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Universidade Federal do Rio Grande Laboratório de Oceanografia Geológica Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo – PRH 27 “Estudos Ambientais nas Áreas de Atuação da Indústria do Petróleo” DETECÇÃO DE PLUMAS DE CONTAMINAÇÃO POR HIDROCARBONETOS NO SUBSOLO ATRAVÉS DO MÉTODO RADAR DE PENETRAÇÃO DO SOLO (GPR) Aline Rêgo Santos Gilberto H. Griep Monografia apresentada à Universidade Federal do Rio Grande como parte dos requisitos para a obtenção de grau do curso de oceanologia. Rio Grande, RS Novembro de 2008

DETECÇÃO DE PLUMAS D E CONTAMINAÇÃO POR … · A detecção de contaminação do solo e da água subterrânea causadas por vazamentos de tanques de armazenamento se torna complexa

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Universidade Federal do Rio Grande Laboratório de Oceanografia Geológica

Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo – PRH 27 “Estudos Ambientais nas Áreas de Atuação da Indústria do Petróleo”

DETECÇÃO DE PLUMAS DE CONTAMINAÇÃO POR HIDROCARBONETOS NO SUBSOLO ATRAVÉS DO MÉTODO

RADAR DE PENETRAÇÃO DO SOLO (GPR)

Aline Rêgo Santos Gilberto H. Griep

Monografia apresentada à Universidade Federal do Rio Grande como parte dos requisitos para a obtenção de grau do curso de oceanologia.

Rio Grande, RS Novembro de 2008

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“... andei por andar, andei e todo caminho deu no

mar andei pelo mar, andei nas águas de dona

Janaína a onda do mar leva a onda do mar traz

quem vem pra beira da praia, meu bem

não volta nunca mais”

(Quem Vem Pra Beira Do Mar - Dorival Caymmi)

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Agradecimentos

Agradeço ao meu orientador Gilberto Griep pela sugestão do tema e por

fazer a realização desse trabalho possível, agradeço também pelas

orientações e desorientações. A professora Isabel, pelo apoio, empolgação e

por estar sempre disponível para dar uma sugestão, correção e umas

risadas. Ao professor Adelir José Strieder do Laboratório de Modelagem

Geológica e Ambiental/UFRGS e ao Paulo Mendes da Hidroservice pela

ajuda que foi fundamental na aquisição e interpretação dos dados e por me

fazerem entender melhor a geofísica. Agradeço à ANP pelo apoio financeiro

na execução desse trabalho.

À galera do PRH-27, Débora, Thayná, Vivian, Nicolas e Francine, que

conviveram comigo por esse período de realização da monografia, tornando

o dia a dia no laboratório mais divertido.

Aos meus novos amigos que se tornaram minha família no Cassino, Aline,

Melina, Janice, Kátia, Sandra, Doug e Leandro, que fizeram esses anos mais

fáceis, ajudando a diminuir a saudade de casa, sempre presentes em todas

as horas. Obrigada pelas noites de baladas, jantas, brincadeiras e estudo!

Aos meus amigos de longe que apesar da distância sempre estiveram

comigo, “para esta perto não precisa estar junto e sim do lado de dentro”.

Agradeço a minha família, em especial minha mãe e as tias Ninha e

Mundinha pelo apoio incondicional, tanto emocional quanto financeiro, pelas

conversas e conselhos (muitos dos quais eu não segui). Agradeço também

a todas as tias, primas, irmãos e irmã pelo carinho recebido ao longo desse

período que estive fora de casa.

A Rayana, minha irmã maranhense, que me mostrou que nunca se deve

desistir.

A Mimiu agradeço pelas correções, dicas, sugestões, empurrões e rezas.

Por estar sempre me esperando com um abraço.

A Dayana e Maurilia por todas as nossas aventuras....

A Léa Carol por ter me suportado nesses últimos meses em que eu só falava

em monografia e formatura. Por ter me feito ver a vida por outros lados e ter

me ensinado muitas coisas. Estando sempre ao meu lado nas horas mais

complicadas, e também compartilhando horas divertidas.

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Agradeço aos amigos da turma de 2004 por terem me adotado como parte

do grupo apesar de só conhecer vocês dois anos depois.

Agradeço a Deus por ter me dado força e proteção para alcançar meus

objetivos.

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Resumo

A contaminação da água subterrânea e do solo por derivados do Petróleo,

em caso de vazamento nos tanques de armazenamento subterrâneo, pode trazer

danos à população e ao meio ambiente, uma vez que os constituintes dos

combustíveis podem ser tóxicos. Dessa forma faz-se importante o uso de medidas

preventivas, pois podem evitar acidentes e possuem um custo menor que a

remediação do local atingido. Como o monitoramento dos postos de é feito através

de poços junto aos tanques de armazenamento, pode não trazer uma estimativa

adequada na contaminação em subsupérficie, como alternativa e complemento

podem ser usados os métodos geofísicos. Dessa maneira o presente trabalho tem

por objetivo detectar possíveis plumas de contaminação, causadas por vazamentos

de tanques de armazenamento de combustíveis, utilizando Radar de Penetração

do Solo (GPR). A metodologia usada constitui-se da seleção de postos de

abastecimento da Cidade de Rio Grande, RS, com base na idade de

funcionamento do posto e nas facilidades operacionais para a aquisição dos dados

e posteriormente o levantamento geofísico. Os resultados obtidos revelem que os

postos de combustíveis analisados são suspeitos de causar contaminação, o que

pode ser evidenciado pelas zonas de atenuação do sinal existentes nos perfis e por

uma linha de alta reflexão. O método mostrou-se eficiente na detecção de plumas

de contaminantes.

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Abstract

The contamination of groundwater and soil by oil derivatives, in case of

leakage in underground storage tanks, may cause damage to the population and

the environment, since the constituents of fuel can be toxic. Thus it is important to

use preventive measures, since they can avoid accidents and have a lower cost to

the remediation of the site reached. Wells monitoring near the storage tanks may

not bring an appropriate estimate contamination in the subsurface and as an

alternative and supplement geophysical methods can be used. Thus this study aims

to detect possible plume of contamination, caused by leaks from storage tanks of

fuel, using Ground Penetration Radar (GPR). The methodology used in this study

the selection of service stations of the City of Rio Grande, RS, based on the age of

operating the facilities in place and operational for data acquisition followed by

geophysical surveys of selected sites. The results show that the gas stations are

analyzed suspected to cause contamination, which can be evidenced by areas of

attenuation of the signal in existing profiles and a line of high-reflection. The method

has proved to be efficient in detecting plumes of contaminants.

