Exemplo
SEV didática com 21 scans, do campo à inversão
Atualizado em · 8 min de leitura · por Equipe Rhoa
Atenção: dados sintéticos
Este exemplo usa o caso Aula de Campo UFSC – PASI Polares, 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 (“Disciplina de Geofísica Aplicada (exemplo didático)”) e os pontos citados são ilustrativos: não correspondem a obras, clientes ou poços reais.
Contexto e objetivo
A Ilha de Santa Catarina combina morros de rochas graníticas com baixadas preenchidas por sedimentos quaternários: depósitos marinhos, lagunares, eólicos e de encosta. O campus Trindade da UFSC fica numa dessas baixadas, entre os morros. É o cenário clássico de uma aula de geofísica aplicada: solo superficial, sedimentos saturados e, a alguma profundidade, o granito.
O ponto do caso (Campus Trindade – gramado próximo ao Centro de Filosofia e Ciências Humanas) fica em Florianópolis - SC, a cerca de 8 m de cota. A pergunta é dupla. A didática é como sair de uma planilha de campo para um modelo de camadas. A geológica é a que profundidade está o nível d’água, qual a espessura dos sedimentos e onde começa a rocha.
Planejamento
O arranjo é o Schlumberger (Wenner-Schlumberger no app), com o resistivímetro PASI Polares e o preset padrão de 21 scans. Os eletrodos de corrente A e B se afastam a cada leitura. O MN só é aumentado em degraus, quando o sinal entre M e N fica fraco demais:
| MN (m) | Scans | AB/2 (m) |
|---|---|---|
| 0,2 | 1 a 5 (5) | 1 · 2 · 3 · 4 · 5 |
| 0,5 | 6 a 12 (7) | 5 · 6 · 7 · 8 · 9 · 10 · 12,5 |
| 1,2 | 13 a 15 (3) | 12,5 · 15 · 20 |
| 2 | 16 a 21 (6) | 20 · 25 · 30 · 35 · 40 · 43 |
Com AB/2 máximo de 43 m, a linha tem 86 m de ponta a ponta. Pela convenção do Rhoa, a profundidade estimada é Z = 0,191 · AB, o que dá cerca de 16,4 m: suficiente para alcançar a rocha numa baixada rasa, e cabe num gramado de campus. A linha foi estendida no azimute 20°, que precisa ser anotado para o laudo e para repetir a sondagem.
Na trena contínua, com o zero em A1, as posições do primeiro scan são M2 = 0,9 m, N3 = 1,1 m e B4 = 2 m. A ferramenta de posições da trena gera a tabela completa.
Dados de campo
Para cada scan, a caderneta calcula o fator geométrico K e a resistividade aparente ρa a partir da resistência R = ΔV/I lida no aparelho. Para o scan 1:
Scan 1 · AB/2 = 1 m · MN = 0,2 m
K = π · ((AB/2)² − (MN/2)²) / MN = 15,55 m · ρa = K · R = 15,55 × 24,13 = 375,24 Ω·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 | 24,13 | 375 | 375 |
| 2 | 2 | 0,2 | 0,76 | 62,67 | 4,175 | 262 | 262 |
| 3 | 3 | 0,2 | 1,15 | 141,21 | 1,373 | 194 | 194 |
| 4 | 4 | 0,2 | 1,53 | 251,17 | 0,596 | 150 | 150 |
| 5 | 5 | 0,2 | 1,91 | 392,54 | 0,311 | 122 | 122 |
| 6 | 5 | 0,5 | 1,91 | 156,69 | 0,8371 | 131 | 122 |
| 7 | 6 | 0,5 | 2,29 | 225,80 | 0,5186 | 117 | 109 |
| 8 | 7 | 0,5 | 2,67 | 307,48 | 0,3346 | 103 | 95,8 |
| 9 | 8 | 0,5 | 3,06 | 401,73 | 0,23 | 92,4 | 86,0 |
| 10 | 9 | 0,5 | 3,44 | 508,55 | 0,1667 | 84,8 | 78,9 |
| 11 | 10 | 0,5 | 3,82 | 627,93 | 0,1221 | 76,7 | 71,4 |
| 12 | 12,5 | 0,5 | 4,78 | 981,36 | 0,07349 | 72,1 | 67,1 |
| 13 | 12,5 | 1,2 | 4,78 | 408,12 | 0,1502 | 61,3 | 67,1 |
| 14 | 15 | 1,2 | 5,73 | 588,11 | 0,1066 | 62,7 | 68,7 |
