CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOFÍSICA-USP-IAG Aquisição, Modelagem e Inversão de dados Geoelétricos Aplicados à Exploração de Recursos Naturais Fernando Monteiro Santos Universidade de Lisboa, CGUL-IDL

Parte A - Aquisição de dados Parte B – Fontes para os métodos EM/ER Conteúdo: Parte A - Aquisição de dados Parte B – Fontes para os métodos EM/ER Parte C - Modelagem e inversão de dados EM/ER Parte D - Inversão conjunta Parte E - Exemplos de aplicação

Parte A - Aquisição de dados A.1. As características do “target” e o método a usar. Os métodos geofísicos têm como objectivo determinar a variação espacial (e por vezes temporal) de alguma(s) propriedade(s) física(s) de estruturas localizadas abaixo da superfície do terreno. 1) Determinação da estrutura 2) Determinação de propriedades físicas

O método geofísico a usar depende de muitos factores entre os quais se podem mencionar: 1) a propriedade física que melhor se adapta ao objectivo perseguido; 2) a existência de condições que proporcionem bons contrastes dessa propriedade; 3) a provável dimensão e profundidade do alvo; 4) a variação espacial da propriedade física em jogo; 5) as condições ligadas ao local a investigar (topografia, acessos, ruído electromagnético etc) e ainda, 6) tempo, fundos e número de pessoas disponíveis para a realização do trabalho.

O segredo é a COMPLEMENTARIDADE dos métodos geofísicos

TABELA 1. Métodos geofísicos mais frequentes e seus usos em problemas hidrogeofísicos. aquisição método atributos objectivos Aéreo Remote sensing Res. elect. Rad. Gama Rad. termal Campo grav. Campo mag. Reflectividade EM Mapa de soco, Interface água doce-salgada, Qualidade da água (regional), Falhas Superfície Sísmica refracção vP Soco, nível freático, Sísmica reflexão Reflectividade e vP Estratigrafia, Soco, falhas Electro-Resistividade Res. Eléctrica Mapeamento de aquíferos, Nível freático, soco, interface água doce-salgada, poluentes, Parâmetros hidráulicos, qualidade da água, monitorização ElectroMagnetica Res. eléctrica GPR Const. dieléctrica Mapeamento da estratigrafia, Nível freático, qualidade da água Furo-Furo (crosshole) Res. Elect. Qualidade da água, monitorização Radar Sísmica Litologia, zonas de fractura Diagrafias logs Vários: Res. Eléct., vP, actividade gama Litologia, aquíferos, qualidade da Água, zonas de fractura

A.2. O que os dados podem revelar: o problema dos dados incompletos e a existência de erros. Implicações para a interpretação. A informação “contida” nos dados depende: dos erros e distorções dos dados; do “quão completos” são os dados; dos parâmetros de aquisição (distância Tx-Rx; geometria Tx-Rx; frequência da fonte);

Static-shift

MT Static-shift correction by using TDEM data

Sinal distorcido

erros e distorções dos dados “quão completos” são os dados

“quão completos” são os dados

Parâmetros de aquisição

Parâmetros de aquisição

A Sensibilidade do método depende: - Parâmetros de aquisição (distância Tx-Rx; geometria Tx-Rx; frequência da fonte; - Profundidade do “target” - Resistividade do “target” - Estrutura “do ambiente geológico”

Implicações para a interpretação Resolução do modelo; Modelos equivalentes; Resolução dos parâmetros do modelo;

No domínio da frequência Equipamentos EM No domínio da frequência EM31 – EM34 e EM38 da Geonics

VLF-R da SYSCAL e VLF-EM WADI

DUALEM-421 e DUALEM-21

No domínio do tempo

Aquisição de dados TEM

Fundamentos do método TEM The TDEM is an inductive method that differs from the classic EM methods: is not in frequency domain; during acquisition the primary field is absent. .

Typical configurations for TDEM data acquisition: A- central loop B – coincident loop C- offset loop

The primary field is a constant magnetic field generated by a constant current in the loop transmitter. This field does not produce any eddy currents. When the current is turn off in the transmitter, the magnetic field varies rapidly originating eddy currents in conductive bodies. A secondary magnetic field is produced by eddy current flow according to Lenz law. Electromotive force is iduced by the secondary field in the receiver loop Como funciona?

Evolution of the fields. Note the orientation of secondary field. The eddy current flow Evolution of the fields. Note the orientation of secondary field.

O que se regista? V = - (dBz/dt) A sinθ  ρa versus time More conductive More resistive V = - (dBz/dt) A sinθ  ρa versus time

The LOTEM system

Example of an equipment the TEM FAST 48

Sources of error Instrumental: clock drift and incapacity to handle the large dynamic of signal Geometrical: include topographic effects Geological noise: anisotropy, near-surface inhomogeneities, dipping layers; IP effect Electromagnetic noise: naturally produced (spherics) Man-made noise (cultural) a) galvanic coupling b) capacitive coupling

IP effect produces negative apparent resistivity values

Effect of a very superficial and thin conductive layer

s/ poço; poço entubado; poço entubado + gerador

Effect of a powerline

Cultural noise