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Title in Portuguese: Análise da recepção do sinal VLF da Estação NAA (24.0 Khz) EUA e sua utilização na pesquisa de água subterrânea no Estado do Ceará, Nordeste do Brasil
Author: Cordeiro, Walber
Cordeiro, Vinícius Feijó
Cordeiro, Elicius Feijó
Castelo Branco, Raimundo Mariano Gomes
Keywords: VLF
Ondas
Monitoramento
VLF
Waves
Monitoring
Issue Date: 2017
Publisher: Revista de Geologia
Citation: CORDEIRO, Walber; CORDEIRO, Vinícius Feijó; CORDEIRO, Elicius Feijó; CASTELO BRANCO, Raimundo Mariano Gomes. Análise da recepção do sinal VLF da Estação NAA (24.0 Khz) EUA e sua utilização na pesquisa de água subterrânea no Estado do Ceará, Nordeste do Brasil. Revista de Geologia, Fortaleza, v. 30, n; 2, p. 191-209, 2017.
Abstract in Portuguese: Durante as últimas décadas, vários autores têm demonstrado a utilidade dos levantamentos geofísicos VLF (Vey Low Frequency) como uma ferramenta rápida e poderosa para o estudo de estruturas geológicas (falhas, fraturas, diaclases, contatos, diques, etc.). Outras aplicações envolvem prospecção mineral, engenharia civil, identificação de contaminantes e principalmente na prospecção de águas subterrâneas. Durante a pesquisa apresentada neste trabalho constatou-se que a estação VLF NAA (24.0 kHz) tem sinal mais forte, estável e menos sujeito a ruídos, mesmo em áreas urbanas e atende a todas as variações de direção das zonas fraturadas no quadrante NW. Entretanto, ainda residem dúvidas quanto à utilização eficiente deste método, provocando questionamentos quanto a utilidade e confiabilidade dos sinais VLF transmitidos a longas distâncias. Em resposta à questão foi formulada a hipótese: “Os sinais VLF da estação NAA (24.0 kHz) transmitidos de Cutler, Maine-EUA podem ser usados de forma confiável na prospecção de água subterrânea, no território cearense? ”. Assim, na tentativa de sustentação desta, são apresentados os resultados e a análise das observações da intensidade do sinal desta estação executadas no território cearense no período de 20/01/2001 a 28/12/2012, no qual foram realizados 768 perfis VLF para prospecção de água subterrânea em 78 municípios cearenses, totalizando 347,61 Km de pesquisa geofísica utilizando o equipamento WADI construído pela empresa sueca ABEM. Estas observações foram também comparadas aos dados adquiridos pelo Observatório Moore através de um monitoramento contínuo da estação NAA. A revisão bibliográfica sobre o comportamento das ondas VLF demonstra que a propagação destas se dá na camada confinante formada pela ionosfera e a superfície da terra e que impede o sinal de ondas VLF escapar para o espaço, tornando possíveis os sinais VLF serem captados em distâncias superiores a 10 mil quilômetros dos transmissores. Com relação ao que foi apresentado e analisado pode-se concluir que: as ondas VLF se propagam a longas distâncias de forma consistente, com estabilidade e reprodutibilidade da amplitude e fase do sinal; o sinal VLF transmitido pala estação NAA (24.0 kHz) é estável e reprodutível, mesmo a distâncias superiores a 10.000 km; os valores do indicador relativo de potência do sinal VLF da estação NAA (24.0 kHz) registrados pelo equipamento WADI no território cearense estão em 93,86% dos casos dentro do intervalo entre 10 e 35, considerado confiável pelo fabricante e os valores do sinal da estação NAA (24.0 kHz) obtidos no Ceará são proporcionais e apresentam fortes semelhanças com os obtidos no Observatório Moore, com uma frequência superior aos 90% no intervalo entre os valores 10 e 30. Desta forma, fica comprovado a confiabilidade da utilização do sinal VLF da estação NAA na prospecção de água subterrânea no território cearense, baseado no seu princípio de aplicação.
Abstract: During the last decades, several authors have demonstrated the usefulness of VLF (Very Low Frequency) geophysical surveys as a fast and powerful tool on surveying geological structures (faults, fractures, diaclases, contacts, dikes, etc.). Other applications involve mineral prospecting, civil engineering, contaminants identification and especially groundwater prospecting. During this research, it was verified that VLF NAA station (24.0 kHz) has a stronger, stable and less noise-prone signal even in urban areas and meets all the direction variations of fractured zones in the NW quadrant. However, there are still doubts about the efficient use of this method, provoking questions about the usefulness and reliability of VLF signals transmitted over long distances. In response to that question, the hypothesis was put forward: "Can VLF signals from NAA station (24.0 kHz) transmitted from Cutler, Maine-USA be used reliably in groundwater surveying at Ceará's State? ". Thus, in the attempt to sustain this, results and analysis of signal intensity observations of this station executed at Ceará during the period from January 20, 2001 to December 28, 2012. In total, 768 VLF profiles groundwater prospecting were performed in 78 municipalities of Ceará, totaling 347.61 km of geophysical surveys using WADI equipment built by Swedish company called ABEM. These observations were also compared to data acquired by Moore Observatory through continuous monitoring of NAA station. The literature review on the behavior of VLF waves shows that the propagation of these waves occurs in the confining layer formed by ionosphere and Earth’s surface and that prevents VLF wave signal from escaping into space, making it possible for VLF signals to be captured at higher distances up to 10 thousand kilometers of the transmitters. In relation to what was presented and analyzed it can be concluded that: VLF waves propagate at long distances consistently, with stability and reproducibility of signal amplitude and phase; The VLF signal transmitted from NAA station (24.0 kHz) is stable and reproducible, even at distances exceeding 10,000 km; The values of the relative power indicator of VLF signal of NAA station (24.0 kHz) recorded by WADI equipment Ceará's State are 93.86% ofthe cases within the range of 10 to 35, considered reliable by manufacturer and signal values of NAA station (24.0 kHz) obtained in Ceará are proportional and present strong similarities with those obtained at Moore Observatory, with a frequency higher than 90% in the interval between values 10 and 30. In this way, the reliability using VLF signal from NAA station at groundwater surveying at Ceará's State, based on its application principie, is proved.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/39350
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