2.1. MÉTODOS INDIRETOS
São aqueles em que as determinações das propriedades das camadas do subsolo são extraídas indiretamente pela medida, seja da sua resistividade elétrica ou da velocidade de propagação de ondas elásticas. Os índices medidos mantêm correlações com a natureza geológica dos diversos horizontes, podendo-se ainda conhecer as suas respectivas profundidades e espessuras. Incluem-se nessa categoria os métodos geofísicos.
Estes consistem em ensaios de campo que não alteram as propriedades físicas do material pesquisado, onde se utilizam as feições topográficas, morfológicas e físicas do terreno. Nesse método o solo é analisado visualmente através de imagens por sensoriamento remoto e fotos aéreas
Os principais métodos são:
Métodos geoelétricos (eletroresistividade, sondagem elétrica vertical, potencial espontâneo e polarização induzida, radar de penetração no subsolo – GPR) Métodos sísmicos (sísmica de refração e sísmica de reflexão);
Métodos potenciais (magnetometria e gravimetria).
2.1.1. MÉTODOS GEOELÉTRICOS
Estes métodos envolvem a detecção, na superfície dos terrenos, dos efeitos produzidos pelo fluxo de corrente elétrica em subsuperfície.
Estes são empregados em:
Determinação da posição e geometria do topo rochoso; Caracterização dos estratos sedimentares;
Identificação de zonas de falhas, zonas alteradas, contatos litológicos, entre outros.
Dentre as principais propriedades elétricas utilizadas na investigação destaca-se a eletrorresistividade, que diz respeito à dificuldade encontrada pela corrente elétrica para se propagar num meio qualquer.
Os dados podem ser apresentados de várias formas, como perfis, seções e plantas de isovalores de resistividade aparente.
A figura abaixo mostra um exemplo de apresentação do resultado através de mapa onde se identifica através da baixa resistividade uma região de zona de falhas.
Este método consiste em medir, na superfície terrestre, o parâmetro resistividade elétrica com o emprego de um arranjo (simétrico ou assimétrico) de eletrodos de emissão (AB) e de recepção (MN).
A Sondagem Elétrica Vertical é uma técnica utilizada principalmente no estudo de interfaces horizontais, onde todo o arranjo de eletrodos é expandido ao redor de um ponto fixo central. Mede a variação vertical da resistividade elétrica em sub-superfície. Quanto maior o espaçamento dos eletrodos, maior a profundidade de investigação.
Possui ampla aplicação em estudos geotécnicos e em hidrogeologia.
Este método pode ser empregado em: construções de grandes obras civis (barragens, túneis e portos), áreas contaminadas e para construção de aterros sanitários.
Estudam a investigação da polarização, que pode ser natural (espontânea) ou induzida. Este último chamado de polarização induzida e útil para prospecção de cobre, chumbo e zinco.
Este método está relacionado as diferenças de potencial provocadas pela circulação de correntes elétricas naturais no subsolo. O mesmo é empregado na determinação das direção e sentido do fluxo dos fluidos subterrâneos.
O princípio e a geometria do arranjo dos sensores estão na figura abaixo.
O GPR é um método geofísico de imageamento da subsuperfície que utiliza pulsos elétricos para gerar ondas eletromagnéticas, na faixa de VHF/UHF, que são irradiadas por uma antena emissora transportada na superfície.
As ondas refletidas e difratadas são recebidas por uma antena receptora localizada na superfície do terreno.
Esta técnica possui amplas aplicações, como localizações de canais enterrados, estudos arqueológicos e forenses, entre outros, podendo ser aplicado também em zonas urbanas.
As informações são processadas por meio de softwares especializados, e os resultados apresentados na forma de um radargrama, muito similar a um sismograma.
Figura 6 – Executando o método. Figura 7 – Forma do resultado obtido pelo método GPR e sua interpretação. Fonte:Sousa 2003.
Os métodos sísmicos têm por objetivo estudar a distribuição em profundidade do parâmetro velocidade de propagação das ondas acústicas, que está relacionado com características físicas do meio geológico, tais como: densidade, porosidade, química mineralogia e constantes elásticas.
O modo de apresentação dos resultados se dá através das seções sísmicas. No contexto dos métodos sísmicos, as ondas elásticas (ou sísmicas) são produzidas artificialmente, por meio da geração de uma frente de onda a partir de um ponto predeterminado (fonte).
A propagação das ondas é induzida por meio da “injeção” brusca de alguma forma de energia (mecânica, principalmente) em subsuperfície.
Dois métodos sísmicos são conhecidos: reflexão e refração. Nesses as informações são processadas por meio de softwares especializados, e os resultados, apresentados sob a forma de sismogramas ou seções sísmicas.
Baseia-se na captação das ondas que incidem sobre um refletor em subsuperfície com inclinação menor que o ângulo crítico. Tais ondas são chamadas de reflexões subcríticas.
Nesta técnica, obtêm-se os tempos de percurso medidos, resultando em estimativas de profundidade das interfaces das camadas.
Baseia-se no registro das ondas sísmicas refratadas nas superfícies de contato litológico ou outras superfícies. As ondas captadas viajam com velocidade V2 ao longo da interface dos meios.
Normalmente utilizado para localizar superfícies refratoras, que separam camadas terrestres de diferentes impedâncias acústicas (velocidades sísmicas x densidades).
