GEO046 Geofísica. Configurações típicas. Domínio da freqüência Medições típicas. Campo primário

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Nicolas Taveira Azeredo
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1 GEO046 Geofísica Aula n o 12 MÉTODOS ELETROMAGNÉTICOS Métodos a fonte próxima Métodos aéreos Configurações típicas Configurações usuais em aplicações no domínio da freqüência. Máximo acoplamento: CP,VCP, VCA. Mínimo acoplamento: PERP, NULL, PAR a 54,74 o T 54,74 O R CP (orizontal Coplanar) PERP (Perpendicular) VCP (Vertical Coplanar) VCA (Vertical Coaxial) NULL PAR (Parallel) WAVETILT 2 June 04 édison K. Sato V WAVETILT Domínio da freqüência Medições típicas 3 Campo primário 4 Fase de um ou mais componentes espaciais em relação a corrente na bobina transmissora. Dois componentes espaciais são, simultaneamente, captados e os resultados expressos como a razão entre as magnitudes dos componentes e a diferença de fase, ou os parâmetros da elipse de polarização. O mergulho e, algumas vezes, a direção horizontal do campo são medidos através da rotação da bobina receptora à procura do sinal mínimo. As diferenças entre os mesmos componentes para duas ou mais freqüências. Se a fonte é um dipolo magnético vertical, 3mz x( z h) x = πr mz y( z h) y = 5 2 3mz ( z h) mz z = 5 3 z ( 0,0, h) θ φ ρ P ( ρ, θ, φ ) x y

2 5 6 Campo primário Fonte fixa e móvel s/ esfera Se a fonte é um dipolo magnético horizontal na direção + y, 3my xy x = 5 2 3my y my y = 5 3 3my y( z h) z = 5 z ( 0,0, h) θ φ ρ P ( ρ, θ, φ ) x y Fonte fixa: a medida é associada à posição do receptor. Fonte móvel: a medida é associada ao ponto médio entre as posições do transmissor e do receptor. 7 8 Em linha e broadside Forma da anomalia Em linha: T e R caminham ao longo de uma mesma linha. Broadside : T e R em linhas paralelas. Na maioria dos casos produz anomalias mais estreitas. T e R podem ser trocados nos arranjos simétricos e a anomalia é simétrica quando o corpo é simétrico em relação ao arranjo. Geralmente, arranjos assimétricos produzem anomalias espelhadas ao se permutar T por R sobre um corpo simétrico.

3 Slingram (LEM) 9 Semi-espaço homogêneo 10 As medidas são as partes em fase e quadratura, normalizadas para o campo primário. Fase = = Re ( Re( Z / Z ) 1) s P 100% 100% Quadratura = Im( Z / Z0 ) 100% s = Im 100% P 0 Resposta a diversas configurações EM sobre um semiespaço homogêneo, em função do número de indução. θ = r σµ 0ω 2 CP s/ semi-plano condutor 11 CP s/ semi-plano condutor 12

4 13 14 CP s/ semi-plano condutor CP s/ semi-plano condutor Diagrama de Argand (CP) 15 Diagrama de Argand (CP) Aplicação 16 Valores máximos negativos para uma placa vertical parametrizados para z/r e o parâmetro de indução α. α = µωσtr onde σt é a condutância transversal. No gráfico de 444 z Fase... = -25 % Quadr... = -4 % Do diagrama de Argand, z r = 0,28 e α = 80. Como r = 75 m, z = 21 m. Assim, então, 7 σt = 80 /(4π 10 2π ), ou σt 300 S.

5 Domínio do tempo 17 Loop-loop s/ condutor plano 18 Mede-se o campo magnético durante o intervalo de tempo em que a corrente no transmissor está cortada. A voltagem detectada, proporcional ao campo magnético, corresponde apenas ao campo secundário, mesmo com o uso das configurações de acoplamento máximo. Resposta TEM sistema CP. Observar a simetria Loop-loop s/ condutor plano 19 Loop-loop s/ condutor plano 20 Resposta TEM sistema CP. Mergulho p/ direita Observar a assimetria. Resposta TEM sistema CP. Mergulho p/ direita Observar a assimetria.

