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GPR para localização de utilitário enterrado

GPR para localização de utilitário enterrado

A

parte fundamental do planejamento do projeto é saber exatamente o que existe sob a superfície de um local. Este estudo de caso demonstra um uso comum de GPR: GPR para localização de serviços públicos enterrados

Introdução

O Radar de Penetração no Solo (GPR) usa ondas de rádio para localizar objetos e estruturas subterrâneas de forma não destrutiva em materiais como solo, rocha, concreto, asfalto, madeira e água. Sensors & Software Inc. é um fabricante de GPR reconhecido mundialmente por seu compromisso com a excelência técnica, inovação contínua e atendimento ao cliente responsivo. Você encontrará seus produtos em uso para inúmeras aplicações por engenheiros, mineiros, arqueólogos, geólogos, bem como militares, segurança e policiais.

Uma das principais áreas de aplicação do GPR é a detecção e o mapeamento de utilitários enterrados. A seguir, abordamos a metodologia de campo e as características de instrumentação GPR relacionadas.

Por que usar GPR para localização de utilitários?

Desde que o alvo possa ser exposto para conexão ou a corrente possa ser induzida, corrente suficiente flui no alvo e o detector seja suficientemente sensível para detectar o campo magnético criado pela corrente, então esta técnica funciona bem e é muito econômica.

Quando o acesso é difícil, a corrente elétrica não flui (ou seja, elemento não metálico ou conexão interrompida) ou o ruído externo torna a detecção impossível, o GPR oferece uma alternativa. GPR fornece sua própria fonte de energia, detecta objetos metálicos e não metálicos, bem como condições de solo perturbadas e outras estruturas enterradas.

As ferramentas e métodos de localização de utilitários enterrados são bastante diversos. A abordagem mais comum é energizar tubos e cabos de metal com correntes elétricas e usar um sensor de campo magnético para detectar a corrente.

GPR detecta objetos metálicos e não metálicos
GPR detecta objetos metálicos e não metálicos

O GPR tem suas limitações. Os sinais de ondas de rádio GPR são absorvidos pelo solo com alguns solos (argilas, salinas), limitando muito a profundidade de exploração. A eficácia do GPR é, portanto, específica do local e varia muito de um lugar para outro.

Outras abordagens diretas para detecção de utilidades são valas, escavações manuais ou a vácuo para expor recursos. Conhecimento prévio e desenhos as-built precisos são necessários para ser eficaz com essas técnicas. Freqüentemente, eles não estão disponíveis ou não são suficientemente precisos.

A abordagem de bom senso para localização é usar todas as ferramentas disponíveis. A compreensão de onde e quando uma determinada abordagem é mais econômica vem da experiência, prática comercial e técnicas de construção locais.

Metodologia para usar GPR para localizar utilitários enterrados

O GPR é implantado de duas maneiras para localização de utilitário:

O mais comum é localizar e marcar conforme você avança. O segundo é mais poderoso; mapear a área para criar imagens de subsuperfície ou fatias de profundidade.

O primeiro método funciona bem em solos favoráveis ​​e ambientes ordenados. A abordagem de mapeamento fornece separação de alvos por sua continuidade espacial e é especialmente útil em condições complexas. Ambas as abordagens são descritas abaixo.

Dados da pesquisa GPR
O segundo é mais poderoso; mapeando a área para
crie imagens de subsuperfície ou cortes de profundidade.

Dados da pesquisa GPR
O mais comum é localizar e marcar conforme você avança.

Localizar e marcar

Localizar e marcar é a maneira mais comum de usar GPR para rastrear utilitários. É muito semelhante ao uso de detectores de utilitário de rastreamento de corrente tradicionais. O sensor GPR é movido ao longo de varreduras perpendiculares ao eixo de utilidade previsto (consulte a Figura 1). Quando a unidade GPR cruza o utilitário, a imagem mostra uma forma hiperbólica (V invertido), como mostrado na Figura 2. O ápice ou topo da hipérbole é a posição do utilitário. A distância até o topo da hipérbole é uma estimativa da profundidade.

Movendo o GPR para frente e para trás e marcando o solo onde o topo da hipérbole é observado, o alinhamento da utilidade do subsolo pode ser traçado como os X na Figura 1 indicam. Por exemplo, um alinhamento de esgoto pluvial de concreto foi localizado sob asfalto na Figura 3. As localizações das 3 linhas de levantamento perpendiculares e guarante que os mesmos estão indicado na fotografia da Figura 3 e as imagens de dados são mostradas na Figura 4. O V invertido visível em cada transecto, identifica claramente o alinhamento do tubo.

