Exemplo
Aquífero costeiro e intrusão salina com SEV
Atualizado em · 9 min de leitura · por Equipe Rhoa
Atenção: dados sintéticos
Este exemplo usa o caso Aquífero Costeiro Ingleses/Campeche – Florianópolis, um dos casos-tipo realistas (dados sintéticos) da biblioteca de demonstração do Rhoa. O contexto geológico é real, em termos gerais, mas as leituras foram geradas por modelagem direta de um modelo plausível, com ruído. Não são medições de campo. O cliente indicado no caso (“Estudo hidrogeológico de planície costeira (exemplo)”) e os pontos citados são ilustrativos: não correspondem a obras, clientes ou poços reais.
Contexto e objetivo
As planícies costeiras do norte e do leste da Ilha de Santa Catarina, como as dos Ingleses e do Campeche, são formadas por areias marinhas e eólicas quaternárias, com campos de dunas, sobre o embasamento granítico. Essas areias guardam aquíferos livres de água doce, recarregados pela chuva. Perto do mar, a água doce flutua sobre a água salgada, que é mais densa.
Bombeamento em excesso, ou poços fundos demais perto da praia, puxam a interface doce/salgada para cima. É a intrusão salina. A eletrorresistividade é a ferramenta natural para esse problema: areia com água doce tem resistividade de dezenas a centenas de Ω·m, e areia com água salgada fica em poucos Ω·m. A pergunta do estudo é qual a espessura de água doce em cada ponto e a que profundidade está o condutor, ao longo de um transecto em direção ao mar.
Planejamento
Foram 3 SEVs Schlumberger em linha, do campo de dunas ao pós-praia, cobrindo cerca de 1 km. As aberturas diminuem em direção ao mar (150 m, 100 m e 60 m de AB/2 máximo). Na duna, espera-se o condutor e o embasamento mais fundos, e há espaço para abrir a linha. Perto da praia, o condutor é raso, e o sinal cai rápido sobre a água salgada.
| SEV | Local | Cota (m) | AB/2 máx. (m) | Leituras | MN usados (m) |
|---|---|---|---|---|---|
| SEV-01 | Campo de dunas dos Ingleses – crista vegetada | 12 | 150 | 28 | 0,2 · 0,5 · 1,2 · 2 · 5 |
| SEV-02 | Baixada interdunar – loteamento | 7 | 100 | 26 | 0,2 · 0,5 · 1,2 · 2 · 5 |
| SEV-03 | Pós-praia dos Ingleses – próximo à restinga | 3,5 | 60 | 24 | 0,2 · 0,5 · 1,2 · 2 · 5 |
Os eletrodos foram abertos ao longo da praia (azimute 90°), não perpendicular a ela. Assim, cada SEV fica aproximadamente sobre a mesma faixa de distância do mar, que é o que a hipótese de camadas horizontais exige.