Figura 1 – Exemplo do método de sísmicade refração
2.1.3. MÉTODOS POTENCIAIS
A Magnetometria é um método que mede a intensidade do campo magnético terrestre, que sofre influência das rochas em profundidade, aumentando ou diminuindo o campo, conforme a composição destas rochas e os contrastes de susceptibilidade magnética existente entre as mesmas.
Em geral, reflete a quantidade de magnetita presente nas rochas.
Considera-se um dos métodos geofísicos mais utilizados para prospecção mineral, devido, principalmente, a rapidez do levantamento. Assim como na Gravimetria, os resultados da
Magnetometria são apresentados sob a forma de mapas e perfis.
A Gravimetria é um método voltado para o estudo das pequenas variações locais do campo gravitacional terrestre, gerado pela presença de rochas com diferentes densidades.
Os levantamentos gravimétricos são realizados em diferentes escalas, dependendo do objetivo do trabalho e da área de estudo.
Os dados são corrigidos, filtrados e o resultado é apresentado sob a forma de mapas ou perfis, que são utilizados em mapeamento geológico e em prospecção mineral.
2.2. MÉTODOS DIRETOS
Esse método permite a observação direta do subsolo, sua identificação, classificação e a resistência das suas diversas camadas, através da retirada de amostras do solo, ao longo de uma perfuração ou medição direta de propriedades in situ. Compreendem as escavações realizadas com o intuito de prospectar os maciços, as sondagens mecânicas e os ensaios, com as sondagens dos materiais ao longo da linha de perfuração descrevem-se testemunhos, estruturas geológicas e as características geotécnicas dos materiais.
Podem ser feitas por:
Sondagem SPT também conhecido como sondagem à percussão ou sondagem de simples reconhecimento, é um processo de exploração e reconhecimento do subsolo, largamente utilizado na engenharia civil para se obter subsídios que irão definir o tipo e o dimensionamento das fundações que servirão de base para uma edificação. A sigla SPT tem origem no inglês (standard penetration test) e significa ensaio de penetração padrão.
As principais informações obtidas com esse tipo de ensaio são:
A identificação das diferentes camadas de solo que compõem o subsolo; A classificação dos solos de cada camada;
O nível do Lençol freático;
A capacidade de carga do solo em várias profundidades.
O ensaio consiste na cravação vertical no solo, de um cilindro amostrador padrão – Barrilete, através de golpes de um martelo com massa padronizada de 65 kg, solto em queda livre de uma altura de 75 cm. São anotados os números de golpes necessários à cravação do amostrador em três trechos consecutivos de 15 cm sendo que o valor da resistência à penetração (NSPT) consiste no número de golpes aplicados na cravação dos 30 cm finais. Após a realização de cada ensaio, o amostrador é retirado do furo e a amostra é coletada, para posterior classificação que geralmente é feita pelo método Tátil-visual onde se determina a cor, a textura, a plasticidade e a consistência ou compacidade do solo.
Ilustração do equipamento
Nesse método simples, rápido e econômico a perfuração utiliza como instrumento o trado, um tipo de amostrador de solo constituído por lâminas cortantes, que podem ser compostas por duas peças, de forma convexa (trado concha) ou única, de forma helicoidal. A sondagem deve ser iniciada com o trado concha e seu avanço feito até:
Atingir a profundidade especificada na programação dos serviços; Ocorrerem desmoronamentos sucessivos da parte do furo;
O avanço do trado for inferior a 5 cm em 10 min. de operação contínua de perfuração;
Emprega equipamentos e processos que se mostram capazes de perfurar materiais impenetráveis para as sondagens à percussão, tais como rochas, pedras (matacões) ou outros obstáculos encontrados no subsolo, inclusive concreto. É um método de investigação que consiste no uso de um conjunto moto mecanizado projetado para a obtenção de amostras de materiais rochosos, contínuas e com formato cilíndrico, através de ação perfurante dada basicamente por forças de penetração e rotação que, conjugadas, atuam com poder cortante. A amostra de rocha obtida é chamada de testemunho, e pode ser de diversos diâmetros, a ser definido em função da utilização (tipo da obra).
A obtenção de amostras de testemunhos de sondagens rotativas visa não apenas a identificação da litologia e estruturas geológicas, mas também a identificação das características geotécnicas dos materiais e das descontinuidades.
As principais vantagens deste tipo de sondagem são:
Permite perfurações com ângulo de inclinação; Pode atingir grandes profundidades;
Permite execução de Ensaios de Perda d’Água (EPA) no maciço rochoso;
Figura 18 – Sondagem Rotativa
São escavações manuais ou feitas por meio de escavadeiras com o objetivo de expor e permitir a direta observação visual do subsolo, com a possibilidade de coleta de amostras indeformadas, além da visualização de estruturas presentes no solo ou na rocha bem como os horizontes de alteração do dolo e a profundidade do nível d’água, que também vem a ser o fator limitante para o avanço da escavação.
Possui um baixo custo, por isso é um método bem vantajoso, além de se utilizar de ferramentas simples e proporcionar acesso ao local a pé. O poço de inspeção ou trincheira de inspeção é uma escavação vertical, de seção circular ou quadrada, com dimensões mínimas suficientes para permitir o acesso de um observador, objetivando a inspeção visual das paredes e fundo, bem como a retirada de amostras representativas, deformadas e indeformadas.
Poço de inspeção é a escavação manual de grande diâmetro, geralmente de rasa profundidade. Seu principal objetivo é a análise das paredes da escavação em estado natural. Permite também a coleta de amostras com finalidade de ensaios laboratoriais.
Colaboração: Domingos Alencar