos e inorgânicos) ocorre atenuação do sinal, em decorrência da modificação da condutividade elétrica do meio tornando-a mais elevada. O método apresenta altas resoluções, mas é sensível a meios onde a condutividade elétrica seja elevada, causando forte atenuação do sinal podendo até limitar a profundidade de penetração da onda eletromagnética (Sauck et. al., 1998; Werkema, apud. IDS - Sollum, 2007). O equipamento apresenta resultados na forma de radargrama, nos quais as interferências (rochas, argilas úmidas, tubulações e etc.) ficam registradas na forma de hipérboles (Figura 19). A hipérbole apresenta variações no sinal em função do material (propriedades físicas). A intensidade do sinal refletido varia em função das características do terreno estudado. (A) Hipérbole gerada por interferência. (B) Exemplo de interferência a profundidade de 0,90 m. Figura 19 - Hipérbole e visualização em radargrama (IDS - Sollum, 2007)

35 27 O radargrama também apresenta também zonas de sombra onde estas zonas (Figura 20) representam o sinal completamente atenuado em função da variação da condutividade elétrica. Esta variação está relacionada a tipos litológicos, sedimentares, variação dos poros presença de água e sais substancias alóctones e etc. (IDS - Sollum, 2007). Figura 20 - Radargrama com Zona de sombra em função da atenuação do sinal eletromagnético (IDS - Sollum, 2007) Levantamentos GPR Neste estudo foram utilizados 2 modelos de GPR conforme descrição a seguir: Modelo RIS/MF (duas antenas de 600 MHz e uma de 200 MHz) o levantamento foi subdividido em cinco trechos de 300 metros, totalizando metros de caminhamento em linha reta, perpendicularmente aos cordões do paleodelta; Modelo RIS/80 (antena transmissora e receptora de 80 MHz) o levantamento geofísico foi subdividido em cinco trechos de 500 metros totalizando metros de caminhamento perpendicularmente aos cordões do paleodelta; Os dados brutos coletados em campo passaram por refinamento em laboratório. Após tratamentos matemáticos estes puderam evidenciar feições verificadas nos dados coletados em campo (dados brutos) com um maior detalhamento das feições em menor escala.

36 Processamento laboratorial 28 O processamento teve como finalidade o refinamento para melhorar a razão sinal/ruído e obter uma melhor visualização das anomalias referentes de interesse, pois a propagação do pulso do georadar no solo ou subsolo pode ser influenciado por ruídos tanto naturais quanto artificiais, de modo a mascarar os sinais refletidos. O refinamento dos dados adquiridos foi realizado através da utilização de filtros e ganhos no tempo e no espaço, em software específico - IDS Gred e Reflex (IDS - Sollum, 2007). O processamento foi realizado segundo as seguintes etapas: Aquisição dos dados brutos em campo (Figura 21); Figura 21 Dado bruto adquirido em campo (IDS - Sollum, 2007). Correção de tempo inicial/tempo zero remoção da ausência de sinal gerada pela distância das antenas em relação à superfície do terreno (Figura 22); Figura 22 Primeira etapa do processamento: Correção de tempo inicial/tempo zero (IDS - Sollum, 2007).

37 29 Remoção de freqüências diferentes das utilizadas nas antenas evita ruídos gerados por emissão de ondas eletromagnéticas de valores próximos aos das antenas (Figura 23); Figura 23 Segunda etapa do processamento: Remoção de freqüências (IDS - Sollum, 2007). Remoção de background remove ruídos maiores, tais como redes elétricas, árvores, cercas metálicas, dentre outros, que existam nas proximidades (Figura 24); Figura 24 Terceira etapa do processamento: Remoção de background (IDS - Sollum, 2007). Remoção de médias de traços minimiza a razão sinal/ruído, gerada randomicamente em cada traço armazenado (Figura 25); Figura 25 Quarta etapa do processamento: Remoção de médias de traços (IDS - Sollum, 2007).

38 Ganhos visuais melhor visualização do dado, a critério de cada intérprete, de acordo com cada parâmetro analisado (Figura 26). 30 Figura 26 Quinta etapa do processamento: Ganhos visuais (IDS - Sollum, 2007).

