Lucas Brum Salomão - Uso de campos EM na PG

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USO DE CAMPOS 
ELETROMAGNÉTICOS NA 
PROSPECÇÃO GEOFÍSICA 
 
 
Lucas Brum Salomão 
 
 
 
Pelotas, 2022 
 
Introdução 
 Prospecção Geofísica é uma área da ciência Geofísica que investiga de forma 
geológica a crosta rasa da Terra (profundidade inferior a 5000 metros) com o intuito de 
detectar contrastes de propriedades físicas nos materiais que a compõem e definir um 
significado geológico. As principais aplicações da Prospecção Geofísica são: a 
localização e delimitação de campos de petróleo, de corpos mineralizados e de mananciais 
de água subterrânea, e em estudos do meio ambiente. 
 Buscando criar um perfil geológico, a prospecção geofísica atua sobre as 
propriedades dos materiais encontrados no subsolo, investigando características 
individuais como a densidade, susceptibilidade magnética, elasticidade, radioatividade e 
a resistividade/condutividade elétrica, essa última detectada por métodos elétricos e, 
como foco deste trabalho: métodos eletromagnéticos. 
 
Desenvolvimento 
 Os métodos eletromagnéticos baseiam-se no fenômeno da Indução 
Eletromagnética, cuja teoria é desenvolvida nas equações de Maxwell. Sua 
operacionalidade se dá com a utilização de uma bobina transmissora, onde um campo 
magnético primário é gerado, induzindo correntes em materiais condutivos do subsolo. 
As correntes assim induzidas, por sua vez, geram campos magnéticos secundários, que 
são medidos através de indução em uma bobina receptora. 
Os métodos eletromagnéticos possuem diversos tipos de sistemas de medidas 
associados aos parâmetros medidos, como: inclinação do campo, componentes real e 
imaginária, impedância e às configurações de arranjos entre o transmissor e o receptor. 
Durante a operação, uma corrente oscilante de frequência conhecida (corrente 
alternada) circula na bobina transmissora. Essa corrente produz um campo magnético 
primário, que induzirá força eletromotriz e, consequentemente, corrente em corpos 
condutores existentes na subsuperfície, geradora do campo secundário. O campo 
secundário, por sua vez, induzirá uma voltagem oscilante na bobina receptora que alcança 
o seu máximo num tempo diferente daquele em que o máximo do campo primário é 
alcançado. Por isso, os campos primários e secundários são ditos estarem fora de fase. A 
voltagem induzida pelo campo secundário é separada em duas componentes durante a sua 
medida na bobina receptora: uma que se encontra em fase com o campo primário 
(componente em fase ou componente real); e uma segunda componente que se encontra 
um quarto de período fora de fase (componente fora de fase, em quadratura ou 
imaginária). As medidas do campo secundário são tomadas como percentagem do campo 
primário gerado no transmissor, o qual é transmitido ao receptor via cabo ou por 
telemetria. A modificação do campo eletromagnético medido no receptor em relação ao 
campo primário depende da distribuição das condutividades elétricas dos diferentes meios 
na subsuperfície do terreno. 
Como métodos de análise para cada situação, pode-se fazer o uso da corrente 
eletromagnética através de: 
Métodos a fontes distantes: 
Nos métodos eletromagnéticos de fontes distantes, considera-se a aproximação de 
ondas planas quando a fonte de energia eletromagnética encontra-se bastante afastada da 
zona de pesquisa. É o caso dos métodos VLF, AFMAG (Áudio Frequency MAGnetic) e 
MT (Magneto Telúrico). 
Métodos VLF: 
Os métodos VLF são potentes transmissores cuja função básica é a comunicação 
com submarinos submersos. Eles podem atingir potências de até 1 MW e a estrutura das 
antenas transmissoras desses sinais estendem-se por áreas de até 2,5 km². Para medidas 
VHF usa-se um sensor, interligado a um controle de medição e armazenamento de dados, 
que mede a inclinação do eixo maior da elipse de polarização do campo magnético e a 
resistividade aparente com a medição do campo elétrico. 
Método AFMAG: 
O método AFMAG (Áudio Frequency MAGnetic) utiliza os campos 
eletromagnéticos naturais gerados principalmente pelas descargas elétricas (relâmpagos) 
que predominam nas regiões equatoriais. A técnica apresenta medições mais estáveis 
quando a área de trabalho encontra-se afastada das principais fontes. As principais zonas 
geradas são as regiões Amazônica e Filipinas. 
 
