Métodos Físicos e Geofísicos de Identificação de Anomalias Ambientais

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Física do Meio Ambiente 
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Francisco de Assis Cavallaro
Revisão Textual:
Prof.ª Dr.ª Selma Aparecida Cesarin
Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
 
 
• Obter conhecimentos fundamentais sobre os principais métodos físicos e geofísicos aplicados 
ao meio ambiente na obtenção de anomalias resultantes das ações de poluentes. 
OBJETIVO DE APRENDIZADO 
• Introdução;
• Principais Métodos Geofísicos em Estudos 
de Contaminação Subterrânea;
• Magnetometria ou Método Magnético.
UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
Introdução
A destinação inadequada de resíduos sólidos ou efluentes oriundos do processo 
industrial tem se apresentado como um dos principais problemas ambientais que 
vem sendo enfrentado nos últimos anos, sendo que práticas como a infiltração ou o 
descarte direto de resíduos no solo foram comumente adotadas, principalmente, nas 
décadas passadas, vez que o desconhecimento das consequências de tais procedi-
mentos, aliado à inexistência de uma Legislação específica mais rígida, propiciaram 
o emprego dessas ações nocivas ao meio ambiente, especificamente no que diz res-
peito à qualidade dos solos e das águas subterrâneas.
Apesar das consequências danosas desses procedimentos ao meio ambiente e da 
evolução técnica atual, descartes clandestinos de resíduos sem o conhecimento dos 
Órgãos Públicos responsáveis pela fiscalização e pelo controle ambiental ainda podem 
ser verificados, situação esta também agravada pelo passivo ambiental estabelecido 
após a desativação de algumas plantas industriais e que, além dos riscos à população 
do entorno, demandam elevados recursos a serem despendidos na sua remediação. 
A degradação da qualidade dos solos e da água subterrânea, seja decorrente de 
contaminação industrial, seja de descartes irregulares de resíduos, constitui uma 
questão de saúde pública, sendo que suas consequências devem ser investigadas com 
o intuito de avaliar a extensão e os impactos causados ao meio.
Nesse sentido, a aplicação de técnicas em física aplicada à geologia, ou geofísica, 
para avaliação da contaminação do solo e das águas subterrâneas vem se desenvol-
vendo de forma marcante nos últimos anos, tanto pela demanda cada vez maior por 
iniciativas das Indústrias ou das Empresas de Consultoria Ambiental quanto por exi-
gências das Instituições de controle ambiental, vez que a adoção crescente desse tipo 
de levantamento não invasivo se justifica pela eficiência e pela rapidez que esses mé-
todos apresentam para diagnosticar a presença de contaminantes em subsuperfície. 
A seguir, serão apresentados os métodos geofísicos mais efetivos para diagnóstico 
da presença de contaminantes em áreas suspeitas de contaminação.
A Geofísica em investigações ambientais. Disponível em: https://bit.ly/35CeNs5
Principais Métodos Geofísicos em 
Estudos de Contaminação Subterrânea
Existe uma variedade de métodos geofísicos que podem ser utilizados nos estudos 
ambientais, porém os principais e mais adequados métodos aplicados à investiga-
ção da contaminação do solo e da água subterrânea são o GPR (ou Georradar), 
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o Eletromagnético Indutivo (EM) e a Eletrorresistividade (ER), que são métodos clas-
sificados como ativos, pois geram artificialmente sinais transmitidos para a subsu-
perfície, onde são modificados conforme as características do meio que atravessam, 
além do Método Magnético (Magnetometria) que, diferentemente dos anteriores, é 
um método passivo por medir as alterações do campo magnético natural da Terra 
(REYNOLDS, 2011). 
Poluição das águas subterrâneas. Disponível em: https://bit.ly/2Lbh6J7
Método GPR (Ground Penetrating Radar)
O método GPR (ou Georradar) é um método geofísico eletromagnético que forne-
ce seções contínuas dos perfis executados e que pode ser aplicado às investigações 
de passivos ambientais para a localização de cavas com resíduos, de tanques subter-
râneos de qualquer tipo de material, de tambores ou bombonas plásticas enterrados, 
de dutos e galerias subterrâneas, além da detecção de vazamento em tubulações, a 
cubagem de aterros e lixões e a investigação de contaminação orgânica e inorgânica.
O funcionamento do método GPR se dá quando pulsos de ondas de rádio de alta 
frequência (entre 10 e 2500MHz) são irradiados para a subsuperfície através de uma 
antena acoplada ao terreno. 
Na sequência, quando o sinal transmitido em profundidade atinge corpos ou estratos 
com permissividades dielétricas (ε) diferentes, parte da onda se reflete nesses objetos ou 
interfaces (Figura 1), enquanto outra parte se propaga até a próxima descontinuidade. 
A onda eletromagnética refletida é captada por uma antena receptora, sendo o 
sinal amplificado, digitalizado e armazenado para posterior processamento (DAVIS; 
ANNAN, 1989). 
Figura 1 – Emissão e Reflexão do Sinal de GPR 
Fonte: Adaptado de DAVIS; ANNAN, 1989
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UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
Os sinais obtidos da onda eletromagnética refletida são registrados em relação ao 
tempo de percurso (ida e volta) em subsuperfície, que é o parâmetro físico medido e, 
estimando-se a velocidade de propagação da onda no meio investigado, é possível 
calcular a profundidade e a espessura das estruturas geológicas presentes. 
