Abstract The Santa Rosa Pegmatite Field (SRPF), in northeastern Minas Gerais State, is one of the most important gemstone sources in Brazil. The economy of several neighboring cities greatly relies on the trade of its gemstones. However, efforts to improve gemstone mining with practical, scientific methods are scarce, making it a yet inexpensive, marginally profitable practice. In this scenario, it is opportune to encourage new approaches to optimize mining in pegmatitic deposits. This study looked into the case of a tourmaline dig in the city of Franciscópolis, near Teófilo Otoni. The pegmatite has a weakly zoned structure, and was formed during the final stages of the Neoproterozoic Araçuaí Orogeny, associated with the intrusion and crystallization of the Santa Rosa Granite. GPR profiles were executed to locate structural anomalies inside the rock and its contacts with the host rock, and mineral samples were characterized based on compositional data obtained from ICP-MS and microprobe analyses. The results provided useful information that enabled the creation of a tridimensional digital model of the dig and the pegmatite dike, and may guide future operations in the dig. In the future, the proposed methodology may be applied to more cases to generate a database of geological information that, in addition to the economic scope, could lead to a better understanding of the local granite-pegmatite systems.

Este trabalho tem como objetivos avaliar o desempenho do GPR (Ground Penetrating RADAR) para aplicações batimétricas e o desenvolvimento de um classificador para análises de radargramas. O estudo foi realizado em uma represa situada no campus da Universidade Federal de Viçosa (UFV), na qual foi, previamente, realizado levantamento batimétrico empregando o ecobatímetro monofeixe. Foram gerados Modelos Digitais de Elevação (MDE), empregando três interpoladores diferentes e observações do ecobatímetro e GPR. Estes MDEs foram comparados aos pares, para cada interpolador, aplicando o teste t pareado. Também foram realizadas comparações com base nos volumes gerados a partir destes MDEs. Os resultados do teste t para os três MDEs mostraram que não há diferenças estatísticas, a um nível de significância de 5%, entre os modelos gerados com dados do ecobatímetro e do GPR. A maior diferença volumétrica encontrada foi de 98m³ em 75.000m³, para a função Griddata com o interpolador v4. Considerando todos os MDEs gerados, a maior diferença entre os volumes foi de 2%, cerca de 1900m³. Verificou-se que o GPR, utilizando uma antena de 100MHz, pode ser empregado em levantamentos batimétricos de represas de até 4,5m e o classificador fclass2 propiciou uma boa separação entre as camadas de água e sedimentos

This study aims to evaluate the performance of the GPR (Ground Penetrating RADAR) for bathymetric applications and the development of a classifier for radargrams analysis. The study was conducted in a dam, located on the Federal University of Viçosa (UFV), where we conducted, previously, a bathymetric survey using single beam echo sounder. Digital Elevation Models (DEM) were generated employing three different interpolations using echo sounder and GPR observations. These DEMs were compared in pairs, for each interpolator, applying the paired t test. Comparisons were performed based in the volumes generated from these DEMs. The results for the t test for the three DEMs revealed no statistical differences, at 5% significance level, between models generated from the echo sounder and GPR. The biggest volumetric difference found was 98 m³ in 75000 m³, for Griddata function with interpolator v4. Considering all DEMs, the biggest difference between volumes was 2%, about 1900m³. We verified that the GPR, using 100MHz antenna, can be employed in bathymetric surveys dams of up to 4.5m and the classifier fclass2 provided a good separation between water and sediments layers.

Este trabalho tem como objetivos avaliar o desempenho do GPR (Ground Penetrating RADAR) para aplicações batimétricas em ambiente controlado e do aplicativo “GPR Bathymetry”, desenvolvido para análise de radargramas batimétricos. O estudo foi realizado em uma caixa de decantação da estação de tratamento de água da qual se tem o “as-built”, obtido com estação total, que será empregado nos testes de validação. Realizaram-se três testes de comparação: comparações pontuais; entre Modelos Digitais de Elevação (MDE) gerados a partir do interpolador Topo to Raster; e entre os volumes calculados a partir dos MDE’s. Na comparação pontual a maior amplitude de discrepância entre as médias foi de 8cm. Para a amostra de discrepâncias entre os MDE’s, a amplitude foi de 9cm, média de 2cm, acurácia estimada de 4cm e o RMS de 3cm. Na comparação volumétrica obteve-se o valor de 800,6m³ com dados de referência e 806,4m³ com dados do GPR, resultando numa diferença de 1% entre os modelos. Conclui-se que para um reservatório construído em concreto armado, profundidades variando de 3 a 3,5 metros, o levantamento do relevo submerso empregando um GPR apresentou resultados promissores e um MDE com acurácia estimada de 4cm e discrepâncias de até 9cm

