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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
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ANTENAS RECEPTORAS E TRANSMISSORAS
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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).


Sede da MALÅ Geoscience em Mala (Suécia)

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.


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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).


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    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.


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    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.


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    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.


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    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

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    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.


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    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.


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    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