O produto final da aquisição de campo é uma seção contínua em tempo real 
(distância percorrida x profundidade), formada por uma série de sinais obtidos em cada 
ponto de amostragem (traços), que representa uma imagem de alta resolução da porção 
investigada do subsolo (DAVIS; ANNAN, 1989), sendo que através destas seções é pos-
sível identificar configurações representativas de feições geológicas, hidrogeológicas e 
ambientais presentes, e de outras estruturas em subsuperfície (Figura 2).
Figura 2 – Seção de GPR de local contaminado por resíduos industriais
Fonte: AQUINO, 2000
Verifica-se, portanto, que o principal fator que afeta o comportamento da onda de 
GPR no solo é a permissividade dielétrica do meio, que é expressa pelo coeficiente 
dielétrico “K” (adimensional), sendo a velocidade de propagação das ondas eletro-
magnéticas através de um determinado meio dada por:
( )/= CV m s
K
em que C é a velocidade da luz ou de uma onda eletromagnética no vácuo, cujo valor 
é 3 x 108m/s).
Quanto aos valores encontrados nos materiais presentes em subsuperfície, a água 
apresenta elevado valor de seu coeficiente dielétrico (K ≅ 81), se comparado com os 
observados para os grãos minerais (K ≅ 3 a 5) e que constituem a matriz de uma 
rocha, assim como a do ar (K = 1) que pode preencher os poros dela. 
Na Tabela 1, são observados os valores do coeficiente dielétrico, condutividade 
elétrica de alguns materiais geológicos naturais.
Tabela 1 – Constante dielétrica, condutividade elétrica de alguns materiais geológicos naturais
Materiais Constante dielétrica (k) Condutividade elétrica (σ) mS/m
Areia seca 2 – 6 0,01
Solo arenoso saturado 25 6,9
10
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Materiais Constante dielétrica (k) Condutividade elétrica (σ) mS/m
Argila seca 5 2
Solo argiloso saturado 15 50
Calcáreo seco 4 0,5
Folhelho seco 5 1
Folhelho saturado 7 100
Silte saturado 10 1 – 10
Diabásio seco 7 10
Basalto seco 6 1
Granito seco 5 0,01
Fonte: Adaptado de PORSANI, 1999, apud SOUZA, 2005
Na Tabela 2, são apresentados os valores dos coeficientes dielétricos de algumas 
substâncias potencialmente contaminadoras do solo e da água subterrânea, muitas 
dessas frequentemente identificadas nos diagnósticos de áreas contaminadas.
Tabela 2 – Valores dos coeficientes dielétricos de algumas substâncias 
potencialmente contaminadoras do solo e da água subterrânea
Materiais Constante dielétrica (k) Condutividade elétrica (σ) mS/m
LNAPL 2 0
DNAPL 2 – 3 0
Hexano 1,88 0,5
Diclorometano 8,3 1,1
Benzeno 2,24 0,11
Metanol 33,7 0,38
Mistura de óleo e outras 
substânciasorgânicas 2 0,5
Fonte: Adaptado de PORSANI, 1999, apud SOUZA, 2005
Primordialmente, a penetração do sinal de radar (Tabela 3) está condicionada 
pelas propriedades elétricas dos terrenos, representadas pela condutividade elétrica e 
pela permissividade elétrica (coeficiente dielétrico). Portanto, em locais onde ocorrem 
materiais de baixa condutividade elétrica, o sinal GPR pode atingir profundidades de 
até 30 metros em condições muito favoráveis (exemplo: zonas arenosas não saturadas). 
Por outro lado, argilas muito condutivas eletricamente e a presença de água no meio 
geológico podem reduzir sensivelmente a penetração do sinal a profundidades inferiores 
a 1m, bem como diminuir sua sensibilidade (por exemplo, zonas de manguezais). 
Tabela 3 – Frequência central de operação das antenas de radar 
e faixa aproximada de profundidade de investigação no solo
Frequência da antena (MHZ) Faixa de profundidade (metros)
25 25
50 20
100 12
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Frequência da antena (MHZ) Faixa de profundidade (metros)
200 8
500 3,5
1000 1,5
Fonte: Adaptado de BARROS et al, 2016
Além disso, a frequência do sinal emitido pelo GPR também contribui diretamente 
para uma maior ou menor penetração e resolução do método (DAVIS; ANNAN, 1989). 
Assim, frequências de onda maiores (400 a 1.000MHz) possibilitam maior resolu-
ção (maior detalhamento) em detrimento de menor penetração, sendo que maiores 
profundidades podem ser alcançadas pela emissão de sinal em frequências menores 
(25 a 100MHz).
O que é radar de penetração no solo (GPR)? E como isso funciona?
