Tese de mestrado, Ciências Geofísicas (Geofísica Interna), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019Nesta dissertação são apresentados os resultados da combinação de três métodos geofísicos aplicados a dois casos de estudo distintos em Portugal continental, com o objetivo de comparar os resultados obtidos. Os métodos aplicados foram: Tomografia de Resistividade Elétrica (ERT), Eletromagnético no Domínio do Tempo (TDEM) e Eletromagnético no Domínio da Frequência (FDEM). O primeiro caso de estudo localiza-se próximo a um reservatório de águas contaminadas de uma instalação industrial. O principal objetivo era detetar e definir zonas de contaminação de águas subterrâneas. Para esse efeito, foram aplicados dois métodos em dois perfis: ERT e FDEM. No primeiro perfil, o método FDEM deteta uma zona de alta resistividade na parte mais superficial (~ 25 m) e a parte superior de uma área contaminada. Os perfis de ERT atingem maiores profundidades e definem toda a área contaminada sobre uma zona não fraturada. No segundo perfil, o método FDEM deteta a parte mais superficial (~ 20 m de profundidade) com a presença de duas falhas que controlam a circulação das águas subterrâneas. Esse recurso também é detetado no perfil ERT que penetra mais profundamente, detetando a presença de duas áreas contaminadas. O segundo caso de estudo é desenvolvido sobre uma zona aluvial próxima ao rio Tejo, onde está em construção um parque insustrial. O principal objetivo é investigar se a área tem as condições necessárias para a construção do ponto de vista da engenharia. Nesta área, foram aplicados os três métodos nos três perfis: ERT, TDEM e FDEM. No primeiro perfil, a combinação dos três métodos permitiu a deteção de três camadas: uma superficial e plana com alta resistividade (origem antrópica), sobre uma área de resistividade muito baixa, com morfologia heterogénea (sedimentos com grande quantidade de argilas) e, no fundo, uma área de resistividade intermediária (rocha e águas subterrâneas). O segundo perfil foi adquirido paralelamente ao primeiro e combina as técnicas ERT e TDEM. Ambos detetaram as mesmas camadas do primeiro perfil, com formas diferentes, o leito rochoso é mais superficial e mergulha em direção a noroeste. O terceiro perfil estava localizado perpendicularmente aos anteriores. Este perfil (ERT) deteta e define as falhas na zona de estudo. Além disso, foi realizado o cálculo da resistividade aparente e posterior inversão para os dados do FDEM-8. Os resultados são muito encorajadores, em que na maioria dos perfis foi obtida uma resposta quantitativa de acordo com os outros métodos utilizados (ERT e TDEM). No entanto, é necessário mais trabalho para obter um melhor modelo optimizado que permita uma interpretação detalhada. Esta investigação demonstra a complementaridade dos métodos geofísicos utilizados. O método ERT deteta os recursos no subsolo com mais detalhes. O TDEM e o FDEM definem melhor a localização das camadas condutoras, pois são muito sensíveis à presença de material condutor. Os três métodos são muito apropriados para serem aplicados em casos semelhantes de estudo, tanto em hidrogeologia quanto em engenharia.The combination of three geophysical methods in two different case studies is presented in this dissertation. The applied methods were Electrical Resistivity Tomography (ERT), Time-Domain Electromagnetic (TDEM) and Frequency-Domain Electromagnetic (FDEM). Two different areas in Portugal (onshore) were selected aimed to compare the results obtained in the different methods. The first case study is located close to the contaminated water reservoir of an industrial facility. The main objective in this area was to detect and define the contamination zones and features that constrain the groundwater circulation. Here, two methods were applied along two profiles: ERT and FDEM. At the first profile, FDEM methods detect a high resistivity zone at the shallower part (~25 m) and the upper part of a contaminated area. ERT goes deeper depths and defines the whole contaminated area over a non-fractured zone. At the second profile, the FDEM method detects the shallower part (~20 m depth) with the presence of two faults that control the groundwater circulation. This feature is also detected in the ERT profile that penetrates deeper, detecting the presence of two contaminated areas. The second case of study is developed over an alluvial zone close to the Tajo River where an industrial park is under construction. The main objective is to investigate if the area is appropriate for construction from an engineering point of view. In this area, three methods along 3 profiles were applied: ERT, TDEM, and FDEM. In the first profile the combination of the three methods allowed the detection of 3 layers: a flat shallower area with high resistivity (anthropic origin), over a very low resistivity area with heterogeneous morphology (sediment with high quantity of clays) and, at the bottom, an intermediate resistivity area (bedrock and groundwater). The second profile was acquired parallel to the first and it combines ERT and TDEM techniques. Both detected the same layers as in the first profile with different shapes, the bedrock is shallower and that dipping toward NW. The third profile was located perpendicular to the previous ones. This profile (ERT) detects and defines the faults in the area. Additionally, an optimization of the apparent resistivity calculation and further inversion for FDEM-8 data were performed. The results are very encouraging, wherein most profiles a quantitative response was obtained in agreement with the other methods (ERT and TDEM). However, more work is needed in order to obtain a better method that allows detailed interpretation. This investigation demonstrates the complementarity of the used geophysical methods. ERT method detects the features at the subsoil with more detail. TDEM defines better the location of the conductive layers since it is very sensitive to the presence of conductive material such as FDEM. The three methods are very appropriate to be applied in similar cases of study, both, hydrogeology and engineering purposes