6 Coincident loop sobre condutor plano 21 Coincident loop sobre condutor plano 22 Observar os valores do campo secundário bem destacados sobre o corpo condutor, semi-tabular, estendendo-se para a direita. Observar os valores do campo secundário continuam mais destacados sobre o corpo condutor que mergulha para a direita. Coincident loop sobre condutor plano 23 Coincident loop sobre condutor plano 24 Observar os valores do campo secundário continuam mais destacados sobre o corpo condutor que mergulha para a direita. Entretanto, o pico à esquerda está mais elevado relativamente. A curva da anomalia é simétrica visto a simetria da geometria do corpo tabular vertical.

7 Levantamento aéreo 25 Levantamento aéreo 26 Princípios de funcionamento. Campo primário artificial. Bobina transmissora instalada na asa. Método com o transmissor fixo. A bobina fica montada diretamente sobre o terreno e são feitos sobrevôos com o receptor. Levantamento aéreo 27 Levantamento aéreo 28 Método com o transmissor móvel. Sistema com duas aeronaves. Método com o transmissor móvel. Sistema com receptor a reboque (towed bird) A maior dificuldade é manter a distância entre as aeronaves.

8 Levantamento aéreo 29 Método INPUT 30 Método com o transmissor móvel. As antenas transmissora e receptora ficam montadas em estruturas rígidas. Método com o transmissor móvel. Método no domínio do tempo: as medidas são feitas durante os intervalos de tempo em que a corrente no transmissor inexiste, ou seja, sem a presença do campo primário. Método INPUT 31 Método INPUT 32 Ábaco para obtenção da condutância e profundidade do topo de um semi-plano vertical condutor As amplitudes dos picos da anomalia são representadas num papel transparente usando a Escala mostrada à direita. Os pontos são transladados até ajustar suas respectivas curvas e a marca indicará a condutância e profundidade. Dois perfis de INPUT sobre locais provavelmente contendo sulfetos maciços.

GPR Ground Penetrating Radar 33 34 GPR Unidade de controle, armazenamento, processamento e apresentação. Antenas transmissora e receptora (dipolos elétricos).

9 GPR Ground Penetrating Radar GPR Unidade de controle, armazenamento, processamento e apresentação. Antenas transmissora e receptora (dipolos elétricos). a É usado na geofísica, geologia, hidrogeologia, mineração, engenharia civil e arqueologia. a A condutividade elétrica dos materiais investigados e a freqüência de operação determinam a profundidade de penetração dos sinais de radar no material. a Enquanto nos demais métodos EM a permissividade elétrica é desprezada, é ela quem desempenha o papel importante na partição da energia nas interfaces no GPR, devido as altas freqüências usadas. 35 GPR a A resolução do método aumenta com a freqüência do sinal, enquanto a penetração diminui. a A profundidade de penetração típica varia de 1 a 40 metros. Além das antenas dipolar, usam-se antenascorneta (1,0 a 2,5 Gz) para investigações do pavimento em estradas de rodagem. 36 GPR a Perfil às margens da Lagoa de Abaeté

GPR 37 GPR 38 Dois canos sob uma laje de concreto Contaminação em um posto de gasolina. Bibliografia: 39 Bibliografia: 40 Castro, D. L., Castelo Branco, R. M. G., Cunha, L. S., Souza R. C. V. P.

da SBGf, Salvador, 336-339. Frischknecht, F. C., Labson, V. F., Spies, B. R. e Anderson, W. L., 1991, Profiling methods using small sources. In: Nabighian, M. N., Electromagnetic methods in applied geophysics, V.

10 GPR 37 GPR 38 Dois canos sob uma laje de concreto Contaminação em um posto de gasolina. Bibliografia: 39 Bibliografia: 40 Castro, D. L., Castelo Branco, R. M. G., Cunha, L. S., Souza R. C. V. P. e Augusto, V. A., 2001, Mapeamento de pluma contaminante de hidrocarbonetos a partir de seções GPR em um posto de abastecimento em Fortaleza-Ceará, in: Anais do 7o. Congr. Inter. da SBGf, Salvador, Frischknecht, F. C., Labson, V. F., Spies, B. R. e Anderson, W. L., 1991, Profiling methods using small sources. In: Nabighian, M. N., Electromagnetic methods in applied geophysics, V.2, Applications, p Nabighian, M. N. e Macnae, J. C., 1991, Time domain electromagnetic prospecting methods. In: Nabighian, M. N., Electromagnetic methods in applied geophysics, V.2, Applications, p Palacky, G. J. e West, G. F., 1991, Airbone electromagnetic methods. In: Nabighian, M. N., Electromagnetic methods in applied geophysics, V.2, Applications, p Telford, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E. e Keys, D. A., 1978, Applied geophysics. Cambridge University Press.

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