Dados de campo
A SEV representativa é a SEV-01 (Campo de dunas dos Ingleses – crista vegetada), a mais longa do transecto. Ela tem 28 leituras, com o preset de 21 scans estendido com MN = 5 m até AB/2 = 150 m:
| Scan | AB/2 (m) | MN (m) | Z (m) | K (m) | R (Ω) | ρa (Ω·m) | ρa corrigida (Ω·m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 0,2 | 0,38 | 15,55 | 132,8 | 2.065 | 2.065 |
| 2 | 2 | 0,2 | 0,76 | 62,67 | 30,17 | 1.891 | 1.891 |
| 3 | 3 | 0,2 | 1,15 | 141,21 | 11,94 | 1.686 | 1.686 |
| 4 | 4 | 0,2 | 1,53 | 251,17 | 6,06 | 1.522 | 1.522 |
| 5 | 5 | 0,2 | 1,91 | 392,54 | 3,468 | 1.361 | 1.361 |
| 6 | 5 | 0,5 | 1,91 | 156,69 | 8,952 | 1.403 | 1.361 |
| 7 | 6 | 0,5 | 2,29 | 225,80 | 5,117 | 1.155 | 1.121 |
| 8 | 7 | 0,5 | 2,67 | 307,48 | 3,13 | 962 | 934 |
| 9 | 8 | 0,5 | 3,06 | 401,73 | 1,98 | 795 | 772 |
| 10 | 9 | 0,5 | 3,44 | 508,55 | 1,314 | 668 | 649 |
| 11 | 10 | 0,5 | 3,82 | 627,93 | 0,8745 | 549 | 533 |
| 12 | 12,5 | 0,5 | 4,78 | 981,36 | 0,3844 | 377 | 366 |
| 13 | 12,5 | 1,2 | 4,78 | 408,12 | 0,7986 | 326 | 366 |
| 14 | 15 | 1,2 | 5,73 | 588,11 | 0,3981 | 234 | 263 |
| 15 | 20 | 1,2 | 7,64 | 1.046,26 | 0,1219 | 128 | 143 |
| 16 | 20 | 2 | 7,64 | 626,75 | 0,2233 | 140 | 143 |
| 17 | 25 | 2 | 9,55 | 980,18 | 0,08399 | 82,3 | 84,3 |
| 18 | 30 | 2 | 11,46 | 1.412,15 | 0,03141 | 44,4 | 45,4 |
| 19 | 35 | 2 | 13,37 | 1.922,65 | 0,01449 | 27,9 | 28,5 |
| 20 | 40 | 2 | 15,28 | 2.511,70 | 0,00808 | 20,3 | 20,8 |
| 21 | 43 | 2 | 16,43 | 2.902,83 | 0,006394 | 18,6 | 19,0 |
| 22 | 43 | 5 | 16,43 | 1.157,83 | 0,01484 | 17,2 | 19,0 |
| 23 | 50 | 5 | 19,10 | 1.566,87 | 0,009602 | 15,1 | 16,6 |
| 24 | 60 | 5 | 22,92 | 2.258,02 | 0,00727 | 16,4 | 18,2 |
| 25 | 80 | 5 | 30,56 | 4.017,31 | 0,005141 | 20,7 | 22,8 |
| 26 | 100 | 5 | 38,20 | 6.279,26 | 0,004118 | 25,9 | 28,6 |
| 27 | 120 | 5 | 45,84 | 9.043,86 | 0,003456 | 31,3 | 34,6 |
| 28 | 150 | 5 | 57,30 | 14.133,24 | 0,002829 | 40,0 | 44,2 |
Processamento e inversão
A correção de embreagem ajustou 4 pontos de superposição, com saltos de até 13,6 %. Sobre a areia seca da duna, o mau contato dos eletrodos de potencial torna esses saltos ainda mais comuns no campo.
| AB/2 (m) | MN anterior → novo (m) | ρa com MN anterior (Ω·m) | ρa com MN novo (Ω·m) | Salto |
|---|---|---|---|---|
| 5 | 0,2 → 0,5 | 1.361 | 1.403 | +3,0 % |
| 12,5 | 0,5 → 1,2 | 377 | 326 | −13,6 % |
| 20 | 1,2 → 2 | 128 | 140 | +9,7 % |
| 43 | 2 → 5 | 18,6 | 17,2 | −7,4 % |
A inversão em 4 camadas fechou com RMS de 2,42 % e curva Tipo QH:
| Camada | ρ (Ω·m) | Espessura (m) | Topo (m) | Base (m) | Sugestão litológica (convenção do Rhoa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2.001 | 2,94 | 0 | 2,94 | Rocha sã (Embasamento cristalino) |
| 2 | 352 | 7,49 | 2,94 | 10,43 | Areia fina a média / Saprolito (Rocha alterada) |
| 3 | 7,97 | 25,64 | 10,43 | 36,07 | Argila marinha / Água salobra ou Pluma condutiva |
| 4 | 384 | semiespaço | 36,07 | — | Areia fina a média / Saprolito (Rocha alterada) |
Equivalência: o que a SEV resolve no condutor
| Camada | ρ na síntese (Ω·m) | ρ invertida (Ω·m) | h na síntese (m) | h invertida (m) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2.000 | 2.001 | 3 | 2,94 |
| 2 | 300 | 352 | 8 | 7,49 |
| 3 | 5,00 | 7,97 | 18 | 25,64 |
| 4 | 3.000 | 384 | semiespaço | semiespaço |
O condutor voltou com 25,64 m e 7,97 Ω·m, diferentes dos valores usados na síntese. Mas a condutância longitudinal, S = h/ρ, ficou próxima: 3,22 S no modelo invertido contra 3,60 S na síntese. É o princípio da equivalência: a SEV mede bem o produto, não as duas grandezas separadas.
