ANÁLISE DO EMPREGO DO GPR PARA ESTIMAR O TEOR DE UMIDADE DO SOLO A PARTIR DE UM ESTUDO NA CIDADE DE SÃO PAULO

Abstract

Este trabalho apresenta resultados de estudos visando à estimativa dos teores de umidade de solos superficiais comGPRem uma área teste na cidade de São Paulo/SP, Brasil, e à análise da acurácia dos processos envolvidos. Foram empregadas duas metodologias diferentes: i) ajuste linear dos tempos de chegada da onda direta no solo para diferentes afastamentos; ii) diferenças dos tempos de chegada da onda aérea e da onda direta no solo para um único afastamento. Utilizamos o equipamento da RAMAC Mala Geosciences com antenas de 50 MHz, 100 MHz e 200 MHz. A aquisição constituiu-se de diversos perfismulti-offset(múltiplos afastamentos) com o emprego da geometriaWARR(Wide Angle Reflection and Refraction) ao longo de um perfil em três períodos climáticos distintos (seco, intermediário e úmido). Sendo o incremento entre os traços dos perfismulti-offset0,2 m para a antena de 50 MHz e 0,1 m para as antenas de 100 MHz e 200 MHz. Concomitantemente ao levantamentoGPRforam coletadas amostras de solo a intervalos de 0,5 m desde a superfície do terreno até a profundidade aproximada de 4,0 m para a determinação de seus teores de umidade em laboratório. Os resultados doGPRapresentaram boa correlação com os dados obtidos através das análises de laboratório, sendo que os obtidos com as antenas de freqüência central de 200 MHz propiciaram os melhores resultados. Os dois métodos empregados apresentaram diferentes acurácias. O método da diferença dos tempos de chegada da onda aérea e da onda direta no solo foi o menos preciso devido à ocorrência de um deslocamento de tempo da reta de ajuste dos tempos de chegada da onda direta no solo no afastamento zero. Esses resultados mostraram que, nesses casos, é importante aplicar um fator de correção para melhorar a acurácia dos resultados finais.

Keywords :GPR; teor de umidade; solos.

ABSTRACT

This paper shows the results of soil moisture content measurements by GPR tests in a study area in São Paulo City, Brazil and discuss some aspects related to the accuracy of them. Two different data interpretation methods were used: i) lineal adjustment of the arrival times of ground wave for different antenna separation; ii) time differences between the air and ground wave arrival times at a single antenna separation. We used the RAMAC Mala Geosciences system with 50 MHz, 100 MHz and 200 MHz antennas. The GPR survey was constituted of several multi-offset acquisition, using the WARR (Wide Angle Reflection and Refraction) geometry along of the profile in three different time periods (dry, intermediate and wet seasons). The distance increment between each WARR arrangement and traces was 0.1 m for the 100 MHz and 200 MHz antennas and 0.2 m for the 50 MHz. At the same time of each GPR survey, soil samples, from 0.5 m up to 4 m depth, were collected, in 0.5 m intervals, for water content analysis in laboratory tests. The GPR data showed a good correlation with the laboratory data, but the results from the 200 MHz antennas were the best one. The two data interpretation methods showed different accuracies. The time differences method was less precise due to the time shift in the ground wave arrival time at zero antenna offset that occurred in this survey. These results showed that it is very important to apply a correction factor for this effect, when it is present.

Keywords :GPR; moisture content; soil.