Métodos elétricos
Os métodos elétricos estudam a resposta do terreno quando este é submetido a corrente elétrica contínua. A resistividade (?) é o parâmetro físico medido após a injeção de corrente no terreno. A resistividade é uma propriedade intrínseca das rochas e depende da litologia, estrutura interna e o conteúdo de água. No quadro seguinte é possível observar alguns valores de resistividade em rochas e solos.
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Materiais |
Resistividade ? (? m) |
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Margas |
50 – 5 000 |
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Calcários |
300 – 10 000 |
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Ardósias |
100 – 1 000 |
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Granito |
300 – 10 000 |
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Argilas |
1 – 20 |
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Areias |
50 – 500 |
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Conglomerados |
1000 – 10 000 |
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Arenitos |
50 – 5 000 |
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Aluviões |
50 - 800 |
Tabela 1 – Valores de resistividade de algumas formações geológicas
A fórmula de Archie relaciona a resistividade da rocha ?, a resistividade da água contida nos poros ?w, e a porosidade ?.
?= a ?-m S-n ?w
Parâmetros:
S – Saturação
a,m,n – Coeficientes experimentais
? - Resistividade
?w, - Resistividade da água nos poros
Medição da resistividade
Equipamento
O equipamento para a medição da resistividade consiste em uma caixa com uma bateria, elétrodos de corrente e de potencial, cabos de ligação e o resistivímetro, Figura 1.
Figura 1 – Equipamento para a medição da resistividade elétrica
Procedimento:
- Introdução no terreno de corrente contínua de intensidade I, através de elétrodos, designados de A e B conectados a uma fonte de energia.
- É medida a diferença de potencial ?V gerada pela passagem de corrente através dos elétrodos M e N.
- Cálculo da resistividade ? do terreno atravessado pela corrente, Figura 2
Figura 2 – Medição da resistividade através de métodos elétricos
A resistividade obtida não corresponde a uma unidade litológica concreta, mas define um conjunto de materiais afetados pela passagem de corrente, designa-se então por resistividade aparente ?a e é dada pela seguinte expressão:
?a = K(?V/I)
Parâmetros:
?a - Resistividade aparente
K – Constante de configuração geométrica
A constante de configuração geométrica K depende da distância entre os elétrodos AM, MB, NA e NB. É possível alterar a configuração dos elétrodos em função da investigação pretendida. As configurações mais utilizadas são a de Schlumberger e de Wenner, Figura 3.
Na configuração de Schlumberger a distância entre os elétrodos M e N é de 1/5 da distância entre os elétrodo A e B, ambos os elétrodos estão alinhados.
Na configuração de Wenner a distância entre todos os elétrodos é igual, isto é A – M = M – N = N – B.
Figura 3 – Configuração de Schlumberger(cima) e de Wenner(baixo).
Outra configuração possível é a dipolo-dipolo ou pseudo-secções. Neste tipo de dispositivo mantêm-se alinhados lateralmente os dipolos MN com os dipolos AB. Posteriormente mantêm-se fixos os dipolos AB, e vão-se deslocando sucessivamente os dipolos MN. Após estas medições efetuadas, desloca-se o dipolo AB e repete-se todo o processo. Quando todo o processo estiver concluído, é possível obter a distribuição das resistividades aparentes (?a) (Figura 4) e permite obter um perfil de resistividades do terreno como mostra a Figura 5.
Figura 4 – Configuração dipolo-dipolo
Figura 5 – Perfil de resistividades usando a configuração dipolo-dipolo
A interpretação das investigações elétricas é feita através de aplicações informáticas que fornecem resultados bem fiáveis. Na Figura 6 podemos ver o resultado final após o processamento dos dados obtidos para o túnel do Marão.
Figura 6 – Perfil de resistividade elétrica para o túnel do Marão
