O sinal de potencial espontâneo em investigações ambientais: fatores que condicionam a amplitude de uma anomalia

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Fachin, Sergio Junior da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biogeobateria; Biogeobattery; Contaminação; Contamination; Geofísica; Near-Surface Geophysics; Potencial Espontâneo; Self-Potential
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14132/tde-12062018-165148/

Anomalias de potencial espontâneo com amplitudes de dezenas a centenas de milivolts são observadas em plumas de contaminação apesar de não serem explicadas por modelos de geobateria normalmente utilizados na geofísica de exploração. Modelos recentemente propostos, denominados de biogeobateria, assumem que estruturas orgânicas produzidas por micro- organismos assumem a função de condução eletrônica que os minerais condutivos exercem no modelo clássico de geobateria. O modelo de biogeobateria, por outro lado, se assemelha com o que se denomina sistemas bioeletroquímicos ou células de combustível microbianas em áreas da biotecnologia (bioenergia). O presente trabalho explora esta semelhança para desenvolver um experimento de laboratório que utiliza um sistema bioeletroquímico como modelo análogo de biogeobateria para mostrar que este modelo é capaz de explicar o sinal de potencial espontâneo observado em campo. Os resultados experimentais e de modelagem numérica mostram que a amplitude do potencial elétrico depende: da área do catodo, da resistência interna da biogeobateria, da existência de um fluxo adicional de cátions do anodo para o catodo, da resistividade elétrica do meio e da separação do anodo com o catodo. Os resultados experimentais mostraram-se compatíveis com observações de campo obtidas na caracterização hidrogeofísica de uma pluma de contaminação, proveniente de um aterro de resíduos (lixão). A pluma de contaminação se estende por dois níveis em profundidade, comprometendo a qualidade do aquífero livre e certamente do aquífero confinado. A ano- malia de potencial espontâneo alcança amplitude de 70mV sobre o aquífero livre, sendo praticamente desprezível sobre o aquífero confinado, tal como se observa em laboratório em modelos correspondentes. O experimento com biogeobateria mostra também que as reações químicas desencadeadas no anodo oxidam o substrato orgânico, reduzindo a demanda química de oxigênio em 10 % no experimento considerado. Este resultado mostra que sinais de potencial espontâneo em áreas contaminadas podem ser considerados como indicativos de processos oxidativos ocorrendo em um substrato orgânico sendo, pois, de relevância para o reconhecimento de processos de atenuação natural em terrenos com contaminantes orgânicos.