Como interpretar uma sondagem elétrica vertical (SEV)

O workflow em 10 passos

A interpretação de uma SEV segue uma ordem fixa: limpar os dados, inverter com o menor número de camadas que explica a curva, medir a incerteza e só então dar nome geológico às camadas. Pular etapas é a origem da maioria dos erros.

1. Verifique a qualidade dos dados.
2. Corrija a embreagem de MN.
3. Escolha o número de camadas.
4. Monte um modelo inicial.
5. Inverta e leia o RMS.
6. Teste a equivalência (Dar Zarrouk).
7. Atribua a litologia com a geologia local e poços vizinhos.
8. Estime o nível d'água e o aquífero.
9. Integre as várias SEVs (seções, mapas, 3D).
10. Escreva o resultado com as incertezas.

Se você ainda não conhece o método, comece pelo guia completo de SEV.

Passo 1: verifique a qualidade dos dados

Antes de qualquer inversão, confira se a curva de campo é suave, coerente e fisicamente possível. A inversão ajusta tudo o que você der a ela, inclusive os erros.

• Plote ρa × AB/2 em bilog de décadas iguais, separando os segmentos de MN.
• Procure pontos isolados fora da tendência. A caderneta do Rhoa sinaliza saltos maiores que 3× em relação aos dois vizinhos (critério do app). Marque como outlier só o que tiver motivo, como uma anotação errada, um eletrodo solto ou ruído.
• Confira se nenhum trecho ascendente passa de 45°, o limite de uma curva Schlumberger 1D.
• Releia o cabeçalho: arranjo, AB/2, MN e K precisam estar certos. Um MN trocado desloca um segmento inteiro.

Passo 2: corrija a embreagem de MN

Emende os segmentos de MN deslocando cada um, em escala logarítmica, até que coincida com o anterior na abertura repetida. O degrau não é geologia: ele resulta da troca de MN. Se não for corrigido, a inversão tenta explicá-lo com camadas, e as espessuras e resistividades mudam. No Rhoa, a correção vem ligada por padrão na tela de inversão 1D, e o gráfico mostra a curva bruta e a corrigida.

Passo 3: escolha o número de camadas

Use o menor número de camadas que reproduz a forma da curva. Conte os mínimos, os máximos e os ombros e some um. Depois teste uma camada a mais e uma a menos. A camada extra só se justifica se o RMS cair de forma clara e a camada tiver espessura e resistividade plausíveis. Modelos com camadas demais ajustam o ruído e inventam estruturas.

Passo 4: monte um modelo inicial

O modelo inicial é um palpite de resistividades e espessuras tirado da própria curva. Ele ajuda a inversão a convergir para uma solução geologicamente razoável.

• ρ₁ ≈ valor de ρa nas menores aberturas. O último ρ ≈ tendência do ramo final.
• Para a camada intermediária, use um valor mais extremo que o da curva. O mínimo de uma curva H fica acima da ρ verdadeira da camada condutora, e o máximo de uma K fica abaixo da ρ da camada resistiva.
• Para as interfaces, use uma fração do AB/2 em que a curva muda de comportamento. Pela convenção Z = 0,191 · AB do Rhoa, isso dá cerca de 0,4 · AB/2.

O Rhoa monta o modelo inicial automaticamente a partir da curva observada. Você pode refiná-lo com os controles deslizantes de cada camada e ver a curva e o RMS mudarem na hora.

Passo 5: inverta e leia o RMS

A inversão ajusta resistividades e espessuras até minimizar a diferença entre a curva calculada e a medida. O erro RMS resume essa diferença em porcentagem.

No Rhoa, abaixo de 3% é excelente, de 3% a 8% é aceitável e acima de 8% é ruim. Essas faixas são uma convenção do app. O RMS ideal é aquele compatível com o ruído dos dados. Se as leituras repetidas variam 3%, um RMS de 0,5% indica que o modelo está ajustando ruído. Olhe também onde está o desajuste: um RMS baixo com todos os pontos finais acima da curva calculada aponta para um problema sistemático.

Passo 6: teste a equivalência

Uma camada condutora entre resistivas é resolvida pela condutância S = h/ρ, e uma camada resistiva entre condutoras, pela resistência transversal T = h · ρ. Há infinitos pares (h, ρ) com o mesmo S ou T que ajustam a curva quase igualmente bem.

Para cada camada intermediária, calcule S ou T, gere modelos alternativos que preservem esse valor e veja até onde o RMS continua aceitável. O intervalo resultante é a incerteza real da espessura. Ela deve aparecer no relatório, principalmente quando a profundidade do topo rochoso define a profundidade de um poço. O exemplo resolvido abaixo faz esse teste.

