Polarização Induzida: entenda o que é e como é feita

A polarização induzida (IP) é um fenômeno físico que ocorre quando uma corrente elétrica é injetada em um corpo ou partícula metálica, resultando na transformação da condução iônica para a condução eletrônica. 

Quando essa corrente é interrompida, os íons no material retornam ao seu estado original, e uma polarização é gerada. 

Mas como isso funciona na prática? E como ele é medido? Vamos explorar os detalhes dessa técnica essencial.

O que é a polarização induzida e como ela é medida?

A polarização induzida é comumente medida através da variação de voltagem em função do tempo ou da frequência. 

Quando uma corrente elétrica circulando pelo terreno é interrompida, a voltagem entre dois eletrodos, conhecidos como M e N, não retorna instantaneamente a zero. 

Durante esse processo de decaimento da voltagem, podem ocorrer acúmulos de carga em diferentes partes do subsolo, que se dissipam ao longo do tempo.

Esse comportamento ocorre porque, ao interromper a corrente, as cargas que estavam concentradas nas regiões do subsolo se reorganizam.

A medida da polarização induzida é tomada enquanto essas cargas se dissipam, o que pode durar desde alguns segundos até minutos, dependendo da geologia do local. 

Para quantificar a polarização, utiliza-se a cargabilidade aparente (Ma), que pode ser expressa em milivolts por volt (mV/V) quando se trabalha no domínio de frequência, ou em milissegundos (ms) no domínio do tempo.

Tipos de polarização

A polarização induzida pode se manifestar de diferentes formas, dependendo do material e das condições em que ocorre. Os principais tipos são:

Polarização Metálica ou Eletrônica

Quando uma corrente elétrica é injetada em um corpo ou partícula metálica, ocorre a transformação da condução iônica para a eletrônica. 

Ao cortar a corrente, os íons retornam ao seu estado original, e a polarização se estabelece no corpo. 

Esse fenômeno é muito utilizado na prospecção de minerais metálicos condutores, pois esses minerais, ao serem disseminados em uma rocha, geram uma alta cargabilidade onde estão concentrados.

Polarização de Membrana

A polarização de membrana ocorre em rochas que não possuem minerais metálicos, mas sim minerais de argila. 

Nesse caso, as rochas se carregam negativamente, permitindo a passagem apenas de íons positivos. Isso cria um efeito semelhante a uma membrana, o que é crucial para a análise de certos tipos de materiais no subsolo.

Técnicas e arranjos da polarização induzida

A polarização induzida é frequentemente aplicada em conjunto com a eletrorresistividade, utilizando um arranjo de eletrodos similar ao do método de caminhamento elétrico. Isso otimiza o tempo e a produtividade durante a medição.

Arranjo Dipolo-Dipolo

No arranjo dipolo-dipolo, os eletrodos de injeção de corrente (AB) e os eletrodos de potencial (MN) são dispostos ao longo de uma linha. 

A profundidade de investigação aumenta à medida que a distância entre os pares de eletrodos aumenta. 

Esse arranjo é simétrico, o que o torna eficaz na identificação de anomalias no campo, além de facilitar a logística de campo. 

Contudo, a principal desvantagem é a baixa razão sinal/ruído, especialmente quando a separação entre os pares de dipolos é grande.

Arranjo Polo-Dipolo

No arranjo polo-dipolo, três eletrodos móveis são utilizados ao longo do perfil de caminhamento: um eletrodo de corrente (A) e dois de potencial (MN). 

O segundo eletrodo de corrente (B) é posicionado a uma distância significativamente maior, conhecida como “infinito”, o que minimiza sua influência sobre os outros eletrodos. 

A vantagem desse arranjo é que ele oferece uma melhor razão sinal/ruído, já que o sinal recebido pelos eletrodos de potencial é mais forte. 

Além disso, a logística é mais simplificada, pois apenas três eletrodos são móveis.

No entanto, a principal desvantagem é a assimetria do arranjo, que pode dificultar sua utilização em locais com espaço limitado.

Principais aplicações da polarização induzida

A principal aplicação da polarização induzida é na prospecção de minerais metálicos. 

Esse método é frequentemente combinado com a eletrorresistividade para obter uma análise mais precisa do subsolo. 

A resistividade é medida inicialmente, e em seguida, a corrente é interrompida para medir a polarização induzida.

Com a combinação de dados de resistividade e cargabilidade, os geofísicos podem identificar com maior precisão os materiais presentes no terreno. 

Isso reduz a possibilidade de ambiguidade geofísica, que ocorre quando dois materiais diferentes respondem de maneira semelhante a uma propriedade física. 

Por exemplo, dois materiais condutivos podem ter respostas muito similares em termos de resistividade, mas, ao medir a cargabilidade, podem apresentar diferenças significativas, ajudando a distingui-los.

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