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Sumário

Agradecimentos iii

Resumo v

Abstract vi

Sumário vii

2. Justificativa 12

3. Objetivos 15

3.1. Objetivo Geral 15

3.2. Objetivos Específicos 15

4. Revisão Bibliográfica 15

5.GPR 17

6. Área de Estudo 19

6.1 Contexto Geológico 20

7. Material e Métodos 21

7.1. Seleção do local de estudo 21

7.2. Perfis 22

7.2.1 Posto Machado 22

7.2.2 Posto Tigre 23

7.2.3 Posto do Pórtico 23

7.3. Obtenção e processamento dos dados 24

8. Resultados 26

8.1. Comparação entre o desempenho da antena de 250 e 500 MHZ 27

8.2. Interpretação dos resultados obtidos no Posto Machado 28

8.3. Interpretação dos resultados obtidos no Posto do Pórtico 30

8.4. Interpretação dos resultados obtidos no Posto Marinha 30

8.5. Interpretação dos resultados obtidos no Posto do Tigre 31

9. Discussão 32

10. Conclusão 37

11. Recomendações 38

12. Referencias Bibliográficas 38

13. Anexos 43

13.1.Perfis GPR realizados no Posto Machado 43

13.2. Perfis Realizados no Posto Marinha 46

13.3. Perfis realizados no Posto do Pórtico 51

13.4. Perfis Realizados no Posto Tigre 55

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Índice de Figuras

Figura 2: Exemplo de atenuação natural de uma pluma de hidrocarbonetos de petróleo(Fonte:Corseuil e Marins 1997) 14

Figura 3: Esquema de funcionamento do GPR (Fonte: http://www.clu-in.org /char/technologies/GPRblock.htm) 18 Figura 4: imagem de satélite da área de estudo 20

Figura 5: Perfis realizados no Posto Machado 22

Figura 6:Perfis realizados no Posto do Tigre 23

Figura 7: Perfis realizados no Posto do Pórtico 23

Figura 8: Imagem obtida com antena de 500MHz(perfil 3) 27

Figura 9: Imagem obtida com a antena de 250MHz( perfil 3) 28

Figura 10: Perfil 1 executado com a antena de 500MHz no Posto Machado( perfil 1) 29

Figura 11: Perfil executado com antena de 500MHZ mostrando as hipérboles que representam os tanques de armazenamento( perfil 3) 29

Figura 12: Imagem obtida com antena de 500MHz( perfil 3) 30

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1. Introdução

A água subterrânea é intensamente explorada no Brasil e de acordo com

IBGE, 2002 aproximadamente 53% dos municípios faz uso desse recurso. A água

de poços e fontes tem um grande alcance social, sendo utilizada para diversos

fins, tais como o abastecimento humano, irrigação, indústria e lazer (ANA, 2005;

MMA 2001). No entanto, a potabilidade desse recurso hídrico, pode ser ameaçada

por ações antrópicas que causam contaminações no solo e subsolo.

O vazamento de tanques de armazenamento subterrâneos (TAS) em

postos de abastecimentos pode ocasionar a contaminação do solo e das águas

subterrâneas, além de contribuírem para o risco de explosões e incêndios,

trazendo danos ao meio ambiente e a saúde pública (Ferreira et al, 2004). Esses

vazamentos podem ser causados por falhas estruturais do tanque ou da tubulação

conectada ao mesmo, instalação inadequada ou corrosão. Esses fatores podem

ser agravados pelo tempo de uso, uma vez que a vida útil de um tanque é em

torno de 15 a 20 anos, dependendo do tipo de solo que ele está inserido (ANA,

2005; Almeida, 2007).

Dentre os elementos que constituem a gasolina os hidrocarbonetos

monoaromáticos ou compostos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e os três

xilenos orto, meta e para), são os constituintes que mais trazem danos. Eles são

os compostos de maior solubilidade em água (Tiburtios et al, 2005). A gravidade

da contaminação depende do risco de se atingir uma fonte receptora, como um

poço de abastecimento de água (Corseuil e Marins, 1998).

Em um vazamento, o combustível se movimentará descendentemente pela

gravidade de acordo com as características hidráulicas e de capilaridade do solo

(Marques, 2007). O combustível estará na subsuperfície como líquido de fase

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não-aquosa (LNAPL), nas fases livre, residual, dissolvida, vapor e adsorvida,

como pode ser visto na fig. 1 (Oliveira, 1998 apud Ferreira et al, 2004) Ao

encontrar água os hidrocarbonetos mono aromáticos ou compostos BTEX, irão se

dissolver parcialmente, sendo os primeiros a causar contaminação (Corseuil 1992

apud Corseuil e Marins, 1997. A movimentação e a distribuição dos contaminantes

estão relacionada com a pluviosidade, variações sazonais e o gradiente

hidrológico da área (Daniels et al, 1995).

Um agravante para esse problema é que a gasolina brasileira é misturada

com 22% v/v de etanol. A presença do etanol pode acelerar o deslocamento dos

BTEX, podendo ser biodegradado em preferência aos BTEX e consumir o

oxigênio que seria usado para a degradação dos hidrocarbonetos

monoaromáticos. Além disso, o etanol pode ser tóxico para os microorganismos

que degradam os compostos BTEX (Corseuil, e Marins, 1998).

Figura 1: Fases do LNAPL em um vazamento. Fonte: Ferreira et al 2004

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A detecção de contaminação do solo e da água subterrânea causadas por

vazamentos de tanques de armazenamento se torna complexa devido a sua

localização subsuperficial (Marques, 2007). De acordo com Pedrosa (2006) e

Marques (2007), a detecção desses vazamentos faz-se difícil, pois não é possível

fazer observações diretas, plumas de contaminantes podem se formar no subsolo

sem apresentar vestígios contundentes em superfície. Dessa forma, os métodos

geofísicos mostram-se mais eficientes para a detecção de pluma de

contaminantes, pois são métodos não invasivos, pois não é necessário a

realização de furos ou sondagens, e de fácil aplicação.

Dentre as técnicas geofísicas disponíveis, o GPR (Ground Penetration

Radar) produz informações de alta resolução da subsuperfície, complementando

as técnicas tradicionais, trazendo a possibilidade de se obter perfis contínuos,

imagens de alta resolução, podendo ser utilizado em áreas urbanas, onde o ruído

dificultaria a aplicação de outros métodos geofísicos (Moreira e Dourado, 2007;

Souza, 2005; Knight, 2001). O contraste entre as propriedades elétricas

(condutividade e permissividade) dos hidrocarbonetos, do solo e da água é o que

permite que os mesmos sejam identificados através de métodos geofísicos

(Daniels et al., 1995).

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2. Justificativa

O problema da contaminação da água subterrânea é grave, pois coloca em

risco a saúde da população. Dessa forma faz-se importante o uso de medidas

preventivas, pois podem evitar acidentes e possuem um custo menor que a

remediação do local atingido.

A realização de diversas atividades antrópicas, tais como construção

inadequada de poços, disposição e tratamento incorretos dos resíduos sólidos,

mineração, postos de combustíveis, agricultura, indústrias e a falta de saneamento

básico, podem causar impactos na água subterrânea e no solo, trazendo danos à

saúde pública e ao meio ambiente (ANA, 2005; Castro e Branco 2003).

Dentre as formas de contaminação, os postos de combustíveis são bem

representativos. Segundo Tiburtius et al, 2005, essa é umas das principais fontes

de contaminação do subsolo e da água subterrânea, o que é favorecido pelo

envelhecimento dos tanques. Muito desse posto de combustíveis podem estar

operando em situação de risco.