| 15 | 20 | 1,2 | 7,64 | 1.046,26 | 0,06857 | 71,7 | 78,6 |
| 16 | 20 | 2 | 7,64 | 626,75 | 0,1209 | 75,8 | 78,6 |
| 17 | 25 | 2 | 9,55 | 980,18 | 0,09583 | 93,9 | 97,4 |
| 18 | 30 | 2 | 11,46 | 1.412,15 | 0,08138 | 115 | 119 |
| 19 | 35 | 2 | 13,37 | 1.922,65 | 0,06643 | 128 | 132 |
| 20 | 40 | 2 | 15,28 | 2.511,70 | 0,05665 | 142 | 148 |
| 21 | 43 | 2 | 16,43 | 2.902,83 | 0,05366 | 156 | 162 |
No gráfico bilog, a curva começa alta, em torno de 375 Ω·m, desce até um mínimo de 61,3 Ω·m perto de AB/2 = 12,5 m e volta a subir nas maiores aberturas. Só esse formato já diz muito: há uma camada condutiva no meio do pacote e um meio mais resistivo embaixo.
Processamento e inversão
Correção de embreagem
Nas superposições, as duas leituras com o mesmo AB/2 não coincidem. Nos dados sintéticos, esses saltos foram introduzidos de propósito, para imitar o que acontece no campo, onde heterogeneidades perto de M e N mudam a leitura quando o MN muda. O maior salto aqui é de 15 %:
| 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 | 122 | 131 | +7,4 % |
| 12,5 | 0,5 → 1,2 | 72,1 | 61,3 | −15,0 % |
| 20 | 1,2 → 2 | 71,7 | 75,8 | +5,6 % |
A correção de embreagem do Rhoa mantém o primeiro segmento (MN = 0,2 m) como referência. Cada segmento seguinte é multiplicado por um fator que faz o ponto de superposição coincidir com o segmento anterior. Os fatores se acumulam: no último scan, a correção total é de +3,7 %. Sem isso, a inversão interpretaria os degraus como camadas que não existem.
Modelo de camadas
A inversão foi feita com 4 camadas e chegou a um RMS de 1,81 %, um ajuste muito bom para o nível de ruído dos dados:
| Camada | ρ (Ω·m) | Espessura (m) | Topo (m) | Base (m) | Sugestão litológica (convenção do Rhoa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 419 | 0,9 | 0 | 0,9 | Areia seca superficial |
| 2 | 140 | 2,86 | 0,9 | 3,76 | Areia argilosa ou Solo residual / Aquífero poroso |
| 3 | 36,4 | 7,66 | 3,76 | 11,42 | Argila saturada / Silte argiloso (Zona Saturada) |
| 4 | 944 | semiespaço | 11,42 | — | Rocha sã (Embasamento cristalino) |
A sequência de resistividades dá uma curva Tipo QH: Q nas camadas 1 a 3 (resistividade decrescente com a profundidade) e H nas camadas 2 a 4 (camada intermediária condutiva). A ferramenta de classificação de curva faz a mesma leitura para qualquer modelo.
O que a inversão recuperou, e o que não recuperou
Como os dados são sintéticos, dá para fazer algo impossível num caso real: comparar o modelo invertido com o modelo que gerou os dados.
| Camada | ρ na síntese (Ω·m) | ρ invertida (Ω·m) | h na síntese (m) | h invertida (m) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 420 | 419 | 1 | 0,9 |
| 2 | 120 | 140 | 3,5 | 2,86 |
| 3 | 32,0 | 36,4 | 7,5 | 7,66 |
| 4 | 2.200 | 944 | semiespaço | semiespaço |
As camadas rasas e o topo da rocha voltaram próximos do original: 11,42 m invertidos contra 12 m na síntese. Já a resistividade da rocha ficou em 944 Ω·m, contra 2.200 Ω·m no modelo. É o esperado: com AB/2 máximo de 43 m, os últimos pontos só começam a subir, e a curva não chega à assíntota da rocha. A SEV define bem onde a rocha começa, mas não quão resistiva ela é.