Disponível em: https://youtu.be/oQaRfA7yJ0g
Atualmente, existem dois tipos de equipamentos GPR disponíveis no mercado: 
GPR detectores de estruturas rasas, ou localizadores, com antenas blindadas 
e maiores frequências de operação para identificação de tubulações, caixas sub-
terrâneas, tanques, tambores enterrados e cavas rasas, e os aparelhos GPR con-
vencionais, com antenas de frequências menores, blindadas ou não, empregados 
comumente para estudos geológicos, geotécnicos e ambientais em profundidades 
maiores.
Os equipamentos GPR detectores possuem filtros especiais em suas configurações 
de aquisição de dados e cursores de tela que permitem ao operador a visualização 
in loco dos alvos durante o levantamento (tempo real), sendo que os resultados de 
posicionamento e profundidade das estruturas são obtidos, portanto, de forma imediata 
em campo. 
Em contrapartida, os aparelhos GPR convencionais necessitam que os dados salvos 
do levantamento de campo, geralmente, sejam submetidos a processamento posterior 
para as devidas interpretações das feições existentes em subsuperfície.
Um parâmetro muito importante relacionado à detecção de contaminação por 
compostos inorgânicos ou metálicos disseminados no solo que apresentam alta con-
dutividade elétrica está associado à relação direta com a atenuação da onda eletro-
magnética em subsuperfície, expressa em decibéis por metro, e dada pela expressão 
(DAVIS; ANNAN, 1989):
( )1,69 / /a σ= K dB m
em que K é o coeficiente dielétrico e σ é a condutividade elétrica do meio geológico, 
expresso em mS/m (mili siemens por metro). 
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Assim, em seções de GPR obtidas em áreas contaminadas, o fenômeno da atenu-
ação é detectado como zona de ausência ou diminuição da amplitude (intensidade) do 
sinal denominada “zona de sombra” e, consequentemente, pode ser correlacionada 
à presença de maiores concentrações de substâncias eletricamente mais condutivas 
disseminadas no meio, como pode ser visto no exemplo da Figura 2, executada em 
área contaminada por infiltração de resíduos industriais (AQUINO, 2000).
Referente aos objetivos ambientais específicos voltados à detecção de tanques sub-
terrâneos de armazenamento ou tambores enterrados, esses corpos, quando seccio-
nados transversalmente por um perfil GPR, geram, na seção obtida, configurações 
geométricas denominadas hipérboles de difração (Figura 3). 
Assim, segundo Annan (1992), uma hipérbole de difração originada por um cor-
po de subsuperfície é um evento gerado no subsolo, resposta de um objeto enterrado 
de bordas limitadas, sendo que o fenômeno da difração ocorre quando uma onda se 
depara com um corpo cujo raio de curvatura seja menor que seu comprimento de 
onda (λ).
Figura 3 – Registro GPR com hipérbole de difração de tanque
Fonte: Adaptado de ANNAN, 1992
Como exemplo de identificação de hipérboles de difração relacionadas a tanques 
subterrâneos, é apresentada, na sequência, uma seção GPR de levantamento executado 
em posto de combustível no Município de Descalvado, Estado de São Paulo (Figura 4).
Figura 4 – Seção de GPR com localização de tanques subterrâneos
Fonte: Adaptado de ANNAN, 1992
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Nessa seção da Figura 4, observa-se a localização de um Sistema de Armazena-
mento Subterrâneo de Combustível (SASC), composto por quatro tanques enter-
rados, sendo que seus posicionamentos, de forma mais precisa, são definidos pelo 
ponto de inflexão de suas hipérboles de difração (ápice) que, nesse caso, indicam as 
profundidades entre 1,5 e 1,6 metros.
Método Eletromagnético Indutivo (Em)
Os Métodos Eletromagnéticos Indutivos no domínio da frequência (FDEM) estão 
baseados em medições de campos eletromagnéticos associados às correntes alterna-
das induzidas em subsuperfície a partir de um campo primário.
Na maioria dos métodos eletromagnéticos indutivos, o campo magnético primário 
ou indutor (Hp), é produzido pela passagem de uma corrente alternada através de 
uma bobina transmissora colocada sobre o terreno (Figura 5) e se propaga abaixo da 
superfície, induzindo correntes nos corpos subterrâneos condutores de acordo com 
as Leis da indução eletromagnética, gerando, por sua vez um campo secundário (Hs). 
Em geral, o campo resultante secundário, que é captado na bobina receptora, 
diferirá do campo primário em intensidade, fase e direção (REYNOLDS, 2011). 
A propriedade física envolvida é a condutividade elétrica do meio e esta é pro-
porcional à relação entre o campo primário emitido e o campo secundário captado 
(MCNEILL, 1980), sendo dada por:
2
0
4
2a
Hs
f s Hp
σ
π µ
=
em que f é a frequência fornecida pelo equipamento (Hz), μ0 é a permeabilidade 
magnética do vácuo (4π x 10–7 H/m), e s é a distância (m) entre as bobinas trans-
missora e receptora, sendo que a unidade de medida é mho (siemens) por metro ou 
mais, convenientemente, milisiemens por metro (mS/m). 
O mho (siemens) é o inverso do ohm (Ω).