Passo 7: atribua a litologia

Converta resistividade em litologia usando faixas de referência, mas decida com a geologia local e com poços próximos. As faixas se sobrepõem, e a mesma resistividade pode ser areia com água salobra ou argila com água doce.

• Compare com a tabela de resistividade de rochas, solos e água e com o mapa geológico da área.
• Procure poços vizinhos no SIAGAS (Serviço Geológico do Brasil), com perfil litológico, nível estático e profundidade da rocha. Um único poço bem documentado pode calibrar a interpretação de várias SEVs.
• Meça a condutividade elétrica da água de poços e cacimbas próximos. Ela separa argila de água salobra.
• O Rhoa sugere litologias com as faixas 10/45/150/400/900 Ω·m (convenção do Rhoa). Trate a sugestão como ponto de partida e renomeie a camada quando souber mais.

Passo 8: estime o nível d'água e o aquífero

Em sedimentos, o nível d'água costuma ser o topo da primeira camada bem menos resistiva que a de cima. O aquífero é a camada porosa saturada abaixo dele.

No Rhoa, o nível d'água estimado é o topo da primeira camada (a partir da 2ª) com topo a pelo menos 0,5 m, ρ abaixo de 300 Ω·m e ρ até 70% da camada de cima. O aquífero é a primeira camada com 45 ≤ ρ < 400 Ω·m no nível d'água ou abaixo dele. São regras do app, úteis em planícies sedimentares e mantos de alteração. Em rochas fraturadas, a água está nas fraturas, e a SEV sozinha não a localiza.

A condutância da cobertura acima do aquífero (S da cobertura) indica a proteção natural: argila espessa tem S alto e protege, e areia seca tem S baixo e deixa passar contaminantes. A ideia de usar S como indicador de proteção remonta a Henriet (1976). O Rhoa usa a escala abaixo, e outros autores usam limites diferentes.

Passo 9: integre várias SEVs

Uma SEV descreve um ponto. Várias SEVs bem distribuídas permitem correlacionar camadas, montar seções geoelétricas e mapas e detectar quando a hipótese 1D falha.

• Seção geoelétrica: alinhe as colunas de SEVs vizinhas e ligue as camadas equivalentes. Saltos bruscos de espessura entre SEVs próximas sugerem falhas, paleocanais ou efeitos laterais.
• Mapas: profundidade do embasamento, espessura do aquífero, S da cobertura e resistividade do aquífero (salinidade).
• 3D: no Rhoa, o Cubo 3D interpola as SEVs invertidas que têm GPS e mostra superfícies de mesma resistividade. É uma estimativa, e entre pontos distantes o bloco é só uma interpolação suave.
• Caminhamento 2D: quando as SEVs discordam ou o alvo é vertical, uma linha de tomografia esclarece a geometria.

Passo 10: escreva o resultado

Escreva a interpretação de modo que outra pessoa consiga refazê-la. Dados, modelo, incerteza e hipóteses vêm antes da conclusão. Inclua a curva de campo bruta e a corrigida, os pontos excluídos e o motivo, o número de camadas e a justificativa, o RMS, a tabela de camadas, as faixas de equivalência, a litologia com as fontes usadas (poços, mapa) e as recomendações com as limitações do método. No Rhoa, o laudo A4 reúne esses itens a partir da inversão salva.

Exemplo resolvido: SEV-01, Campeche (Florianópolis)

Dados e embreagem

São 21 scans no preset padrão (AB/2 de 1 a 43 m, MN de 0,2 a 2,0 m). A curva desce de cerca de 630 Ω·m até um mínimo de 80 a 90 Ω·m em AB/2 = 15 a 20 m e sobe até cerca de 160 Ω·m em 43 m. Nas aberturas repetidas, os saltos de embreagem foram de +5% (5 m), −11% (12,5 m) e +10% (20 m). Corrigidos (fatores de cerca de ×0,95, ×1,07 e ×0,97) e com as leituras repetidas unidas, sobram 18 pontos.

Para medir o efeito da correção, invertemos a mesma curva sem ela. O RMS foi de 2,39%, ainda “excelente”, mas o topo da rocha subiu para 12,5 m e a 3ª camada caiu para 36 Ω·m. Um RMS baixo não garante que a curva foi bem preparada.