Usando GPR Localizar e Marcar para rastrear utilitários
Usando GPR Localizar e Marcar para rastrear utilitários

Observe na Figura 4 que, à medida que o tubo se aprofunda, a força da resposta hiperbólica no transecto GPR fica mais fraca. Isso é o resultado do sinal GPR sendo atenuado à medida que viaja mais fundo no subsolo. Em todos os solos, eventualmente, o sinal GPR será completamente absorvido e apenas o ruído de rádio ambiente na área será detectado pelo receptor GPR. Para ver o alvo mais profundo possível com um GPR, é importante ter um sistema silencioso e altamente sensível. A Figura 5 mostra a resposta de um tubo de amianto de concreto que é sutil, mas visível.

Pesquisa de mapeamento GPR
A resposta de um tubo de amianto de concreto que é sutil, mas visível

Mapeamento

Em algumas situações, as condições do solo são complicadas e / ou não há conhecimento a priori do que está enterrado. O mapeamento fornece uma maneira poderosa de lidar com essas condições de mudança.

Levantamento GPR para dados de localização de concessionárias enterradas são adquiridos em uma grade retilínea de linhas para obter cobertura de área completa
Os dados de levantamento GPR para localização de concessionárias enterradas são adquiridos em uma grade retilínea de linhas para obter cobertura completa da área.

Em uma pesquisa de mapeamento, os dados são coletados sobre uma área de forma controlada para cobrir 100 por cento da área.

Na maioria das vezes, os dados são adquiridos em uma grade retilínea de linhas para obter uma cobertura de área completa, conforme ilustrado na Figura 6.

Enquanto travessias individuais podem permitir que alguns recursos sejam marcados, o foco principal é adquirir e registrar os dados para permitir um mapa da área gerado por computador.

A resposta GPR é confusa e complexa, tornando a identificação exclusiva de um utilitário enterrado muito difícil ao olhar para uma única transversal.

Por exemplo, um levantamento em grade foi realizado em uma área coberta por grandes rochas.

Ao mesclar todos os dados para criar uma imagem de volume, os mapas de fatias em diferentes profundidades tornam os recursos lineares longos prontamente visíveis.

Os resultados para a área da grade são mostrados na Figura 7. A figura mostra fatias de profundidade em 0.5 me 1.1 m para o levantamento da grade. A característica linear próxima à parte inferior da fatia de 0.5 m de profundidade é um cabo de energia elétrica enterrado que alimenta os padrões de luz.

O recurso próximo ao topo da fatia é uma linha de irrigação de água. O traço diagonal na fatia de 1.1 m é um ralo de concreto.

Mostrar o resultado da pesquisa GPR na Visualização de Fatia de Profundidade
Mostrando o resultado da pesquisa GPR na Visualização de Fatia de Profundidade a 0.5 me 1.1 m

Instrumentação

Os sistemas GPR que operam na faixa de frequência de 100 a 500 MHz oferecem o melhor compromisso entre resolução espacial e profundidade de exploração. Essas frequências determinam o tamanho do sensor que é melhor implantado em um carrinho. Para maximizar a sensibilidade do sistema e minimizar a interferência, os carrinhos devem ser construídos com materiais não metálicos. o Sistema LMX200 fornece um excelente exemplo de um sistema GPR otimizado para localização de utilitários. O carrinho dobrável é construído com componentes de fibra de vidro não metálicos resistentes, tem rodas de grande diâmetro e display de dados altamente visível. O sistema foi projetado para facilitar o transporte e o armazenamento. Configurar o tempo desde a chegada ao local até o início da coleta de dados leva apenas um ou dois minutos.

A unidade de exibição é um computador de campo robusto para gravação e exibição de dados. À prova de intempéries, visível em todas as condições de iluminação, incluindo luz solar intensa, a unidade de exibição foi projetada para condições de campo difíceis e funciona em uma ampla faixa de temperatura. A unidade de exibição integrada, a bateria e o hodômetro facilitam as pesquisas controladas. Um dia inteiro de pesquisa requer apenas uma bateria de célula de gel recarregável. O posicionamento GPS é projetado no sistema LMX200.

O firmware do sistema inteligente e de fácil utilização do Display torna a operação simples e direta, seja no modo Localizar e marcar ou conduzir um levantamento da grade para criar imagens de uma área complexa. Durante a aquisição de dados, a seta de backup fornece a precisão exata da localização exata de um alvo.

Para levantamentos de grade, o operador é guiado em cada etapa da aquisição pelo programa de controle interativo ergonômico exclusivo para garantir a imagem completa. O kit de campo Grid fácil de Sensores e Software facilita a realização de pesquisas.

Baixe o estudo de caso: GPR para localização de concessionárias enterradas

O radar de penetração no solo é uma ferramenta comprovada para mapeamento de utilidades subterrâneas e avaliações ambientais; especialmente na localização e mapeamento de USTs ativos e abandonados. Ao aprender sobre o GPR, a prática recomendada é revisar vários estudos de caso para desenvolver uma compreensão da variabilidade. Verifique outras informações úteis na guia de recursos para saber mais. Usar Contacto or Pergunte ao especialista para entrar em contato com nossos especialistas em aplicativos que podem ajudá-lo a acessar a vasta gama de informações técnicas de Sensores e software.

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