Em um vazamento de um tanque de armazenamento de combustível, a

gravidade do problema irá depender da probabilidade da contaminação atingir

alguma fonte receptora que seja usada para o consumo humano, com o passar do

tempo a pluma de contaminação aumenta de tamanho e o seu potencial poluidor

diminui (fig. 2). Caso ocorra algum vazamento é necessário a realização de

medidas mitigadoras para que os constituintes da gasolina sejam removidos do

meio. Para tanto, alguns processos de remediação podem ser utilizados como, por

exemplo, a remediação natural monitorada. Esse processo pode ser aplicado

desde que acompanhado de um estudo prévio da área atingida, que mostre a

extensão da contaminação e que seja demonstrado que a pluma não irá atingir

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locais de risco. Se essa medida não evitar a migração da pluma de contaminação

outros métodos de remediação podem ser adotados, tais como extração de

vapores, extração com solventes, recuperação do produto livre e a bioventilação.

No entanto a adoção dessas medidas pode ser dificultada por custos elevados e

pelas dificuldades operacionais (Corseul e Marins 2007, Malamud et al,2005).

A pluma de contaminantes formada é constituída por compostos BTEX, que

trazem prejuízos à saúde humana, sendo carcinogênicos e causam danos ao

sistema nervoso central, apresentando toxicidade crônica mesmo em baixas

concentrações (Corseul e Marins, 1997; Silva, 2002). Os padrões considerados

para que a água seja considerada potável são descritos pela portaria Nº 518, de

25 de março de 2004, apresentando as concentrações máximas permitidas para

benzeno, tolueno e xilenos e podem ser vistos na tabela 1.

Tabela 1. Padrão de aceitação para consumo humano de acordo com o ministério da saúde.

A detecção da contaminação e a determinação da pluma fazem-se importante

para a determinação de medidas corretivas e de remediação. No Brasil o dos

postos de abastecimento é feito através de coletas periódicas de água em poços

próximos aos tanques de armazenamento, para analise de hidrocarbonetos totais.

Esse processo é realizado por empresas terceirizadas e os resultados são

encaminhados ao órgão ambiental. Esse tipo de monitoramento pode não

oferecer uma estimativa correta da quantidade de contaminantes existentes em

Substância Concentração em μg/L

Benzeno 5

Tolueno 170

Xileno 300

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subsuperfície, pois a pluma de contaminantes pode migrar além dos locais onde

encontram-se os poços de monitoramento (Pedrosa 2005; ANA 2005).

Figura 1: Exemplo de atenuação natural de uma pluma de hidrocarbonetos de petróleo (Fonte:Corseuil e Marins 1997)

Dessa maneira o GPR vem como uma forma não invasiva, não destrutiva

sem necessidade de escavação ou sondagem e de menor custo que as demais

técnicas, produzindo imagens da subsuperficie com alta resolução, e maior

facilidade na aquisição dos dados, podendo ser usado em áreas urbanas onde a

aplicação de outros métodos geofísicos seria limitada pelo ruído.

No Rio Grande do Sul ainda existem poucos trabalhos que utilizam o GPR

para a detecção de plumas de contaminação ocasionada pelo vazamento de

combustível. A maior parte dos estudos existentes faz uso de métodos diretos

para detectar as possíveis plumas de contaminação.

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3. Objetivos

3.1. Objetivo Geral

O presente trabalho tem por objetivo detectar possíveis plumas de

contaminação, causadas por vazamentos de tanques de armazenamento de

combustíveis, utilizando Radar de Penetração do Solo (GPR).

3.2. Objetivos Específicos

1. Avaliar a viabilidade do método geofísico GPR para detectar plumas de

contaminação.

2. Verificar o grau de contaminação causada por alguns postos de

combustível da cidade de Rio Grande

4. Revisão Bibliográfica A contaminação por hidrocarbonetos é um tema bastante discutido, já que

repercute na qualidade de vida da população em geral. Os trabalhos escritos para

água subterrânea, até o momento, focam os danos causados pela pluma de

contaminação de hidrocarbonetos no solo, na água, detectando-os através de

métodos diretos e indiretos, bem como o monitoramento dessa contaminação e o

comportamento dos hidrocarbonetos no solo, de forma a estabelecer o potencial

de risco que ela pode provocar ao ambiente e as formas de remediar (Marques

2007).

Corseuil e Marins (1997 e 1998) por sua vez avaliaram os possíveis efeitos

que a mistura do etanol à gasolina pode causar em caso de vazamento nos

tanques de armazenamento de combustíveis na água subterrânea, ressaltando a

importância do monitoramento da pluma de contaminação como forma de evitar

que a mesma atinja fontes receptoras, tais como um poço de abastecimento de

água. Os estudos também tiveram foco nas ações corretivas, abordando

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principalmente a remediação natural, que deve ser usada para a recuperação de

áreas degradadas em detrimento a outros métodos como a extração de vapores

do solo.

Forte et al, 2007 em sua pesquisa verificou a presença de hidrocarbonetos

derivados de petróleo nas amostras de água analisadas e coletadas de poços de

monitoramento e de poços utilizados como fontes de abastecimento na Vila Tupi,

Rondônia.

Almeida et al 2007, demonstrou que o GPR pode ser usado em solos de

composição argilosa. O trabalho mostra que a zona de baixa reflexão no perfil

GPR indica contaminação por hidrocarbonetos e que essa hipótese poderia ser

comprovada através de análises hidrogeoquímicas.

Atekwana 2000 avaliou a aplicação e a resolução dos métodos elétricos

quando aplicados na detecção de contaminantes em subsuperficie, investigando

as propriedades elétricas do LNAPL.

Castro e Branco 2003 falaram sobre o monitoramento da pluma de

contaminação de hidrocarbonetos fazendo uso do GPR, durante um processo de

remediação realizado por 15 meses no município de Fortaleza,CE, mostrando a

relação entre a freqüência do equipamento a resolução e penetração do sinal

emitido pelo GPR no solo.

Daniels et al, 1995, afirmou que o georadar pode ser usado para detectar

contaminação por hidrocarbonetos, pois quando da presença dos mesmos há um

decréscimo na amplitude do sinal recebido. Isso se deve ao contraste entre o

coeficiente de reflexão dos hidrocarbonetos e o do meio. Também ressalta o

comportamento dinâmico da pluma de contaminação.

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Olhoeft 1998 determinou as propriedades elétricas, magnéticas e

geométricas que podem interferir no desempenho do GPR, pois a variação dessas

propriedades influenciam no modo com que a onda eletromagnética se propagará

no solo, alterando a resposta final obtida.

Pedrosa ET AL. 2005, usou o GPR realizando perfis em 20 postos de

abastecimentos na região metropolitana de Fortaleza e observou que 65% dos

postos de abastecimento da região pesquisada possuem uma probabilidade de

ser uma real fonte de contaminação para o lençol freático. O trabalho constatou

que as dados obtidos com as análises hidrogeoquimicas condizem com os

resultados obtidos com o georadar.

