métodos elétricos

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MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE
É um método de investigação da resistividade elétrica do subsolo pela injeção de corrente elétrica através de dois eletrodos (A e B) diretamente fincados no solo e a medição da diferença de voltagem entre dois outros eletrodos (M e N).
Linhas de corrente
Superfícies
eqüipotenciais
A
+ i
B
M
N
- i
i
Dv
*
Corrente elétrica em um fio condutor
Da Lei de Ohm:
onde a resistência R é dada por uma propriedade do material do qual o fio é feito (r, resistividade) multiplicada por um fator geométrico (razão entre o comprimento L e a área da seção reta A do fio):
Logo,
L
A
*
Voltagem numa semi-esfera
A área de uma esfera é 
e a diferença de potencial é 
Logo, no subsolo (semi-esfera), a voltagem induzida por um
eletrodo de corrente é 
r1
r2
*
Profundidade de investigação
A profundidade de investigação é controlada pela distância entre os eletrodos de corrente AB.
	 A profundidade de investigação é  AB/5.
r1
r2
A
B1
B2
*
Técnicas de investigação
	Sondagem Elétrica Vertical (SEV):
Investiga a variação da resistividade elétrica com a profundidade. Para tanto varia-se a distância entre os eletrodos A e B, mantendo-se o centro do arranjo fixo.
	Caminhamento Elétrico (CE):
Investiga a variação lateral da resistividade elétrica. Para isso desloca-se lateralmente todo o arranjo, mantendo-se fixas as distâncias entre os eletrodos.
Arranjos de campo
	 WENNER: Nesse arranjo as distâncias AM, MN e NB são iguais.
A
+ i
B
M
N
- i
i
Dv
a
a
a
r
*
Arranjos de campo
	 SCHLUMBERGER: Mais simples de operar (AB ≥ 5 MN).
A
+ i
B
M
N
- i
i
Dv
Arranjos de campo
	 DIPOLO-DIPOLO:
	 Usado principalmente em levantamentos de Polarização Induzida (IP);
	 Apresenta boa resolução horizontal;
	 Relação sinal/ruído pobre em relação a outros arranjos.
M
N
Dv
i
A
+ i
B
- i
Arranjo dipolo-dipolo:
*
ARRANJO GRADIENTE MULTINÍVEL
CAMINHAMENTO ELÉTRICO
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL
Exemplo: Locais de medição da resistividade de SEV usando o arranjo Gradiente multinível. 
Interpretação de eletroresistividade
Equipamentos
 Linha de eletrodos		 Detalhe do eletrodo
*
Equipamentos
 					 Resistivímetros
*
Resultados
Zona Saturada
 
