Abstract The Pantanal wetland is an active sedimentary basin representing a relevant depositional setting for alluvial sedimentation studies. However, sedimentation homogeneity and the lack of outcrops makes sedimentary analysis more difficult. The Lower Nhecolândia is located at the Southern edge of the Taquari river megafan, whose genetic origin has been disputed as fluvial or eolian deposition. GPR analysis was used to characterize the subsurface stratigraphy and understand the region’s geomorphic evolution. The 100 MHz GPR provided continuous good quality sections up to a depth of 8 m. Two continuous reflections are disconformities that bound three depositional sequences characterized by distinct radar facies. The lower facies presents an upper erosional truncation followed by reflections presenting ∼1.5 m deep channelized forms and concave-up low amplitude reflections. The intermediate facies (∼4 m thick) presents a base with erosional truncation followed by concave-upward forms, ∼10 m wide, 1–3 m deep, separated by 1–2 m, and offlapping geometry. The upper facies has a flat base and thickness of 2–4 m, with parallel reflections; it shows a strong correlation between the radar facies and the forms preserved in the landscape, suggesting that channelized fluvial streams did not form them. The results obtained indicate that GPR use in the Pantanal is an important method to elucidate its geologic evolution.

RESUMO: Um fator-chave para o avanço no estudo de depósitos fluviais é a aplicação de métodos geofísicos, e o Radar de Penetração no Solo é um método de especial valor. Embora amplamente aplicado em ambientes de rios ativos, em ambientes fluviais consolidados esse tipo de estudo é mais escasso, em contrapartida há uma grande importância em mais estudos de modelos análogos de hidrocarboneto. Por essa motivação, o presente trabalho aplicou o Radar de Penetração no Solo em afloramentos já estudados estratigraficamente nas Formações São Sebastião e Marizal e comparou ambos os resultados, além de definir se a resolução, a penetração e a frequência da antena foram adequadas na área de estudo. Por meio dos resultados, é possível identificar oito radar fácies diferentes, dos quais seis estão relacionadas a ambientes fluviais, uma a ambiente eólico, e a última a ambiente costeiro. Observou-se que houve compatibilidade entre os refletores encontrados nas seções Radar de Penetração no Solo e as estruturas sedimentares observadas em afloramento, como conjuntos de estratos cruzados preenchidos por estruturas planares ou acanaladas. Nota-se que a resolução do método foi muito eficiente e identificou estruturas decimétricas de até 0,3 m com uma antena de 100 MHz, porém com menor penetração de sinal em comparação com trabalhos de rios ativos. Dessa forma, o Radar de Penetração no Solo mostrou-se de grande potencial para estudos futuros sobre a arquitetura deposicional das unidades investigadas.

ABSTRACT: One key factor for the advance in the study of fluvial deposits is the application of geophysical methods, being the Ground Penetrating Radar one of special value. Although applied to active rivers, the method is not extensively tested on the rock record, bearing interest for hydrocarbon reservoir analogue models. The São Sebastião and Marizal formations were the subject of previous studies, which made possible the comparison of Ground Penetrating Radar survey to previous stratigraphic studies in order to identify the best combination of resolution, penetration and antenna frequency for the studied subject. Eight radar facies were identified, being six of them related to fluvial sedimentary environments, one related to eolian sedimentary environment and one radar facies interpreted as coastal sedimentary environment. The Ground Penetrating Radar data showed compatibility to sedimentary structures in the outcrops, like planar and trough cross-stratified beds. It is noted that the obtained resolution was efficient in the identification of structures up to 0.3 m using a 100 MHz antenna. In this way, the Ground Penetrating Radar survey in outcrops bears great potential for further works on fluvial depositional architecture.