39 7.5 - Equipamentos utilizados neste estudo SEV Os equipamentos utilizados na SEV são apresentados na Figura 27: Resistivímetro TECTROL com corrente de saída variando entre 0,5 a 1,0 A, e tensão comutável entre 0 e 1000 V (Figura 27 A); Inversor de tensão contínua para a alternada (Figura 27 A); Cabos, bateria (Figura 27 B); Comutador de polaridade da corrente elétrica injetada no solo com controlador do tempo (Figura 27 A); Compensadores de potencial espontâneo (Figura 27 A); Amplificadores (Figura 27 A); Processadores de sinal com conversor analógico (Figura 27 A); Monitoração e registro em tempo real dos dados coletados (Figura 27 A); Rádios de comunicação (Figura 27 A). (B) Figura 27 - Equipamentos utilizados em campo para a realização da SEV (IDS - Sollum, 2007).

40 GPR 32 RIS/80. Os equipamentos de GPR utilizados neste estudo foram os modelos RIS/MF e o Modelo RIS/MF O GPR - RIS/MF é constituído por antenas multifrequênciais que permite utilizar até 05 (cinco) canais simultaneamente, com antenas de diferentes freqüências (200 e 600 MHz) e arranjos monostático e biestático (Figura 28). A aquisição dos dados é feita com amostragem a cada 2,5 m. A cartografia da área estudada é integrada à aquisição de dados através de um software IDS Gred. versão , em ambiente AUTOCAD 2006 (IDS - Sollum, 2007). Figura 28 - Aplicação do RIS/MF na área de estudo.

41 33 Modelo RIS/80 O GPR -RIS/80 é constituído por antenas monofreqüenciais de freqüências de 80 MHz (Figura 29). A aquisição dos dados é feita com amostragem a cada 1 m e a cartografia da área estudada também é integrada à aquisição de dados através de um software IDS Gred versão , em ambiente AUTOCAD 2006 (IDS - Sollum, 2007). Figura 29 - Aplicação do GPR RIS/80 na área de estudo.

42 34 8. Dados e resultados de GPR Os radargramas completos de todos os trechos do levantamento serão apresentados em anexo. Nesta etapa, tanto para os modelos RIS/MF e RIS/80 serão apresentados apenas os trechos mais representativos para interpretação Modelo RIS/80 O levantamento executado com o modelo RIS/MF foi dividido em 05 (cinco) trechos de 500 metros cada um totalizando metros, o caminhamento foi executado de Norte para Sul na paleoplanície da desembocadura fluvial, de acordo com a interpretação das fotos aéreas em linha quase perpendicular aos paleocordões arenosos fluviais do rio Mazomba-Cação. Trecho 01 - Antena monofreqüencial de 80 MHz; Trecho 02 - Antena monofreqüencial de 80 MHz; Trecho 03 - Antena monofreqüencial de 80 MHz; Trecho 04 - Antena monofreqüencial de 80 MHz; Trecho 05 - Antena monofreqüencial de 80 MHz; Modelo RIS/MF O levantamento executado com o modelo RIS/MF antenas de 200 e 600 MHz foram divididos em 05 (cinco) trechos de 300 metros cada um, totalizando metros percorridos de Norte para Sul. Cada trecho foi reproduzido em 05 (cinco) canais percorridos perpendicularmente aos paleocordões arenosos e paralelamente ao caminhamento realizado com o modelo RIS/80. Os radargramas de cada trecho serão apresentados nos anexos nas seguinte ordem: Trecho 01 Canal 01 Antena 200 MHz monoestática; Canal 02 Antena 600 MHz monoestática; Canal 03 Antena 600 MHz monoestática; Canal 04 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Canal 05 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Trecho 02 Canal 01 Antena 200 MHz monoestática; Canal 02 Antena 600 MHz monoestática; Canal 03 Antena 600 MHz monoestática; Canal 04 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Canal 05 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática;

43 35 Trecho 03 Canal 01 Antena 200 MHz monoestática; Canal 02 Antena 600 MHz monoestática; Canal 03 Antena 600 MHz monoestática; Canal 04 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Canal 05 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Trecho 04 Canal 01 Antena 200 MHz monoestática; Canal 02 Antena 600 MHz monoestática; Canal 03 Antena 600 MHz monoestática; Canal 04 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Canal 05 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Trecho 05 Canal 01 Antena 200 MHz monoestática; Canal 02 Antena 600 MHz monoestática; Canal 03 Antena 600 MHz monoestática; Canal 04 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Canal 05 Antena 200 MHz transmissora e 600 MHz receptora biestática; Interpretação dos dados do GPR Nos modelos RIS/80 e RIS/MF antena de 200 MHz monostática canal 01 foi possível observar trechos com refletores inclinados em direção ao Sul e outros refletores paralelos conforme apresentaremos a seguir, já os outros canais foram úteis apenas para confirmar as estruturas principais e por isso os trechos dos radargramas relativos aos demais canais serão apresentados apenas nos anexos.

