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Mapeamento do Campo Experimental
de Geofísica da FEUP pelo método da
resistividade elétrica
Unidade curricular Projeto FEUP
Novembro de 2013
Qual a distribuição dos valores da resistividade aparente no CEG, a
diferentes profundidades?
Grupo EMM12
Ana Sofia Gorito ([email protected])
Guilherme Prata ([email protected])
João Silva ([email protected])
Evandro Miguel ([email protected])
Paulo Carvalho ([email protected])
Ricardo Guedes ([email protected])
Soraia Lopes ([email protected])
Supervisores: Alexandre Leite
Feliciano Rodrigues
Jorge Carvalho
Monitor: José Pedro Gomes
Objetivos do trabalho
• Estudar e compreender o método geofísico da resistividade
elétrica;
• Aplicar o método da resistividade elétrica de forma a medir os
níveis de resistividade no solo do campo geotécnico da FEUP.
Estudo do
interior da
geosfera
Métodos diretos
Métodos
indiretos
Métodos
Geofísicos
Geofísica Ciência que estuda a estrutura, composição e dinâmica do
planeta Terra sob a ótica da física. Compreende uma parte do domínio da Física-
medição de grandezas- e outra do domínio da Geologia- interpretação dos
resultados.
Métodos Geofísicos São técnicas indiretas que permitem avaliar
as condições geológicas locais através dos contrastes existentes nas propriedades
físicas dos materias na subsuperfície terrestre.
Os contrastes existentes no subsolo podem dever-se a variações a nível
da condutividade ou resistividade elétrica, magnetismo, densidade, etc..., dos
materiais constituem o solo.
Os métodos geofísicos possuem uma grande credibilidade por serem
rápidos, económicos e não destrutivos.
A resistividade, ou resistência elétrica específica, é
uma propriedade de um material que expressa a maior ou menor
resistência que este opõe ao ser atravessado por corrente
elétrica. Quanto mais baixa for a resistividade mais facilmente o
material permite a passagem de uma corrente, ou seja, maior é
a condutividade elétrica.
Método da Resistividade elétrica
• Baseia-se no estudo do potencial elétrico de campos elétricos já existentes no
solo ou artificialmente criados, por um resistivímetro e elétrodos dispostos no
solo;
• Permite comparar os valores de resistividade do solo ao longo do terreno e
consequentemente reconhecer estruturas geológicas a uma profundidade na
ordem dos 500 metros; (Sousa, Vasco Mendes de. 1945)
• Muito utilizado na deteção de plumas de contaminação nos solos e no estudo
de variações litológicas dos mesmos;
Método da Resistividade elétrica
Resistivímetro
O resistivímetro é um equipamento
geofísico responsável pela emissão de
corrente elétrica, numa intensidade
controlada, entre os elétrodos dispostos no
solo medindo a resistência elétrica nesse
mesmo trajeto marcado. (“Resistivímetro”.
Acedido entre Setembro/Outubro de 2013)
Figura 1 e 2- Resistivímetro
Criação de campos elétricos artificias e possíveis
configurações
Figura 3- Método de Schlumberger
Distância entre os elétrodos de
corrente (interiores) e os elétrodos de
potencial (exteriores) varia.
Figura 4- Método de Wenner
Distâncias entre os elétrodo de corrente
(interiores) e os elétrodos de potencial
(exteriores) não varia.
Diferença entre resistência e resistividade
A partir da resistência calculada pelo resistivímetro é possível calcular a
resisitividade.
A resistência e a resistividade estão relacionadas na medida em que uma
depende da outra. São ambas medidas que representam a dificuldade do fluxo de
eletricidade ao atravessar um corpo. No entanto, a resistividade é uma
propriedade do material e a resistência é medida em relação a um determinado
objeto.
Para o cálculo da resistividade utiliza-se a fórmula:
𝑅 =𝑈
𝐼𝜋 .