 
Método MT: 
O método MT (Magneto Telúrico) usa ondas EM de baixa freqüência que 
penetram intensamente no interior da Terra. A resistividade aparente é dada pela 
fórmula: 
 
que deduz-se dos campos elétrico e magnético, normais entre si, medidos na 
superfície da Terra. O campo elétrico é medido com dois eletrodos aplicados no solo, 
enquanto o campo magnético é medido por meio de uma bobina. 
 
Métodos a fontes próximas: 
 No método de fontes próximas, determina-se a fase de um ou mais componentes 
espaciais em relação a corrente na bobina transmissora. Duas componentes espaciais são, 
simultaneamente, captadas e os resultados expressos como a razão entre as magnitudes 
dos componentes e a diferença de fase, ou os parâmetros da elipse de polarização. O 
mergulho e, algumas vezes, a direção horizontal do campo são medidos através da rotação 
da bobina receptora à procura do sinal mínimo. Determinam-se as diferentes entre as 
mesmas componentes para duas ou mais frequências. 
 
Métodos aéreos: 
O princípio de funcionamento usa um campo primário artificial com uma bobina 
transmissora instalada na asa do avião. No método de transmissor fixo, a bobina fica 
montada diretamente sobre o terreno e são feitos sobrevoes com o receptor. No método 
de transmissor móvel, o sistema usa duas aeronaves sendo que a maior dificuldade é de 
manter a distância entre as duas. 
 
Métodos input: 
Os métodos inputs utilizam transmissor móvel no domínio do tempo. As medidas 
são feitas durante os intervalos de tempo em que a corrente no transmissor inexiste, ou 
seja, sem a presença de campo primário. 
 
GPR = Ground Penetrating Radar: 
 O Radar de Penetração no Solo (Ground Penetrating Radar - GPR) é um 
equipamento recente, que originou uma nova metodologia para a caracterização de 
propriedades das rochas e estruturas a pequenas profundidades com uma grande 
resolução. Os métodos GPR são bastante usados em geofísica, geologia, hidrogeologia, 
mineração, engenharia civil e arqueologia. Foi desenvolvido principalmente para 
localizar objetos enterrados ou interfaces geológicas abaixo da superfície da Terra. 
 
Conclusão 
 Com o presente trabalho pôde-se concluir que a prospecção geofísica possui uma 
área de ampla utilização baseada no uso de ondas eletromagnéticas. Esta ciência possui 
métodos que envolvem a propagação de campos eletromagnéticos de baixa frequência e 
baseiam-se nos fenômenos físicos de eletricidade e magnetismo, distinguindo cada 
mineral de acordo com sua característica eletromagnética única. 
 Este campo é muito importante para caracterizar perfis geológicos com o intuito 
de estudar a localização e delimitação de campos de petróleo, de corpos mineralizados, 
de mananciais de água subterrânea e em estudos do meio ambiente. Ou seja, é um campo 
imprescindível nos dias de hoje. 
 Bibliografia 
• https://webpages.ciencias.ulisboa.pt/~ecfont/wp-
content/uploads/2016/12/M%c3%a9todos-electricos-e-eletromagneticos.pdf 
• https://geosollo.com/servicos-
geologia.php?gclid=CjwKCAjwqauVBhBGEiwAXOepkW9VWWWXtusNUmng-
s8f2HURy18S_b9UtohfldaJT3PRBtStu1V47RoCExAQAvD_BwE 
• https://www.geoscan.com.br/blog/metodo-eletromagnetico-indutivo/ 
• https://sbgf.org.br/noticias/images/Boletim85-2013.pdf 
• https://abrh.s3.sa-east-
1.amazonaws.com/Sumarios/19/66e6f540c31cc6eb52c83b8c7fa80061_54dbbc57a83f4d
def808952b41db4c4f.pdf