eletromag 2

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Geofísica
Batimetria
Usada em levantamento geofísico aerotransportado para mapear a lâmina d’água.
 Variação da condutividade com a lâmina d’água.
Geofísica
Mapas de salinização de solos
Os métodos eletromagnéticos são usados para mapear a condutividade de áreas dedicadas à agricultura.
 Oeste da Austrália: solos salinizados por irrigação com água subterrânea salobra.
 Condutividade de solos não-salinizados < 60 mS/m.
 s > 200 mS/m representa níveis severos de salinidade.
Geofísica
Detecção de cavernas de dissolução - Flórida
São um problema sério em terrenos kársticos.
 Aqüífero da Flórida.
Geofísica
Mapeamento de cavernas de dissolução
Geofísica
Seção EM em Karst
Cavernas indicadas por zonas anômalas de alta ou baixa condutividade.
 Baixa condutividade quando preenchida com água doce;
 Alta condutividade quando preenchida com água salina.
Geofísica
Mapeamento de cavernas de dissolução
Geofísica
Detecção de dutos enterrados
Qualquer objeto metálico produz uma forte anomalia de condutividade.
 Dutos metálicos apresentam condutividade da ordem de centenas a milhares de mS/m.
Geofísica
Detecção de artilharia enterrada
Mapeia a ocorrência de minas metálicas enterradas ou explosivos não-detonados.
 Não tem resolução suficiente para identificar a forma do objeto.
Geofísica
Mapeamento arqueológico
Levantamentos de condutividade são efetuados antes da escavação do terreno.
 Detecta tubulações de argila enterradas e fundações de antigas construções;
 Antigas estradas com solos compactados apresentam contraste de condutividade em relação ao solo “não-trabalhado”.
Geofísica
Mapeamento arqueológico
Forte Clark, Dakota do Norte (EUA): Levantamento EM mostrando as fundações do posto de correio (1830).
Geofísica
Tomografia EM
Geofísica
Mapeamento de Kimberlitos
Levantamentos EM são usados na localização de corpos minerais rasos (sulfetos maciços) e dutos de kimberlitos.
 Kimberlitos são apresentados na forma de alvos circulares de alta condutividade, devido a presença de argilo-minerais no topo da estrutura, formados por intemperismo.
Geofísica
Métodos EM no domínio do tempo
Todos os métodos EM no domínio da freqüência envolvem a medição de um pequeno campo EM secundário na presença de um grande campo EM primário.
 A detecção acurada do campo EM secundário pode ser difícil se os alvos condutores são pequenos ou de baixo contraste de condutividade com o meio encaixante.
 A fim de contornar essa dificuldade é que os métodos EM no domínio do tempo são utilizados.
 Esses métodos supõem a medição do campo EM secundário apenas depois do campo EM primário haver sido desligado.
Geofísica
Métodos EM no domínio do tempo
Esses métodos usam um sinal EM pulsado e transiente, ao invés de uma onda EM contínua.
 A bobina receptora mede o decaimento do campo EM secundário após a bobina transmissora ser desligada.
Geofísica
Tipos de levantamentos EM no domínio do tempo
Bobina a bobina:
Os dados são adquiridos movendo as bobinas transmissora (Tx) e receptora (Rx) com espaçamento fixo entre elas.
Bobina central:
Um loop transmissor quadrado emite o sinal EM e uma bobina central faz a recepção no centro do quadrado. 
Geofísica
Modo bobina central
O decaimento do campo EM secundário é usado para estimar a variação da condutividade com a profundidade abaixo do ponto de medição.
 Gera uma seção de pseudo-condutividade.
Geofísica
Instrumentos EM no domínio do tempo
O instrumento Geonics EM-61 é do tipo bobina central.
 Bobina quadrada 1m x 1m com bobina central.
 Usado principalmente como detector de metais.
Geofísica
Geonics EM-61
Utilizado na detecção de objetos metálicos e de utilidades enterradas.
 Tubulações, cabos elétricos e telefônicos.
 Detecta um tambor de 200 litros enterrado a 3 metros de profundidade.
concreto
armado
tubulação
enterrada
Geofísica
Algumas variações dos métodos EM
Dos métodos elétricos, os EM são os únicos que podem ser aerotransportados.
Há uma grande variedade de métodos EM:
 VLF (very low frequency);
 Telúrico;
 Magneto-telúrico;
 AFMAG;
 TURAM;
 SLINGRAM.