Figura 5 – Princípio do Método Eletromagnético Indutivo
Fonte: Adaptado de MCNEILL, 1980
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A maioria dos instrumentos eletromagnéticos de medição não vai abaixo dos 100Hz 
e as frequências na banda de 800 a 7000Hz são as mais utilizadas, sendo que o valor 
obtido de condutividade elétrica nas leituras é uma medida integrada da condutividade 
de cada parcela do solo, a partir da superfície até a profundidade de investigação atin-
gida pelo método, daí ser representada como condutividade elétrica aparente (σa) e nos 
equipamentos comumente mais utilizados, que são os condutivímetros de solo, pode 
ser lida diretamente em unidades de mS/m (milisiemens/metro). 
Quanto às medições, os condutivímetros de solo permitem a leitura da condutivi-
dade elétrica das duas componentes do campo magnético secundário resultante, isto 
é, a componente em fase, que é empregada para a detecção de objetos ou resíduos 
metálicos enterrados, e a componente em quadratura (fora de fase), que é utilizada 
para se obter a condutividade aparente de subsuperfície.
De modo geral, a profundidade de investigação no Método Eletromagnético 
Indutivo depende da frequência de operação do equipamento e da distância de 
separação entre as bobinas indutora e receptora. Porém, outro fator determinante 
na profundidade atingida pelos condutivímetros de solo é o posicionamento das 
bobinas transmissora ereceptora e que se refere à disposição de seus eixos de 
indução magnética. 
Assim, considerando-se a mesma frequência de operação e separação fixa (s) entre 
o transmissor e o receptor (Figura 6), quando o eixo do dipolo magnético das bobinas 
é horizontal (posição A) se tem uma determinada profundidade de investigação (0,75s), 
e quando o eixo do dipolo magnético é vertical (posição B), a profundidade teórica 
de exploração é o dobro da anterior (1,5s), permitindo, portanto, a aquisição de pelo 
menos duas medidas em profundidades distintas (MCNEILL, 1980).
Por meio desse método, é possível investigar a presença dos contaminantes inor-
gânicos ou metálicos, muitas vezes, oriundos de resíduos sólidos ou efluentes indus-
triais, vez que esses compostos em contato com o solo ou com a água subterrânea 
produzem um aumento na concentração de íons livres, aumentando, assim, a condu-
tividade elétrica do meio, permitindo suas detecções (GREENHOUSE, 1996).
Figura 6 – Disposição das bobinas e posição dos eixos dipolos magnéticos
Fonte: MCNEILL, 1980
Portanto, as principais aplicações do Método Eletromagnético Indutivo em levan-
tamentos de áreas contaminadas é a localização de cavas com resíduos inorgânicos 
ou metálicos, tambores e tanques metálicos enterrados, detecção de dutos metálicos 
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Identificação de Anomalias Ambientais
subterrâneos e mapeamento de pluma de contaminação inorgânica em locais de 
descarte inadequado de resíduos, em aterros mal operados ou em lixões.
Frequentemente, na investigação de contaminação subterrânea, é necessário definir 
os limites do corpo condutor em subsuperfície, tais como cavas de disposição de 
aterros, abrangência de plumas inorgânicas etc., sendo que, nesse caso, a técnica de 
campo mais indicada é o Caminhamento Eletromagnético (Figura 7), pois permite 
avaliar a variação lateral dos valores de condutividade elétrica para uma mesma 
profundidade de investigação ao longo dos perfis de levantamento.
Figura 7 – Esquema de execução da técnica de Caminhamento Eletromagnético (CEM)
Fonte: Adaptado de MCNEILL, 1980
Assim, a técnica do Caminhamento Eletromagnético (CEM) constitui-se no deslo-
camento conjunto da bobina emissora e receptora sobre o terreno (Figura 7), man-
tendo-se fixa a separação delas e a posição dos eixos dos dipolos, executando-se 
medições sucessivas ao longo de perfis estabelecidos, em intervalos constantes de 
distância (AQUINO, 2000). 
Alterando as configurações do condutivímetro de solo relacionadas às distâncias 
entre as bobinas, a posição delas em relação ao terreno (alteração do eixo de dipolo 
indutor), a frequência de operação, ou até mesmo pelo uso de dois instrumentos 
distintos, é possível adquirir dados num mesmo perfil em profundidades diferentes, 
como pode ser visto no exemplo da Figura 8. 
Nessa figura, é observado o comportamento da condutividade elétrica em níveis 
distintos de investigação de 6,0, 7,5 e 15,0m de profundidade em área comprova-
damente contaminada, com aumento máximo de condutividade elétrica na parte 
central do perfil quando se cruza o foco principal da pluma de contaminação por 
infiltração de resíduos industriais a partir de poços de injeção (AQUINO, 2000).
Figura 8 – Perfis de Condutividade Elétrica de diferentes profundidades
Fonte: AQUINO, 2000
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Decorrente também da necessidade de visualizar em planta a abrangência de 
contaminação inorgânica ou metálica disseminada (plumas condutivas), estimar a 
tendência de propagação dos contaminantes (fluxo subterrâneo), inferir os focos 
principais de infiltração de efluentes ou deposição de resíduos, além da avaliação do 
posicionamento de poços de monitoramento existentes ou proposição de nova loca-
ção, são elaborados mapas de isovalores a partir da plotagem dos pontos de leitura 
e interpolação dos valores medidos.
