Mapeamento de potencial espontâneo (SP)
As características elétricas das rochas e dos minerais se manifestam como potenciais naturais, condutividade ou resistividade e constante dielétrica.
Destas, a mais importante do ponto de vista geofísico é a condutividade elétrica, mas certamente não menos significativos são os potenciais naturais espontâneos.
Eles têm origem no subsolo, são medidos na superfície e são provocados por causas eletromagnéticas e pela atividade mecânica dos fluidos. O fator de controle prevalente resulta ser o escorrimento das águas subterrâneas. Esses potenciais podem ter diversas origens: podem ser associados a sulfuros minerais, a variações no conteúdo mineral das rochas, a contatos geológicos, a atividade bioelétrica ou orgânica, a fenômenos de corrosão, a fenômenos térmicos, a gradientes de pressão nos fluidos subterrâneos e a outros fenômenos similares.
– Potencial eletro-cinético (Streaming Potential)
É presente quando uma solução é forçada a passar, por capilaridade, por um meio poroso. Resultará diretamente proporcional à absorção, à diferença de pressão e à constante dielétrica, e inversamente proporcional à viscosidade. Tal potencial se manifesta em forma de grandes anomalias associadas à topografia, e é observado em formações porosas atravessadas por fluídos.
– Potencial de difusão (Diffusion Potential)
É gerado pela diferente mobilidade dos íons contidos na solução, assim como da sua concentração.
– Potencial de mineralização (Mineralization Potential)
É o mais estudado, pois é de maior interesse quando associado a metais sulfúreos, grafite, magnetita, pirita, galena, etc.
Os potenciais subterrâneos são, portanto, gerados pelo escorrimento dos fluídos, pela atividade bioelétrica na vegetação, pela variação das concentrações eletrolíticas em águas subterrâneas e por outras ações geoquímicas. As suas intensidades variam fortemente, mas geralmente são superiores aos 100 mV, inclusive em áreas limitadas.
A larga escala são observados os seguintes fenômenos ligados aos potenciais espontâneos:
– Gradiente de potencial, da ordem de 30 mV/km, que pode ser positivo ou negativo. Provavelmente é causado por uma mudança gradual da difusão e do potencial eletrolítico em águas subterrâneas;
– Gradiente regional, associado à topografia, que é habitualmente negativo e provavelmente devido ao potencial eletro-cinético (Streaming Potential).
Os potenciais gerados pela atividade bioelétrica das plantas às vezes alcançam valores de alguns milhares de mV. Eles são observados como anomalias negativas nas áreas de passagem entre terrenos descobertos e zonas de bosques.
Metodologia de aquisição dos dados em campo
O equipamento para medir o Potencial Espontâneo é muito simples e consiste em um par de elétrodos colocados no terreno e conectados a um milivoltímetro. O uso de elétrodos metálicos é impraticável já que, em contato com o terreno, geram potenciais por ação eletro-química entre o elétrodo e o terreno.
Tais potenciais não podem ser eliminados: devido a isso, resultam diversos dependendo do tipo de terreno e variam com o passar do tempo, por isso torna-se indispensável a utilização de elétrodos impolarizáveis. Estes consistem numa vara metálica imersa numa solução saturada de sal (por ex. Cu em CuSO4) e colocadas em um recipiente poroso (cerâmica), este último posto em contato direto com o terreno. O milivoltímetro também deve ser isolado do terreno, de modo a evitar interferências e erros. O intervalo de medição varia entre 10 mV e 20 V.
Um elétrodo é colocado próximo à estação de medida e outro é deslocado sobre as sucessivas estações da linha; em alternativa, movem-se ao mesmo tempo os dois eletrodos, mantendo fixo o intervalo entre eles. No segundo caso, a medida de gradiente de potencial pode ser vista como central em relação aos dois eletrodos, e expressa como diferença (em mV) em relação à distância entre os dois elétrodos. Os valores de dV lidos podem ser somados pelas sucessivas estações somente para comprimento de linhas de até 300 metros: acima desse valor, somando os dV serão somados também os erros de medida.