Geofísica
VLF (Very Low Frequency)
Este método utiliza sinais de rádio, freqüências entre 15 e 30 KHz que são usadas nas comunicações com submarinos militares.
 As estações transmissoras estão espalhadas pelo mundo.
 Na América do norte a estação mais usada é a Annopolis em Maryland com 21,4 KHz, a Cutler no Maine de 24,0 KHz e a Seattle em Washington de 24,8 KHz.
 São medidos ambas as componentes do campo magnético induzido, em fase (real) e fora de fase (quadratura).
 Quando o terreno é muito condutivo, a componente em fase é maior que a componente em quadratura; quando o terreno é resistivo, a componente em quadratura é maior que a componente em fase.
Geofísica
Levantamento VLF terrestre
Geofísica
Levantamento VLF aerotransportado
Geofísica
SLINGRAM
É comumente utilizado com as bobinas orientadas co-planar e horizontalmente.
 Usam-se freqüências entre 100 Hz até 5 KHz;
 O espaçamento entre bobinas é de 15 m a 92 m.
Geofísica
SLINGRAM
 Intrusão tabular e horizontal, estendendo-se do infinito até a metade da página.
Geofísica
SLINGRAM
 Dique de comprimento semi-infinito, com seu topo, a várias distâncias da superfície.
Geofísica
TURAM
 Uma fonte fixa enorme é usada junto com um detector móvel. Neste método mede-se a razão entre as intensidades dos campos em dois pontos;
 Comumente, mede-se a razão entre os campos verticais;
 A freqüência é de 100 Hz a 800 Hz e usa potência não inferior a 500 Watts;
 Tipicamente, um cabo de 2 ou 3 Km de comprimento é usado como fonte;
 O cabo é colocado paralelo ao provável mergulho do depósito de minério, ou zona condutiva, e aterrado em ambas as extremidades;
Geofísica
TURAM
Geofísica
TURAM
Geofísica
TURAM
Geofísica
TURAM
Geofísica
AFMAG (Audio-Frequency MAGnetics)
 Mede variações na intensidade do campo magnético da Terra na faixa de áudio-freqüência;
 Energia provém de descargas elétricas da atmosfera;
 A grandes distâncias do raio os campos EM formam ondas planas, com os campos elétricos oscilando na direção de propagação e o campo magnético próximo à horizontal;
 Usa freqüências da ordem de 100 a 500 Hz;
 Usado em prospecção mineral e mapeamento de falhas e zonas de cisalhamento, especialmente em terrenos dobrados e com forte vegetação;
Geofísica
AFMAG (Audio-Frequency MAGnetics)
 Na vizinhança de uma zona altamente condutiva, o campo EM fica polarizado no plano horizontal e dirigido perpendicularmente à superfície da zona condutiva;
 Nesse método medem-se o ângulo de precessão (plano de polarização) e o azimute de propagação da onda EM;
 Uma forma conveniente de apresentação dos dados AFMAG é através de setas. A precessão é indicada pelo tamanho da seta, e o azimute pela direção da seta.
Geofísica
AFMAG
Geofísica
Magneto-telúrico (MT)
 Mede simultaneamente, como função da freqüência, componentes ortogonais dos campos elétrico e magnético induzidos por fontes naturais;
 As fontes são micro-ondas planas de freqüências menores que 1 Hz. Quando se usa ondas no intervalo de freqüência de 10 Hz a 10 KHz, o método é chamado de Áudio-magneto-telúrico (AMT);
 Por usar freqüências muito baixas, a profundidade de investigação do método MT é muito grande, sendo aplicável a prospecção de alvos profundos (petróleo, astenosfera,...);
 Difícil medir variações rápidas e pequenas no campo EM.
Geofísica
MT
Espectro típico de ondas EM que ocorrem naturalmente na superfície da Terra.
Geofísica
Magneto-telúrico (MT)
 Calcula-se a resistividade aparente da subsuperfície:
onde:
w = freqüência
angular;
m = permeabilidade magnética;
EX = intensidade do campo elétrico na direção x;
HY= intensidade do campo magnético na direção y.
Como EX e HY são complexos, as medidas são de amplitude e fase.
Geofísica
Telúrico
 A diferença entre o Método Telúrico e o Magneto-telúrico é que no Telúrico não é necessário medir pequenas variações no módulo do campo magnético que são da ordem de 10-2 g = 10-11 Tesla.
 Nele mede-se somente a componente do campo elétrico da onda em diversos pontos do local de estudo.