𝐵(𝐵 + 𝐴)
𝐴
Resistência (calculada pelo resistivímetro)
Resistividade
Método de Schlumberger
Diferença entre resistência e resistividade
Variação da resistividade
A resistência aparente é variável com a posição dos elétrodos (conforme
estes estejam mais ou menos afastados) e com a composição e heterogeneidade do
subsolo (existência ou não de componentes que conduzem bem a corrente elétrica).
(Sousa, Vasco Mendes de. 1945)
Conforme a variação dos valores da resistividade será possível estimar uma
possível composição do solo, ou seja, poderemos inferir os materiais nele existente.
Trabalho de campo
• Resistivímetro;
• Cabos de ligação;
• Elétrodos;
• Martelo;
• Fita-métrica;
• Estacas;
• Luneta de topografia;
• Bandeiras de sinalização;
• Elásticos.
Materiais:
Figura 5- Resistivímetro
Figura 6- Elétrodos
Figura7- Luneta de topografia
1) Efetuaram-se as medições necessárias no terreno, com o auxílio da luneta de
topografia, para a criação de uma malha quadrada (com 2 metros de lado) em
cujos nós se iriam realizar as medições geoéletricas;
2) O campo experimental, que possuía uma área de 400m^2, foi dividido em dois
campos retangulares de dimensões 20x10 metros;
3) Colocaram-se estacas no terreno e a elas foram presos elásticos de forma a
delimitar a zona de medição, e dividindo o espaço em várias filas;
4) Colocaram-se bandeiras de sinalização ao longo do elástico com o
espaçamento de dois metros entre cada uma delas;
Procedimento experimental
0
0
20 metros10 m
etro
s
2m
etr
os
Figura 8- Planificação do campo experimental
5) Inseriram-se 4 elétrodos em linha reta com distância de 0.25m entre os elétrodos de
corrente e 1.25m entre os elétrodos de potencial ;
Figura 9- Disposição dos elétrodos no terreno segundo
o método de Schlumberger
6) Preparou-se o resistivímetro e induziu-se uma intensidade de corrente de
0,5 mA;
7) Estabeleceu-se ligação entre o e o resistivímetro e os quatro elétrodos
recorrendo a cabos de ligação e ligou-se o aparelho;
8) Registou-se numa folha de cálculo o valor da resistência do solo calculada
pelo resistivímetro;
9) Calculou-se a resistividade recorrendo à fórmula:
𝑅 =𝑈
𝐼𝜋.
1.25(1.25 + 0.25)
0.25
Software: Surfer 8
Método de interpolação: Krigagem
Grelha: 20 linhas
40 colunas
Espaçamento: 0.5 x 0.5 cm
Esquema de cores: Geology
Construção do gráfico
Figura 10- Gráfico a três dimensões construído a partir dos valores de resistividade
calculados no trabalho de campo
Figura 11- Mapa de isolinhas que representa os pontos no solo que possuem o mesmo
valor de resistividade (mapa de isoresistividade).
Para as coordenadas:
Valores da resistividade revelam ser de caráter reduzido (<135 ohm/m) o que
permite deduzir que nas referidas áreas do terreno a condutividade dos materiais é
elevada estando implícita uma possível existência de substâncias metálicas.
Discussão
Com base nos resultados recolhidos pela equipa podemos observar
grandes variações nos valores da resistividade:
2<X<6 e 0<Y<4
10<X<12 e 0<Y<4
A resistividade elétrica ostenta valores elevados (>185 ohm/m) revelando a
existência de componentes de natureza não-metálica.
A resistividade apresenta valores intermédios (entre 135 e 185 ohm/m), podendo
aferir que os materiais presentes no subsolo nas zonas referidas possuirão índices de
condutividade elétrica intermédios.
6<X<10 e 2<Y<8
12<X<20 e 2<Y<6
X=2 e 4<Y<8
10<X<14 e 7<Y<10