Sauk 2000 definiu as zonas de contaminação causadas por

hidrocarbonetos, tratando a pluma como um sistema dinâmico que se comporta de

maneira diferenciada a depender das características do vazamento e das

características hidrogeologicas do local onde o mesmo ocorreu.

5.GPR

O método (Graund Penetrating Radar – GPR) é um método geofísico que

utiliza ondas eletromagnéticas com freqüência entre 10 MHz e 2500 MHz. Esse

equipamento foi desenvolvido para investigar a subsuperfície com imagens de alta

resolução.

O GPR é constituído por unidades receptora e transmissora, uma unidade de

controle e de um computador portátil (fig 4) A antena transmissora, que fica

próxima à superfície do solo, transmite uma onda eletromagnética que se propaga

pelo subsolo até que encontre algum objeto enterrado ou um horizonte que

apresente um contraste nas propriedades elétricas em relação ao meio como, por

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exemplo, o nível d’água. Dessa forma, a onda irá sofrer espalhamento, sendo que

uma parte da onda é refletida ou dispersa para a superfície enquanto outra parte é

transmitida, continuando a se propagar em subsuperfície, como é mostrado na fig.

3.

Figura 2: Esquema de funcionamento do GPR (Fonte: http://www.clu-in.org /char/technologies/GPRblock.htm)

As ondas eletromagnéticas irão se propagar com velocidades diferentes a

depender das características elétricas do meio sendo recebidas pela antena em

intervalos de tempo diferentes. Essas ondas são amplificadas e armazenadas na

memória física de um computador para ser analisado posteriormente. O resultado

obtido é um radagrama, uma imagem das variações de subsuperfície das

propriedades elétricas, em função do tempo de percurso da onda. ( Marques

2007, Daniels 2000, EPA 1995).

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Esta técnica é relativamente recente, tendo sido, a partir da metade dos

anos 90, utilizada de forma mais intensiva no contexto geológico. Comercialmente

já encontra-se disponível desde a década de 80 (Paulo Mendez, informação

verbal).

Uma das grandes aplicações do GPR ocorre em estudos de áreas

subterrâneas contaminadas, onde o GPR detecta de forma sutil as alterações das

características geoelétricas do meio geológico decorrentes de vazamentos ou

derramentes de materiais poluentes.

6. Área de Estudo O presente trabalho será realizado em quatro postos de abastecimento

localizados no município de Rio Grande, RS sendo que um deles havia sido

abandonado a aproximadamente 5 anos e os outros estão operando

regularmente. Na figura 4 são visualizados os 3 postos na área central da cidade

de Rio Grande. O quarto posto encontra-se nas margens da rodovia Rio

Grande/Pelotas.

Esse município está localizado na porção sul da planície costeira do Rio

Grande do Sul (fig. 4) na latitude 32º 02' 06" S e na longitude 52º 05' 55" W, tendo

por municípios limítrofes Capão do Leão e Arroio Grande a oeste, Pelotas ao norte

e Santa Vitória do Palmar ao sul.

O município de Rio Grande possui cerca de 45 postos que estão

regulamentados pela portaria ANP nº116/2000, sendo que no ano de 2006 foram

comercializados cerca de 85.000.000 litros de combustível (ANP, 2006).

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Figura 3: imagem de satélite da área de estudo

6.1 Contexto Geológico

A Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS) estende-se por cerca de

620 km, desde a desembocadura do Rio Mampituba, ao Norte, até a foz do Arroio

Chuí, ao Sul, mantendo uma orientação média de N 32º E. A largura da planície é

variável, sendo mais estreita ao Norte. Na porção sul a planície torna-se bem mais

ampla, alcançando uma largura máxima em torno de 100 km. Compreendendo

uma área total de 33.000 Km² a PCRS se desenvolveu sob o controle das

variações climáticas e das flutuações do nível relativo do mar durante o período

quaternário, possuindo dois tipos principais de sistemas deposicionais, um

sistema de leques aluviais e quatro sistemas transgressivos regressivos tipo

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laguna barreira (Villwock et al, 1986 apud , Villwock et al, 2007;). O solo

encontrado na região é do tipo arenoso com granulometria fina.(Martins LR.,

2007).

7. Material e Métodos

7.1. Seleção do local de estudo

Foi realizado um levantamento prévio de todos os postos de

abastecimentos existentes no município de Rio Grande, RS a partir de uma

listagem do total de postos localizados na área de estudo, através do site da ANP

e de catálogos telefônicos. Em seguida, realizou-se uma visita aos postos listados

anteriormente com o objetivo de obter-se informações sobre a os locais a serem

estudados. Para a seleção dos locais a serem investigados foram levados em

consideração o tempo de funcionamento no posto, as facilidades operacionais

como espaço para a obtenção dos perfis GPR, a localização e a disponibilidade

do local pelo proprietário. E esses dados foram obtidos em entrevistas aos

gerentes e/ou funcionários do posto. Dentre os locais visitados foram escolhidos

quatro para a realização do estudo, são eles:

Posto Marinha que atualmente encontra-se abandonado e localiza-se na

Rodovia BR 392 KM 18,5. Não foi possível obter a imagem aérea desse posto;

Posto Machado com tancagem média de 60m³ de combustível e está

localizado na Av. Argentina no Bairro Matadouro;

Posto do Pórtico com tancagem de 45m³ e esta localizado na AV

Presidente Vargas N.946 e,

Posto do Tigre que possui uma tancagem de 60m³ e se localiza na Avenida

Itália 1200.

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22

Outro aspecto considerando a localização dos postos é que um dos postos

(Posto Machado) localiza-se nas margens do Saco Rio Grande. Outro posto

localiza-se sobre o Terraço (Posto Marinha). Dois outros postos (Tigre e Pórtico)

localizam-se nas imediações do Saco da Mangueira. Desta forma tem-se uma

cobertura sobre o istmo onde se localiza a cidade de Rio Grande. Por problemas

técnicos não foi possível realizá-los na porção mais a leste do istmo.

7.2. Perfis

7.2.1 Posto Machado

Figura 4: Perfis realizados no Posto Machado

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7.2.2 Posto Tigre

Figura 5:Perfis realizados no Posto do Tigre

7.2.3 Posto do Pórtico

Figura 6: Perfis realizados no Posto do Pórtico

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24

7.3. Obtenção e processamento dos dados

Foram realizados 30 perfis contínuos próximos aos tanques de

armazenamento subterrâneos e ao redor dos postos de abastecimento

selecionados. Na aquisição dos dados o computador e a unidade de controle são

junto ao corpo de quem opera o equipamento e as antenas são arrastadas pelo

solo na área onde se deseja obter o perfil. Foram realizados quatro perfis no Posto

do Pórtico e do Tigre, três no Posto Machado e cinco no Posto Marinha.

