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Método GPR
O radar de penetração em solo, GPR (ground penetrating radar), é um método geofísico de superfície
que se utiliza da propagação de ondas eletromagnéticas de alta frequência, entre 10 a 2500MHz, para mapear
estruturas e feições geológicas rasas em sub-superfície ou ainda para mapear objetos enterrados.
| Frequência central (MHz) |
| 1000 | 400 | 200 | 100 | 50 | 25 | 10 |
| Profundidade Máxima de Penetração(m) |
| 1 | 2 | 4 | 25 | 30 | 40 | 50 |
| Frequência central (MHz) |
| 200 | 100 | 50 | 25 |
| Resolução vertical (m) |
0,25 | 0,50 | 1,00 | 2,00 |
O gpr assemelha-se ao método de reflexão sísmica e ao sonar, no princípio físico e na metodologia de
levantamento de campo, com a exceção de que é baseado na reflexão de ondas eletromagnéticas.
O princípio físico do gpr consiste na emissão de ondas eletromagnéticas que são geradas através
de um curto pulso de alta frequência e que, por sua vez, são repetidamente radiadas para dentro
da massa de solo ou outro material (e.g., rocha ou concreto) por uma antena transmissora. A propagação
do sinal e aprofundidade de alcance das ondas eletromagnéticas dependem da frequência do sinal emitido e
das propriedades elétricas dos materiais (i.e., condutividade elétrica, permissividade dielétrica e
permeabilidade magnética). As variações nessas propriedades fazem com que parte do sinal emitido seja
refletida; essas ondas, então refletidas e difratadas em sub-superfície, são recebidas por outra antena
também posicionada em superfície e denominada antena receptora. A energia refletida é registrada
em função do percurso (tempo duplo), que é amplificada, digitalizada e armazenada,
para posterior processamento.
ANTENA DE 100MHZ BLINDADA
ANTENAS RECEPTORAS E TRANSMISSORAS
Infraestrutura
O Grupo GPR_PUC conta com equipamentos da MALÅ Geoscience e opera
com antenas blindadas e antenas todo-terreno (RTA's – rough terrain antenas).
Antenas
As antenas blindadas da MALÅ são usadas para levantamentos que necessitam de uma alta resolução.
A sua construção faz com que elas sejam especialmente dedicadas a investigações urbanas ou
em locais com muito ruído.
ANTENA DE 100MHz
A antena de 100 MHz é a antena blindada com frequência mais baixa e
é utilizada em aplicações que necessitam resolução média a baixa
(i.e., aplicações geológicas e geotécnicas).
ANTENA DE 250MHz
A antena de 250MHZ é uma antena de uso geral e é empregada em
aplicações com penetração de até 4m de profundidade. Ela apresenta
uma resolução média e é geralmente empregada na detecção de
utilidades, tanques enterrados e vazios.
ANTENA DE 500MHz
A antena de 500MHZ é a nossa antena mais popular. Ela possui capacidade de
penetração de até 3m de profundidade e apresenta uma boa resolução.
É geralmente empregada na detecção de utilidades.
ANTENA DE 800MHz
A antena de 800MHz fornece uma boa resolução para investigações rasas
(i.e., até 1m de profundidade). Ela é empregada na detecção de vazios
sob pavimentos e na inspeção de paredes diafragmas.
ANTENAS TODO-TERRENO
As antenas todo-terreno são empregadas em aplicações em que o acesso é problemático.
O seu formato em "cobra" permite manter um perfeito contato com o terreno,
fornecendo bom resultados nos mais difíceis ambientes. Elas possuem baixa
frequência e grande penetração.
Programas Computacionais
GROUND VISION 2
O grupo de geofísica aplicada GPR_PUC emprega o programa GroundVision 2 como a sua plataforma de
aquisição de sinais. O GroundVision 2 oferece uma interface amigável no gerenciamento e impressão
de arquivos. O programa permite a aplicação de filtros no decorrer da aquisição e no pós-processamento
dos sinais. O GroundVision 2 ainda permite a aquisição de sinais do GPS durante a aquisição
possibilitando o georreferenciamento da mesma.
RAD EXPLORER GPR
O GPR_PUC emprega o programa computacional RadExplorer GPR para o processamento dos dados adquiridos.
O programa é uma ferramenta amigável que permite o processamento dos sinais adquiridos no decorrer do
levantamento. Ele possibilita a definição manual ou semi-automática de camadas e realiza a conversão do
tempo para profundidade empregando um modelo de velocidade de propagação de ondas. Além disto,
o RadExplorer possibilita editar modelos estatigráficos.
OBJECT MAPPER
Nos projetos de detecção de utilidades em sub-superfície, o GPR_PUC emprega o programa computacional
Object Mapper para interpretar os dados gerados pelo levantamento. O programa emprega algoritmos
para estruturar os dados do levantamento, encontrando anomalias e mostrando-as imediatamente.
Ele possui uma interface gráfica com arquivos dos programas gráficos da Autodesk que permite locar
em plantas a posição das utilidades em sub-superfície.
GPS MAPPER
Finalmente, aproveitando a interface de aquisição de sinais do GPS, o programa GPS Mapper emprega
as interpretações do RadExplorer com as coordenadas geográricas adquiridas pelo GPR e permite a sua
visualização na plataforma Google Earth.
Acessórios
TRATOR ANFÍBIO 8x8
O GPR_PUC emprega um trator anfíbio 8x8 nos levantamentos realizados em
grandes áreas e em locais de difícil acesso. O veículo possibilita a aquisição
mantendo uma velocidade constante de 4km/h.
CARRINHO DOTADO COM ODÔMETRO
O GPR_PUC emprega um carrinho dotado com odômetro nos levantamentos
destinados a detecção de utilidades em sub-superfície e na inspeção
de pavimentos. O carrinho possibilita o acoplamento das antenas blindadas de
250MHZ, 500MHZ e 800MHZ, bem como do monitor e da unidade
de aquisição de controle.
GPS DA MARCA ASHTEC
Os levantamentos são georreferenciados através do emprego de
uma unidade GPS da marca ASHTEC que permite a unidade de controle
adquirir simultaneamente os sinais do GPR e do GPS.
Contato
Professor José Araruna
e-mail: araruna@puc-rio.br
Departamento de Engenharia Civil
Rua Marquês de São Vicente, 225 – Gávea
Rio de Janeiro, RJ – CEP: 22453-900
Telefones: (21) 3527-1188/1189/1190