A resistividade do solo é definida como a resistência que o solo oferece à passagem da corrente elétrica. Fatores como composição química, umidade, porosidade e minerais condutores influenciam essa característica. Expressa em ohm-metros (Ω·m), ela pode variar de acordo com as condições específicas de cada tipo de solo.
Esse parâmetro é fundamental para projetos de engenharia, especialmente em obras de infraestrutura, linhas de transmissão de energia e sistemas de aterramento, onde a análise precisa do solo é essencial para garantir segurança e eficiência.
Neste artigo, você entenderá o que é resistividade do solo, por que ela é tão importante para projetos de engenharia e como a Geoscan realiza estudos especializados que otimizam resultados e reduzem riscos.
O que é a resistividade do solo?
A resistividade do solo refere-se à capacidade do solo de conduzir eletricidade. Esse parâmetro é determinado pela composição do solo, presença de água, densidade, porosidade e minerais condutores. Em termos práticos, solos com baixa resistividade conduzem eletricidade com maior facilidade, enquanto solos com alta resistividade apresentam maior resistência ao fluxo elétrico.
A resistividade é expressa em ohm-metros (Ω·m) e pode variar amplamente, desde solos arenosos, que apresentam alta resistividade, até solos argilosos ou saturados de água, que têm resistividade mais baixa.
O modelo de arranjo utilizado é mostrado na imagem abaixo.
A teoria da resistividade de solo
Todo material possui um comportamento quanto dissipação de corrente elétrica, em um solo homogêneo a corrente se dissiparia radialmente de forma igual. Mas na realidade o solo é composto por diversos materiais que irão apresentar valores de resistividade diferentes, e são esses valores que nos fornecem as propriedades do material.
Existem diversos métodos para medição de resistividade, o principal utilizado é a sondagem elétrica vertical, utilizando o arranjo o Wenner, que utiliza um Megger, instrumento de medida de resistência que possui quatro terminais, dois de corrente e dois de potencial, cada qual é conectado a um eletrodo.
O aparelho, através de sua fonte interna, faz circular uma corrente elétrica (I) entre duas hastes externas que estão conectadas aos terminais de corrente (C1) e (C2). As duas hastes internas são ligadas nos terminais (P1) e (P2), que correspondem aos terminais potenciais. Assim, o aparelho processa internamente e indica na leitura, o valor da resistência elétrica, de acordo com a equação abaixo.
Fatores que influenciam a resistividade de solo
De acordo com diferentes fatores, o solo pode apresentar valores de resistividade diferentes, os principais fatores que influenciam a resistividade são:
- Composição química: A presença de minerais, sais ou óxidos metálicos afeta a condutividade.
- Nível de umidade: Solos úmidos têm menor resistividade, devido à maior condução elétrica pela água.
- Temperatura: Solos congelados apresentam resistividade elevada.
- Porosidade e densidade: Solos mais densos e compactados tendem a ter maior resistência elétrica.
- Tipo de solo: Solos argilosos geralmente têm resistividade menor que solos arenos
Em geral, o solo constitui-se por diversas camadas, cada uma possuindo um determinado valor de resistividade e uma espessura.
Portanto, o resultado vai determinar tanto qual a espessura do solo quanto qual o valor de resistividade do mesmo.
Como funciona o ensaio de resistividade de solo
O ensaio de resistividade de solo é feito a partir de um eletrorresitivimetro, que é o instrumento que vai ser utilizado para medir a resistividade do solo.
Este equipamento vai medir a resistividade do solo a partir de determinadas profundidades, de acordo com o espaçamento dos eletrodos e com o método que será utilizado para fazer essa medição.
Ao final da aquisição, os dados são compilados e a partir do perfil feito pelos geólogos, a curva de resistividade vai indicar a variação da resistividade de acordo com o local e a profundidade.
Geralmente, a equipe de engenharia pede normas especificas para a realização desse tipo de projeto, que podem variar com uma série de fatores.
Portanto, a empresa que for executar esse tipo de serviço deve ficar atenta para realizar ele de acordo com as normas pedidas.
Aquisição dos dados e execução do ensaio de resistividade
Em campo, é necessário realizar a fixação adequada dos eletrodos no solo para que os mesmos possam transmitir e captar dados verídicos e de qualidade.
Para tornar o levantamento geofísico mais rápido, antes do inicio das medidas, já são fixados os eletrodos com o espaçamento adequado, desta forma apenas os fios que conectam os terminais aos eletrodos irão ser alterados de posição.
Na maioria das vezes, trabalha-se com as profundidades de 1, 2, 4, 8, 16, 32 e 64 metros de profundidade teórica, pode ser executado perfis do mesmo local em duas direções com a finalidade de obter maiores informações sobre comportamento dispersivo da corrente.
Abaixo, mostra-se o começo da montagem do arranjo para a execução do ensaio de resistividade.
Em campo, uma tabela é preenchida com os valores de corrente (I) e de tensão (V), que são obtidos através das leituras do equipamento, automaticamente é calculado os valores para as três últimas linhas de cada coluna.
