Caracterização geofísica de alvos rasos com aplicações no planejamento urbano e meio ambiente: estudos sobre o sítio controlado do IAG/USP

RESUMO A implantaA§A£o do SA­tio Controlado de GeofA­sica Rasa (SCGR), do Instituto de Astronomia, GeofA­sica e CiAancias AtmosfA©ricas (IAG), da Universidade de SA£o Paulo (USP), A© um marco na histA³ria da geofA­sica nacional. Trata-se do primeiro local de estudos controlados de geofA­sica rasa, instalado no Brasil. O SCGR estAi localizado prA³ximo ao Instituto de FA­sica, em frente ao IAG/USP, compreendendo uma Airea de 1500 m 2  (50 m A— 30 m). Nesta Airea, foram instalados diferentes alvos, com dimensAµes variadas e em diferentes profundidades, dispostos em sete linhas de 30 metros. Os alvos escolhidos tiveram como finalidade reproduzir uma pequena amostra dos principais objetos que sA£o encontrados em ambiente urbano. O objetivo do estudo foi o de caracterizar os alvos instalados no SCGR, por meio da utilizaA§A£o de diferentes mA©todos geofA­sicos, com Aanfase no mA©todo  Ground Penetrating Radar  (GPR), seguido dos mA©todos de eletrorresistividade e eletromagnA©tico indutivo (EM-38). Esta caracterizaA§A£o consistiu em avaliar o desempenho e a confiabilidade dos mA©todos geofA­sicos, quando aplicados sobre alvos com propriedades fA­sicas conhecidas. A coleta de dados foi realizada antes e depois da instalaA§A£o do sA­tio controlado, permitindo, assim, a caracterizaA§A£o geofA­sica do meio ( background  ) e dos alvos. Os resultados geofA­sicos foram apresentados na forma de perfis 2D e de cortes em profundidade em blocos volumA©tricos, Quase-3D. Os dados geofA­sicos do  background  evidenciam uma camada de aterro, com espessura de atA© 2,8 metros, repousando sobre sedimentos argilosos da planA­cie de inundaA§A£o do rio Pinheiros. O EM-38 possibilitou o mapeamento de todos os objetos metAilicos enterrados atA© a profundidade mAixima de 1,5 metro. A identificaA§A£o de alguns alvos metAilicos, enterrados na profundidade de 0,5 metro, tambA©m foi possA­vel com os resultados de cargabilidade. Os dados de resistividade elA©trica permitiram a identificaA§A£o de um tubo metAilico guia, enterrado no centro da Airea, a 0,5 metro de profundidade, e de alvos representativos de materiais geolA³gicos. Os resultados de GPR permitiram o imageamento da maioria dos alvos implantados na Airea do SCGR, com melhor resoluA§A£o aqueles que mostram maior contraste dielA©trico. A pesquisa contribui para o refinamento dos mA©todos de campo aplicados aos problemas reais do cotidiano, principalmente, em estudos de geotecnia, planejamento urbano, arqueologia e meio ambiente. ABSTRACT The implantation of the Shallow Geophysical Test Site (SCGR) of the Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences Institute (IAG), from University of SA£o Paulo (USP), is a mark in national geophysical history. It is the first site shallow geophysical study site installed in Brazil.This Test Site is located next to Physics Institute in front 'of IAG/USP, comprehending an area of 1500 m 2  (50 m A— 30 m). In this area, different targets were installed, with varied dimensions and different depths, buried in seven lines of 30 meters. Targets were chosen aiming at reproducing a small sample of main objects found in urban environment. The goal of the study was characterizing targets installed in SCGR by using different geophysical methods with emphasis in Ground Penetrating Radar (GPR), electric and inductive electromagnetic (EM-38) methods. This characterization consisted in evaluating the performance and reliability of geophysical methods, when applied in targets whose physical properties are well-known. Measurements were carried out before the targets installation in subsurface, in order to obtain data from land background or geologic horizons before disturbances. In a second stage, geophysical data were obtained after target installation. Geophysical results were shown in 2D profiles, and depth slices in volumetric blocks, Quasi-3D. Geophysical data from land background showed an earthwork layer, with thickness up to 2.8 meters, above loamy sediments of Pinheiros River. EM-38 enabled the mapping of all metallic targets buried until 1.5 meter of maxim depth. The identification of some metallic targets also buried in the depth of 0.5 meter was possible with chargeability results. Electric resistivity data allowed the identification of a metallic tube buried at the centre of the area, to 0.5 meter of depth, and of representative geological materials targets. GPR results identified of the majority of targets buried in SCGR with better resolution than those ones shown highest dielectric contrast. This research contributes for geophysical method refinement applied to everyday problems mostly in geotechnical, urban planning, archaeological and environmental studies.