44 Modelo RIS/80 36 Trecho 01 - Antena monofreqüencial de 80 MHz O trecho 01 é apresentado na Figura 30: Distância percorrida 500 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores aproximadamente de 1,0 m. Área de estudo Trecho 01 Figura 30 - Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho 01. Do início do caminhamento (ponto 0) até aproximadamente 230 m a 270 m observam-se refletores paralelos associados a sedimentos arenosos (Figura 31 A). De 400 m até aproximadamente 440 m observam-se refletores com ligeira inclinação que podem estar associados a resquícios de cordões arenosos progradantes a linha de costa em direção Sul (Figura 31 B). profundidade(m) N Distância (m) ,0 S Refletores (A ) paralelos Refletores (B) inclinados Figura 31 - Radargrama do trecho 01.

45 37 Trecho 02 - Antena monofreqüencial de 80 MHz O trecho 02 é apresentado na Figura 32: Distância percorrida 500 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 2,0 m. Área de estudo Trecho 02 Figura 32 - Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho 02. No trecho 02 observa-se a entre 640 a 670 m (Figura 33) refletores paralelos com interpretação similar ao trecho 01. Entre 700 m a 750 m e próximo a 840 m ocorrem refletores inclinados interpretados como cordões arenosos progradantes em direção a linha de costa (Sul) (Figura 33). N 0 D is t â n c ia ( m ) S P ro fun did ad e (m ) 1, 0 2, 0 R efletores inclinados Refletores paralelos Figura 33 - Radargrama do trecho 02.

46 Trecho 03 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 38 O trecho 03 é apresentado na Figura 34: Distância percorrida 500 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 2,0 m. Área de estudo Trecho 03 Figura 34 - Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho 03. O trecho 03 ao longo dos 500 m percorridos, apesar dos ruídos, entre 1050 m e 1100 m pode-se observar uma certa inclinação (Figura 35 A), e entre 1400 m e entre 1500 m refletores paralelos sugerindo cordões e intercordões respectivamente (Figura 35 B). N Profundidade (m) ,0 2,0 Distância (m) S (A) Refletores inclinados (B) Refletores paralelos Figura 35 - Radargrama do trecho 03.

47 Trecho 04 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 39 O trecho 04 é apresentado na Figura 36: Distância percorrida 500 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 2,0 m. Área de estudo Trecho 04 Figura 36 - Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho 04. No trecho 04 observa-se entre 1690 a 1750 m refletores paralelos interpretados como sedimentos argilosos podendo estar associados a lagunas intercordões (Figura 37 A). E entre 1860 m a 1890 m refletores aparentemente inclinados, sugerindo cordões progradantes (Figura 37 B). Profundidade (m) N 0 1,0 2,0 Distância (m) S (A) Refletores paralelos (B) Refletores inclinados Figura 37 - Radargrama do trecho 04.

48 Trecho 05 - Antena monofreqüencial de 80 MHz 40 O trecho 05 é apresentado na Figura 38: Distância percorrida 500 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 2,0 m. Área de estudo Trecho 05 Figura 38 - Caminhamento com o GPR - RIS/80 ao longo do trecho 05. O trecho 05 ao longo dos 500 m percorridos apresentou muito ruído, entretanto, percebe-se um padrão paralelo que se mantém, o que seria coerente com sedimentos argilosos associados a lamas prodeltaicas (Figura 39), já que este trecho encontra-se no fim da desembocadura fluvio-deltaica propriamente dita. p r o f u n d i d a d e ( m ) N Distância (m) S ,0 2,0 Figura 39 - Radargrama do trecho 05.

49 Modelo GPR - RIS/MF antena 200 MHz monoestática 41 Trecho 01 - canal 01, antena 200 MHz monoestática O trecho 01 - canal 01 é apresentado na Figura 40: Distância percorrida 300 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores aproximadamente de 2,0 Área de estudo Trecho 01 Figura 40 - Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 01 - canal 01. Ao longo de quase todo trecho 01 - canal 01 observa-se refletores paralelos associados a sedimentos argilosos (41 A) e entre aproximadamente 80 a 100 m refletores que apresentam alguma inclinação que caso não seja em virtude de ruídos pode sugerir progradação de sedimentos arenosos (Figura 41 B). Profundidade (m) N 0 1,0 2,0 D istância (m ) S (A) Refletores paralelos (B) Refletores inclinados Figura 41 - Radargrama do trecho 01-canal 01.