Neste tipo de mapa (veja exemplo na Figura 9), é possível observar a distribuição 
espacial das variações dos valores de condutividade elétrica na área rastreada, cujos 
maiores valores podem estar associados aos limites de eventual pluma condutiva de 
contaminação subterrânea, além da identificação de pontos com anomalias de maior 
intensidade e que podem estar associados aos locais com maiores concentrações 
de contaminantes inorgânicos ou metálicos e que devem, consequentemente, ser 
submetidos a uma investigação confirmatória por meio de amostragens de solo e/ou 
água subterrânea.
Figura 9 – Mapa de Anomalias de Condutividade Elétrica Aparente
Fonte: AQUINO, 2000
No mapa de anomalias de condutividade elétrica da Figura 9, observam-se os 
contornos de pluma inorgânica inferida, indicada pelos valores acima de 8,0mS/m, 
e oriunda a partir da injeção de efluentes industriais em dois pontos (focos principais) 
dentro dos limites da indústria indicados como I1 e I2 (AQUINO, 2000). 
Além disso, é possível constatar a distorção da zona anômala para sudoeste da 
área, que seria o sentido de fluxo estimado da propagação da contaminação sub-
terrânea no local, apontando, portanto, a inexistência de poços de monitoramento 
nessa direção e corroborando a importância de um levantamento geofísico prévio 
para a locação de poços em situações semelhantes a ela.
Método de Eletrorresistividade (ER)
O método geofísico de Eletrorresistividade procura avaliar de forma indireta as 
resistividades elétricas dos materiais geológicos, baseando-se no fato de que solos 
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UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
e rochas possuem poros e/ou fissuras em proporção maior ou menor, que podem 
estar ocupados total ou parcialmente por eletrólitos, do que resulta se comportarem 
como condutores iônicos, de resistividade elétrica (ou sua inversa, a condutividade) 
muito variável conforme o caso (Tabela 2), refletindo os diferentes graus de saturação 
existentes em função de suas porosidades e/ou permeabilidades (LOKE, 1999). 
Dessa forma, por meio do emprego da Eletrorresistividade, é possível obter os valores 
de resistividade elétrica das estruturas geológicas de subsuperfície (em unidades de 
ohm.m), bem como estimar a litologia, a profundidade e a espessura das camadas, 
além de definir as conformações dos corpos geológicos ou das feições ambientais. 
Para tal, a aplicação do método de Eletrorresistividade baseia-se na injeção de 
corrente elétrica no solo, nas variações medidas de voltagem (ddp) e nas resistivi-
dades elétricas calculadas nesse processo, com intuito de estimar a tipologia dos 
materiais presentes em subsuperfície. 
Tabela 4 – Condutividades Elétricas dos Materiais
Material Resistividade Elétrica (Ohm.m)
Condutividade 
Elétrica (Siemen/m)
Rochas ígneas e metamórficas
Granito 5,0x103 – 106 10-6 – 2,0x10-4
Basalto 103 – 106 10-6 – 10-3
Ardósia 6,0x102 – 4,0x107 2,5x10-8 – 1,7x10-3
Mármore 102 – 2,5x108 4,0x10-9 – 10-2
Quartizito 102 – 2,0x108 5,0x10-9 – 10-2
Rochas sedimentares
Arenito 8 – 4,0x103 2,5x10-4 – 0,125
Folhelho 20 – 2,0x103 5,0x10-4 – 0,05
Calcário 50 – 4,0x102 2,5x10-3 – 0,02
Solos e águas
Argila 1 – 100 0,01 – 1
Aluvião 10 – 800 1,25 x10-3 – 0,1
Água subterrânea (fresca) 10 – 100 0,01 – 0,1
Água do mar 0,2 5,0
Químicos
Ferro 9,074x10-8 1,102x107
Cloreto de Potássio (0,01 M) 0,708 1,413
Cloreto de Sódio (0,01 M) 0,843 1,185
Ácido Acético (0,01 M) 6,13 0,163
Xileno 6,998x1016 1,429x10-17
Fonte: LOKE, 1999
O equipamento utilizado para a obtenção dos dados de campo é denominado resis-
tivímetro (ou tomógrafo elétrico), cujo sistema completo é constituído de um transmis-
sor de corrente elétrica (fonte), voltímetro (receptor), algumas vezes acoplados à caixa 
comutadora para multieletrodos, bateria externa, carretilhas, eletrodos, fios e cabos.
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Na execução do método, quando uma corrente elétrica é injetada no solo por 
meio de um par de eletrodos, os padrões de fluxo subsuperficial de corrente refletem 
a resistividade dos materiais em profundidade (Figura 10). 
Assim, esses padrões de corrente podemser mapeados na superfície por outro 
par de eletrodos que mede as variações de voltagem, cujas oscilações representam a 
energia que deve ser despendida para a passagem da corrente pelo meio geológico, 
associadas, portanto, à resistividade elétrica dos diferentes materiais constituintes do 
terreno (GREENHOUSE, 1996).