This paper aims to evaluate the performance of the GPR (Ground Penetrating Radar) for bathymetric applications in a controlled environment, as well as evaluate the “GPR Bathymetry” software designed to bathymetric radargrams analysis. The study was realized in a decanting water treatment plant (WTP), where has the as-built obtained with total station, it will be used in validation tests. Was realized three comparison tests: from points comparisons; from Digital Elevation Models (DEM) generated from interpolating Top to Raster; and between volumes calculated from DEMs. In the point comparison, the greatest difference between averages was 8 cm. For the discrepancies sample between DEMs, the amplitude was 9 cm, average of 2 cm, estimate accuracy of 4 cm and RMS equal to 3 cm. In the volumetric comparison, we obtained the amount of 800.6 m³ with reference data and 806.4 m³ with the GPR data, resulting in a 1% difference between models. We conclude that for a reservoir built in reinforced concrete, depths ranging from 3 to 3.5 meters, the survey of the bottom relief employing a GPR showed promising results and a DEM with an estimate accuracy of 4 cm and discrepancies that may reach 9 cm

Os rejeitos gerados pela mineração de ferro no Brasil atingem volumes altos e têm aumentado em grande velocidade. Normalmente eles são dispostos em estruturas de pilhas ou em reservatórios formados por barragens de rejeitos, que demandam grandes áreas nos complexos minerários. A limitação dos recursos naturais, bem como a limitação de novas áreas para disposição de resíduos, tem levado a uma mudança de paradigma. Portanto, este trabalho teve como objetivo a aplicação de uma técnica geofísica, conhecida como Radar de penetração (GPR), para definir a existência de padrões de sedimentação na subsuperfície do reservatório criado pela barragem de rejeito do Diogo, em Rio Piracicaba, Minas Gerais, Brasil. Para auxiliar o reconhecimento dos padrões capturados pelo GPR, amostras do material da subsuperfície foram coletadas e analisadas por meio de testes de composição mineralógica, teor de umidade, condutividade elétrica, análise mineralógica e granulometria, fluorescência de Raios-X e difração de Raios-X. Os resultados indicaram que áreas com presença de rejeitos que possuem alta concentração de hematita (em torno de 60% na análise mineralógica) tiveram padrões de reflexão alterados. A presença da água gerou algumas reflexões múltiplas, que foram menos significativas em locais de menor profundidade e com maior presença de rejeito, e mais significativas em locais de maior profundidade e com menor presença de rejeitos. De uma forma geral, foi viável a aplicação do método GPR em ambientes aquáticos com subsuperfície com material depositado rico em hematita.

A large volume of waste is generated by iron mining in Brazil, and the amount has been rapidly increasing. The waste is usually stored in large piles or in reservoirs formed by tailings dams, which occupy large areas in the mining complex. The limitation of natural resources and of new areas for waste disposal has led to change in paradigms. This study therefore aimed to apply a geophysical technique, known as Ground Penetrating Radar (GPR), in order to define sedimentation patterns in the subsurface reservoir created by Diogo's tailings dam in Rio Piracicaba in Minas Gerais, Brazil. To assist the recognition of patterns captured by the GPR, subsurface material samples were collected and analyzed for mineralogical composition, moisture content, electrical conductivity, mineralogical analysis, particle size, X-Ray Diffraction and X-Ray Fluorescence. The results indicated that areas with tailings that had high concentrations of hematite (around 60% in the mineralogical analysis) altered the reflection patterns. The presence of water generated some multiple reflections, which were less significant in shallower sites with more waste and more significant in deeper sites with less waste. In general, the application of the GPR was feasible in aquatic environments with rich subsurface hematite deposits.

Entre os métodos indiretos aplicados ao monitoramento ambiental, a eletrorresistividade tem desempenhado um papel importante no entendimento do fluxo de água na zona não saturada dos solos e, conseqüentemente, na recarga dos aqüíferos. Neste trabalho, pretende-se avaliar a influência de algumas propriedades pedo-geomorfológicas na infiltração e percolação de água pelos horizontes superficiais dos solos por meio de seções de eletrorresistividade multitemporais. Os experimentos foram efetuados em duas áreas com características pedo-geomorfológicas distintas em região com rochas do embasamento cristalino do sudeste do Brasil. A primeira é situada numa encosta com formas côncavas em planta e em perfil (cabeceira de drenagem anfiteátrica), com predomínio de argissolos. A segunda área se situa numa encosta com forma convexa em planta e em perfil, com predomínio de latossolos. Os resultados provam a eficiência da eletrorresitividade para identificar percolação em solos tropicais, mesmo quando há diferenças sutis das propriedades hidráulicas. Foi também possível confirmar que a percolação é mais rápida na encosta com forma convexa do que na encosta com forma côncava.

Among the indirect methods applied to environmental monitoring, electrical resistivity has played an important role in accessing water flow in the non-saturated zone of the soil and, consequently, aquifer recharge. This work evaluates the influence of some pedo-geomorphologic properties in the infiltration and percolation of water through the superficial soil horizons by means of multitemporal electrical resistivity sections. The experiments were carried out in two areas of distinct pedo-geomorphological characteristics developed on the crystalline basement of southeastern Brazil. The first is situated in a hollow -shaped slope where lixisols predominate; the second, in a nose -shaped slope where well-developed soils (ferralsols ) predominate. The results proved the efficiency of the electrical resistivity method to delimit percolation of tropical soils, even when subtle differences are found in the hydraulic properties of the soil. It was also possible to establish that in the nose slope percolation is faster than in the hollow.