Métodos Geofísicos aplicados em Aterro Sanitário

Hoje em dia, a geofísica aplicada tem sido muito utilizada na área ambiental, especialmente na investigação de plumas de contaminação, pois permitem uma cobertura espacial e em profundidade da subsuperfície sem intervenção direta no meio, não apresentando risco aos sistemas operacionais do aterro. Diversos estudos e pesquisas têm sido realizadas em locais de deposição de resíduos sólidos, em que há suspeita de contaminação gerada pelo líquido que percola do lixo, o chorume.

Você já teve curiosidade em compreender mais sobre esse assunto? No texto abaixo, vamos abordar mais explicações sobre os métodos geofísicos aplicados em Aterro Sanitário. 

Fonte: Esclarecimentos sobre a concessão do aterro sanitário de Brasília. Agência Brasilia, Brasília, 21 de maio de 2021. Disponível em: . Acesso em: 11 de julho de 2018.

Como ocorre a pluma de contaminação?

As unidades de disposição de resíduos sólidos, propícias à ação da água, constituem-se em fontes de contaminação do solo e dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos. Nos aterros sanitários, parte da água ao atingir a superfície, escoa superficialmente ou acumula-se e outra parte infiltra-se, onde posteriormente ocorre a evaporação ou, caso o aterro não tenha impermeabilização efetiva na base, a água contaminada percola para o subsolo. 

Assim, a água percolada através dos resíduos compõe o chorume, que contém bastante matéria orgânica e íons em solução. Estes íons interagem com as fases sólida, líquida e gasosa do solo e a sua microfauna e flora, afetando o transporte e/ou retenção dos íons. Essa interação juntamente com o fluxo da água subterrânea é o que vai definir o tamanho e a direção da pluma de contaminação.

Quando os contaminantes atingem o solo é necessário compreender: o que é o solo, sua constituição, sua estrutura e suas interações com os contaminantes. Também é imprescindível conhecer os mecanismos de transporte dos contaminantes no solo.

Formação da pluma de contaminação sob depósito de resíduos (adaptado de SOARES et al, 2005). Fonte: Soares et al., 2005.

Quais métodos geofísicos aplicados em aterro sanitário são eficientes?

Os métodos geofísicos aplicados em aterro sanitário proporcionam investigar aquíferos contaminados nessas áreas, portanto, a melhor opção de diagnóstico é proporcionada pela aplicação de métodos geofísicos, não invasivos e de ampla cobertura espacial. Assim, para esse tipo de investigação utiliza-se na maioria dos casos o método geofísico da eletrorresistividade, que consiste na injeção de uma corrente elétrica em subsuperfície por meio de eletrodos de corrente e leitura da diferença de potencial criada. 

Os materiais geológicos exibem distintas resistências na passagem da corrente e o contraste na resistividade elétrica admite a caracterização da subsuperfície (TELFORD et al., 1990). O chorume é uma solução salina com elevada condutividade, passível de identificação em um meio geológico de alta resistividade. Além dessa aplicação a geofísica aplicada a engenharia é outra área em elevado crescimento

Quando o interesse do estudo é conhecer as variações laterais e verticais da resistividade elétrica do meio utiliza-se a técnica da Tomografia Elétrica (ERT), onde os eletrodos são expandidos simetricamente a partir de um centro que permanece fixo e cujas profundidades de investigação crescem com o aumento da distância entre os eletrodos de corrente (A e B). 

Existe uma variedade de técnicas de aplicação de ensaios que possibilitam a investigação no sentido vertical (sondagem elétrica) ou lateral (caminhamento elétrico) e uma variedade ainda maior de arranjos de campo (Schlumberger, Wenner, dipolo-dipolo, polo-dipolo, Lee, entre outros) conferem ao método uma grande versatilidade. Assim, com as várias possibilidades de aplicação de ensaios de campo é possível a utilização de técnicas e arranjos diferentes que atendam às necessidades de investigação dos mais variados parâmetros geológico-geotécnicos para a caracterização da área e determinação da zona contaminada.

A aplicação de caminhamento elétrico dipolo-dipolo auxilia no mapeamento da zona contaminada (posição dos resíduos e frente de contaminação) e as sondagens elétricas com arranjos Schlumberger e dipolar auxilia na determinação da profundidade da zona saturada e da espessura dos materiais inconsolidados, além da espessura da camada de resíduos. 

Esse conjunto de informações é fundamental na caracterização de áreas utilizadas para disposição de resíduos urbanos, em vista das necessidades de monitoramento para o acompanhamento dos problemas ambientais.

Estudo de Caso (Global Image): Ilustração esquemática de uma aquisição utilizando a técnica da Tomografia Elétrica, neste caso para o arranjo dipolo-dipolo.

Além do método geofísico da eletrorresistividade, em alguns casos também se utiliza o método eletromagnético (EM) e o GPR – Radar de Penetração no Solo. No método eletromagnético indutivo, usa-se a técnica de dupla bobinas de fonte móvel: uma bobina transmissora Tx e outra receptora Rx, conectadas por um cabo de referência. E no GPR, a antena a ser utilizada dependerá do tipo de solo no local da investigação (entre 10 e 2500 Mhz).

Como são dispostos os resultados da geofísica aplicada a aterros sanitários?

Após a aplicação dos métodos geofísicos aplicados em aterro sanitário, acontece a rotina de processamento dos dados, onde os resultados das seções de eletrorresistividade obtidas em campo são processados. A partir deles, são mostradas seções de resistividade aparente medidas e calculadas, bem como o resultado final contendo as seções de resistividade real após inversão. Assim, em seguida ao processamento (inversão de dados), normalmente é realizada a interpretação de cada seção de eletrorresistividade, evidenciando, caso haja, o comportamento condutivo predominante ao longo de todas as seções. Os valores de resistividade podem variar dependendo de alguns fatores como a composição local do aterro, idade dos resíduos, compactação, etc.

(a) Seção de eletrorresistividade (área contaminada - AC) e (b) modelo geológico/geofísico elaborado a partir da correlação entre dados de resistividade elétrica e os dados das análises químicas da água de poços de monitoramento instalados na área do aterro Jokey Clube, Vila Estrutural, Brasília – DF. Fonte: Fonte: Cavalcanti et al., 2014.

A geofísica através da técnica da Tomografia Elétrica é eficaz no mapeamento e diferenciação de zonas (muito condutivas, intermediárias e pouco condutivas) associadas ao chorume, a composição geral do maciço e ao capeamento/solo/biogás. Portanto, ao serem atingidas diferentes profundidades e obtidas resoluções das seções geofísicas partindo do estudo geofísico, é possível caracterizar a estrutura geral do maciço em uma determinada região.

modelagem 3d e integração de dados geológicos
Estudo de Caso (Global Image): Integração e Dados de Modelagem 3D.

Quer saber mais sobre Geofísica aplicada ao estudo de aterros sanitários? Então acompanhe o nosso blog e baixe nosso estudo de caso sobre aquisição e processamento de dados de eletrorresistividade no aterro sanitário!

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