Os perfis de georradar foram realizados de forma cruzada em número total

de 30 perfis de diferentes orientações e freqüências centrais de antenas. O

levantamento foi realizado com o equipamento RAMAC UC-III, produzido pela

MALA Geoscience Inc. (Suécia) e analisados previamente no software que

acompanha o equipamento (Ground Vision 2). Abaixo podemos observar um

exemplo de perfil que pode ser obtida pelo euipamento:

As antenas utilizadas para investigação foram de 500 MHz e de 250 MHz,

blindadas e acopladas ao terreno (ground coupled). De acordo com o objetivo

definido para a investigação geofísica (investigação de zonas contaminadas por

hidrocarbonetos), o espaçamento de amostragem (emissão de pulsos de

georradar) foi de 0,10 m com subseqüente interpolação para 0,05 m de modo a

melhorar a visualização de detalhe das estruturas na fase de interpretação e

impressão dos resultados.

A estimativa da velocidade de propagação das ondas EM nos principais

horizontes elétricos foi tomada a partir de medidas de hipérboles de difração ao

longo dos vários perfis de levantamento geofísico. Assim, a velocidade média

estimada para as áreas de levantamento foi de 10,0 cm/ns.

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25

Os dados do levantamento de pista foram posteriormente corrigidos com

relação a problemas de drift, ruídos, filtrados e invertidos no software Gradix.

Esses dados foram pós-processados e interpretados em aplicativo tipo Corel

Draw.

Os perfis de georradar executados mostraram baixa interferência de ondas

superficiais, como resultado do uso de antenas blindadas. Em gráfico freqüência

vs. amplitude (espectro de freqüência), pode-se observar perfeitamente o pico

central das freqüências de 250 MHz e de 500 MHz. Dessa forma, o

processamento dos dados foi facilitado e conduzido conforme as etapas

enumeradas na tabela 2.

Tabela 2 – Etapas e condições do processamento dos dados de georradar.

Antena de freqüência central 250 MHz

Antena de freqüência central 500 MHz

1) ajuste “drift” (variação no tempo de chegada da primeira onda EM)

1) ajuste “drift” (variação no tempo de chegada da primeira onda EM)

2) ajuste de tempo zero (início da onda EM no solo)

2) ajuste de tempo zero (início da onda EM no solo)

3) dewow (filtro passa alta) para remoção de baixas freqüências (< 80 MHz)

3) dewow (filtro passa alta) para remoção de baixas freqüências (< 160 MHz)

4) filtragem butterwoth para ressaltar a freqüência de interesse (F1 = 130 MHz e F2 = 300 MHz)

4) filtragem butterwoth para ressaltar a freqüência de interesse (F1 = 350 MHz e F2 = 600 MHz)

5) migração com perfil variável de velocidades para eliminação das difrações (p.ex: hipérboles devidas à difração nos tanques enterrados de combustível)

5) migração com perfil variável de velocidades para eliminação das difrações (p.ex: hipérboles devidas à difração nos tanques enterrados de combustível)

6) conversão tempo x profundidade a uma velocidade constante de 10,0 cm/ns

6) conversão tempo x profundidade a uma velocidade constante de 10,0 cm/ns

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Após o processamento dos dados a interpretação foi feita de modo visual,

Com o auxilio do programa Corel Draw traçou-se uma linha tracejada em

vermelho para delimitaras zonas de baixa reflexão encotradas nos perfis, de modo

a facilitar a interpretação dos dados.

8. Resultados Os radargramas em cores representam a justaposição lateral dos diversos

pulsos amostrados (intervalo de amostragem de 0,10 m nesse caso). Os pulsos

EM individuais recebidos durante a propagação das ondas em subsolo

apresentam características de amplitude (cor) e comprimento de onda de acordo

com a impedância eletromagnética de cada material atravessado. Nesse sentido,

pode-se aproximar as propriedades físicas dos materiais de acordo com tais

elementos.

Os materiais resistivos mostram grande amplitude (baixa atenuação) e

pequeno comprimento de onda; os materiais condutivos, por outro lado, mostram

pequena amplitude e grande comprimento de onda. As zonas de condutividade

muito alta podem absorver totalmente a energia da onda EM, restando somente

ruído de fundo. A partir dessas características, é possível avaliar as condições

gerais dos materiais constitutivos do subsolo.

A profundidade de investigação do georradar para o levantamento objeto

desse estudo variou entre 4,00 e 7,00 m, conforme a antena empregada. Isso

permitiu definir as várias interfaces entre camadas geofisicamente distintas e as

zonas de forte atenuação, conforme será mostrado nos perfis seguintes.

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8.1. Comparação entre o desempenho da antena de 250 e 500 MHZ

Nos radagramas abaixos são mostradas as freqüências de 250 e 500 MHz. Pode-

se observar que a antena de 500 MHz produz uma melhor resolução da imagem

(fig. 8), que a antena de 250 MHz (fig. 9), possibilitando uma melhor interpretação

dos dados, para o objeto de estudo.

Figura 7: Imagem obtida com antena de 500 MHz (perfil 3)

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Figura 8: Imagem obtida com a antena de 250 MHz ( perfil 3)

8.2. Interpretação dos resultados obtidos no Posto Machado

Nesse posto, foram realizados seis perfis GPR. Os resultados do

levantamento GPR para esse posto mostram uma forte diminuição do sinal a partir

dos 3 metros de profundidade. Acima da linha vermelha, pode-se observar zonas

com boa reflexão, sem atenuação, onde a estratigrafia de subsolo é bem visível.

Entre essa linha e a profundidade de 3 metros ocorre uma forte atenuação do

sinal, denotando uma região de baixa resistividade que pode estar associada à

presença de hidrocarbonetos em processo de decomposição. No perfil é possível

identificar, os tanques de armazenamento que estão representados pelas

hipérboles presentes no radargrama (fig 10).

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Figura 9: Perfil 1 executado com a antena de 500MHz no Posto Machado ( perfil 1)

Figura 10: Perfil executado com antena de 500MHZ mostrando as hipérboles que representam os tanques de armazenamento ( perfil 3)

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30

8.3. Interpretação dos resultados obtidos no Posto do Pórtico

Nesse posto foram realizados oito perfis. No radargrama abaixo (fig. 12) se

pode observar que acima da linha tracejada ocorrem zonas com boa reflexão,sem

atenuação do sinal onde é possível identificar a estratigrafia do subsolo e os

tanques de armazenamento (hipérboles) .Abaixo dessa linha vemos uma

atenuação do sinal. Na profundidade de 3 metros pode-se identificar um forte

refletor que pode estar associado a água e em seguida à perda do sinal.

Figura 11: Imagem obtida com antena de 500 MHz ( perfil 3)

8.4. Interpretação dos resultados obtidos no Posto Marinha

Esse posto encontra-se fora de funcionamento a cerca de seis anos. Nele

foram realizados dez perfis. Como observado nos outros perfis, abaixo da linha

vermelha tracejada encontra-se uma região com atenuação do pulso, devido a

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uma anomalia de baixa resistividade, que pode ser correlacionada com

vazamentos antigos. Também a partir dos 3 metros ocorre uma perda do pulso.

