1. Contexto institucional e enquadramento metrológico

A gravimetria desempenha papel central no estudo da estrutura interna da Terra, da forma do planeta, do campo da gravidade e da prospecção de recursos naturais. No Brasil, parte importante da infraestrutura de referência gravimétrica é mantida pelo Observatório Nacional — ON, unidade de pesquisa vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação — MCTI.

O Laboratório de Gravimetria do Observatório Nacional — LabGrav/ON — está instalado em Vassouras, no Estado do Rio de Janeiro, onde compartilha o campus com o Observatório Magnético de Vassouras. A instalação constitui a base operacional para campanhas de gravimetria absoluta e relativa, manutenção de redes de referência, calibração e atividades técnico-científicas.

As atividades técnicas do LabGrav são desenvolvidas dentro de um sistema de gestão da qualidade que utiliza como referência a ABNT NBR ISO/IEC 17025. O Observatório Nacional mantém um Sistema Integrado de Gestão da Qualidade que abrange, entre outras estruturas, o Laboratório de Gravimetria.

2. Objetivos técnicos e aplicações do serviço

Segundo a Carta de Serviços do Governo Federal, o serviço executa mapeamentos gravimétricos sob demanda com o objetivo de produzir gabaritos de aquisição e redução de dados gravimétricos e GNSS utilizados na prospecção de minerais e hidrocarbonetos.

A parametrização técnica adequada reduz o risco de que efeitos instrumentais, posicionais, temporais ou topográficos sejam interpretados incorretamente como estruturas geológicas reais. Entre os fatores que podem afetar a qualidade de uma campanha estão deriva instrumental, fator de escala, marés terrestres, gradiente vertical da gravidade, posicionamento GNSS e modelos de terreno.

Principais setores beneficiados

3. Produtos e anomalias gravimétricas

Entre os produtos previstos oficialmente para o serviço estão os gabaritos de aquisição e redução de dados gravimétricos e GNSS e os mapas temáticos de anomalias da gravidade.

4. Fundamentação matemática das reduções gravimétricas

Em termos simplificados, uma anomalia gravimétrica representa a diferença entre um valor de gravidade observado e um valor de referência, após a aplicação das correções necessárias ao objetivo do levantamento.

Para a correção de Ar-Livre utiliza-se, em aproximações usuais próximas à superfície, um gradiente da ordem de:

em que h é a altitude expressa em metros. O valor e o sinal efetivamente empregados dependem da convenção de redução adotada.

Para reduções do tipo Bouguer, considera-se ainda o efeito da massa topográfica entre a estação e a superfície de referência e, em aplicações geofísicas, é comum a utilização de uma densidade convencional próxima de 2,67 g/cm³, embora a densidade apropriada possa variar conforme a finalidade e a geologia regional.

5. Infraestrutura instrumental do LabGrav/ON

O Observatório Nacional divulga oficialmente que o LabGrav mantém gravímetros absolutos e relativos utilizados em suas atividades científicas, metrológicas e de campo.

6. RGFB, LCGAN e Base de Dados Gravimétricos

Rede Gravimétrica Fundamental Brasileira — RGFB

O Observatório Nacional é responsável pela implantação, manutenção, refinamento e extensão da Rede Gravimétrica Fundamental Brasileira — RGFB desde 1978. A rede funciona como infraestrutura de referência para trabalhos envolvendo gravimetria em geofísica, geodesia, física e metrologia.

O ON informa atualmente a existência de 508 estações gravimétricas, para as quais podem ser disponibilizadas informações como coordenadas, fotografias, croquis, descrições, valores da aceleração da gravidade e anomalias de Ar-Livre e Bouguer simples.

Linha de Calibração Gravimétrica de Agulhas Negras — LCGAN

A LCGAN foi implantada no Sudeste brasileiro para avaliação e calibração quantitativa de gravímetros relativos utilizados por instituições acadêmicas e empresas de prospecção gravimétrica.

A linha reúne cinco estações gravimétricas de calibração com informações de gravidade local, incertezas, gradiente vertical, coordenadas e anomalias gravimétricas.

Base de Dados Gravimétricos do Observatório Nacional — BDG-ON

O acervo reúne estações da RGFB, da LCGAN e dados gravimétricos históricos do ON, incluindo registros anteriores à implantação da rede atual. O acesso a dados públicos de referência constitui importante instrumento de apoio a novas campanhas de levantamento e pesquisa.

7. Como solicitar o serviço

A Carta de Serviços do Governo Federal apresenta um fluxo administrativo composto por sete etapas.

8. Quem pode utilizar e quais são os requisitos

Segundo o Portal Gov.br, podem utilizar o serviço:

• cidadãos;
• empresas privadas;
• instituições públicas e estatais;
• departamentos universitários de geociências, física e metrologia;
• agências de regulação; e
• entidades integrantes do Sistema SENAI.

