UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 059

CARLOS TADEU CARVALHO DO NASCIMENTO

Palavras-chave:  geofísica, resistividade, gamaespectrometria, análise de grupos, solos, Distrito Federal

DATA DE DEFESA: 21/03/2003
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROCESSAMENTO DE DADOS EM GEOLOGIA E ANÁLISE AMBIENTAL
ORIENTADOR:  Prof. Augusto Cesar B. Pires (Unb)
EXAMINADORES: Profa. Edi Mendes Guimarães (Unb); Profa. Maria Leonor Riberiro C. L. Assad (Unb); Prof. Francisco José Fonseca Ferreira (UFPA; Prof. Silvio Crestana (USP)

RESUMO

O objetivo deste trabalho é apresentar procedimentos para reconhecimento e cartografia de solos, baseados em medições de sua resistividade elétrica e de sua radioatividade natural. A área de estudo possui 5 km2 e faz parte do Jardim Botânico de Brasília, uma unidade de conservação ambiental. Observou-se que solos argilosos são menos resistivos que solos arenosos, independente da condição de umidade, e que a variação da resistividade aparente é maior nos solos arenosos que nos solos argilosos. Este fato mostra que é possível utilizar medidas de resistividade elétrica como instrumento para diferenciar estes solos. Observou-se também que, para os solos analisados, os argilosos são mais radioativos que os arenosos, embora nos arenosos a radioatividade atribuída exclusivamente ao potássio seja mais elevada. A radioatividade mais elevada deve estar associada à adsorção dos isótopos radioativos pelos argilominerais e, nos casos em que a radiação do potássio é elevada, podem existir fontes adicionais deste elemento, representadas por minerais potássicos. A análise estatística dos dados disponíveis mostrou que medidas de resistividade são melhores que medidas radiométricas para distinguir as variedades de solos estudadas. Construíram-se mapas radiométricos e de resistividade aparente para a área de estudo, observando-se uma boa correlação entre estes e o mapa de solos disponível para a área. Um procedimento estatístico, a análise de grupos, possibilitou combinar os dados geofísicos entre si, fornecendo mapas da distribuição de agrupamentos estatísticos, os quais também mostraram boa correlação com as unidades de solos cartografadas. Sondagens elétricas verticais possibilitaram identificar a variação da resistividade em subsuperfície. De modo geral, os solos arenosos têm valores médios de 22200 Ohm.m, e uma estruturação do tipo condutivo-resistivo-condutivo, onde a camada superior tem aproximadamente 1,3 metros de espessura. Os argilosos têm resistividade média de 14200 Ohm.m e estruturação do tipo resistivo-condutivo-resistivo, onde a camada superior tem aproximadamente 4 metros de espessura.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA /INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 059

CARLOS TADEU CARVALHO DO NASCIMENTO

KeyWords: Geophysics, resistivity, gamma-ray spectrometry, cluster analysis, soil, Distrito Federal

DATE OF ORAL PRESENTATION: 21/03/2003
TOPIC OF THE THESIS: GEOLOGICAL DATA PROCESSING AND ENVIRONMENTAL ANALYSIS
SUPERVISOR: Prof. Augusto Cesar B. Pires (Unb)
COMMITTEE MEMBERS: Profa. Edi Mendes Guimarães (Unb); Profa. Maria Leonor Riberiro C. L. Assad (Unb); Prof. Francisco José Fonseca Ferreira (UFPA; Prof. Silvio Crestana (USP)

ABSTRACT

The purpose of this work is to present procedures for survey and mapping of soils, based on DC electrical resistivity and gamma-ray spectrometry. The study area has 5 km2 and is located at Jardim Botânico de Brasília, an environmental conservation area. The results show that clay rich soils are less resistive than sandy soils, independently of moisture condition, and that apparent resistivity variation is larger in sandy soils than in clay rich soils. This fact shows that it is possible to use electrical resistivity measurements like a procedure for to separate clay rich and sandy soils. It was also observed that, for the soils studied, the clay rich are more radioactive than sandy, although in the sandy ones , the radioactivity of potassium is the greater. The higher levels of radioactivity can be related with adsorption of radioactive isotopes by clay minerals, and where the radioactivity from potassium is the larger, additional sources of this element can exist, and probably are potassium clay minerals. The statistical analysis shows that resistivity measurements are better than radiometric ones for to distinguish among the studied soils. Resistivity and radiometric maps were constructed and showed a good correlation with the pedological map of study area. A statistical procedure, the cluster analysis, allowed to combine the geophysical data, producing maps of statistical groups, that also have a good correlation with the units of surveyed soils. Vertical electrical soundings permitted to identify the underground variation of resistivity. The sandy soils have 22200 Ohm.m, and a conductive-resistive-conductive structure, where the upper layer has 1.3 meters of thickness. The clay rich soils have 14200 Ohm.m and a resistive-conductive-resistive structure, where the upper layer has 4 meters of thickness.