Condutância longitudinal do condutor
S = h / ρ
A última camada (384 Ω·m) também não reproduz a rocha do modelo (3.000 Ω·m). Sob um condutor espesso, a corrente se concentra nele, e a resistividade do que está embaixo fica mal determinada. Essa camada deve ser lida como “mais resistiva que o condutor”, e nada além disso.
Interpretação
A leitura automática, e onde ela erra
| Indicador | Valor | Como o Rhoa chega a ele |
|---|---|---|
| Tipo de curva | Tipo QH | Sequência de ρ das camadas, tríade a tríade (H, K, A, Q) |
| Nível d'água estimado | 10,43 m | 1º topo abaixo de 0,5 m com ρ < 300 Ω·m e queda ≥ 30 % em relação à camada de cima |
| Topo do embasamento | não identificado | 1ª camada abaixo da superfície com ρ ≥ 900 Ω·m |
| Condutância longitudinal total (S) | 3,240 S | Σ h/ρ das camadas finitas |
| Resistência transversal total (T) | 8.723 Ω·m² | Σ h·ρ das camadas finitas |
| Cobertura sobre o aquífero | 36,07 m (S = 3,2398 S) | Camadas acima do aquífero poroso (camada 4) |
| Vulnerabilidade (pela condutância da cobertura) | Baixa (0,7 – 4,9 S) | Escala de S da cobertura |
- Camada 1 (2.001 Ω·m): a convenção do Rhoa, que só olha a resistividade, sugere “Rocha sã (Embasamento cristalino)”. Numa crista de duna, é areia seca. Rocha não aflora aqui.
- Nível d’água: a regra automática marca 10,43 m, que é o topo do condutor. A camada 2 (352 Ω·m) não entra na regra por ficar acima de 300 Ω·m. Mas a queda da areia seca para a camada 2 é o contraste típico entre areia seca e areia saturada com água doce. O nível d’água mais provável está perto de 2,94 m.
- Aquífero e vulnerabilidade: pela faixa de 45 a 400 Ω·m, a regra toma a camada 4, abaixo do condutor, como aquífero, e conta o condutor como “cobertura protetora”. Aqui, o aquífero de água doce é a camada 2. A classe “Baixa” deve ser descartada: a água doce está sob poucos metros de areia seca e é muito vulnerável.
Por que isso importa
As regras automáticas são faixas fixas de resistividade. Elas aceleram o trabalho, mas não conhecem o contexto. Numa duna, “mais de 900 Ω·m” é areia seca, não rocha. Use a sugestão como ponto de partida e corrija-a no laudo.
