Ensaios geofísicos

Introdução à Geotecnia

Métodos geofísicos

Métodos Campos de força Propriedades físicas Campos principais de

aplicação

Gravimétricos Campo gravitacional

terrestre

Densidade Petróleo

Magnéticos Campo magnético

terrestre

Suscetibilidade

magnética

Mineração

Elétricos Campo elétrico natural

ou campo elétrico

artificial

Condutividade

elétrica ou

resistividade elétrica

Água subterrânea e

engenharia civil

Sísmicos Campo de vibração

elástica

Velocidade de

propagação de ondas

elásticas

Petróleo e engenharia

civil

Métodos Gravimétricos

• Campo gravitacional terrestre é função de:

– Latitude

– Elevação

– Efeitos das marés

– Topografia ao redor

– Distribuição das densidades na crosta

Métodos gravimétricos

• Irregularidades na distribuição das

densidades criam distorções na gravidade;

• Gravímetro: a aceleração da gravidade é

determinada ao medir-se a força necessária

para equilibrar uma massa suspensa;

• Precisão: 1 parte em 1.000.000 da gravidade

total da Terra

Perfil gravimétrico

Métodos magnéticos

• Determinação da suscetibilidade magnética

dos meios;

• Suscetibilidade magnética: expressa a

facilidade com que os materiais se tornam

magnetizados

• Para estudar as anomalias magnéticas

causadas por estruturas pouco profundas, é

necessário conhecer e subtrair as variações

no campo magnético terrestre.

Perfil magnetométrico

Métodos elétricos

• Grau de resistência à passagem da corrente

elétrica: resistividade;

• Facilidade relativa de um fluxo elétrico

atravessar um condutor: condutividade;

• Correntes circulantes: naturais ou artificiais

• Contínua, alternada, alta, média e baixa

frequência, audível e de rádio.

Classificação dos métodos elétricos

Modo de aplicação da energia Método

Correntes naturais (CC) Da polarização espontânea

Correntes artificiais (CC ou CA) Das linhas equipotenciais

Do perfil de potencial (QQP)

Da resistividade

Campo eletromagnético (CA) Galvânico

Indutivo

Método da Eletroresistividade

• Corrente elétrica artificial induzida no

terreno por dois eletrodos com o objetivo de

medir o potencial gerado;

• As relações entre corrente elétrica, potencial

elétrico e disposição geométrica permitem

calcular a resistividade aparente.

Eletroresistividade

(ABGE, 1998)

Eletroresistividade

Resistividade aparente

• Composição mineralógica da rocha ou solo

• Estruturas e heterogeneidade da rocha

• Porcentagem de água

• Porcentagem de sais dissolvidos

• Grau de alteração da rocha

• Grau de compactação do solo

• Porosidade e permeabilidade

Mapas de resistividade

Aplicação da eletroresistividade

posição e geometria do topo rochoso

caracterização de estratos sedimentares

zonas de falhas, contatos litológicos, cavidades, diques

contraste de permeabilidade (potenciais de contaminação)

nível do lençol freático

direção e sentido do fluxo dos fluidos de subsuperfície

Métodos sísmicos

• Propagação de ondas elásticas, geradas

artificialmente na superfície, através do meio

investigado.

• Velocidade de propagação varia em função das

propriedades elásticas dos solos e rochas;

• Nas interfaces, mudança de densidade, as ondas

sofrem refração ou reflexão;

• Análise do tempo de percurso das ondas para

cálculo das velocidades e profundidades das

interfaces.

Velocidade de propagação das

ondas elásticas

Aluvião 300 a 700 m/s

Arenitos 2300 a 3500 m/s

Granitos 3500 a 4500 m/s

Os métodos sísmicos são amplamente empregados na

investigação de estruturas subterrâneas

(dobras/falhas), nos projetos de barragens, estradas,

etc.

Sísmica de refração

(embasamento cristalino)

meio 1 V1

meio 2 V2

Raio com

refração total

raio refratado

fonte de energia geofones

Raio refratado

Nota: V1= velocidade de

propagação de onda no meio 1;

V2= velocidade de propagação

da onda no meio 2.

Sísmica de reflexão diferentes

camadas presentes)

meio 1 V1

meio 2 V2

Refletores sísmicos

fonte de energia geofones

Raio refletido

Nota: V1= velocidade de

propagação de onda no meio 1;

V2= velocidade de propagação

da onda no meio 2.

Reflexão

Conclusões• Utilidade em várias áreas:

– projetos urbanos

– mineração

– transporte

– Engenharia de Petróleo

• Equipamentos sofisticados, métodos de

interpretação complexos

• Necessidade de correlações com métodos

convencionais de investigação de campo