aula potencial espontaneo
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
1/30
Universidade Federal de Ouro Preto– UFOPGEO254 - Engenharia de Minas
Prof. Sergio Jr. S. Fahin
Ouro Preto-MG – 2! Se"estre#2$%5
GEO254 - Prospecção Geofísica
Potencial Espontâneo
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
2/30
Métodos elétricos envolvem a detecção, na superfície, deefeitos provocados pelo fluxo de correntes elétricas no
terreno.
Possibilitam a medição de correntes e potenciais naturais
ou gerados artificialmente. Existe uma grande variedadede maneiras de se realizar tais medições, o ue confere
aos métodos uma grande versatilidade.
!s principais propriedades físicas envolvidas são a
condutividade elétrica e a resistividade elétrica.
Essas propriedades variam amplamente nos diferentes
tipos de roc"as e minerais, o ue torna possível o uso dos
métodos elétricos em prospecção geofísica.
Introdução
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
3/30
Condutividade Elétrica
#lassificação dos materiais
Condutores > 105 S/m (Siemens por metro) Isolantes < 10-8 S/m Semi condutores tm condutividades intermedi!rias
Condutores (li"a#$es met!licas)% metais nativos$cobre, ouro, seguidos de platina, índio, %smio e ferro uecomo elementos nativos são extremamente raros&, sulfetosmet'licos, grafita e alguns %xidos.
Propriedades Elétricas
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
4/30
! condutividade elétrica relaciona(se aos mecanismosde propagação de corrente elétrica nos materiais.
condução eletrônica ( minerais met'licos na matriz da
roc"a,
condução eletrolítica ( íons em poros e fissuras da roc"a
condução dielétrica ( ocorre em isolantes ou mauscondutores. )m campo elétrico externo vari'vel provocaum peueno deslocamento do elétron em relação aon*cleo.
Propriedades Elétricas
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
5/30
! condutividade elétrica dos solos e roc&as ue
possuem condutividade eletrolítica é afetada
principalmente por uatro fatores+
composição mineral%gica-
porosidade-
teor em 'gua-
uantidade e natureza dos sais dissolvidos.
Propriedades Elétricas
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
6/30
Resistividade e condutividade elétrica dos ateriais !eol"!icos
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
7/30
'otenciais elétricos naturais ou espontneos ocorrem na
subsuperfície terrestre, e são causados por atividade
eletrou*mica e eletrocinética.
uatro mecanismos principais ue produzem esses potenciais+
potencial eletrouímico ou eletrocinético proc. mec/nico
potencial de difusão $0unção líuida&
potencial de membrana $ou de fol"el"o& proc. uímicos
potencial de mineralização
'otenciais Elétricos +aturais
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
8/30
#
$
%
P r o d u ç ã o d e p o t e n c i a i s d e e l e t r o f i l t r a ç ã o p o r d e s c e n s u F l e c h a s c h e i a s a z u i s - f l u x o d a á g u aF l e c h a s p r e t a s p o t i l h a d a s - l i n h a s d e c o r r e n t e e l é t r ic a
'otencial associadoao ,luo de !"uasu.terrnea.
! 'gua carreia osc'tions, mas os/nions permanecemadsorvidos nas
paredes dos capilares( aparecem centrosnegativos nas partesdo auífero maiselevadas
topograficamente.
Potencial Eletrocinético (potencial de fuxo)
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
9/30
'otencial eletrocinético éproduzido em todos os tiposde terreno, porém o potencialgerado é normalmente fraco.
#
$
%
P r o d u ç ã o d e p o t e n c i a i s d e e l e t r o f i l t r a ç ã o p o r d e s c e n s u F l e c h a s c h e i a s a z u i s - f l u x o d a á g u aF l e c h a s p r e t a s p o t i l h a d a s - l i n h a s d e c o r r e n t e e l é t r i c a
Casos particulares% zonasde fratura e roc"as muitoperme'veis $areias,arenitos alterados&, fluxo
intenso de 'guassubterr/neas em terrenosacidentados potenciais maisintensos $centenas dem123m&.
Potencial Eletrocinético (potencial de fuxo)
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
10/30
'ossi.ilidades deaplica#o da potencialeletrocinético%
4luxo subterr/neo$regiõesc'rsticas, zonasfraturadas&
5ocalização e estimativada fuga d6'gua embarragens.
Potencial Eletrocinético (potencial de fuxo)
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
11/30
S&o onheidos 'oteniais fortes (% a 2 )* so+re de',sitos de'irita "agnetita alo'irita "agnetita e grata ou se/aor'os geol,gios o" ondutividade eletr0nia.
1 teoria "ais aeita so+re sua orige" a atual"entedeno"inada de Ge+ateria (Geo+atter3 * 'ostulada 'or Sato e
Moone3 (%$*.
Duas reações eletroquímicas de sinais opostos:
- 1+ai6o do 78vel d9:gua o6ida;&o nos ado
- 1i"a do 78vel d9:gua oorre redu;&o das su+st?nias nasolu;&o
Potencial de mineralização
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
12/30
7essa forma, a teoria baseia(se no fato de corpos condutorespolarizarem(se, funcionando como pil"as elétricas, ue geram
correntes elétricas no subsolo.
