2^{a} ) Explique como é possível obter informações sobre as propriedades elétricas da subsuperfície utilizando métodos eletromagnéticos geofísicos. Descreva os princípios físicos envolvidos e discuta os parâmetros que podem ser inferidos a partir dos dados coletados.

Passo 1

O enunciado pede para explicar como métodos eletromagnéticos geofísicos permitem obter informações sobre as propriedades elétricas da subsuperfície. O conteúdo envolve as equações de Maxwell, a propagação de campos eletromagnéticos em meios condutores e a interpretação de medições de campo para inferir parâmetros como condutividade, resistividade e espessura de camadas.

Passo 2

Os métodos eletromagnéticos baseiam-se nas equações de Maxwell, que relacionam o campo elétrico \mathbf{E}, o campo magnético \mathbf{H}, a densidade de corrente \mathbf{J} e as propriedades do meio (permitividade \varepsilon, permeabilidade \mu e condutividade \sigma). Em meios condutores, a combinação dessas equações gera uma equação de difusão para o campo elétrico, por exemplo:
\nabla^2 \mathbf{E} - \mu\sigma\,\frac{\partial \mathbf{E}}{\partial t} - \mu\varepsilon\,\frac{\partial^2 \mathbf{E}}{\partial t^2} = 0.
Em frequências baixas (métodos de interesse geofísico) domina o termo de condução e temos difusão eletromagnética. A profundidade de penetração (skin depth) é
\delta = \sqrt{\frac{2}{\omega\,\mu\,\sigma}},
onde \omega é a frequência angular. Essa profundidade indica até que profundidade o campo penetra significativamente, permitindo sondar camadas diferentes.

Passo 3

Existem dois grupos principais de técnicas:
  1. Domínio da frequência – como Magnetotelúrica (MT), que registra variações naturais do campo \mathbf{E} e \mathbf{H} em várias frequências;
  2. Domínio do tempo – como Eletromagnetismo Transiente (TEM ou TDEM), que injeta pulsos de corrente controlada e analisa a resposta decrescente de campo posterior ao desligamento da fonte.
    Em ambos, medem-se amplitudes e fases dos componentes horizontais de \mathbf{E} e \mathbf{H} na superfície.

Passo 4

A partir dos sinais medidos calcula-se a resistividade aparente \rho_a, que no caso MT pode ser obtida de
\rho_a(\omega) = \frac{1}{\mu}\,\frac{|E_x|}{|H_y|}\,\frac{1}{\omega},
ou em TEM extraindo a declividade temporal da curva de decaimento. Esses valores de \rho_a variam com frequência (ou tempo) e são usados como dados de entrada para modelagem direta e inversão.

Passo 5

Na inversão geofísica, parte-se de um modelo inicial de resistividade em camadas e ajusta-se iterativamente até reproduzir os dados observados, usando regularização (por exemplo, método de Occam) para garantir suavidade e estabilidade do modelo. O resultado final é um perfil (1D), section (2D) ou volume (3D) de distribuição de resistividade \rho(x,y,z) ou condutividade \sigma=1/\rho.

Passo 6

Dos modelos obtidos podem-se inferir parâmetros como:
– Resistividade ou condutividade elétrica de cada camada;
– Espessura e profundidade de interfaces geológicas;
– Anisotropia elétrica (diferença de \rho em direções ortogonais);
– Indícios de fluidos (água, salinidade), mineralização ou zonas de alteração;
– Estimativas de porosidade e saturação de fluidos via correlações empíricas.

Resposta

Conclui-se que métodos eletromagnéticos exploram a difusão dos campos \mathbf{E} e \mathbf{H} em meios condutores, medindo amplitude e fase em várias frequências ou no decaimento temporal. Aplicando inversão dos valores de resistividade aparente, obtém-se perfis detalhados de resistividade/condutividade da subsuperfície, permitindo caracterizar camadas geológicas, fluídos, mineralizações e anisotropias.

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