O transecto: o condutor em profundidade e em cota
| SEV | Curva | RMS (%) | Topo do condutor < 10 Ω·m (m) | ρ do condutor (Ω·m) | Cota do topo (m) | Areia acima do condutor (m) | Interface por Ghyben-Herzberg (m abaixo do mar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SEV-01 | Tipo QH | 2,42 | 10,43 | 7,97 | 1,57 | 7,49 | ≈ 362 |
| SEV-02 | Tipo HK | 1,6 | 11,76 | 4,67 | -4,76 | 10,34 | ≈ 223 |
| SEV-03 | Tipo Q | 1,67 | 5,36 | 2,27 | -1,86 | 4,08 | ≈ 89 |
Em profundidade, o topo do condutor vai de 10,43 m na SEV-01 a 5,36 m na SEV-03: fica mais raso em direção ao mar. Mas profundidade não basta, e é aí que entra a hidrogeologia. A relação de Ghyben-Herzberg diz que, em equilíbrio, a interface doce/salgada fica abaixo do nível do mar a cerca de 40 vezes a altura do nível d’água acima do mar:
Ghyben-Herzberg (água doce 1,000 g/cm³; água do mar 1,025 g/cm³)
z ≈ 40 · h
Com o nível d’água alguns metros acima do mar, a interface em equilíbrio estaria a 89–362 m abaixo do nível do mar, muito mais funda que o condutor medido em todas as SEVs. Na SEV-01, o topo do condutor fica até acima do nível do mar, o que não é compatível com água do mar invadindo o aquífero hoje. Sob a duna e a baixada, o condutor raso é mais provavelmente argila marinha ou lagunar, ou água salobra antiga retida nos sedimentos, do que a cunha salina atual. Junto à praia, Ghyben-Herzberg perde validade (zona de mistura, marés, ressacas) e água salobra rasa é comum: a SEV-03 é a candidata mais forte a intrusão de fato. Separar as hipóteses exige medir a condutividade da água em poços. A página sobre intrusão salina discute os critérios.
As outras duas SEVs do transecto, com o modelo e a interpretação automática:
SEV-02 · Baixada interdunar – loteamento
Cota 7 m · azimute 90° · 26 leituras até AB/2 = 100 m · Tipo HK · RMS 1,6 %
| Camada | ρ (Ω·m) | Espessura (m) | Topo (m) | Base (m) | Sugestão litológica (convenção do Rhoa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1.547 | 1,42 | 0 | 1,42 | Rocha sã (Embasamento cristalino) |
| 2 | 115 | 2,86 | 1,42 | 4,28 | Areia argilosa ou Solo residual / Aquífero poroso |
| 3 | 303 | 7,48 | 4,28 | 11,76 | Areia fina a média / Saprolito (Rocha alterada) |
| 4 | 4,67 | semiespaço | 11,76 | — | Argila marinha / Água salobra ou Pluma condutiva |
| Indicador | Valor | Como o Rhoa chega a ele |
|---|---|---|
| Tipo de curva | Tipo HK | Sequência de ρ das camadas, tríade a tríade (H, K, A, Q) |
| Nível d'água estimado | 1,42 m | 1º topo abaixo de 0,5 m com ρ < 300 Ω·m e queda ≥ 30 % em relação à camada de cima |
| Topo do embasamento | não identificado | 1ª camada abaixo da superfície com ρ ≥ 900 Ω·m |
| Condutância longitudinal total (S) | 0,050 S | Σ h/ρ das camadas finitas |
| Resistência transversal total (T) | 4.793 Ω·m² | Σ h·ρ das camadas finitas |
| Cobertura sobre o aquífero | 1,42 m (S = 0,0009 S) | Camadas acima do aquífero poroso (camada 2) |
| Vulnerabilidade (pela condutância da cobertura) | Extrema (S < 0,1 S) | Escala de S da cobertura |
SEV-03 · Pós-praia dos Ingleses – próximo à restinga
Cota 3,5 m · azimute 90° · 24 leituras até AB/2 = 60 m · Tipo Q · RMS 1,67 %
| Camada | ρ (Ω·m) | Espessura (m) | Topo (m) | Base (m) | Sugestão litológica (convenção do Rhoa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 870 | 1,28 | 0 | 1,28 | Areia seca superficial |
| 2 | 104 | 4,08 | 1,28 | 5,36 | Areia argilosa ou Solo residual / Aquífero poroso |
| 3 | 2,27 | semiespaço | 5,36 | — | Argila marinha / Água salobra ou Pluma condutiva |
| Indicador | Valor | Como o Rhoa chega a ele |
|---|---|---|
| Tipo de curva | Tipo Q | Sequência de ρ das camadas, tríade a tríade (H, K, A, Q) |
| Nível d'água estimado | 1,28 m | 1º topo abaixo de 0,5 m com ρ < 300 Ω·m e queda ≥ 30 % em relação à camada de cima |
| Topo do embasamento | não identificado | 1ª camada abaixo da superfície com ρ ≥ 900 Ω·m |
| Condutância longitudinal total (S) | 0,041 S | Σ h/ρ das camadas finitas |
| Resistência transversal total (T) | 1.538 Ω·m² | Σ h·ρ das camadas finitas |
| Cobertura sobre o aquífero | 1,28 m (S = 0,0015 S) | Camadas acima do aquífero poroso (camada 2) |
| Vulnerabilidade (pela condutância da cobertura) | Extrema (S < 0,1 S) | Escala de S da cobertura |
Recomendação e limites
Com esse quadro, um hidrogeólogo recomendaria:
- Captar onde a areia acima do condutor é mais espessa, perto da SEV-02 (10,34 m), com o filtro bem acima do topo do condutor, e não aprofundar poços perto da praia.