Figura13: perfil realizado no Posto Marinha com antena de 500 MHz (perfil 3)

8.5. Interpretação dos resultados obtidos no Posto do Tigre

Nesse posto foram realizados seis perfis, obtendo-se uma resposta

diferenciada dos demais postos de combustível. Além da estratigrafia do

local e da atenuação do sinal abaixo na linha tracejada, verifica-se também

uma região com alta reflexão na profundidade de dois metros (figura 14). No

radargrama seguinte pode ser observado outra região de alta reflexão,

podendo estar associada a algum reservatório (figura 15).

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Figura 14: perfil realizado no Posto do tigre com antena de 250 MHz ( perfil 1)

Figura 15: Perfil realizado no Posto Tigre com antena de 250 MHz ( perfil 2)

9. Discussão Devido aos possíveis problemas ambientais trazidos por estabelecimentos

que comercializam e armazenam derivados de petróleo, o CONAMA através da

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33

resolução nº 273, de 29 de novembro de 2000, considera esses estabelecimentos

potencialmente ou parcialmente poluidores e geradores de acidentes ambientais,

passando a exigir o licenciamento ambiental durante o processo de instalação e

comercialização de combustíveis, sendo necessária a adoção de medidas

preventivas e ou corretivas em caso de acidentes, bem como a necessidade de

troca dos tanques de armazenamento metálicos por tanques novos com o intuito

de diminuir o risco de contaminação . Nesse contexto o GPR mostra-se um

método eficiente nas investigações ambientais, como uma ferramenta que pode

auxiliar na detecção de contaminantes em subsuperfície. Mancinni 2002 afirma

que dentre os métodos indiretos o GPR é o método que apresenta os melhores

resultados na detecção de áreas contaminadas por hidrocarbonetos, sendo que

sua acurácia depende do conhecimento das propriedades elétricas do meio. Os

resultados obtidos no presente trabalho apresentam correlação significativa com a

literatura estudada.

Ao comparar o desempenho entre antenas de 250 e de 500MHz usadas

durante a aquisição dos dados, verifica-se que antena de 250MHz produz uma

imagem menos detalhada que a antena de 500MHz como é possível observar nas

figuras 8 e 9. A profundidade de exploração vai depender da freqüência da antena

utilizada no estudo. Quanto menor a freqüência maior será a penetração do sinal

no solo e menor será a resolução (Overmeeren 1994). Castro e Branco 2003

também fizeram uso de baixas freqüências na detecção e no monitoramento de

uma pluma de contaminação, relacionando a freqüência da antena com o tipo de

resposta que se espera encontrar. Pedrosa 2006 usou uma antena de 400MHz.

Baixas freqüências são indicadas para esse tipo de investigação uma vez que a

profundidade a ser estudada não ultrapassa os cinco metros de profundidade. No

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34

entanto a presença de um refletor encontrado nos perfis obtidos nos quatro postos

estudados aos três metros de profundidade, nesse caso, dificultou a propagação

da onda eletromagnética por esse meio.

A estratigrafia de subsolo é comumente definida por meio de camadas

geofisicamente refletoras, o que pode ser observado com clareza em todos os

perfis (figuras 10, 11,12, 13, 14, 15) Por outro lado, as zonas de contaminação por

hidrocarbonetos apresentam um comportamento duplo, dessa forma as resposta

obtidas com o GPR na detecção de contaminantes apresentam comportamento

diferenciado, mostrando zonas de alta absorção da energia da onda EM (zonas de

contaminação antigas, com hidrocarbonetos decompostos), ou mostrando finas

linhas de alta reflexão (Marques 2007). Schneider e Greenhouse, 1992 apud

Atekwana 2000 propõem um modelo feito através de um derrame controlado onde

relaciona uma alta resistividade à presença de hidrocarbonetos. Porém os dados

obtidos em ambiente natural podem se diferenciar desse modelo e sua

interpretação pode se tornar mais complexa. As mudanças de material constitutivo

ou das condições de resistividade/condutividade do subsolo são reconhecíveis

principalmente pelas mudanças de comprimento de onda e pela amplitude do sinal

de retorno.

Os perfis obtidos nesse estudo apresentam zonas de baixa reflexão, que

podem ser evidenciadas com clareza nos perfis realizados no posto do Pórtico

(figura 10), e no posto Machado (figuras 11 e 12) entre a linha vermelha tracejada

e a profundidade de três metros, que podem estar associadas à presença de

derivados do petróleo. Possivelmente nesses postos a fonte de contaminação

pode ter cessado, pois os antigos tanques de armazenamento de combustíveis

metálicos foram trocados a cerca de 6 anos por tanques mais modernos que

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35

possuem parede dupla que são mais duráveis e menos suscetíveis a vazamentos.

No entanto o solo continua contaminado e o Posto Machado ainda possui um

agravante, pois ele está localizado próximo a um corpo hídrico superficial. O Posto

Marinha apesar de estar abandonado ainda apresenta essa zona de alta

condutividade presentes nos demais postos. Essas anomalias na forma de

ausência de sinal que podem ser encontradas nos radargramas, são

características de zonas que apresentam baixa resistividade (Almeida 2007,

Marques 2007). Isso pode estar associado ao estado de biodegradação do local

contaminado. Sauk 2000 e Cassidy 2001 relacionam esse aumento da

condutividade com a produção de ácidos orgânicos e carbônicos pelas bactérias

presentes no solo durante a biodegradação dos hidrocarbonetos. A produção

desses ácidos ocasiona uma redução do pH, levando a lixiviação do soluto e do

próprio grão, aumentando a concentração de sólidos totais, e dessa forma

provocando um incremento da condutividade. A contaminação pode reduzir a

resistividade do solo em até 75% provocando um contraste na resposta do sinal

entre as áreas impactadas e as não impactadas. (Shevnin et al 2003, Pedrosa

2007). Atekwana et al 2000 e Moreira, Dourado 2007 e Pedrosa 2006

encontraram respostas semelhantes, associando as zonas de baixa resistividade

e conseqüente atenuação do pulso com a presença de derivados do petróleo.

Nas seções GPR obtidas no posto do Tigre, além de ser encontrada uma

zona de atenuação do sinal que pode ser visualizada na figura 15 entre a linha

tracejada e a profundidade de três metros, também é possível identificar, no perfil

zonas que apresentam uma alta reflexão . Essas zonas são representadas por

duas linhas finas de alta reflexão (figura14) que estão nas profundidades de 2

metros e que se repete novamente na profundidade de 2,5m, provavelmente

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essas duas zonas estão separas por uma camada de solo impermeável.Em outra

seção realizada no Posto do Tigre (figura 15) é possível verificar a presença de

outra zona de alta reflexão nos últimos 40 metros do perfil, nesse local

possivelmente encontra-se algum reservatório que pode estar ocasionando um

vazamento, uma vez que os tanques de armazenamento desse revendedor já

foram trocados por tanques apropriados. A presença dessas zonas de alta

reflexão pode ser associada à presença de uma contaminação recente ou de

composto que ainda não foi biodegradado. A presença da fase livre e dissolvida

do LNAPL na água não irá causar atenuação no pulso (Castro e Branco 2003).

Benson et al 1997 utilizando dois métodos geofísicos distintos detectou uma

pluma de contaminação que apresentava alta resistividade. Benson, 1995 associa

esse aumento da reflexão à presença de fluidos contaminados que possuam

resistividade maior que a da água, indicando vazamento de hidrocarbonetos.

