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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2021.tde-06072021-190631
Document
Author
Full name
Túlio Cordeiro Bicudo
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Porsani, Jorge Luis (President)
Borges, Welitom Rodrigues
Fachin, Sergio Junior da Silva
Title in Portuguese
Caracterização de contaminação por hidrocarboneto creosoto utilizando os métodos GPR e Eletrorresistividade
Keywords in Portuguese
Contaminação
Creosoto
Eletrorresistividade (ER)
GPR
Resistividade Capacitiva
Abstract in Portuguese
Nesta pesquisa foi feita a detecção e caracterização de uma contaminação por hidrocarboneto creosoto através da utilização dos métodos Ground Penetrating Radar (GPR), Eletrorresistividade (ER) e Eletrorresistividade com Acoplamento Capacitivo (RC). Os dados foram coletados sobre uma área contaminada onde funcionou por décadas uma usina de preservação de madeiras que utilizava como produto principal o óleo creosoto. O óleo creosoto era utilizado nos dormentes de madeira por causa do seu poder inseticida e fungicida que aumenta muito a durabilidade dos dormentes de madeira que eram usados para a construção de linhas férreas no estado de São Paulo. O óleo era armazenado em tanques aéreos e o processo de impregnação dos dormentes era feito dentro de grandes autoclaves no próprio local. Os levantamentos GPR foram feitos com antenas de 200, 270, 400 e 900 MHz de maneira a se produzir tanto perfis únicos caracterizando um imageamento 2D quanto um modelo pseudo-3D. As aquisições GPR com a técnica CMP foram feitas para a geração de um modelo pseudo-3D de constante dielétrica de uma região em específico que engloba a posição de uma das antigas autoclaves. Uma análise espectral dos dados GPR foi feita, baseada na aplicação da Transformada de Fourier no Tempo Curto, para que os resultados pudessem auxiliar na detecção das plumas de contaminação. Tanto com o método GPR quanto para os métodos ER e RC foram feitas aquisições sobre três linhas pré-definidas chamadas de linha de background, linha central e linha lateral. A utilização dos métodos GPR, ER e RC permitiu tanto a detecção como a estimativa da forma e do volume das plumas de contaminação. Os levantamentos com o método RC foram feitos não só sobre as três linhas mencionadas, mas também sobre uma malha, os quais proporcionaram a geração de um modelo de resistividade elétrica pseudo-3D para estimativa de forma e volume das plumas de contaminação. Todos os dados dos métodos geofísicos foram acompanhados de experimentos em laboratório para dar maior confiabilidade nas interpretações. Os resultados sugerem que a contaminação está passando por um processo de biodegradação por bactérias que se alimentam de hidrocarbonetos.
Title in English
Characterization of creosote hidrocarbon contamination using GPR and Resistivity methods
Keywords in English
Capacitive Resistivity
contamination
Creosote
Electrorresistivity (ER)
GPR
Abstract in English
The primary objective of the present research is to characterize a hydrocarbon contamination using three geophysical methods: (1) the Ground Penetrating Radar (GPR), (2) Electrorresistivity (ER), and (3) Electrorresistivity with Capacitive Coupling (RC). The data were collected over the contaminated area, which is located in a wood preservation plant that operated for decades, and creosote oil was the main chemical contamination product at the site. Creosote oil was used in wooden sleepers because of its insecticidal and fungicidal power that greatly increases the durability of sleepers. The creosote oil was stored in overhead tanks and the process of impregnating the sleepers was carried out inside large autoclaves on the spot. The GPR surveys were made with 200, 270, 400, and 900 MHz antennas to produce both unique profiles featuring 2D and a pseudo-3D GPR model. Acquisitions were made using the CMP technique to generate a dielectric constant pseudo-3D model of a specific region that encompasses the position of one of the old autoclaves. Spectral analysis of the GPR data was made so that the results could assist in the detection of contamination plumes. Both with the GPR method and for the ER and RC methods, acquisitions were made on three predefined lines called the background line, center line, and lateral line. The GPR, ER, and RC methods allowed both the detection and the estimation of the shape and volume of the contamination plumes. The surveys with the RC method took place not only on the three lines mentioned but also on a grid, which provided the generation of a pseudo-3D electrical resistivity model to estimate the shape and volume of the contamination plumes. All data from the geophysical methods were accompanied by laboratory experiments to provide greater reliability in the interpretations. The results suggest that the contamination undergoes a process of biodegradation by bacterias.
 
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Publishing Date
2021-07-19
 
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