- Limitar a vazão e o rebaixamento para evitar o upconing, e monitorar a condutividade elétrica da água em piezômetros.
- Calibrar o modelo com ao menos um furo com perfil de condutividade da água. É o que decide entre água salgada e argila marinha.
- Completar o estudo com linhas de caminhamento 2D perpendiculares à costa, para ver a interface como superfície contínua, e repetir as medidas na seca e na cheia.
- Proteger a recarga. Na SEV-02 e SEV-03, a cobertura acima do aquífero é mínima, e fossas, postos e lixo chegam rápido à água.
Os limites são os de qualquer SEV: o modelo é 1D, as espessuras do condutor têm a ambiguidade da equivalência e a profundidade investigada (convenção do Rhoa: 57,3 m para a SEV-01) não alcança a rocha com segurança sob o condutor.
Abra este caso no Rhoa
Todos os números desta página saem do mesmo pacote de dados que acompanha o app. Para refazer o caso, passo a passo, com os dados na sua frente:
- Abra a demonstração do Rhoa.
- No painel de projetos, no cartão Biblioteca e intercâmbio de projetos, clique em Carregar Casos Reais do Brasil (Demo). Apesar do nome do botão, os 4 projetos que entram são casos-tipo realistas (dados sintéticos), marcados com “(demo)” na lista. Recarregar substitui só esses projetos de demonstração.
- No seletor de projeto, escolha Aquífero Costeiro Ingleses/Campeche – Florianópolis.
O projeto traz as 3 SEVs com leituras e inversões. Abra cada uma na inversão 1D e teste a equivalência: fixe outra espessura para o condutor e veja o RMS mudar pouco. O transecto também alimenta o cubo 3D do projeto.
Perguntas frequentes
›Uma camada abaixo de 10 Ω·m é sempre água salgada?
Não. Argila marinha, sedimento lagunar com matéria orgânica e água salobra antiga presa nos poros dão resistividades parecidas. A SEV mostra o condutor; quem diz o que ele é são poços com medida de condutividade elétrica da água, perfis de indução ou a polarização induzida.
›Por que a espessura do condutor mudou tanto entre o modelo e a síntese?
Por causa do princípio da equivalência. Para uma camada condutora entre resistivas, a SEV resolve bem a condutância longitudinal S = h/ρ, mas não h e ρ separadamente. Camadas mais espessas e menos condutivas, ou mais finas e mais condutivas, produzem quase a mesma curva.
›Dá para usar esse resultado para definir a vazão de um poço?
Não. A eletrorresistividade indica a geometria e a qualidade provável da água, mas a vazão segura num aquífero costeiro depende da recarga, da permeabilidade e do risco de puxar água salgada para cima (upconing). Isso se define com teste de bombeamento e monitoramento.
›Por que fazer as SEVs em linha, da duna ao mar?
Porque a pergunta é como a água doce muda em direção à costa. Um transecto perpendicular à praia mostra a variação da profundidade do condutor e da espessura de água doce, que uma SEV isolada não mostra.