Outra hipótese para a presença dessas zonas de alta reflexão é que a área do

Posto do Tigre foi aterrada, e esse aterro pode ter sido feita com materiais com

alta resistividade e que foram bem compactadas ( formando lentes) contrastam

com o meio que é menos resistivo, hipótese que poderia ser confirmada através

da realização de furos de sondagem.

Nos perfis analisados de todos os postos de abastecimento é possível

visualizar uma forte refletor aos três metros de profundidade, podendo-se associar

esse refletor ao nível freático. De acordo com Overmeeren 1994, isso é causado

devido ao contraste entre as propriedades elétricas da zona saturada e não

saturada.

Outra assinatura encontrada nos perfis realizados nos postos Tigre,

Machado e Pórtico foram os tanques de armazenamento, que são representados

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nos radargramas por hipérboles, independentemente do tipo de combustível que

ele armazena, podendo ser observados nas figuras 11 e 12 dos postos Machado e

Pórtico respectivamente. Pedrosa 2006 usou essas informações como forma de

parametrizar a profundidade dos dados. Nas seções GPR que foram realizadas no

posto Marinha não foi detectado a presença de tanques de armazenamento, o que

pode ter sido removido depois que o posto parou de funcionar.

10. Conclusão Através das análises dos perfis obtidos conclui-se que o método GPR é

eficiente ferramenta que pode ser utilizado na detecção de plumas de

contaminantes em subsuperfície. Sendo uma técnica rápida, de fácil aplicação e

de baixo custo.

O uso da antena de 500mhz mostrou-se mais eficiente que a antena de

250mhz. Nos perfis obtidos com essa antena as imagens apresentaram-se mais

detalhadas e com maior facilidade na interpretação dos dados.

A diminuição da resistividade pode indicar que na área estudada pode estar

ocorrendo um processo de atenuação natural. Sendo assim, a degradação dos

hidrocarbonetos pela ação de bactérias juntamente com um aumento na

quantidade de sólidos totais dissolvidos, irá refletir no aumento da condutividade

do meio.

Através da interpretação dos radargramas obtidos, é possível classificar os

postos Poórtico, Machado e Marinha, como sendo suspeitos de terem causado

contaminação.

As anomalias de alta reflexão, encontradas no perfil realizado no Posto do

Tigre, podem atribuídas principalmente a presença de material de aterro bem

compactado.

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Como o GPR é um método de investigação indireto, a realização de furos

de sondagem e análises hidrogeoquímicas podem ser usadas como forma de

complementar e quantificar os dados obtidos com o Georadar.

11. Recomendações Medidas preventivas, como o monitoramento constante através de métodos

geofísicos, podem ser adotadas como forma de evitar possíveis vazamentos e os

danos subseqüentes que eles podem causar ao meio ambiente e a população.

Essas medidas devem ser atreladas a uma fiscalização mais eficiente por parte do

órgão ambiental competente, de acordo com a legislação ambiental vigente.

12. Referencias Bibliográficas

© Agência Nacional de Águas – ANA. Panorama da qualidade das águas no

Brasil. Brasília – DF. 2005 83p.

Agencia Nacional de Petróleo Gás natural e Bicombustíveis. Vendas, pelas

Distribuidoras, dos Derivados Combustíveis de Petróleo (metros

cúbicos). Disponível em <

http://www.anp.gov.br/doc/dados_estatisticos/Vendas_de_Combustiveis

_m3.xls> acessado em novembro de 2008.

Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Volume de

Combustíveis Automotivos Comercializados por Município no Ano de

2006. Disponível em

http://www.anp.gov.br/doc/petroleo/abastecimento/Revenda/volume_co

mbustiveis_2006.pdf> acessado em novembro de 2008.

Almeida ET. Contaminação por Hidrocarbonetos em Postos de Serviço de

Abeatuba-PA: Um Estudo de Caso com Georadar.. 4o PDPETRO,

Campinas- SP. 2007

Atekwana, EA. et al. Investigations of Geoelectrical Signatures at a Hydrocarbon

contaminated Site. Journal of Applied Geophysics 44 _2000. 167–180

Page 39: DETECÇÃO DE PLUMAS D E CONTAMINAÇÃO POR … · A detecção de contaminação do solo e da água subterrânea causadas por vazamentos de tanques de armazenamento se torna complexa

39

Benson,AK. Applications of ground penetrating radar in assessing some geological

hazards: examples of groundwater contamination, faults, cavities.

Journal of Applied Geophysics 33 (1995) 177-193.193

Benson et al. Mapping groundwater contamination using dc resistivity and VLF

geophysical methods—A case study. GEOPHYSICS, VOL. 62, NO. 1

(JANUARY-FEBRUARY 1997); P. 80–86, 8 FIGS., 3 TABLES.

Cassidy et al. The Effects of LNAPL Biodegradation Products on Electrical

Conductivity Measurements. Journal of Environmental and Engineering

Geophysics. V 6, n 1, p47-52, 2001

Castro, LC. ; Branco, RMGC. 4-D Ground Penetrating Radar Monitoring of a

Hydrocarbon Leakage Site in Fortaleza (Brazil) During its Remediation

Process:

A Case History. Journal of Applied Geophysics 54 (2003) 127– 144.

Coseuil, XH; Marins MM. Contaminação de águas subterrâneas por

derramamento de gasolina: O problema é grave? Revista Engenharia

Sanitária e Ambiental, v.2, n.2, p.50-54, 1997

Corseuil, XH; Marins MM, Efeitos causados pela Mistura de gasolina e alcool em

contaminações em água subterrânea. [ Bol. téc. PETROBRAS, Rio de

Janeiro, 41 (3/4): 133-138, jul./dez. 1998]

Corseuil, H.X. Enhanced Degradation of Monoaromatic Hydrocarbons in

SandyAquifer Materials by Inoculation Using Biologically Active Carbon

Reactors. PhD dissertation, Ann Arbor, MI, EUA, 1992. apud Coseui,

XH; Marins MM. 1997

Costa, A.F.U; Azambuja, E; Nanni, A.S. Métodos elétricos aplicados na detecção

da contaminação do subsolo provocada por combustíveis: sete casos

estudados no Rio Grande do Sul. Int . Conference on geofisics . Rio de

Janeiro, 1999 (SBGf-250).

CONAMA nº 273, de 29 de novembro de 2000. O Conselho nacional de Meio

Ambiente no uso das competências que lhe foram conferidas pela Lei

nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, regulamentada pelo Decreto nº99.

274, de 6 de julho de 1990, e tendo em vista o disposto na Resolução

CONAMA nº 273, de 29 de novembro de 2000 e em seu Regimento

Interno, e considerando que toda instalação e sistemas de

armazenamento de derivados de petróleo e outros combustíveis,

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40

configuram-se como empreendimentos potencialmente ou parcialmente

poluidores e geradores de acidentes ambientais

Daniels, JJ et al. Ground penetrating radar for the detection of liquid contaminants.