50 Trecho 02 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 42 O trecho 02 - canal 01 é apresentado na Figura 42: Distância percorrida 300 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 2,0. Área de estudo Trecho 02 Figura 42 - Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 02 - canal 01. No trecho 02 - canal 01 observa-se entre 470 m a 490 m e 580 m a 600 m refletores paralelos interpretados como laguna intercordões (Figura 43). E entre 500 m a 570 m ocorrem três incidência de refletores aparentemente inclinados, sugerindo cordões progradantes (Figura 43). Profundidade (m) 0 1,0 2,0 N Refletores inclinados 500 Distância (m) 600 S Figura 43 - Radargrama do trecho 02 - canal 01.

51 Trecho 03 - Canal 01, antena 200 MHz monoestática 43 O trecho 03 - canal 01 é apresentado na Figura 44: Distância percorrida 300 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 2,0 m. Área de estudo Trecho 03 Figura 44 - Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 03 - canal 01. No trecho 03 - canal 01 observa-se entre 780 m a 800 m e 870 m a 890 m refletores paralelos interpretados como laguna intercordões (Figura 45). E entre 850 m a 860 m ocorrem refletores aparentemente inclinados, inclinados interpretados como cordões arenosos progradantes em direção a linha de costa (Sul) (Figura 45). Profundidade (m) N 0 1,0 2,0 800 Figura 45 - Radargrama do trecho 03 - canal 01. Distância (m) Refletores inclinados 900 S

52 Trecho 04 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 44 O trecho 04 - canal 01 é apresentado na Figura 46: Distância percorrida 300 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 1,0 m. Área de estudo Trecho 04 Figura 46 - Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 04 - canal 01. No trecho 04 - canal 01 observa-se entre 1080 m a 1180 m refletores inclinados interpretados como cordões arenosos progradantes em direção a linha de costa (Sul) (Figura 47). Profundidade (m) N Distancia (m) ,0 Refletores inclinados Figura 47 - Radargrama do trecho 04 - canal 01. S

53 Trecho 05 - canal 01, antena 200 MHz monoestática 45 O trecho 05 - canal 01 é apresentado na Figura 48: Distância percorrida 300 metros. Sentido N-S. Profundidade dos refletores de aproximadamente 1,0 m. Área de estudo Trecho 05 Figura 48 - Caminhamento com o GPR - RIS/MF 200 MHz ao longo do trecho 05 - canal 01. No trecho 05 - canal 01 observa-se entre 1280 m a 1300 m refletores inclinados interpretados como cordões arenosos progradantes em direção a linha de costa (Sul) (Figura 49). Entretanto o restante dos refletores percebe-se um padrão paralelo que se mantém, o que seria coerente com sedimentos argilosos associados lamas prodeltaicas (Figura 49) como citado para o modelo com antena de 80 MHz. Profundidade (m) N 0 1,0 2, Distância (m) 1400 S Figura 49 - Radargrama do trecho 05 - canal 01. Para ambas as antenas foram identificados refletores paralelos e inclinados em seus radargrama que para o presente estudo foram interpretados como intercordões ou lagunas e cordões arenosos progradantes respectivamente. Tanto no trecho 05 antena de 80 MHz como no trecho 05 - canal 01 antena de 200 MHz percebeu-se refletores paralelos associados a sedimentos argilosos como lamas prodeltaicas, coerentes com a localização da frente do paleodelta.

54 8.4 - Dados e resultados da SEV 46 Os resultados das sondagens elétricas verticais (SEV) foram obtidos coletando informações da eletrorresistividade de 04 (quatro) pontos espaçados 300 metros um do outro ao longo do caminhamento percorrido com o GPR, no sentido N-S, com o objetivo de investigar a espessura do pacote sedimentar sobre o embasamento, e serão apresentados a seguir: Interpretação dos dados da SEV SEV 02 (Figura 50): O primeiro ponto onde mediu-se a eletrorresistividade foi denominado de SEV 02 Coordenadas UTM: E/ N. Embasamento estimado aproximadamente a 22 metros de profundidade. Figura 50 - Localização da SEV 02 ao longo do caminhamento do GPR.

55 47 A) Curva da SEV B) Caracterização do perfil geoelétrico Figura 51 - Dados da SEV 02. O perfil geoelétrico produzido pela IDS - Sollum apresentou 3 camadas distintas, a primeira camada próximo a superfície com 5,17 m de profundidade, resistividade de 231,0 (ohm.m) e interpretado como solo arenoso seco. A segunda camada de 5,17 a 7,75 m de profundidade, resistividade de 53,4 (ohm.m) e interpretado como argila. A terceira camada de 7,75 m até 22,0 m de profundidade, resistividade de 3908 (ohm.m) e interpretado como arenito, saprolito ou rocha (embasamento).