O estudo e avaliação de contaminações do solo e/ou água subterrânea tem sido uma das grandes preocupações na área de geociências, exigindo constante desenvolvimento metodológico. A definição da extensão da contaminação é normalmente efetuada por métodos indiretos, particularmente os geofísicos (eletroresistividade, eletromagnético e GPR), e por métodos diretos (sondagens, poços de monitoramento, análises químicas etc.). No entanto, muitos dos problemas de contaminação são bastante rasos (menos de 0,5 metro de profundidade) permitindo o fácil acesso à região contaminada. Neste sentido foi desenvolvido e testado um sistema simples (mini-sonda Wenner) e de baixo custo para medidas de resistividade in-situ a pequenas profundidades. O sistema é composto por uma fonte de corrente alternada e uma ponteira de PVC sobre a qual é instalado um arranjo Wenner com espaçamento entre eletrodos de 1 cm. Testes de bancada mostraram que a fonte de corrente se comporta satisfatoriamente na faixa de resistências normalmente associadas a materiais contaminados, enquanto que os testes laboratoriais do sistema (fonte e sonda) levaram a valores de resistividade aparente medidos muito próximos dos valores de resistividade calculados utilizando-se a equação proposta pela Lei de Archie, no intervalo de 1,5 ômega.m a 57 ômega.m. Testes preliminares de campo mostraram que a mini-sonda é facilmente utilizável em solos arenosos e areno-siltosos, porém, em solos mais argilosos ou demasiadamente compactados torna-se difícil a sua introdução. Desta forma, aplicações interessantes para o sistema proposto podem ser o estudo de salinização de áreas agrícolas, onde normalmente se tem solo arado e fofo, ou estudo de contaminações rasas em litologias predominantemente arenosas.

The evaluation of soil and groundwater contamination has been an important task in the geosciences field and pushing on the methodological improvement. The contamination extension is normally investigated using geophysical methods or boreholes and chemical analysis. Otherwise, several contamination problems are at low depths (less than 0.5m) allowing the easy access to the contaminated region. Therefore, a low-cost and simple system (mini-probe Wenner) was developed and tested and it is aimed at low depth resistivity measurements. The system is formed by a current source (AC) and a PVC probe which contains a Wenner array with a electrode spacing of 1 cm. Laboratory tests show that the current source works adequately in the resistance range normally associated with contaminated materials while the system tests (including the current source and probe) indicated apparent resistivity values very similar to the resistivity values calculated using the equation proposed by Archie, in the 1.5 to 57 omegam interval. Preliminary field tests showed that the mini-probe is easily applicable in sandy and sand-silty soils while in clayey or hard soils is difficult its introduction. Therefore, interesting applications to the proposed system are the study of agricultural areas or the study of contamination in predominantly sandy lithologies.

Este trabalho apresenta um estudo de detalhe no aqüífero fraturado na região de Lindóia, Estado de São Paulo. A partir do estudo regional de favorabilidade de ocorrência de água subterrânea definiu-se a área de estudo a qual foi mapeada como excelente favorabilidade. O estudo de detalhe consistiu no mapeamento de fraturas em fotografias aéreas (escala 1:25.000) e realização de levantamento geofísico de eletrorresistividade (caminhamento elétrico e sondagem elétrica vertical). Realizou-se a inversão dos dados geofísicos e a análise integrada desses dados com os dados geológicos de campo, dados de poços, fontes e fraturas mapeadas em fotografias aéreas. Os resultados mostram que foi possível otimizar os trabalhos de campo com a obtenção de resultados satisfatórios em relação à definição de locais mais favoráveis para a locação de poços.

Detecting groundwater in fractured aquifers is always a difficult task. This paper presents the detailed study of a fractured aquifer in Lindóia region, São Paulo, Brazil. The study area was selected after a regional study analyzing the favorability for occurrence of groundwater which classified the area as being of excellent groundwater favorability. The study consisted on fractures mapping based on aerial photographs (scale 1:25,000) and geoelectrical survey (vertical electrical sounding and resistivity imaging). The geophysical data was processed, inverted and analyzed by using geological field data, wells data, springs data and fractures mapped using aerial photographs. The results show that it was possible to define favorable locations for the wells and optimize field work.

Ensaios geofísicos de eletrorresistividade foram efetuados junto ao aterro sanitário do Município de Londrina, permitindo a detecção e mapeamento da pluma de contaminação pelo chorume. A área de estudo situa-se na Bacia do Paraná, a qual está localmente representada pelas rochas basálticas da Formação Serra Geral. Estabeleceu-se uma correlação entre os valores mais baixos de resistividade e as possíveis contaminações, uma vez que a condução elétrica, em condições naturais, ocorre principalmente através de íons, que são abundantes no chorume. O fluxo da contaminação principal apresenta uma direção geral SE. Uma descoberta inesperada deste trabalho foi a identificação de outra direção do fluxo da pluma de contaminação para SW, a qual flui através de fraturas horizontais ou superfícies de alteração em contatos dos derrames basálticos.

Resistivity geophysical techniques were applied closed to the Londrina's county sanitary landfill, allowing the detection and mapping of leachate contamination plume. The study area lies on the Paraná Basin which is locally represented by basaltic rocks of the Serra Geral Formation. A correlation between lower resistivity values and the supposed leachate contaminations was stablished, once the electrical conduction, under natural conditions, occurs mainly in an ionic way, which are normally presented in the leachate. The main contamination flows in a general SE direction. An unexpected finding of this work was the detection of another flux direction of contamination plume to SW, which flows trough horizontal fractures or alteration surfaces of basaltic contacts.