Journal of Applied Geophysics 33 (1995) 195-207.

Daniels ,JJ 2000. Ground Penetrating Radar Fundamentals. Disponível em

<http://www.epa.gov> acessado em setembro de 2008.

Ferreira et al. Comportamento da Gasolina com Etanol (E-20) e da Gasolina Pura

Após a Simulação de um Vazamento em Colunas de Laboratório.

Revista do Instituto de Geociências – USP, v. 4, n. 2, p. 91-102, outubro

2004.

Forte, EJ. et al. Contaminação de Aqüífero por Hidrocarbonetos: Estudo de Caso

na Vila Tupi, Porto Velho- Rondônia Quim. Nova, Vol. 30, No. 7, 1539-

1544, 2007

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Pesquisa Nacional

de Saneamento Básico. [Rio de Janeiro, RJ: IBGE, 2002] Disponível

em:http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/condicaodevida/p

nsb/pnsb.pdf>. Acesso em: outubro de 2008.

Knight, R. Graund Penetrating Radar for Enviromental Apllications.Annu. Rev.

Earth Planet. Sci.29:229–55, 2001.

Mancini , MA. Métodos de caracterização de áreas potencialmente contaminadas

por hidrocarbonetos de petróleo. Rio Claro –SP, 2002. 187p. [Trabalho

de Formatura ,UNESP].

Malamud, EST. et al. Avaliação da Atenuação Natural do Contaminantes BTEX e

Etanol em um Derramamento Controlado de Gasolina Através do

Balanço de Massa. 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e

Ambiental. 2005. Marques, SG. Metodologia geofísica para contaminação por hidrocarbonetos

estudos de casos em postos de combustível. São Paulo-SP, 2007. 98p.

[Dissertação de mestrado, instituto de geociências- USP].

Martins L.R. Relações texturais das areias da zona costeira do Rio Grande do Sul.

Gravel, ISSN 1678-5975. N°4, 2006.

Ministério do Meio Ambiente. Programa de Águas Subterrâneas. [Brasília, DF:

MMA 2001] Disponível em < www.mma.gov.br> Acesso em julho de

2008

Page 41: DETECÇÃO DE PLUMAS D E CONTAMINAÇÃO POR … · A detecção de contaminação do solo e da água subterrânea causadas por vazamentos de tanques de armazenamento se torna complexa

41

MINISTÉRIO DA SAÚDE. PORTARIA N.º 1469, DE 29 DE DEZEMBRO DE 2000.

Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle

e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão

de potabilidade, e dá outras providências

Moreira, A.C. ; Dourado, J.C. Monitoramento da Atenuação Natural de Pluma de

Contaminação Pelo Método Radar de Penetração do Solo (GPR).

Revista Brasileira de Geofísica, Vol. 25(4), 2007.

Olhoeft, G R. ELECTRICAL, MAGNETIC, AND GEOMETRIC PROPERTIESTHAT

DETERMINE GROUND PENETRATING RADAR PERFORMANCE. in

Proc. of GPR’98, Seventh Int’l. Conf. on Ground Penetrating Radar,

May 27-30, 1998 , The University of Kansas, Lawrence, KS, USA, p.

177-182.

Oliveira et al. Efeitos da variação do nível d’água em fase livre de gasolina pura e

de gasolina com etanol. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS

SUBTERRÂNEAS, 10., São Paulo, 1998. Resumos... São Paulo:

ABAS, 1998. p. 10 apud Ferreira et al 2004

Overmeeren, RA. Georadar for Hydrogeology. FIRST BREAK VOL 12, N 8,

AUGUST 1994/401.

Pedroza, RMAM; Castro, LC; Branco, RMGC. Caracterização de plumas

contaminantes de hidrocarbonetos em postos de abastecimento em

Fortaleza, usando o método Radar de Penetração do Solo (GPR).

Revista de Geologia, Vol. 19, nº 1, 73-86, 2006.

Sauck, WA. A Model for the Resistivity Structure of LNAPL Plumes and their

Environs in Sandy Sediments. Journal of Applied Geophysics 44 _2000.

151–165

Silva, RLB. et al. Estudo da Contaminação de Poços Rasos por Combustíveis

orgânicos e Possíveis Conseqüências para a Saúde Pública Município

de Itaguaí, Rio de Janeiro, Brasil. Cad. Saúde Pública, Rio de Janeiro,

18(6):1599-1607, nov-dez, 2002.

Souza, MM. Uso de georadar pra investigações ambientais. Rio de Janeiro, 2005.

120p.[ Dissertação de mestrado , PUC-Rio]

.Tiburtius et al. Degradação de BTXS via processos oxidativos avançados. Quim.

Nova, Vol. 28, No. 1, 61-64, 2005.

Page 42: DETECÇÃO DE PLUMAS D E CONTAMINAÇÃO POR … · A detecção de contaminação do solo e da água subterrânea causadas por vazamentos de tanques de armazenamento se torna complexa

42

US.EPA. Geophysical Exploration for Engineering and Environmental

Investigations. Disponível em < http://www.epa.gov> Acessado em

outubro de 2009.

Villwock, JA. et al. 1986. Geology of The Rio Grande do Sul Coastal Province. In:

Rabassa, J. (ed.) Quaternary of South America and Antartic Peninsula,

4:79-97. apud Villwock et al, 2007 Evolução Geológica da Planície

Costeira do Rio Grande do Sul: Uma Síntese do Quaternário no Rio

Grande do Sul..

hevnin et al. Oil pollution detection using resistivity sounding. Geofísica

Internacional (2003), Vol. 42, Num. 4, p. 613-622.

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13. Anexos

13.1. Perfis GPR realizados no Posto Machado

Perfil 1 realizado com antena de 500MZh

Perfil 1 realizado com antena de 250MZh

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Perfil 2 realizado com antena de 500 MHz

Perfil 2 realizado com antena de250Mhz

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Perfil 3 realizado com antena de 500MHz

Perfil 3 realizado com antena de 250MHz

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13.2. Perfis Realizados no Posto Marinha

Perfil 1 realizado com antena de 250MHz

Perfil 1 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 2 realizado com antena de 250MHz

Perfil 2 Realizado com antena de 500MHz

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Perfil 3 realizado com antena de 250MHz

Perfil 3 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 4 realizado com antena de 250MHz

Perfil 4 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 5 realizado com antena de 250MHz

Perfil 5 realizado com antena de 500MHz

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13.3. Perfis realizados no Posto do Pórtico

Perfil 1 Realizado com antena de 250MHz

Perfil 1 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 2 realizado com antena de 250MHz

Perfil 2 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 3 realizado com antena de 250MHz

Perfil 3 realizado com antena de 500Mhz

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Perfil 4 realizado com antena de 250MHz

Perfil 4 realizado com antena de 500MHz

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13.4. Perfis Realizados no Posto Tigre

Perfil 1 Realizado com antena de 250 MHz

Perfil 1 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 2 realizado com antena de 250MHz

Perfil 2 realizado com antena de 500MHz

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Perfil 3 realizado com antena de 250 MHz

Perfil 2 realizado com antena de 500 MHz