Entre os requisitos oficiais informados estão:

• conexão à internet e comunicação telefônica;
• cartão de CNPJ ou CPF válido; e
• apoio logístico de campo à equipe do LabGrav, quando houver atividades externas.

9. Custos, prazos e marco administrativo

O Portal Gov.br informa que o prazo global do serviço não possui estimativa previamente definida. A duração dependerá do escopo, extensão do levantamento, logística de campo, processamento e demais condições da proposta.

FACC

Fundação de Apoio ao Desenvolvimento da Computação Científica
Av. Getúlio Vargas, 333 — Petrópolis/RJ
Telefone: (24) 2233-6033
E-mail: secretaria-facc@facc10.org.br

Marco administrativo

• Portaria ON/DIR nº 23, de junho de 2017;
• Lei nº 13.460/2017, sobre direitos dos usuários dos serviços públicos;
• Lei nº 10.048/2000, quanto ao atendimento prioritário.

10. Gravimetria, GNSS e Sistema Geodésico Brasileiro

A gravimetria possui relação direta com a componente vertical do Sistema Geodésico Brasileiro — SGB, mantido pelo IBGE. Enquanto receptores GNSS fornecem essencialmente altitudes geométricas ou elipsoidais, aplicações de engenharia e geociências frequentemente necessitam de altitudes com significado físico vinculado ao campo da gravidade.

De forma conceitual, a relação entre altitude elipsoidal, altitude física e a separação entre superfícies de referência pode ser representada por expressões do tipo:

em que h representa a altitude elipsoidal, H uma altitude física de determinada definição e N uma separação associada ao modelo geoidal. Entretanto, a terminologia precisa depende do sistema de altitude considerado.

O modelo hgeoHNOR2020, disponibilizado pelo IBGE, foi desenvolvido para aprimorar a conversão das altitudes geométricas obtidas com GNSS para altitudes físicas compatíveis com a componente altimétrica oficial do SGB.

11. REALT-2018 e números geopotenciais

O Reajustamento da Rede Altimétrica com Números Geopotenciais — REALT-2018 representou uma mudança importante na infraestrutura geodésica brasileira.

Pela primeira vez, o reajustamento altimétrico nacional passou a incorporar de forma abrangente observações reais de gravidade no cálculo das diferenças de geopotencial, em vez de utilizar apenas aproximações derivadas da gravidade normal.

O número geopotencial está associado à diferença de potencial da gravidade entre superfícies e constitui grandeza fundamental para a definição rigorosa de altitudes físicas.

em que W0 representa o potencial de referência e WP o potencial da gravidade no ponto considerado.

Segundo o IBGE, o REALT-2018 permitiu calcular altitudes normais vinculadas rigorosamente ao campo da gravidade terrestre e aproximou a infraestrutura brasileira das recomendações internacionais para sistemas de referência de altitudes.

12. Recomendações técnicas para levantamentos gravimétricos

Calibrar os gravímetros relativos

Antes de campanhas extensas, é recomendável verificar o fator de escala, a estabilidade e a deriva instrumental. A LCGAN constitui infraestrutura apropriada para avaliação quantitativa de gravímetros relativos.

Utilizar posicionamento GNSS compatível com a precisão esperada

Erros altimétricos se propagam diretamente para determinadas correções gravimétricas. Técnicas GNSS de maior precisão, como PPP ou posicionamento relativo pós-processado, podem ser necessárias conforme o objetivo do levantamento.

Controlar marés e deriva instrumental

Variações temporais do campo da gravidade e deriva do sensor devem ser consideradas no planejamento da campanha e no processamento dos dados.

Documentar parâmetros de processamento

Densidade de Bouguer, modelo digital de terreno, sistema geodésico, altura dos instrumentos, procedimentos GNSS, correções e convenções matemáticas devem ser documentados de forma rastreável.

Adotar referências nacionais

A vinculação dos dados às estações e infraestruturas mantidas pelo ON favorece a interoperabilidade entre levantamentos realizados por diferentes instituições e períodos.

13. Conclusão

O serviço de Controle de Qualidade e Parametrização de Mapeamentos Gravimétricos Absolutos e Relativos representa uma infraestrutura técnico-científica estratégica para o Brasil. Ao combinar medições gravimétricas, controle de qualidade, GNSS, redes de referência e processamento geofísico, o LabGrav/ON contribui para que dados provenientes de campanhas acadêmicas, governamentais e empresariais apresentem maior consistência e comparabilidade.

A relevância institucional do laboratório foi reforçada pela designação do Inmetro como referência nacional da grandeza gravidade terrestre e pela manutenção da RGFB, da LCGAN e da Base de Dados Gravimétricos do Observatório Nacional.

Para projetos de mineração, hidrocarbonetos, geodesia, metrologia ou pesquisa, a qualidade da aquisição e do processamento é decisiva: erros de posicionamento, calibração, redução ou modelagem podem produzir anomalias artificiais e comprometer a interpretação geológica.