Resumo 05 Polarização Induzida

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Universidade Federal do Oeste do Pará 
Instituto de Engenharia e Geociências 
Bacharelado em Geofísica 
Belém-PA 07/03/2021 
 
 
 
Resumo 05 
 
 
Método de 
Polarização Induzida (IP) 
 
 
 
 
 
Disciplina: Introdução a Geofísica 
Prof. Dr: Umberto José Travaglia Filho 
Aluno: Lailson Gomes Ferreira Nº Matrícula: 2020002042 
Semestre: 2020.1 Turma: 2020 
 
 
 
 
Universidade Federal do Oeste do Pará 
Instituto de Engenharia e Geociências 
Bacharelado em Geofísica 
Belém-PA 07/03/2021 
 
8.3 Método de polarização induzida (IP) 
8.3.1 Princípios 
 
Quando usado um arranjo padrão de resistividade de quatro eletrodos num modo DC 
(corrente contínua), se a corrente for abruptamente desligada, a voltagem entre os 
eletrodos de potencial não cai a zero imediatamente. Após um grande decréscimo 
inicial, a voltagem sofre um de caimento gradual e pode levar muitos segundos para 
atingir o valor zero (Fig. 8.28). Um fenômeno semelhante é observado quando a 
corrente é ligada. Após um repentino aumento inicial da voltagem, esta aumenta 
gradualmente durante um intervalo de tempo discreto até um valor estável. O solo, 
então, age como um capacitor e armazena carga elétrica, isto é, torna-se eletricamente 
polarizado. 
Se, em vez de usar uma fonte DC para a medição de resistividade, for usada uma fonte 
variável AC de baixa frequência, descobre-se que a resistividade aparente medida da 
subsuperfície diminui com o aumento da frequência. Isto porque a capacitância do solo 
inibe a passagem de correntes contínuas, mas transmite correntes alternadas com 
eficiência aumentada quando a frequência sobe. 
A medição de um decaimento de voltagem sobre um certo intervalo de tempo é 
conhecida como levantamento IP no domínio do tempo (timedomain IP surveing). As 
medições de resistividade aparente em duas ou mais baixas frequências AC é conhecida 
como levantamento IP no domínio da frequência (frequency-domain IP surveing). 
 
 
8.3.2 Mecanismos da Polarização Induzida 
Experimentos em laboratório indicam que a energia elétrica é armazenada em rochas 
principalmente por processos eletroquímicos. Isso é realizado de duas maneiras. 
 
A passagem de corrente através de uma rocha como resultado de uma voltagem 
imposta externamente é realizada principalmente por fluxo eletrolítico nos fluidos dos 
poros. A maior parte dos minerais formadores de rochas têm uma carga total negativa 
em suas superfícies exteriores em contato com o fluido dos poros e atraem íons 
positivos para sua superfície. A concentração de íons positivos atinge cerca de 100 𝜇𝑚 
no fluido dos poros e, se essa distância for da mesma ordem que o diâmetro das 
passagens entre os poros, o movimento de íons no fluido resultante da voltagem 
aplicada é inibido. Os íons negativos e positivos, assim, se amontoam de cada lado do 
bloqueio e, quando da remoção da voltagem aplicada, retomam a suas posições 
originais após um período finito de tempo, causando um de caimento gradual da 
 
 
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voltagem aplicada é inibido. Os íons negativos e positivos, assim, se amontoam de cada 
lado do bloqueio e, quando da remoção da voltagem aplicada, retomam a suas posições 
originais após um período finito de tempo, causando um de caimento gradual da 
voltagem. 
Esse efeito é conhecido como polarização de membrana (membrane polarization) ou 
polarização eletrolítica (electrolytic polarization). É mais pronunciado na presença de 
minerais de argila, nos quais os poros são particularmente pequenos. O efeito diminui 
com o aumento da salinidade dos fluidos nos poros. 
 