56 SEV O segundo ponto foi denominado de SEV 03 (Figura 52): Coordenadas UTM: E / N Embasamento estimado aproximadamente a 22 metros de profundidade. Figura 52 - Localização da SEV 03. A) Curva da SEV B) Caracterização do perfil geoelétrico Figura 53 - Dados da SEV 03. O perfil geoelétrico produzido pela IDS - Sollum apresentou 3 camadas distintas, a primeira camada próximo a superfície com 1,12 m de profundidade, resistividade de 536,0 (ohm.m) e interpretado como solo arenoso seco. A segunda camada de 1,12 a 7,90 m de

57 49 profundidade, resistividade de 44,3 (ohm.m) e interpretado como argila. A terceira camada de 7,90 m até 22 m de profundidade, resistividade de 3901 (ohm.m) e interpretado como arenito, saprolito ou rocha (embasamento). SEV 04 O terceiro ponto onde se mediu eletrorresistividade foi denominado de SEV 04 (Figura 54): Coordenadas UTM: E / N Embasamento estimado aproximadamente a 22 metros de profundidade. Figura 54 - Localização da SEV 04 ao longo do caminhamento do GPR.

58 50 A) Curva da SEV B) Caracterização do perfil geoelétrico Figura 55 - Dados da SEV 04. O perfil geoelétrico produzido pela IDS - Sollum apresenta 3 camadas distintas, a primeira camada próximo a superfície com 1,50 m de profundidade, resistividade de 20,9 (ohm.m) e interpretado como solo arenoso seco. A segunda camada 1,50 até 1,89 apresentando resistividade de 38,0 (ohm.m) e interpretado como argila e outra de 1,89 até 3,79 m, resistividade de 8,5 (ohm.m) e interpretado como argila saturada ou turfa (encontrada em trabalhos de sondagens geomecânicas Carelli, 2008). A terceira camada de 3,79 m até 22,0 m de profundidade, resistividade de 3900 (ohm.m) e interpretado como arenito, saprolito ou rocha (embasamento).

59 SEV O quarto e ultimo ponto onde se mediu eletrorresistividade foi denominado de SEV 05 (Figura 56): Coordenadas UTM: E / N Embasamento estimado aproximadamente a 22 metros de profundidade. Figura 56 - Localização da SEV 05 ao longo do caminhamento do GPR. A) Curva da SEV B) Caracterização do perfil geoelétrico Figura 57 - Dados da SEV 04.

60 52 O perfil geoelétrico produzido pela IDS - Sollum apresentou 3 camadas distintas, a primeira camada próximo a superfície com 6,12 m de profundidade, resistividade de 22,3 (ohm.m) e interpretado como solo arenoso seco. A segunda camada de 6,12 a 6,80 m de profundidade, resistividade de 2,3 (ohm.m) e interpretado como argila. A terceira camada de 6,80 m até 22,0 m de profundidade, resistividade de 3910 (ohm.m) e interpretado como arenito, saprolito ou rocha (embasamento) Perfil de correlação dos perfis geoelétricos Através das quatro sondagens elétricas verticais (SEV) foi possível elaborar um perfil geoelétrico de correlação onde observou-se uma alternância areia/argila que já havia sido mencionada em Carelli, 2008 que associou estas facies à progradação deltaica. A camada de argila saturada (turfa) observada na SEV 04 pode estar relacionada à colmatação de uma laguna intercordão (Figura 58). N N 0,0 m 5,17 m 7,75 m Areia Argila 0,0 m 1,12 m 7,90 m 0,0 m Areia 1,50 m Areia 1,89 m Argila? 3,79 m? Argila saturada ou turfa Argila? S 0,0 m S 6,12 m 6,80 m Arenito Arenito Arenito 22,0 m 22,0 m 22,0 m 22,0 m Figura 58 - Perfil de correlação dos perfis geoelétricos perpendiculares aos cordões arenosos.

61 53 Vale ressaltar que o perfil de correlação obtido pelas SEV s onde pacotes de areia e argila se alternam se assemelham as obtidas em sondagens geomecânicas por Carelli, 2008, conforme a Figura 59. Figura 59 - Perfil de correlação das sondagens geomecânicas perpendiculares aos cordões arenosos no paleodelta do rio Mazomba-Cação (Carelli, 2008).