A primeira pergunta que normalmente alguém faz sobre o GPR é: “Qual a profundidade que ele consegue ver?”. Embora ouçamos essa pergunta diariamente, ainda não temos uma resposta rápida e direta para ela. A resposta mais curta é: “Depende”. Uma resposta melhor, mas ainda não muito específica, é: “Se você está trabalhando em água doce, 1 a 40 metros, no solo, 1 a 100 metros, no gelo, ainda mais fundo”.
A razão pela qual não podemos responder a esta pergunta é simplesmente porque a profundidade de penetração do GPR depende de muitos fatores, incluindo a frequência da antena GPR, a potência do transmissor GPR, o número de pilhas, perdas por espalhamento em materiais heterogêneos e o nível de radiofrequência de fundo barulho. No entanto, o maior fator são as propriedades elétricas do material que está sendo varrido, especificamente a condutividade elétrica desse material (Figura 1).
A maioria das pessoas já ouviu falar que solos argilosos são “ruins” para a penetração de GPR. A razão subjacente de que solos ricos em argila não são bons para penetração profunda com GPR é porque a argila tem alta condutividade elétrica. Outros materiais comuns com alta condutividade elétrica são solos siltosos, água do mar e, claro, metal. Uma das primeiras lições que os operadores GPR aprendem é não esperar ver através do metal.
(à esquerda) permite que os sinais GPR viajem mais profundamente no meio do que a alta condutividade elétrica (à direita).
Estimando a penetração GPR no solo
Ocasionalmente, temos um cliente que tem uma medição da condutividade elétrica de uma área que está interessado em escanear com GPR. Essas informações são geralmente de outro levantamento geofísico realizado na área, como um levantamento de resistividade elétrica ou um levantamento eletromagnético (EM). Com essas informações, a profundidade de penetração que seria alcançada com o GPR em metros pode ser estimada pela expressão:
Profundidade (m) = 40σ
onde, σ é a condutividade elétrica expressa em milisiemens por metro (mS / m)
Se a medição for resistividade em ohm-metros, a fórmula se torna:
onde, ρ é a resistividade expressa em ohm-metros (ohm-m)
Estimando a penetração GPR em água doce
Se você estiver interessado em usar o GPR em água doce, existe também uma fórmula, relacionada às anteriores, para estimar a profundidade de penetração ao usar o GPR. Requer uma propriedade da água, comumente medida por hidrologistas, chamada total de sólidos dissolvidos ou TDS. Se você tiver uma medição de TDS da água que deseja digitalizar com GPR, use esta expressão para estimar a profundidade de penetração do GPR na água:
onde, TDS é medido em miligramas por litro (mg / l) ou partes por milhão (ppm)
A tabela abaixo resume essas fórmulas usando valores típicos para valores de condutividade elétrica e resistividade para os vários materiais. Lembre-se: as fórmulas fornecem uma estimativa do melhor caso da profundidade de penetração; fatores adicionais, incluindo frequência da antena, potência do transmissor e sensibilidade do receptor, conforme mencionado acima, também precisam ser considerados. Da mesma forma, raramente as pesquisas GPR são conduzidas por meio de um material puro; na maioria das vezes, a subsuperfície é uma mistura heterogênea de diferentes materiais, resultando em espalhamento de sinal que também reduz a penetração.
| Material | Condutividade elétrica (mS / m) | Resistividade elétrica (ohm-m) | Sólidos totais dissolvidos (ppm) | Profundidade de penetração (m) |
|---|---|---|---|---|
| ar | 0 | 0 | ∞ | |
| Gelo neve, | 0.1 | 10,000 | 400+ | |
| Granito, Mármore | 0.4 | 2500 | 100 | |
| Areia seca, calcário | 1 | 1000 | 40 | |
| Areia molhada, cascalho | 2 | 500 | 20 | |
| Silt | 20 | 50 | 2 | |
| Argila, concreto | 50 | 20 | 1 | |
| Água doce (baixo TDS) | 45 | 40 | ||
| Água doce (alto TDS) | 3700 | 0.5 | ||
| Água do mar | 40,000 | 0.01 |
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