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26 de abril de 2010
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Geofísica

Quando a lâmina d’água interfere na sondagem

Tecnologias que permitem a investigação do subsolo em águas rasas e profundas

Em obras portuárias ou executadas em áreas submersas, uma peculiaridade impõe maior desafio ao desenvolvimento do projeto. Para dimensionar corretamente as estacas das fundações, como sua profundidade, diâmetro e método executivo, a investigação do solo precisa, antes, vencer a barreira imposta pela lâmina d’água. Nesses casos, a geofísica se transforma num importante aliado à especificação das fundações das estruturas.

Luiz Antonio Pereira de Souza, geólogo do Centro de Tecnologias Ambientais e Energéticas do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), identifica duas vertentes da geofísica para esse tipo de demanda: as investigações rasas e as profundas. “Na primeira utilizamos equipamentos geofísicos de menor porte, compostos por fontes acústicas que raramente emitem energia superior a 500 joules, em frequências entre 500 Hz e 10.000 Hz, e que necessitam de meios flutuantes de pequeno porte”, diz ele.

A segunda categoria, por sua vez, mobiliza embarcações maiores e equipamentos de geofísica que emitem sinais acústicos na faixa de milhares de joules, em frequências inferiores a 500 Hz. Em ambos os casos, Souza avalia que a sísmica é a técnica mais confiável utilizada em todo o mundo. “Outros métodos geofísicos, como os elétricos, eletromagnéticos e magnetométricos, têm sido aplicados no estudo destes ambientes com restrições, já que apresentam resultados mais qualitativos que quantitativos, oferecendo resultados que não satisfazem as solicitações de projetos de engenharia.”

Souza explica que existem diversos métodos sísmicos indicados para investigação de superfícies submersas. Entre eles, o especialista destaca o sistema de perfilagem sísmica contínua multifrequencial, cuja utilização é indicada para avaliação de cubagem de sedimentos no solo de rios, represas, áreas portuárias e costeiras. “Essa tecnologia gera informações necessárias para o correto dimensionamento do volume e da natureza do material a ser dragado, além de determinar a profundidade da rocha.”

Atenuação dos sinais
Segundo ele, estes equipamentos utilizam fontes acústicas como boomers, sparkers ou chirps, que emitem sinais de frequências inferiores a 10kHz. Dessa forma, eles possibilitam a penetração na superfície de fundo, detectando a espessura das camadas sedimentares e a profundidade do embasamento rochos


Em obras portuárias ou executadas em áreas submersas, uma peculiaridade impõe maior desafio ao desenvolvimento do projeto. Para dimensionar corretamente as estacas das fundações, como sua profundidade, diâmetro e método executivo, a investigação do solo precisa, antes, vencer a barreira imposta pela lâmina d’água. Nesses casos, a geofísica se transforma num importante aliado à especificação das fundações das estruturas.

Luiz Antonio Pereira de Souza, geólogo do Centro de Tecnologias Ambientais e Energéticas do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), identifica duas vertentes da geofísica para esse tipo de demanda: as investigações rasas e as profundas. “Na primeira utilizamos equipamentos geofísicos de menor porte, compostos por fontes acústicas que raramente emitem energia superior a 500 joules, em frequências entre 500 Hz e 10.000 Hz, e que necessitam de meios flutuantes de pequeno porte”, diz ele.

A segunda categoria, por sua vez, mobiliza embarcações maiores e equipamentos de geofísica que emitem sinais acústicos na faixa de milhares de joules, em frequências inferiores a 500 Hz. Em ambos os casos, Souza avalia que a sísmica é a técnica mais confiável utilizada em todo o mundo. “Outros métodos geofísicos, como os elétricos, eletromagnéticos e magnetométricos, têm sido aplicados no estudo destes ambientes com restrições, já que apresentam resultados mais qualitativos que quantitativos, oferecendo resultados que não satisfazem as solicitações de projetos de engenharia.”

Souza explica que existem diversos métodos sísmicos indicados para investigação de superfícies submersas. Entre eles, o especialista destaca o sistema de perfilagem sísmica contínua multifrequencial, cuja utilização é indicada para avaliação de cubagem de sedimentos no solo de rios, represas, áreas portuárias e costeiras. “Essa tecnologia gera informações necessárias para o correto dimensionamento do volume e da natureza do material a ser dragado, além de determinar a profundidade da rocha.”

