Otimização de técnicas geoelétricas para caracterização estrutural e hídrica de maciços com porosidade fissural e cárstica.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cardoso, Luiz Henrique
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16960
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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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.Identifying and characterizing geological discontinuities is relevant for understanding and solving several geotechnical and hydrogeological problems, especially in rock masses with fissure and karst porosity. In the Quadrilátero Ferrífero region, media with fissure porosity predominate, but media with karstic porosity are also relevant, especially in ferruginous formations. Electrical Resistivity (ER) and Spontaneous Potential (SP) are low-cost geophysical methods that have been used for this purpose, but the great variability of geological conditions in these media makes it difficult to compare different techniques and data acquisition arrays. An alternative still little used to overcome this problem consists of applying these methods in reduced physical models, where the internal and boundary conditions are known, in association with numerical, direct, or inverse geoelectric modeling. In this research, the objective was to characterize the patterns of discontinuities and the flow conditions in physical models that replicate common conceptual models in this region, such as the fractured masses cut by two or three patterns of fracturing with varied attitudes and spacing, and the mass in ferruginous units with cavity with different types and orientations of conduits and saloons. Initially, direct numerical modeling was done for these conceptual models to predict the expected results of geoelectric surveys and, in this way, better dimension the reduced physical models. The comparison of different types of arrays and surveying techniques made it possible to optimize the application of these methods in the characterization of structural and water conditions in these masses. The results revealed that the Gradient array is very suitable for mapping vertical fractures, including for discerning individual fractures of the same set, followed by the Equatorial Dipole-Dipole and Quadratic azimuthal arrays. The latter have high accuracy for estimating fissure porosity. Optimal relationships were determined between the ideal interelectrode spacing for the identification of discontinuities with a certain spacing. The Dipole-Dipole array proved to be adequate for the identification of discontinuities when several interelectrode spacings were used in the survey lines, but rigorously compared with the Gradient, this was better. The Spontaneous Potential proved to be adequate to identify flow direction and aquifer drawdown in media with fissure porosity. Moisture around iron caves can attenuate the electrical signal or even mask the high resistivity of gaps filled with air.Bacellar, Luis de Almeida PradoBacellar, Luis de Almeida PradoBarbosa, Maria Sílvia CarvalhoAranha, Paulo Roberto AntunesAguiar, Cibele Clauver deElis, Vagner RobertoCardoso, Luiz Henrique2023-07-14T19:26:04Z2023-07-14T19:26:04Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCARDOSO, Luiz Henrique. Otimização de técnicas geoelétricas para caracterização estrutural e hídrica de maciços com porosidade fissural e cárstica. 2023. 143 f. Tese (Doutorado em Geotecnia) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16960http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/07/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2023-07-14T19:26:13Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/16960Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332023-07-14T19:26:13Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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