Interpretação
Os indicadores abaixo saem da interpretação automática do Rhoa, a partir do modelo de camadas. Eles organizam a leitura, mas não substituem a avaliação geológica:
| 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 | 0,9 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 | 11,42 m | 1ª camada abaixo da superfície com ρ ≥ 900 Ω·m |
| Condutância longitudinal total (S) | 0,233 S | Σ h/ρ das camadas finitas |
| Resistência transversal total (T) | 1.057 Ω·m² | Σ h·ρ das camadas finitas |
| Cobertura sobre o aquífero | 0,9 m (S = 0,0022 S) | Camadas acima do aquífero poroso (camada 2) |
| Vulnerabilidade (pela condutância da cobertura) | Extrema (S < 0,1 S) | Escala de S da cobertura |
- Camada 1 (419 Ω·m, 0,9 m): a convenção do Rhoa sugere “Areia seca superficial”. Num gramado de campus, isso é solo superficial seco e possivelmente aterro.
- Nível d’água: pela regra do Rhoa, a queda de resistividade em 0,9 m marca o nível d’água provável. Uma queda assim também pode ser só solo mais úmido ou mais argiloso. Um piezômetro ou um poço próximo resolve a dúvida.
- Camada condutiva (36,4 Ω·m, de 3,76 a 11,42 m): “Argila saturada / Silte argiloso (Zona Saturada)” pela convenção. É coerente com sedimentos argilo-arenosos saturados de baixada. Água mais mineralizada daria uma leitura parecida.
- Embasamento a partir de 11,42 m: granito, com a ressalva de resistividade feita acima.
A condutância longitudinal da cobertura acima do aquífero é muito pequena porque essa cobertura tem só 0,9 m. Daí a classe “Extrema”: qualquer contaminante na superfície chega rápido à água. A calculadora de Dar Zarrouk mostra a conta camada por camada.
Recomendação e limites
Numa aula, a conclusão é o próprio modelo: 4 camadas, nível d’água raso, sedimentos saturados até cerca de 11 m e rocha embaixo. Num trabalho real, um profissional ainda faria o seguinte:
- Calibraria o modelo com um furo ou poço próximo. É o que separa as soluções equivalentes (veja o princípio da equivalência).
- Faria mais de uma SEV, ou uma linha 2D, antes de extrapolar para a área toda: o modelo 1D supõe camadas horizontais.
- Estenderia o AB/2 se precisasse da resistividade da rocha, por exemplo para diferenciar rocha sã de rocha fraturada.
Lembrete
A coluna litológica vem de faixas de resistividade (convenção do Rhoa). Resistividade não identifica rocha: a mesma faixa serve a materiais diferentes, conforme a água, a argila e a salinidade.
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 Aula de Campo UFSC – PASI Polares.
Abra a SEV-01 na caderneta de campo para ver o preset, as posições da trena e o gráfico bilog. Depois, rode a inversão 1D: mude o número de camadas, ligue e desligue a correção de embreagem e compare o RMS. Para entender cada passo antes, leia o guia de sondagem elétrica vertical.
Perguntas frequentes
›Por que o preset tem leituras repetidas no mesmo AB/2?
São os pontos de superposição (embreagem). Quando o MN aumenta, o preset repete o último AB/2 com o MN novo. Na SEV-01 há 3 superposições, e a diferença entre as duas leituras mostra o salto que precisa ser corrigido antes da inversão.
›Um RMS de 1,81 % quer dizer que o modelo está certo?
Não. O RMS só mede o quanto a curva do modelo se aproxima dos pontos. Pelo princípio da equivalência, outros modelos com camadas de mesma condutância ou resistência transversal ajustam os dados quase tão bem. O modelo precisa ser coerente com a geologia e, de preferência, calibrado com um furo.
›Com AB/2 máximo de 43 m, até que profundidade a SEV enxerga?
Pela convenção de planejamento do Rhoa (Z = 0,191 · AB), cerca de 16,4 m. É uma estimativa. A profundidade realmente investigada depende dos contrastes entre as camadas e do ruído.
›Os dados deste exemplo foram medidos na UFSC?
Não. O local e o preset de 21 scans são os de uma aula de campo típica, mas as resistências foram geradas por modelagem direta de um modelo plausível, com ruído. Servem para estudo e demonstração, não como medições de campo.