Número de camadas

A curva desce, passa por um mínimo e sobe, o que pede pelo menos 3 camadas (tipo H). A descida, porém, é longa e muda de inclinação, o que sugere uma camada a mais no topo. O teste com 2 a 5 camadas confirma:

Modelo e tipo de curva

Com 4 camadas, o modelo é 660 Ω·m (1,34 m), 257 Ω·m (3,39 m), 45 Ω·m (9,93 m) e 752 Ω·m no substrato. Como 660 > 257 > 45, o primeiro trio é Q. Como 257 > 45 < 752, o segundo é H. A curva é QH (veja os tipos de curva de SEV).

Equivalência da 3ª camada

A 3ª camada é condutora entre duas mais resistivas (trecho H), então o parâmetro bem determinado é S₃ = 9,93 / 45,26 ≈ 0,219 S. Mantendo S₃ e as outras camadas fixas, os modelos com 9,0 m e 41 Ω·m (RMS 1,95%) e com 11,0 m e 50 Ω·m (RMS 2,42%) também ajustam os dados com erro abaixo de 3%. Logo, o topo da rocha está entre cerca de 13,7 e 15,7 m, e não exatamente em 14,66 m. Com todos os parâmetros livres, a faixa seria ainda um pouco maior.

Dar Zarrouk, nível d'água e vulnerabilidade

Para o pacote de 14,66 m, a resistividade longitudinal é H/S ≈ 62 Ω·m, a transversal é T/H ≈ 150 Ω·m e o coeficiente de pseudoanisotropia é λ ≈ 1,55. Pelas regras do Rhoa, o nível d'água fica em 1,34 m: a 2ª camada tem 257 Ω·m, menos de 70% dos 660 Ω·m de cima. O aquífero começa nessa mesma camada. A cobertura é só a areia seca, com S ≈ 0,002 S, e a vulnerabilidade é extrema. Isso é coerente com um aquífero livre raso em areia de praia.

Litologia e o que ainda falta confirmar

• Camada 3 no limite: 45,26 Ω·m fica a um passo do limite de 45 Ω·m entre “areia argilosa” e “argila saturada” na convenção do Rhoa. Só um poço vizinho, com perfil e condutividade da água, decide se é areia argilosa com água doce, argila ou sedimento com água menos doce.
• Substrato abaixo de 900 Ω·m: com 752 Ω·m, o app não marca “embasamento”, e sim “topo rochoso fraturado”. Geologicamente é provável que seja o granito, mas o ramo final tem poucos pontos e ρ₄ é pouco determinado. Um AB/2 maior, de 80 a 100 m, confirmaria.
• Nível d'água raso: 1,34 m é plausível numa planície costeira baixa, mas convém confirmar com uma cacimba ou um poço próximo, porque a franja capilar também baixa a resistividade.

Conclusão do exemplo: há um pacote sedimentar saturado de cerca de 13 m (camadas 2 e 3) sobre rocha a 13,7–15,7 m. O melhor alvo para captação rasa é a camada 2 (areia limpa), e a camada 3 deve ser avaliada quanto à salinidade antes de ser incluída na seção filtrante. A integração com as outras SEVs do projeto mostraria se o pacote continua lateralmente.

Erros comuns de interpretação

• Confundir resistividade baixa com água: argila e água salobra também são condutoras.
• Ignorar a salinidade: em áreas costeiras, um aquífero com água salobra pode parecer argila.
• Apresentar espessuras sem incerteza: em camadas equivalentes, a espessura é uma faixa.
• Interpretar 1D um meio 2D: em contatos, fraturas e diques, a SEV produz camadas que não existem.
• Confiar em Z = 0,191 · AB como profundidade real: é só uma estimativa de planejamento (convenção usada no Rhoa). A profundidade das camadas vem da inversão.
• Usar camadas demais: um RMS muito baixo com camadas finas sem sentido geológico é um ajuste de ruído.

Referências

• BRAGA, A. C. O. Geofísica aplicada: métodos geoelétricos em hidrogeologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2016.
• FEITOSA, F. A. C. et al. (org.). Hidrogeologia: conceitos e aplicações. 3. ed. Rio de Janeiro: CPRM/LABHID, 2008.
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• KOEFOED, O. Geosounding principles, 1: resistivity sounding measurements. Amsterdam: Elsevier, 1979.
• LOKE, M. H. Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Notas de curso (várias revisões).
• ORELLANA, E. Prospección geoeléctrica en corriente continua. Madrid: Paraninfo, 1972.
• TELFORD, W. M.; GELDART, L. P.; SHERIFF, R. E. Applied geophysics. 2. ed. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.
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