Muitas áreas do mundo, especialmente terras que se formaram em partes tropicais do mundo, são cobertas por calcário (Figura 1). O calcário é uma rocha sedimentar carbonática que geralmente consiste em corpos de carbonato de cálcio de trilhões de criaturas marinhas, como corais e conchas, cimentadas para formar rocha.
O carbonato de cálcio é solúvel em água, o que significa que se dissolve em água; não um alto nível de solubilidade como o sal, mas o suficiente para que, conforme a água se move através do calcário ao longo de centenas ou milhares de anos, a rocha calcária pode se dissolver lentamente e cavidades se formam dentro dela. Para áreas com rocha calcária, como a Flórida nos EUA, isso pode causar problemas significativos quando os humanos constroem uma estrutura na superfície. As notícias mostram-nos os resultados: sumidouros abrindo de repente e engolindo edifícios, estradas, carros e tragicamente, até pessoas.
O GPR tem sido usado com sucesso para localizar cavidades subterrâneas, grandes e pequenas, por décadas. O espectro vai desde o uso de GPRs de alta frequência central (1000 MHz) para encontrar vazios de algumas polegadas de profundidade sob laje de concreto em armazéns e fábricas, até o uso de frequências centrais médias (200 a 500 MHz) para encontrar vazios maiores sob estradas e pistas, e também, ao uso de GPRs de baixa frequência central (12.5 a 100 MHz) para encontrar grandes cavernas para levantamentos geotécnicos e pesquisa geológica. Em todos os casos, a física é a mesma; a transição de um material como rocha, concreto ou asfalto para o ar ou água no vazio resulta em um limite altamente reflexivo para os sinais GPR refletirem.
Este estudo de caso apresenta uma pesquisa GPR coletada em uma ilha do Caribe onde uma grande estação de geração elétrica seria construída. Antes do início do projeto, os engenheiros geotécnicos queriam encontrar cavidades que pudessem atrapalhar a construção. A Forrest Environmental da Virgínia, EUA, foi contratada para pesquisar um local com um sistema pulseEKKO® usando antenas de frequência central de 100 MHz e o receptor Ultra. O site foi nivelado o suficiente para permitir que os dados sejam coletados rapidamente usando uma configuração SmartCart (Figura 2). O sistema incluiu um GPS para posicionamento de dados.
Vários levantamentos de rede foram coletados no local. A grade 1 consiste em 31 linhas paralelas, cada uma com cerca de 30 m de comprimento e espaçadas de 1 m entre si. O comprimento total da linha para a grade é de 930 m.
Durante a coleta de dados, um refletor forte e espacialmente limitado e muitos outros menores eram visíveis em muitas das linhas de grade GPR, suspeitas de ser o topo das cavidades (Figura 3).
Após o término da coleta de dados do GPR da grade, os dados foram transferidos para um computador e o módulo SliceView, parte do software de análise EKKO_Project ™ GPR, foi usado para processar os dados da grade em fatias de profundidade; cada fatia tem 25 cm de espessura, a espessura padrão para dados de frequência central de 100 MHz. Cortando para baixo através dos dados, o refletor forte abrange uma área bem definida, a uma profundidade de aproximadamente 2.25 m, aumentando a confiança de que o refletor veio do topo de uma cavidade (Figura 4).
Com base nos mapas GPR, os engenheiros geotécnicos do projeto decidiram escavar para confirmar que o refletor forte era uma cavidade (Figura 5).
Como resultado da bem-sucedida pesquisa GPR para identificar cavidades antes do início da construção, os engenheiros do local puderam planejar a construção ao redor das cavidades e preencher outras para que o projeto fosse adiante com segurança, economizando tempo e dinheiro no processo evitando surpresas e pedidos de alteração de engenharia caros.
História cortesia de Andy Forrest, Forrest Environmental Inc, com sede na Virgínia, EUA.
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