Em aplicações ligadas à área de engenharia civil, o ensaio "crosshole" (entre furos) é o método mais utilizado para determinação das propriedades elásticas dos maciços por intermédio da medida das velocidades de propagação das ondas P e S. Por outro lado, seu uso tem sido limitado somente a grandes obras, devido principalmente, aos custos envolvidos na sua execução. Isto é devido, principalmente, à necessidade da perfuração de furos especiais para acomodar os equipamentos utilizados. Com vistas a diminuir tais custos, foi desenvolvida uma fonte sísmica, de pequeno diâmetro e de baixo custo, possível de ser utilizada nos furos de sondagem normalmente executados para os ensaios SPT (Standard Penetration Test), durante a fase de investigação em solos. O diâmetro externo máximo desta fonte é de 40 mm, o que permite instalá-la em revestimentos com 50 mm de diâmetro externo (46 mm interno). Dessa forma, o revestimento pode ser facilmente instalado em furo com 75 mm (3") de diâmetro máximo, permitindo, também, o preenchimento do espaço anelar com calda de cimento. A fonte sísmica é fixada na parede do revestimento por meio de um sistema pneumático e, por meio de um êmbolo deslizante gera principalmente ondas S. O uso dessa fonte em diversas obras tem evidenciado sua praticidade devida mormente ao seu pequeno tamanho e baixo peso.

In civil engineering applications, the crosshole test is the most utilized method to determine the propagation velocities of in situ P and S waves of the different strata and, consequently, to calculate the dynamic elastic parameters of rock or soil samples. Otherwise, its use has been limited just to very important studies since the associated cost is very high for smaller constructions such as residential and ordinary buildings. This is mainly due to the fact that the equipment normally used to perform these tests needs special boreholes, with diameter uncommon in the investigation phase. In order to decrease the crosshole overall cost, a simple and inexpensive seismic source was developed. This source can be used in the same boreholes made during the standard penetration test (SPT). Its maximum external diameter is 40 mm, fitting in a PVC casing of 50 mm external diameter (46 mm internal). At the same time, the casing can be easily installed in a 75 mm (3") maximum diameter, leaving place to fill the annular space with mortar. The seismic source clamps on the borehole wall by a pneumatic system and, by means of a sliding piston, generates mainly S type waves. It has proven to be easy to use besides being lightweight and of small size.

Este trabalho apresenta um uso da geofísica aplicada em uma situação de ambiente urbano. O objetivo dos levantamentos foi o de delimitar a extensão da zona afetada por um colapso e desmoronamento do teto de um túnel em construção sob o Parque do Ibirapuera na capital paulista. São descritos e apresentados os resultados obtidos através do emprego dos métodos geofísicos geoelétricos e suas técnicas, em uma situação emergencial e de risco em uma área urbana na cidade de São Paulo. Também são comparadas as técnicas/arranjos de campo e a forma de apresentação e interpretação dos mesmos. Os métodos empregados foram a Eletrorresistividade, Polarização Induzida (IP) e Potencial Espontâneo (SP). Os trabalhos de campo e interpretação preliminar foram efetuados em apwenas um fim de semana (sábado e domingo). Os resultados mostraram-se plenamente satisfatórios e possibilitaram significativa redução nos custos nas obras de remediação da área do incidente, cuja área decresceu da inicialmente estimada pela engenharia (20x20 m) para 3x5 m definida pelos estudos geofísicos.

This paper presents a case study where geophysics was successfully applied to solve a complex problem associated with a tunnel excavation accident in an urban area. It presents and describes the results obtained with geoelectrical methods applied in an emergencial task in a risky urban area in São Paulo City. It also compares the techniques and field arrays, ways to present and interpret the data. The employed methods were electroresistivity, induced polarization (IP) and self potential (SP). The objective of the survey was to delineate the extension of a roof failure of an urban tunnel under excavation beneath the Ibirapuera Park in order to orientate the volume of tunnel roof should be treated. Only two days (Saturday and Sunday) were available to carry out the survey and its interpretation. The results were considered satisfactory and brought a significant economy to the final cost of the tunnel. This economy was due to the decreasing of the remediation area from the initial 20 x 20 m (estimated by the engineers) to 3 x 5 m (estimated by the geophysical survey).