Figura 10 – Corrente elétrica em materiais de resistividades elétricas diferentes
 Fonte: GREENHOUSE, 1996
Dessa maneira, observa-se, na Figura 10, que, quando a corrente elétrica atra-
vessa um corpo de baixa resistividade elétrica (A) ou de alta resistividade (B), res-
pectivamente, o potencial elétrico diminui ou aumenta (linhas pontilhadas per-
pendiculares), sendo que o comportamento dos menores valores de resistividade 
elétrica (A) permite, em estudos ambientais, por exemplo, a detecção da presença 
de contaminação inorgânica subterrânea.
Na investigação, feições ambientais em áreas contaminadas, as duas técnicas prin-
cipais de Eletrorresistividade, dentre outras, são a Sondagem Elétrica Vertical (SEV) 
e o Caminhamento Elétrico (CE), sendo empregadas na caracterização geológica e 
hidrogeológica dos locais, na localização de cavas contendo resíduos inorgânicos ou 
tambores enterrados, na delimitação de plumas de contaminantes inorgânicos e na 
determinação dos limites laterais e profundidade de aterros ou lixões.
Sondagem Elétrica Vertical (SEV)
Na técnica de Sondagens Elétricas Verticais (SEVs) obtêm-se, para um ponto 
central do arranjo de campo, os valores de resistividade aparente das camadas de 
diferentes profundidades. Posteriormente, por meio do modelamento geofísico, é 
possível determinar as resistividades verdadeiras e as espessuras das camadas geoe-
létricas investigadas.
De acordo com Braga (2006), a execução dessa técnica em campo se dá por meio 
da injeção de corrente elétrica (I) no solo e da leitura da diferença de potencial obtida (V). 
Assim, a corrente elétrica é transmitida por meio de dois eletrodos cravados no 
solo, designados por AB ou eletrodos de corrente, sendo que a diferença de poten-
cial (ddp) que se estabelece no local é medida por um milivoltímetro ligado a outro 
par de eletrodos, também colocados no solo, designados por MN ou eletrodos de 
potencial (Figura 11).
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UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
Figura 11 – Parâmetros físicos e geométricos das SEVs
Fonte: Adaptado de BRAGA, 2006
O ponto de investigação é estabelecido entre os eletrodos e fixo no centro do 
arranjo, sendo que a profundidade atingida depende do meio que a corrente elétrica 
atravessa em subsuperfície e da distância entre os eletrodos de corrente (AB). 
Dessa forma, à medida que se afastam os eletrodos de corrente durante a execução 
dos trabalhos de campo, poderão ser alcançadas maiores profundidades de investigação.
Como a corrente elétrica atravessa camadas mais superficiais até atingir a profun-
didade de interesse, o valor de resistividade elétrica obtido é denominado resistivida-
de aparente (ρa), sendo seu valor, em unidades de ohm.m, é calculado pela fórmula: 
a
VK
I
ρ ∆= ⋅
em que I é o valor da corrente injetada, ∆V é a tensão (ddp) obtida no milivoltímetro 
e K é o fator geométrico de distância entre os eletrodos de corrente e potencial.
Existem outros arranjos de campo, mas o arranjo dos eletrodos mais utilizado na 
realização das SEVs é denominado Schlumberger, vez que fornece maior qualidade 
das curvas de campo, facilidade e rapidez na execução, além da menor sensibilidade 
às variações laterais de resistividade e ruídos provocados, por exemplo, por correntes 
naturais do solo.
Nesse arranjo, a condição geométrica de comprimentos é AB ≥ 5MN, onde a 
distância MN, teoricamente, tende a zero em relação à distância AB, o que facilita 
tanto a execução dos levantamentos de campo, quanto a interpretação dos dados 
obtidos (BRAGA, 2006). 
Sendo que o fator geométrico de distâncias entre eletrodos K é dado por:
AM ANK
MN
π ⋅= ⋅
sendo AM a distância entre o eletrodo de corrente A e o eletrodo de potencial N; AN 
a distância entre os eletrodos A e N; e MN a distância entre os eletrodos de potencial 
M e N.
20
21
Após a conclusão das SEVs, os dados adquiridos e calculados são lançados em 
gráficos, sendo obtidas curvas de campo (Figura 12), que representam os valores de 
resistividade aparente em função da abertura dos eletrodos de corrente (AB/2), plotados 
em escala logarítmica (dilog), as quais, finalmente, são modeladas e interpretadas em 
programas específicos conforme as feições geológicas ou ambientais presentes.
Figura 12 – Exemplo curva de campo de SEV e seu modelo geoelétrico com interpretação
Fonte: BRAGA, 2006
Caminhamento Elétrico (CE)
A técnica de Caminhamento Elétrico (CE), também denominada mais recente-
mente de Tomografia de Resistividade Elétrica (ERT), ou Tomografia Elétrica (TE), 
é um imageamento de subsuperfície que se baseia na modificação da disposição 
espacial dos eletrodos de corrente e potencial, proporcionando uma investigação 
das variações laterais da resistividade elétrica em diferentes níveis de profundidade 
(REYNOLDS, 2011).
A execução do Caminhamento Elétrico consiste em efetuar uma série de medidas 
de resistividade aparente na superfície do terreno ao longo de um perfil, com um 
arranjo fixo de eletrodos de corrente e de potencial (AB = MN), constituindo uma 
varredura lateral da área de interesse, com intuito de se investigar a continuidade das 
feições ou estruturas em subsuperfície (BRAGA, 2006). 
