RELATÓRIO DE GEOFÍSICA

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS 
RELATÓRIO DE CAMPO
Disciplina: Geofísica Aplicada 
 2017
Introdução
No dia 14 de setembro foi realizada a aula prática da disciplina de geofísica aplicada utilizando-se o método da eletrorresistividade, fazendo uso das técnicas de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e Caminhamento Elétrico (CE). O presente trabalho tem como finalidade apresentar as metodologias aplicadas, assim como os resultados dos dados obtidos e suas interpretações. 
A Eletrorresistividade é um método geoelétrico baseado na determinação da resistividade elétrica dos materiais e se baseia no estudo do potencial elétrico tanto dos campos elétricos naturais existentes na crosta terrestre, como dos campos artificialmente provocados. Alguns fatores estão diretamente relacionados à eletrorresistividade das rochas, como por exemplo, porosidade, mineralogia, quantidade de água e quantidade de sais dissolvidos. Os valores da eletrorresistividade tendem a aumentar com a diminuição da quantidade de água, sais minerais e argilominerais. Com isso, sabe-se que rochas de estruturas maciças, como folhelhos e rochas cristalinas possuem resistividades mais altas quando comparadas a solos argilosos e solos saturados em água.
A Sondagem Elétrica Vertical (SEV) estuda a heterogeneidade dos meios estratificados, sendo mais adequada para determinar profundidade de topo rochoso, espessura de camadas geológicas e nível d’água. Já a técnica do Caminhamento Elétrico (CE) avalia a heterogeneidade lateral, sendo mais especifica para falhas/fraturas, delimitação de plumas de contaminação, contatos laterais, diques intrusivos, entre outras descontinuidades verticais. 
Além das técnicas apresentadas esse método possui vários tipos de arranjos que são escolhidos de acordo com os objetivos a serem atingidos. Neste caso foram utilizados os arranjos de Schlumberger para as medidas de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e o dipolo-dipolo para o Caminhamento Elétrico (CE). 
Para o tratamento e interpretação dos dados foram utilizados dois softwares que realizam a inversão dos dados, no qual para a Sondagem Elétrica Vertical (SEV) utilizou-se o IPI2WIN e para o Caminhamento Elétrico (CE) empregou-se o RES2DIN. Essa inversão nos dados de campo geram modelos mais precisos e confiáveis.
Localização da área de estudo
Figura 1: Localização da área de estudo. (retirado: Google Earth em 29/09/2017)
	
	A área de estudo está localizada na Cidade Universitária (USP), em frente à Avenida Luciano Gualberto, atrás do Instituto de Geociências.
Materiais e métodos
Os materiais utilizados foram quatro eletrodos, uma fonte de corrente elétrica externa (bateria) e um resistivímetro.
	
 Figura 2: Resistivímetro com bateria externa.
	
