) Explique como a frequência do sinal eletromagnético afeta a resolução e a profundidade de penetração dos métodos de sondagem.
Passo 1
O enunciado pede para explicarmos como a frequência do sinal eletromagnético afeta dois aspectos em métodos de sondagem geofísica: a resolução espacial e a profundidade de penetração. Vamos usar conceitos de propagação de ondas (relação entre frequência e comprimento de onda) e atenuação em meios condutivos (profundidade de penetração ou skin depth).
Passo 2
Para começar, lembre que a frequência
de uma onda está relacionada ao seu comprimento de onda
pela velocidade de propagação
no meio:
Como a resolução espacial de um método de sondagem depende do comprimento de onda (tipicamente da ordem de
), um aumento da frequência reduz
e, portanto, melhora a resolução.
Passo 3
Por outro lado, em meios condutivos a onda eletromagnética é atenuada ao penetrar o material. Essa atenuação é caracterizada pela profundidade de penetração (ou skin depth)
, dada por
onde
é a pulsação,
a permeabilidade magnética do meio e
sua condutividade elétrica. Note que
isto é, quanto maior a frequência, menor a profundidade de penetração, pois a onda é mais fortemente atenuada.
Passo 4
Combinando os dois efeitos, temos o trade‐off clássico:
- Frequência alta →
pequeno → boa resolução, mas pequeno → baixa penetração. - Frequência baixa →
grande → menor resolução, mas grande → maior penetração.
Resposta
Em métodos de sondagem eletromagnética, aumentar a frequência do sinal reduz seu comprimento de onda
, melhorando a resolução espacial, mas também diminui a profundidade de penetração
, ou seja, sinais de alta frequência “veem” detalhes mais finos só perto da superfície. Já sinais de baixa frequência penetram mais fundo, porém com menor capacidade de distinguir pequenos feições.