Quando minerais metálicos estão presentes numa rocha, abre-se um caminho 
eletrônico alternativo para o fluxo de corrente. Quando uma voltagem é aplicada a cada 
lado do espaço do poro, cargas positivas e negativas são empurradas sobre os lados 
opostos do grão. 
Esse efeito é conhecido como polarização de eletrodo (eleetrode polarization) ou 
sobrevolta-gem (overvoltage). 
 
 
8.3.3 Medições de polarização induzida 
As medições IP no domínio do tempo, envolvem o monitoramento do decaimento da 
voltagem após a corrente ser desligada. O parâmetro mais comumente medido é a 
cargabilidade (chargeability) M, definida como a área A sob a curva de decaimento 
durante um certo intervalo de tempo 𝑡1 − 𝑡2 normalizado pela diferença de potencial 
no estado estacionário (steady-state) ∆𝑉𝑐. 
 
 
 
 
 
Duas medições são comumente feitas. O efeito percentual de frequência (percentage 
frequency effect) - PFE, é definido como 
 
 
 
 
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Onde 𝜌0,𝑒1 𝑒 𝜌10 são resistividades aparentes nas frequências de medida de 0,1 e 10 
Hz. O fator metálico (metal facto r) - MF, é definido como 
 
 
 
Esse fator normaliza o PFE com respeito à resistividade das frequências mais baixas e, 
consequentemente, remove, até certo ponto, a variação do efeito de IP com a 
resistividade efetiva da rocha hospedeira. 
Um método comum de apresentar medições de IP é a pseudosseção (pseudosection), 
em que as leituras são desenhadas de modo a refletir a profundidade de penetração. 
 
 
8.3.4 Operações de Campo 
O equipamento IP é semelhante ao aparato de resistividade, mas usa uma corrente 
cerca de 10 vezes aquela de um arranjo de resistividade; é, também, mais volumoso e 
elaborado. Teori-camente, qualquer arranjo padrão de eletrodos pode ser empregado; 
na prática, porém, as configurações de dipolo duplo, de polo-dipolo e Schlumber são as 
podem mais efetivas. Os espaçamentos dos eletrodos podem variar de 3 a 300m com os 
maiores espaçamentos usados para levantamentos de reconhecimento. Para reduzir o 
trabalho de mover os eletrodos de corrente e geradores, vários pares de eletrodos de 
corrente podem ser usados, todos conectados ao gerador via um dispositivo liga-desliga. 
São feitos caminhamentos sobre a área de interesse indicando-se as leituras IP no ponto 
médio do arranjo de eletrodos. 
 
 
8.3.5 Interpretação de dados de polarização induzida 
A interpretação quantitativa é consideravelmente mais complexa que para o método de 
resistividade. A resposta IP foi calculada analiticamente para feições simples, como 
esferas, elipsoides, diques, contatos verticais e camadas horizontais, permitindo que 
fossem usadas técnicas de interpretação indireta (modelagem numérica). 
A modelagem em laboratório pode também ser empregada na interpretação indireta, 
para simular uma anomalia IP observada. Por exemplo, as resistividades aparentes 
 
 
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podem ser medidas para várias formas e resistividades de um corpo gelatinoso de 
sulfato de cobre imerso em água. 
Muitas interpretações IP são, entretanto, somente qualitativas. Parâmetros simples das 
anomalias, como nitidez, simetria, amplitude e distribuição espacial podem ser usados 
para estimar a localização, a extensão lateral, o mergulho e a profundidade da zona 
anômala. 
 
 
8.3.6 Aplicações dos levantamentos de polarização induzida 
Apesar de seus inconvenientes, o método IP é extensivamente usado na exploração de 
metais básicos, porque tem uma alta taxa de sucesso em localizar depósitos de minério 
baixo teor, tais como sulfetos disseminados (p.ex. Langore et aI., 1989). Estes têm um 
forte efeito IP, mas são não condutores e, portanto, não são prontamente detectados 
pelos métodos eletromagnéticos discutidos no Capo9. O IP é, de longe, o método geo-
físico mais efetivo que pode ser usado na busca por tais alvos.