Figura 3: Rolo de fios com os quatro eletrodos.
Eletrorresistividade
Para o inicio dos trabalhos foi necessário introduzir uma corrente elétrica no solo por meio de dois eletrodos (denominados de A e B). A partir da corrente emitida mediu-se a diferença de potencial (ddp) entre outros dois eletrodos (denominados M e N), que se encontravam mais próximos ao fluxo de corrente elétrica. Conforme ilustra a figura 4.
Figura 4: Princípio do Método da Eletrorresistividade. (Fonte:http://www.iag.usp.br/siae98/geofisica/geofmetodos.htm)
Duas técnicas distintas foram aplicadas para a obtenção dos dados a respeito da eletrorresistividade SEV e CE. Embora ambas possam indicar a presença de fraturas e falhas, profundidade da camada rochosa, profundidade da zona saturada em água, o método de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) é o mais indicado para análises de particularidades verticais, enquanto que o de Caminhamento Elétrico (CE), para heterogeneidades horizontais.
Sondagem Elétrica Vertical (SEV)
Para o método da Sondagem Elétrica Vertical (SEV) foi utilizado o arranjo Schlumberger (figura 5). A disposição desse arranjo consiste em dois eletrodos (A e B) para introduzir a corrente elétrica no solo, enquanto outros dois eletrodos (M e N) foram utilizados para medir a diferença de potencial (ddp), no qual esses eletrodos permanecem alinhados no perfil elaborado. Para que fosse mantido o arranjo Schlumberger era necessária a manutenção da seguinte relação:
A medida que o estudo era realizado e seus dados coletados, a distância entre os eletrodos A e B eram aumentadas influenciando diretamente no aumento da profundidade analisada. Geralmente a profundidade corresponde de um quarto a um décimo das distâncias entre os eletrodos A e B, isso dependendo da resistividade das rochas subadjacentes. Dessa maneira, o resistivímetro que está localizado no centro O, permanece entre os dois eletrodos M e N, conforme ilustra a figura 5.
Figura 5: Desenho esquemático de arranjo Schlumberger. Extraído de Gallas, 2000.
Conhecendo os valores da diferença de potencial era possível calcular a resistividade, através da seguinte fórmula:
onde: 
: resistividade; : diferença de potencial; I: corrente; K: fator geométrico.
Finalmente os dados referentes às resistividades calculadas e as aberturas AB/2 foram plotados em um gráfico bi-log, que resultou na curva de resistividade aparente. Para isso o fator geométrico K era conhecido e a medição realizada em campo era 
Caminhamento Elétrico (CE)
Na técnica do Caminhamento Elétrico (CE) também são utilizados dois eletrodos (A e B) para introduzir a corrente elétrica no solo, e outros dois (M e N) para medir a diferença de potencial (ddp). O diferencial, no entanto, é o uso do arranjo dipolo-dipolo (figura 6). 
Figura 6: Disposição do arranjo dipolo-dipolo no campo. Extraído de Gallas, 2000.
Os valores de eletrorresistividade são obtidos em diferentes profundidades, caracterizando diversos valores de n. Para isso, são mantidas fixas as posições dos eletrodos A e B, responsáveis pela emissão da corrente elétrica. São movidos, portanto, os eletrodos M e N ao longo do perfil para que as medidas de diferença de potencial possam ser efetuadas. Após os eletrodos M e N chegarem ao fim de determinada área estudada são movimentados os eletrodos A e B.
Dessa forma, há formação de pontos originados pela intersecção das medidas resultantes da movimentação de MN e AB, conforme ilustra a figura 6. Os pontos são plotados com ângulos de 45º em relação à superfície esquemática do terreno. Após serem determinados os valores de eletrorresistividade obtidos através dessa sequência de medidas, podem ser traçadas curvas de isovalores entre os pontos plotados, para que os valores possam ser interpretados.
Resultados 
SEV (Sondagem Elétrica Vertical)
Na Sondagem Elétrica Vertical (SEV) os dados obtidos em campo foram tratados no programa de processamento e inversão de dados IPI2WIN. Esse programa gerou informações 1D (unidirecional) a respeito das espessuras e resistividades dos estratos geoelétricos, conforme ilustra a figura 7.
Figura 7: Gráfico da resistividade obtida com os dados de campo (arranjo Schlumberger).
	Interpretando o gráfico bi-logarítmico da curva da resistividade por profundidade, são identificadas 5 (cinco) camadas com resistividades diferentes: a primeira camada mais superior com resistividade em torno de 580 Ωm, representa um solo que sofre um aumento da resistividade devido as raízes das plantas; a segunda camada com 35 Ωm e cerca de 2,2 m da superfície, indica uma camada mais profunda de solo com uma certa saturação de água, o que confere a esta uma resistividade mais baixa; a terceira camada com resistividade em torno de 143 Ωm e cerca de 4,86 m da superfície, representa uma litologia diferente que pode ser uma rocha pouco porosa, o que faz a resistividade aumentar; a quarta camada apresenta resistividade de 31 Ωm e se encontra a aproximadamente 13,3 m da superfície, deve ocorrer que a rocha seja mais fraturada, ou ainda uma outra litologia, resultando em uma resistividade menor; por último a quinta camadacom resistividade em torno de 862 Ωm pode representar uma mudança litológica devido ao aumento da resistividade.
Dessa maneira, com esses dados é possível se ter uma ideia de como varia a litologia através das resistividades elétricas, mas para saber como se comporta a variação horizontal é necessário que se utilize a técnica do Caminhamento Elétrico (CE).
CE (Caminhamento Elétrico)
No Caminhamento Elétrico foram utilizados 5 níveis de investigação e a inversão de dados foi realizada com o programa de processamento RES2INV, que gerou um modelo 2D (bi-dimensional) da resistividade, conforme ilustra a figura 8.
Figura 8: Gráfico do caminhamento elétrico (arranjo dipolo-dipolo).
Pela análise dos gráficos do Caminhamento Elétrico, é possível inferir que a área estudada possui variedade litológica lateralmente, uma vez que as resistividades variam ao longo do perfil. Porém para saber como ocorre a variação litológica vertical é necessário a utilização do SEV, conforme explicado anteriormente.
Conclusão
Os métodos geofísicos de eletrorresistividade utilizados permitem uma boa investigação da área estudada. Quando usados em conjunto o SEV e o CE, é possível entender a variação litológica tanto horizontal como vertical, identificando as diferentes litologias, concentrações de certo corpo mais condutores, ou ainda onde se situa a zona freática nessas camadas.
Além disso, esse estudo propiciou um melhor entendimento sobre o método e as técnicas aplicadas, assim como nos procedimentos necessários para o levantamento de dados utilizando o método da eletrorresistividade e interpretação dos dados obtidos, que foram tratados em programas de processamento e inversão de dados gerando informações 1D (SEV) e 2D (CE).
Bibliografia
GALLAS, J. D. F. (2000). Principais Métodos Geoelétricos e suas Aplicações em 	Prospecção Mineral, Hidrogeologia, Geologia de Engenharia e Geologia 	Ambiental. Tese (Doutorado). Rio Claro/SP: Instituto de Geociências e Ciências 	Exatas, UNESP, 174p.
Figura ilustrativa do Princípio do Método da Eletrorresistividade. Disponível em: http://www.iag.usp.br/siae98/geofisica/geofmetodos.htm. Acesso em 30/09/2017.
Anexos