Na tabela, a observação corresponde ao estado em que se encontra o solo, o A representa profundidade teórica, o R é igual a V/I e, por fim, o I e o V são os valores obtidos em campo
Possíveis erros no teste de resistividade do solo
O teste de resistividade deve ser realizado o mais próximo possível do local onde será instalado o sistema de aterramento ou de acordo com o ponto especificado pelo cliente, se utilizado para outros usos.
Porém, deve ser observado os potenciais erros ou interferências que podem gerar medidas erradas e acabar dando um resultado diferente da resistividade real do solo daquele determinado local.
Existem principalmente quatro interferências que podem causar leituras de baixa qualidade:
- A interferência elétrica que faz com que o ruído do sinal indesejado entre no medidor.
- Sistemas de aterramento em postes próximos ao local.
- Erro de conexão entre o equipamento e os eletrodos.
- Equipamento estar descalibrado para uso.
Dessa forma, é essencial que durante a realização do teste de resistividade do solo, o geólogo que está conduzindo o trabalho garanta que nenhum desses erros está acontecendo e que todas as precauções necessárias estão sendo tomadas para tentar obter o dado de maior qualidade possível. Isso ocorre, pois, mesmo um erro pequeno pode acabar prejudicando o trabalho.
Resultado final do teste de resistividade do solo
Quando preenchidos os valores para todos os pontos (código) solicitados pelo cliente, pode ser elaborado uma tabela resumo com os valores de R e ρ que serão utilizados para elaboração do sistema de aterramento respeitando as propriedades do solo.
Aplicações da Resistividade do Solo em Projetos de Engenharia
O estudo da resistividade do solo é essencial para diversos tipos de projetos de engenharia, especialmente em infraestrutura elétrica e sistemas de aterramento. Aqui estão algumas aplicações comuns:
1. Sistemas de Aterramento Elétrico
A resistividade do solo é um dos parâmetros mais importantes na instalação de sistemas de aterramento elétrico. Solos com baixa resistividade são ideais, pois oferecem menor resistência ao fluxo de corrente elétrica, o que garante maior eficiência e segurança.
2. Linhas de Transmissão de Energia
Em projetos de linhas de transmissão, o estudo da resistividade do solo é utilizado para definir a localização e o dimensionamento de hastes de aterramento e para prever o comportamento do solo em condições de alta tensão.
3. Obras de Infraestrutura
Na construção de subestações elétricas, rodovias e ferrovias, é fundamental conhecer a resistividade do solo para evitar problemas futuros relacionados à condução elétrica e descargas atmosféricas.
4. Análise de Riscos em Áreas de Descarga Atmosférica
A resistividade do solo ajuda a projetar sistemas que minimizem os riscos de descargas atmosféricas, garantindo a segurança de estruturas e equipamentos em áreas expostas a raios.
5. Avaliação Geotécnica
Em projetos geotécnicos, como barragens e fundações, o estudo da resistividade ajuda a identificar variações no solo e a planejar obras com maior precisão.
Por que a Resistividade do Solo é Importante?
A resistividade do solo impacta diretamente a eficiência e a segurança de sistemas elétricos e de aterramento em projetos de engenharia. Algumas razões pelas quais ela é crucial incluem:
- Segurança Elétrica: Solos com alta resistividade podem dificultar a dispersão de correntes elétricas, aumentando o risco de choques elétricos.
- Eficiência Operacional: Uma análise detalhada da resistividade permite otimizar projetos de aterramento, garantindo melhor desempenho a longo prazo.
- Redução de Custos: Projetos baseados em dados precisos da resistividade evitam problemas futuros, como falhas elétricas ou corrosão de materiais.
- Adequação às Normas: O estudo garante conformidade com padrões internacionais.
A resistividade do solo é um fator crítico em projetos de engenharia, especialmente naqueles relacionados à infraestrutura elétrica e sistemas de aterramento. O estudo preciso desse parâmetro garante maior segurança, eficiência e conformidade com normas técnicas.
Na Geoscan, oferecemos soluções completas para a medição e análise da resistividade do solo, utilizando tecnologias de ponta e métodos consagrados. Entre em contato conosco para saber como nossos serviços podem agregar valor ao seu projeto.
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3. Considere a seguinte situação hipotética: Fazemos um caminhamento elétrico (CE) para construir uma seção que intercepte uma caverna subterrânea preenchida por ar. Nesse caso iremos avaliar o parâmetro resistividade elétrica em nosso perfil, como você espera que a caverna seja representada? Com alto valor de resistividade ou baixo, com relação às rochas? Explique
ESTOU COM ESSA PERGUNTA PARA RESOLVER, E REALMENTE NAO CONSIGO COMPREENDER CONSEGUE ME AJUDAR?
Se entendi bem a situação, necessita-se de mapear uma área sobre o solo para identificar a existência de uma caverna subterrânea através de medidas de resistividade. Sendo essa a situação, durante medições cujo arranjo dos eletrodos (distâncias entre os eletrodutos) permitem atingir profundidades coincidentes com a abertura da caverna em rocha, a resistividade medida será menor devido à condutividade do ar ser maior do que a da rocha.