No arranjo de campo dipolo-dipolo (Figura 13), usualmente o mais utilizado nas 
investigações ambientais, os eletrodos de corrente A e B possuem o mesmo espaça-
mento dos eletrodos de potencial M e N (X = AB = MN), sendo que a profundidade 
de investigação cresce com a separação entre os eletrodos de corrente e potencial 
(R) e teoricamente corresponde a ½R.
Figura 13 – Parâmetros do Caminhamento Elétrico no arranjo dipolo-dipolo
Fonte: BRAGA, 2006
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UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
No arranjo dipolo-dipolo, o fator geométrico de distâncias entre eletrodos K é ex-
presso por:
K = 2π G.x,
em que x é a abertura entre os eletrodos e G é uma grandeza associada ao nível de 
investigação (n) correspondente.
Durante a aquisição de dados nesse arranjo, as medidas são realizadas em várias 
profundidades de investigação, sendo atribuídas na intersecção das linhas que partem 
a 45o dos centros AB e MN. Sucessivamente, a cada estação, de forma automática 
ou manual, os dois dipolos são deslocados de uma distância igual a x e, ao término 
do comprimento do perfil, os dados de resistividade obtidos são plotados nos níveis 
n = 1,2,3,4... e interpolados (BRAGA, 2006). 
Como resultado desse rastreamento lateral em diferentes profundidades, são geradas 
seções de corte de subsuperfície, denominadas pseudo-seções de resistividade aparente, 
nas quais são apresentados os valores plotados e interpolados das resistividades elétricas 
medidas, tanto na sua magnitude quanto na sua posição espacial (horizontal e em pro-
fundidade), possibilitando, a partir delas, a elaboração de modelos geofísicos (Figura 14).
Figura 14 – Pseudo-seção de Caminhamento Elétrico executado sobre cava de resíduos
Fonte: BRAGA, 2006
As variações obtidas de resistividade elétrica numa determinada pseudo-seção 
são representadas por meio de uma escala cromática, individual para cada seção, e 
podem apresentar valores próximos de zero até milhares de ohm.m (Figura 15). 
Desse modo, o comportamento das resistividades pode ser acompanhado ao longo 
da seção de Caminhamento Elétrico, inferindo-se na interpretação os prováveis tipos 
de materiais ou compostos existentes na subsuperfície.
0.373 1.07 3.09 8.89 25.6 73.7 212 661
FAIXA DE BAIXA
RESISTIVIDADE
RESÍDUOS INORGÂNICOS
SOLO ARGILOSO
Resistividade em ohm.m
ALTERAÇÃO
DE ROCHA
(SILTE)
ROCHA
SÃ
Figura 15 – Exemplo de escala cromática de resistividades elétricas e feições interpretadasFonte: Adaptado de BRAGA, 2006
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Assim, são observadas, na escala cromática da Figura 15, as faixas previstas de 
resistividade elétrica específicas do perfil executado, relacionadas às presenças de 
contaminantes inorgânicos (resíduos), solo argiloso, alteração de rocha (silte) e rocha 
sã, que se referem à interpretação final do levantamento de Eletrorresistividade para 
localização de cava com resíduos apresentado anteriormente na Figura 14.
Magnetometria ou Método Magnético
A Magnetometria, ou Método Magnético, é mais frequentemente utilizada na pros-
pecção mineral e quando aplicada nas investigações de áreas contaminadas tem por 
objetivo principal a localização de objetos magnéticos presentes em subsuperfície. 
Dessa forma, segundo Reynolds (2011), numa investigação ambiental, o objetivo do 
levantamento magnetométrico é medir altos e baixos anômalos (anomalias induzidas) 
que tambores, tanques ou resíduos metálicos ferrosos enterrados possam gerar no 
campo geomagnético natural (Figura 16), cuja unidade de medida é nanotesla (nT).
superfície
SOLO
CAMPO
MAGNÉTICO
INDUZIDO
CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA
+
CAMPO DO CORPO MAGNÉTICON S
PRINCÍPIO DA MAGNETOMETRIA AMBIENTAL
SOMENTE CAMPO
MAGNÉTICO DA TERRA
Corpo Ferroso
Figura 16 – Campo Magnético Induzido por Corpo Ferro-magnético 
Fonte: Adaptado de Getty Images e CETESB, 2001
 A propriedade física envolvida no Método Magnético é a suscetibilidade magné-
tica, que é uma medida da capacidade de um material ser magnetizado, sendo que 
em áreas de disposição de rejeitos, o ferro e o aço são as principais fontes de anoma-
lias magnéticas por possuírem alta suscetibilidade magnética, portanto, classificados 
como materiais ferromagnéticos, os quais contrastam fortemente com os materiais 
geológicos encaixantes, por exemplo, os solos ou sedimentos não consolidados e 
que são não magnéticos (GREENHOUSE, 1996). 
Nesse contexto, o Método Magnético é classificado como sendo um método geo-
físico passivo, pois não necessita de uma fonte artificial de sinal, diferentemente dos 
métodos apresentados anteriormente, vez que a alta suscetibilidade magnética dos 
materiais ferromagnéticos, por ser uma propriedade intrínseca, gera por si só um 
magnetismo anômalo no local onde se encontram. 
