CAIS DO PICO ( SAO ROQUE DO PICO) 38°31'7N - 28°19'2W

O método de potencial elétrico espontâneo baseia-se na medição de correntes elétricas natu- rais na subsuperfície terrestre. Segundo Sharma (1985) o potencial elétrico pode ser classi- ficado de acordo com o nivel de mineralização, ou potencial de ionização, difusão ou eletro- filtração. Dentro dos fenômenos que acompanham o princípio do método tem-se o desloca- mento das cargas negativas, compensadas por contra-íons em duplas camadas elétricas no interior das paredes dos poros das rochas. Esse potencial foi medido de forma complementar na avaliação da área de empreendimento CONSIL na Avenida Luiz Viana Filho

O movimento dos íons positivos ocorre com o fluxo hidráulico, concentrando-se ao fi- nal dos poros, gerando uma diferença de potencial entre os dois extremos dos capilares, criando-se o efeito chamado de potencial de fluxo ou eletro-filtração. As interpretações de SP segundo observações e modelagens indicam a existência de quatro mecanismos principais que produzem esses potenciais: potencial de difusão, potencial de mineralização, potencial de Nernst e potencial eletrocinético.

Potencial de difusão ou junção liquida

O potencial de difusão atua entre duas soluções em contato que tem diferentes concentrações iônicas, decorrendo das diferenças das mobilidades dos anions e cations em solução. Para o caso do ânion de Cl− e o cátion de N a+_{, suas mobilidades são diferentes sendo a do ânion}

maior que a do cátion e o lado diluído da junção torna-se carregado positivamente, como se mostra na Figura 2.3. No estado de equilíbrio, o potencial através da junção compensa exatamente com as taxas liquidas de difusão do Cl− e N a+ (Jorden e Campbell, 1986).

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O potencial de difusão para soluções diluídas de sais com composições diferentes esta representada por: Ed= −  µa− µc µa+ µc  RT nFln C1 C2 , (2.12)

em que ma e mc são as mobilidades do ânion e cátion respectivamente em unidades de

campo elétrico (m2_/V

s), n é a valência dos íons, R é a constante dos gases (8,314 J/◦C), T

é a temperatura absoluta e C1 e C2 são as concentrações nas soluções.

Potencial de mineralização

Segundo autores como Gallas (2005), a natureza das anomalias de SP esta associada a sulfetos, tais como pirita e pirrotita, produzindo potencias intensos associados a corpos mineralizados maciços ou veios contínuos. Outros minerais como grafita, antracita e sulfetos de ferro e cobre produzem fortes anomalias (Sato e Mooney, 1960).

Um mecanismo de potencial espontâneo atualmente aceito segundo Sato e Mooney (1960) deve-se localizar numa zona de oxidação. Ali tem lugar uma serie de reações eletroquímicas na interface entre o corpo e a rochas encaixante, as quais ocorrem em regiões abaixo e acima do lençol freático, com o corpo servindo de ponte de conexão elétrica entre elas.

A origem destas reações ocorre pela diferença de potencial de oxidação (Eh) também

chamada de potencial redox entre as partes superior e inferior do corpo. Dentro das reações de redução que ocorrem nas proximidades da parte superior do corpo sulfetado envolvem o oxigênio e o íon férrico assim:

F e+3+ e− = F e+2 e O2+ 4H++ 4e−= 2H2O. (2.13)

Na zona inferior ocorre uma reação de oxidação que envolve íon ferroso e oxido ferroso como, por exemplo:

F e+2+ 3H2O = F e(OH)3+ 3H++ e− e F e(OH)2+ H2O = F e(OH)3+ H++ e−.

(2.14) Sato e Mooney (1960) utilizaram medidas de variação do pH e Eh feitas en diferentes

regiões dos Estados Unidos, concluindo que as condições naturais nas mineralizações não participam das reações químicas que ocorrem, servindo como condutores eletrônicos. Deste modo esperam-se pequenos valores do potencial em regiões áridas, dado o baixo nivel do

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lençol freático onde a zona de oxidação é profunda. Em regiões árticas o "Permafrost"e outras camadas congeladas impedem fortemente a condução iônica.

Potencial de membrana o Nernst

Autores como Jorden e Campbell (1986) sugeriram que o potencial de membrana é gerado pela força elétrica entre as partículas com cargas elétricas opostas e iguais seguindo a lei de Coulomb. Dentro do fenômeno da difusão, entende-se como a tendência estatística das partículas redistribuírem-se das regiões onde são concentradas para aquelas onde a concen- tração é baixa. Na Figura 2.4 mostra-se uma membrana de argila separada de duas soluções iônicas que possuem diferentes concentrações, aqui a membrana deixa passar os cátions e inibe a passagem dos ânions.

Figura 2.4: Fenômeno de IP- Potencial de membrana, modificado de Orellana,1974.

Potencial eletrocinético

Segundo Telford et al. (1990), o potencial eletrocinético consiste quando uma solução de re- sistividade ρ e viscosidade η é forçada por um meio capilar ou poroso. O potencial resultante entre as extremidades da passagem é dado por:

Ek =

φ∆P ερ

4πη , (2.15)

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da solução.

Dentro dos poros das rochas infiltram-se os eletrolitos, onde ocorre o fenômeno da dupla camada elétrica e as paredes dos grãos absorvem cargas de um sinal e o eletrolito a de sinal oposto (Lowrie, 2007). Segundo este autor, o potencial eletrocinético é influenciado na interação do liquido e a superfície do sólido, observam-se em conjunto com a infiltração de água em barragens no fluxo de água subterrânea através de diferentes unidades litológicas.

Os resultados do estudo de potencial espontâneo podem variar devido as condições de infiltração dos eletrolitos através dos poros das rochas, sendo a temperatura un fator que influencia a viscosidade e condutividade dos eletrolitos, afetando até a velocidade na qual os íons podem ser transportados.

As medições de SP podem sofrer influência de ruídos de diversas fontes tais como corren- tes telúricas naturais, efeitos topográficos, efeitos eletroquímicos, efeitos devido as variações na temperatura e conteúdo nas misturas no solo, entre outros. Por tal motivo as pesquisas devem considerar a existência destas fontes, separando-se as anomalias associadas às fontes de interesse daquelas que são consideradas ruídos (Butler e Llopis, 1990).