Atenuação dos sinais
Segundo ele, estes equipamentos utilizam fontes acústicas como boomers, sparkers ou chirps, que emitem sinais de frequências inferiores a 10kHz. Dessa forma, eles possibilitam a penetração na superfície de fundo, detectando a espessura das camadas sedimentares e a profundidade do embasamento rochoso.

Outra tecnologia sísmica utilizada na sondagem de ambientes submersos é o sonar de varredura lateral, que vem sendo empregado na investigação do Rio Araguaia, em projeto conjunto com a Ahitar (Administração da Hidrovia Tocantins-Araguaia) e financiado pela Finep (Agência Financiadora de Estudos e Projetos do Governo Federal). O equipamento detecta, por meio de altas frequências (100 e 500 kHz), as imagens da superfície de fundo do rio como num levantamento aerofotogramétrico.

Souza ressalta que, evidentemente, os dados obtidos precisam considerar a natural atenuação dos sinais na lâmina d’água. “O sistema é capaz de investigar uma profundidade de 100 a 200 m perpendicularmente ao perfil em execução e funciona analogamente a um radar, transmitindo imagens para um computador central instalado na embarcação.” Ele salienta que o equipamento submerso é tracionado por meio de cabos especiais.

De acordo com Jorge Dequech, diretor comercial da Sondeq, as tecnologias eletromagnéticas também encontram aplicação nas investigações subaquáticas, identificando tubulações enterradas a profundidades de até 4 m no leito de rios. Nessa categoria ele inclui o Radiodetection, comercializado pela a sua empresa no Brasil. “Nesses casos, utilizamos uma antena submersível com estanqueidade resistente a até 100 m de profundidade. “Um mergulhador leva essa antena até o sub-fundo e o sinal é transmitido para a superfície por meio de cabeamento elétrico”, explica Dequech.

Em águas profundas
A Fugro Brasil, integrante do grupo Fugro, é uma das empresas com atuação nacional especializada em investigação do fundo e sub-fundo marinho. Paulo Cesar Martins, diretor de marketing e vendas da empresa, destaca as tecnologias utilizadas em águas profundas e relata métodos baseados na sísmica para a investigação de grandes áreas. “O método sísmico consiste na propagação de ondas acústicas através da coluna d’água, por meio de sensores que emitem e recebem esses sinais para o mapeamento das camadas de sub-fundo encontradas no trecho investigado.”

A técnica permite aos especialistas delimitar camadas depositadas abaixo do fundo marinho. Ela também identifica feições geológicas existentes, como trapas geológicas que possam servir de reservatórios para o petróleo. No entanto, a penetração do equipamento sísmico irá depender do tipo de frequência utilizada, do arranjo das fontes acústicas e também do tipo de sedimento encontrado no fundo.

Para Martins, o ideal é utilizar sempre que possível diferentes frequências sísmicas para determinar, com exatidão, a profundidade de cada camada de sub-fundo. “A nossa tecnologia de sísmica de alta resolução pode ser programada, por exemplo, para trabalhar em frequências de 3,5 kHz a 12 kHZ, seguindo a lógica de quanto menor a frequência, maior o alcance e menor a resolução”, diz ele.

Integração de métodos
Marcia Rainer, supervisora de geofísica do centro de dados da Fugro Brasil, ressalta que o método sísmico, mais especificamente o perfilador de sub-fundo, é o mais comumente utilizado para fins de engenharia. “Esse equipamento sísmico possui uma penetração de até 50 m e, portanto, mapeia as primeiras camadas abaixo do fundo marinho, as quais são suficientes para identificar qualquer obstáculo para locações de plataforma, a instalação de estruturas submarinas e outras finalidades.”

Segundo ela, é possível combinar dados sedimentológicos a essas tecnologias para interpretar os resultados de sub-superfície de forma mais acurada. “Além disso, é importante combinar a sísmica com outros métodos geofísicos, como o batimétrico e o sonográfico, para o melhor dimensionamento dos projetos.”

De acordo com Martins, a Fugro dispõe de um equipamento para a aquisição de dados  que trabalha sem a necessidade de operador, com autonomia de até três dias. “Trata-se do AUV, um sistema autônomo que é programado na superfície para percorrer uma área pré-determinada.” Segundo ele, o equipamento é capaz de utilizar diversos métodos geofísicos, como o multifeixe, o sonar de varredura lateral e o perfilador de sub-fundo. “Tudo para compor uma análise geofísica completa”, conclui Martins.