As medições das variações do campo geomagnético num determinado local são 
realizadas por instrumentos denominados magnetômetros, que são de vários tipos 
e podem executar diferentes leituras, sendo que para medir a intensidade do campo 
total (parâmetro ambiental de interesse) são utilizados os modelos de precessão de 
prótons e o Overhauser.
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UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
Quanto à forma da anomalia magnética de um objeto metálico enterrado, esta quase 
sempre será dipolar, ou seja, possuirá uma parte positiva e uma negativa do sinal, porém 
dependerá também do local na Terra onde está sendo executado o levantamento, isso 
porque o campo geomagnético varia em intensidade, direção e sentido e influencia, 
portanto, a configuração final da anomalia observada (Figura 17). 
Figura 17 – Diferentes formatos de anomalias magnéticas 
de um mesmo corpo em locais distintos na Terra
Fonte: GREENHOUSE, 1996
Na execução dos levantamentos magnetométricos, são realizados perfis com leituras 
do campo magnético em intervalos de distâncias fixas (estações de medidas) ou de 
forma contínua. 
Posteriormente, os dados armazenados na memória do magnetômetro são corrigidos 
e tratados e podem ser apresentados sob a forma de gráficos individuais das linhas 
executadas ou interpolados para serem apresentados como mapas de anomalias 
magnéticas (exemplo apresentado na Figura 18) para avaliação dos resultados.
Alambrado
Mapa de Gradiente do Campo Magnético Total
0m 10m 20m 30m 40m 50m
0m
10m
20m
30m
40m
50m
60m
70m
0m
10m
20m
30m
40m
50m
60m
70m
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
Valores de Gradiente
 (em módulo)
Anomalia A
Anomalia B
Anomalia C
EDIFICAÇÃOEDIFICAÇÃO
Figura 18 – Mapa de Anomalia Magnética do Gradiente do Campo Magnético Total
Fonte: GREENHOUSE, 1996
24
25
No exemplo anterior da Figura 18, o levantamento magnetométrico foi aplicado 
para a detecção de objetos metálicos enterrados em área industrial localizada na 
região de Campinas (SP). 
Os resultados desse levantamento apontaram a presença de três anomalias mag-
néticas (A, B e C) no local investigado e onde, através de escavações posteriores, foi 
confirmada a existência de peças de veículos de grande porte enterradas.
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UNIDADE Métodos Físicos e Geofísicos de 
Identificação de Anomalias Ambientais
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
O que é radar de penetração no solo (GPR)? E como isso funciona?
https://youtu.be/oQaRfA7yJ0g
 Leitura
A Geofísica em investigações ambientais
https://bit.ly/35CeNs5
Poluição das águas subterrâneas
https://bit.ly/2Lbh6J7
Análise geofísica por meio de GPR: do espalhamento de efluente de fossa séptica no subsolo
https://bit.ly/2W9Nzpz
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Referências
ANNAN, A. P. Ground Penetrating Radar Workshop Notes, Sensors & Software, 
Incorporated, Missassauga/ON/Canada, 1992. p. 130.
AQUINO W. F. Métodos Geofísicos Eletromagnéticos aplicados ao diagnóstico 
da contaminação de Solo e das Águas Subterrâneas em área de Infiltração 
de Resíduos Industriais. 2000. 121p. (Dissertação Mestrado em Geociências) – 
Instituto de Geociências. Universidade de São Paulo. São Paulo, 2000.
BARROS, E. et al. Aplicação do método de Radar de Penetração do Solo (GPR) 
na definição litológica da área do Parque do Mico Leão Dourado na bacia 
de Campos, município de Cabo Frio-RJ”. II CONEPETRO, Natal, Rio Grande do 
Norte, Brasil, 2016. 9p.
BRAGA, A. C. O. Métodos da eletrorresistividade e polarização induzida 
aplicados nos estudos da captação e contaminação de águas subterrâneas: 
uma abordagem metodológica e prática. 2006. Tese (Livre docência) – Universidade 
Estadual Paulista – UNESP. Rio Claro, 2006.
DAVIS, J. L.; ANNAN, A. P. Ground-penetrating radar for high-resolution 
mapping of soil and rock stratigraphy, Geophys. Prospect., v. 37, p. 531-551, 1989.
GREENHOUSE, J. P. Aplicações de Metodologias Geofísicas em Estudos 
Ambientais e Geotécnicos. Rio Claro: CEA/UNESP, 1996. 111p.
LOKE, M. H. Electrical Imaging Surveys for Environmental and Engineering 
Studies, Malaysia: Penang, 1999. 57p.
MCNEILL, J. D. Electromagnetic Terrain Conductivity Measurement at Low 
Induction Numbers. Technical NoteTN-6. Mississauga: Geonics, 1980.
REYNOLDS, M.D. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. 
Chichester: Wiley, 2011. 681p.
SOUZA, M. M. Uso do Georadar (GPR) em investigações ambientais. 2005, 
120p. (Dissertação Mestrado em Geociências) – PUC/Departamento de Engenharia 
Civil. Rio de Janeiro, 2005.
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