Interferência de estruturas metálicas em medidas de condutividade elétrica sob número de indução baixo: estudo experimental e numérico

• Autor(a) principal: Chibane, Pedro Henrique da Silva
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14132/tde-02122019-111836/
• topic: Electromagnetic Methods; EM34; EM34; Estruturas Metálicas.; Finite Element Method; Metallic Structures.; Método dos Elementos Finitos; Métodos Eletromagnéticos; Modelagem Numérica; Numerical Modeling

Uma das principais fontes de interferência em investigações geofísicas com métodos eletromagnéticos operando em número de indução baixo decorre da presença de estruturas metálicas (cercas, antenas, linhas de transmissão, entre outras). A recomendação geral é de que o equipamento esteja distante dessas estruturas, entre uma ou duas vezes a separação das bobinas que compõem o sistema de aquisição. Este trabalho apresenta um estudo experimental e numérico para caracterizar a interferência produzida por estruturas metálicas (cercas constituídas por fios de material galvanizado) em medidas de condutividade elétrica aparente com o equipamento EM34 (Geonics Limited©). As cercas foram dispostas com fios desconectados e conectados para se verificar as distorções causadas pelos campos elétrico e magnético de forma individualizada. A abordagem numérica foi realizada pelo método dos elementos finitos do programa COMSOL Multiphysics©. A modelagem compreendeu a validação do programa utilizando resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Uma vez validado, os programas foram submetidos a testes de consistência no intuito de determinar a precisão e a acurácia das soluções obtidas, considerando os efeitos da parametrização da malha e as especificações dos dados experimentais (separação entre bobinas e frequência). Essa modelagem mostrou que, para números de indução maior que 1, os valores de condutividade aparente, tanto analíticos quanto numéricos, perdem a linearidade com valores verdadeiros e apresentam valores negativos no arranjo horizontal coplanar quando a condutividade do semi-espaço homogêneo é maior do que 610,9 mS.m-1. Os resultados experimentais e numéricos mostram que cercas com os fios desconectados (não formando espiras) não interferem significativamente nas medidas de condutividade elétrica obtidas com o EM34. Para os fios conectados, entretanto, a interferência é perceptível, aumentando em terrenos mais resistivos. Nos experimentos realizados, observou-se que a distorção causada por cercas com fios conectados ocorre em uma distância menor (cerca de 1/5 da separação entre as bobinas) que aquela usualmente aceita (entre 1 e 2 vezes tal separação).