Aterro úmido 
NA 
NA 
Sedimentos Arenosos Saturados
Aterro com baixa umidade
Saprólito? 
MÉTODO DA POLARIZAÇÃO INDUZIDA
	Quando a corrente DC é desligada, a voltagem não cai a zero imediatamente. Após um rápido decréscimo inicial, a voltagem sofre um decaimento gradual e pode levar muitos segundos até atingir o valor nulo.
	Quando se usa uma corrente AC de baixa frequência, a resistividade aparente medida diminui com o aumento da frequência.
Esses dois fenômenos ocorrem devido devido à propriedade capacitiva do solo.
Levantamento IP no domínio do tempo
Mede-se o decaimento da voltagem ao longo de um certo intervalo de tempo
Levantamento IP no domínio da frequência
Quando se faz medições de resistividade aparente em duas ou mais baixas frequências AC.
Mecanismos causadores de Polarização Induzida:
	A passagem de corrente através de uma rocha como resultado de uma voltagem imposta externamente é realizada principalmente por fluxo eletrolítico nos poros.
	A maior parte dos minerals formadores de rochas tern uma carga total negativa em suas superficies exteriores. Em contato com o fluido dos poros atraem íons positivos para sua superfície.
	A concentração de íons positivos forma uma membrana com cerca de 100 nm de espessura e, se essa distância for da mesma ordem que o diâmetro das gargantas dos poros, o movimento de íons no fluido fica inibido.
	Os íons negativos e positivos, assim, se amontoam de cada lado do bloqueio e, quando da remoção da voltagem aplicada, retornam a suas posições originais após um período finito de tempo, causando um decaimento gradual da voltagem.
	Este é o mecanismo de polarização de membrana.
	Quando um grão metálico bloqueia um poro da rocha, e uma voltagem externa é aplicada, cargas positivas e negativas se acumulam em lados opostos do grão metálico.
	Os íons negativos tentam liberar elétrons para o grão, enquanto que os íons positivos tentam aceitar elétrons através do grão.
	A taxa de condução de elétrons através do grão metálico é mais lenta do que a taxa de troca de elétrons com os íons do fluido. Disso resulta um acúmulo de cargas em cada lado do grão.
	Quando a voltagem externa é removida, os íons voltam lentamente aos seus lugares de origem, causando um decaimento transitório da voltagem medida.
	Este é o mecanismo de polarização de eletrodo.
Medições IP no domínio do tempo
	Cargabilidade (M): definida como como a área A sob a curva de decaimento da voltagem, durante um certo intervalo de tempo após a corrente ser desligada, sobre a diferença de potencial no estado estacionário.
	Diferentes minerais apresentam cargabilidades diferentes:
	Pirita: M = 13,4 ms para um intervalo de 1s
	Magnetita: M = 2,2 ms para o mesmo intervalo de tempo.
Medições IP no domínio da frequência
O método IP é recomendado para prospectar minerais metálicos disseminados e de baixo teor.
MÉTODO DO POTENCIAL ESPONTÂNEO (SP)
O método de potencial espontâneo (ou polarização espontânea) é baseado na medição em superfície das diferenças de potencial natural resultantes das reações eletroquímicas em subsuperfície.
Anomalias SP típicas podem ter uma amplitude de várias centenas de milivolts em relação ao solo estéril. Elas exibem invariavelmente uma anomalia negativa central e são estáveis por longos períodos de tempo.
São geralmente associadas a depósitos de sulfetos metálicos (Corry, 1985), magnetita ou grafite.
Mecanismo causador do Potencial Espontâneo:
	Estudos indicam que, para que ocorra uma anomalia de potencial espontâneo, o corpo causador deve se localizar parcialmente numa zona de oxidação.
	Um mecanismo largamente aceito (Sato & Mooney, 1960) requer que o corpo causador transponha o lençol freático.
	Abaixo do lençol freático os eletrólitos dos fluidos nos poros sofrem oxidação e liberam eletrons, que sao conduzidos para cima atráves do corpo de minério.
	No topo do corpo, os elétrons liberados causam a redução dos eletrólitos.
	Cria-se, então, um circuito em que a corrente é carregada eletroliticamente nos fluidos dos poros e eletronicamente no corpo, de modo que o topo do corpo age como um terminal negativo.
	Isso explica as anomalias SP negativas que são invariavelmente observadas.
Mecanismo causador do Potencial Espontâneo:
Aplicações do método SP:
	Depósitos maciços de sulfetos.
	Determinação da direção de fluxo da água subterrânea.
Características especiais do método SP:
	Apresenta pequena profundidade de investigação (< 30m) e baixa resolução.
	É o método geofísico mais simples e barato.
	Usam-se eletrodos especiais (não-polarizáveis) para a medição da voltagem.
IRV
A
L
R 
A
L
IV 
2
r4A 
r4
I
V



r2
I
V













21
12
rr
rr
2
I
V
A
A
+ i
+ i
B
B
M
M
N
N
-
i
-
i
i
i
D
v
D
v
A
A
+ i
+ i
B
B
M
M
N
N
-
i
-
i
i
i
D
v
D
v
D
v
D
v
D
v
D
v
I
V
a2


I
V
2
AB
MN
2










2
AB
1
AB
1

2


1

1

2

2
A
A
B
1
B
1
B
2
B
2

1

1

2

2
A
A
B
1
B
1
B
2
B
2