Mestrado: Simulação experimental de sinais eletrocinéticos de potencial espontâneo em testes de bombeamento para caracterização de aquíferos

Prof. Dr. Carlos Alberto Mendonça - IAG/USP - por videoconferência

Profa. Dra. Suzan Sousa de Vasconcelos – UFBA- por videoconferência

Prof. Dr. Sergio Junior da Silva Fachin – UFMT - por videoconferência

O potencial espontâneo (self-potential, SP) é um método geofísico passivo que mede potenciais elétricos naturalmente gerados no substrato terrestre. Apesar de não ser frequentemente usado em estudos em poços para prospecção de recursos hídricos, esse método pode fornecer informações importantes sobre o fluxo de água subterrânea, uma vez que é sensível ao sentido e magnitude do fluxo e às propriedades químicas, tanto da interface água-mineral, quanto da água de poro. Um estudo recente utilizou levantamentos SP durante um teste de bombeamento sugerindo a possibilidade de se inferir a pressão hidráulica à qual cada uma das fraturas que interceptam o poço está submetida. Isso foi realizado comparando a resposta do sinal SP antes e ao longo da recuperação do nível d’água após seu rebaixamento. O estudo também foi capaz de determinar quais fraturas contribuiriam para o fluxo de água e o sentido de fluxo (entrada ou saída considerando um referencial no poço). No presente trabalho, foram realizados três experimentos em laboratório para verificar alguns dos resultados obtidos nesse estudo de campo, mais especificamente: se é possível observar uma resposta SP associada ao fluxo de água através de uma amostra de rocha; se o sinal medido possui uma relação linear com o gradiente hidráulico entre as duas extremidades do sistema; e se a polaridade do sinal  determina a direção do fluxo. Os experimentos consistem em dois barriletes preenchidos com água, cada um conectado a uma extremidade de uma amostra de quartzito. Um dos barriletes foi colocado em uma plataforma móvel de forma que fosse possível incorporar diferentes gradientes hidráulicos entre eles, cada um gerando um potencial elétrico de valor proporcional. O Experimento 1 mostrou que foi possível observar uma resposta eletrocinética e o parâmetro de acoplamento eletrocinético (L) obtido foi de 6,6 + 0,1 mV.m-1. No Experimento 2 foi obtido um parâmetro similar (6,5 + 0,1 mV.m-1), e foi capaz de inferir a diferença de carga hidráulica entre as duas extremidades do sistema por meio de sinais SP. A diferença de carga hidráulica inicial aplicada foi de 8,4 + 0,1 cm e o resultado do experimento foi de 8,53 cm, uma diferença de 0,13 cm ou 1,55%, na margem do erro experimental. O Experimento 3 mostrou que a polaridade do sinal está diretamente relacionada à direção do fluxo, e quando o sentido do fluxo muda, o mesmo ocorre com a polaridade do potencial medido. Devido a uma pequena diferença entre as condutividades elétricas das águas dos dois barriletes, e um protocolo de aquisição de dados diferente, o Experimento 3 apresentou um parâmetro L um pouco maior com relação aos experimentos anteriores, 7,5 + 0,1 mV.m-1. Os experimentos em laboratórios confirmam, assim, a possibilidade em se usar o monitoramento da variação do sinal SP em testes de poço visando a caracterização do fluxo em fraturas e, mais importante, objetivando a determinação da carga hidráulica à qual as fraturas estão submetidas.