- or'os +ons ondutoreseletr0nios geral"ente o"ontinuidade eltria e" seuinterior@
- ano"alias negativas na
'ro6i"idade do e6tre"osu'erior do or'o@
- d.d.'. total o+servadaentenas de ") ('ode"oorrer valores su'eriores a %)*@
- or'o deve /a>er ao "enose" 'arte na >ona de o6ida;&o@
- SP relativa"ente est:vel no
te"'o.
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
13/30
eletrodoporoso
eletrodoporoso
voltímetro
étodo do Potencial Espont!neo
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
14/30
"omo se mede esse potencial elétrico#
E$E%&'D' '*P'$+&,-./E$
étodo do Potencial Espont!neo
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
15/30
Mult8"etro
Eletrodos n&o-'olari>:veisP+#P+Al2
7ote+ooB
Enterrados o" la"a+enton8tia
1gua C DAl C entonita
"omo se mede esse potencial elétrico#
étodo do Potencial Espont!neo
+ medida é dada em /olt (/)
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
16/30
+rran0os de campo
nia dos Gradientes
nia dos Poteniais
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
17/30
eali>a;&o dos ensaios 'ara ela+ora;&o de 'ers e "a'as
%écnica dos Potenciais
R e f e r ê n c i a
0 1 2 3 4 5 ! "
+rran0os de campo
Medir sucessivamente as diferenças de potencial
ΔV1 = V(REF,1) ; ΔV = V(REF,) ; ΔV! = V(REF,!) ; " ;
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
18/30
eali>a;&o dos ensaios 'ara ela+ora;&o de 'ers e "a'as
%écnica dos 1radientes
R e f e r ê n c i a
0 1 2 3 4 5 ! "
+rran0os de campo
Medir sucessivamente as diferenças de potencial
ΔV1 = V1 #V$ , ΔV = V #V1 , "
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
19/30
Polari>a;&o dos eletrodos
1lta resistHnia de ontato do solo#eletrodo
Aonetores eltrios o6idados
Ieriva e" fun;&o do te"'o
2ontes de erros
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
20/30
Efeitos to'ogr:os
1terra"entos
Aorros&o de "etal enterrado
Aorros&o de siste"as de 'rote;&o
Poteniais eletro=u8"ios
Poteniais de
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
21/30
ualitativa
Esti"ativa +aseada for"a do 'erl e "a'as
uantitativaK Modelos 2I de or'os si"'les
K Fontes di'olares vertiais (SP 'r,6i"o de falhas efraturas*
,nterpretação
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
22/30
Exemplos de aplicação * Prospecção mineral
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
23/30
Exemplos de aplicação * Prospecção mineral
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
24/30
#oldie$ %& '2002( )elf-potentials associated *ith the +anacocha high-sulfidation gold deposit in
,eru$ #eophsics$ !'3(. "4/"&
E&eplos de aplicação - Prospecção ineral
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
25/30
Exemplos de aplicação * 1eolo3ia deEn3en4aria
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
26/30
' sinal de potencial espont!neo eminvesti3ações am5ientais
audet$ et al& '2004(& #round*ater redox conditions and conductiit in a containant plue fro geoelectrical
inestigations. drolog and arth )ste )ciences$ "$no& 1$ "/22$ doi. 10&5146hess-"-"-2004&
- 4'' (
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
27/30
' sinal de potencial espont!neo eminvesti3ações am5ientais
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
28/30
E&eplos de aplicação - Estudos a)ientais
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
29/30
E&eplos de aplicação - Estudos *idro!eol"!icos
-
8/20/2019 Aula Potencial Espontaneo
30/30
6i5lio3ra7a "onsultada
AOL7 .F. - %$ - he self-'otential "ethod for environ"ental andengineering a''liations. Geothenial and Environ"ental Geo'h3sis
(Mnvestigations in Geo'h3sis n. 5*-)ol.M Soiet3 of E6'loration Geo'h3sis ''.%2N-%45.
MSOM J. – % – Field Geo'h3sis. Geologial Soiet3 of Oondon Qand+ooB . Jonh Lile3 R Sons %2 '.
7US J.E.@ AO A.E. – 2$$2 - Self-'otentialT he ugl3 duBling of
environ"ental geo'h3sis. he Oeading Edge So. E6'loration Geo'h3siists ulsa v. 2% no. 5 '. 44-45%.
OE171 E. - %N2 - Pros'eion Geoeletria en Aorriente Aontinua . Ed.Paraninfo Madrid 52'.
P11S7S I.S. – % – Prini'les of 1''lied Geo'h3sis . Aha'"an and Qall4$2 '.
EFOI L.M.@ GEI1 .P.@ SQEFF .E. R DES I.1. - %$ - 1''liedGeo'h3sis. Aa"+ridge Universit3 Press $ '.
SQ1M1 P.). – %N – Environ"ental and 1''lied Geo'h3sis. Aa"+ridgeUniversit3 Press 4N5 '.
L1I S.Q. - %$ - esistivit3 and ndued Polari>ation Methods. Geotehnial
and Environ"ental Geo'h3sis )olu"e %T evieV and utorial Soiet3 of