282 a investigacao sismica de areas submersas rasas parte 1 fundamentos e demandas, Pesquisas de Química. Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
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marcos_tavares14 de Novembro de 2016

282 a investigacao sismica de areas submersas rasas parte 1 fundamentos e demandas, Pesquisas de Química. Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)

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SBGf boletim

Publicação da Sociedade Brasileira de Geofísica Número 2.2008

Geofísica e Geologia Marinha

Treinamentos sob demanda EDITORIAL, Pág. 2

A investigação sísmica de áreas submersas rasas ARTIgO TÉCNICO, Pág.11

Associada às áreas de engenharia, mineração e meio ambiente, a comunidade científica busca ampliar seus conhecimentos do subsolo marinho e de suas potencialidades

Boletim sBGf | número 2 2008 11

artiGo téCniCo

A investigação sísmica de áreas submersas rasas: Parte 1-fundamentos e Demandas Luiz Antonio Pereira de Souza - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT

INTRODuçãO A investigação de ambientes submersos rasos (rios, reservatórios, áreas costeiras e plataforma continental interna) tem despertado especial interesse no Brasil e no mundo nestes últimos anos. O destaque para estes ambientes vem principalmente do fato de que é neles onde tem se concentrado grande parte da atividade antrópica. O crescimento da economia do país reflete diretamente na intensidade da ocupação destes sensíveis ambientes, que contêm muito dos recursos naturais demandados pela sociedade moderna. A este crescimento associa-se o crescimento populacional e intensificam-se os processos de urbanização e as atividades industriais. Crescem conseqüentemente as atividades relacionadas a lazer, turismo, pesca, exploração mineral (petróleo, mate- rial de construção etc.), hidrovias, portos, dragagens, escolha de sítios para instalação de dutos, pontes, mari- nas, túneis, emissários submarinos, ilhas artificiais, barra- gens e até mesmo para disposição de resíduos.

As áreas costeiras, em especial, constituem ambientes altamente complexos, pois representam fisicamente uma interface tripla: atmosfera, continente e oceano. Geologi- camente, o substrato que compõe este ambiente originou- se a partir das oscilações do nível do mar no Quaternário. Como resultado, tem-se uma complexa interdigitação de camadas de sedimentos argilosos e arenosos, o que por si só exige investigações detalhadas quando da necessidade de ocupação destes setores. Ventos, ondas, marés e corren- tes são alguns dos agentes da natureza que atuam nestes ambientes promovendo transformações em escalas de tem- po das mais variadas. A interação destes processos naturais com aqueles resultantes do expressivo incremento da ocu- pação humana leva a transformações na paisagem costeira muitas vezes indesejáveis, que acabam por exigir da socie- dade intervenções (muros, molhes, quebra-mares, guia- correntes, regeneração de praias erodidas, emissários etc.) que nem sempre são executadas com bases sólidas de co- nhecimento geológico ou geotécnico, contribuindo assim para o aumento dos riscos de degradação destes ambientes de transição, além dos conseqüentes prejuízos.

A grande quantidade de material (rochas e sedimen- tos) remobilizada pelo homem em suas atividades cons- trutivas é indiscutível. Wilkinson (2005) afirma que, atu- almente, o homem é o mais importante agente de denudação da superfície, superando, em uma ordem de magnitude, a soma de todos os processos naturais atuan- tes na superfície terrestre. À parte de eventual exagero nestes cálculos, o fato é que intervenções antrópicas, se realizadas sem estudos investigativos prévios, em particu- lar quando se trata de áreas submersas, contribuem efeti- vamente para o incremento dos processos de denudação com os conseqüentes prejuízos ambientais e econômicos.

Construções irregulares em áreas costeiras e a cons- trução de barragens em rios, impedindo que os sedimen- tos alcancem as áreas costeiras, limitando os processos de

remobilização e sedimentação costeira, constituem exem- plos dessas interferências.

Em áreas interiores, a remoção da cobertura vegetal com fins agroindustriais, constitui um bom exemplo de in- terferência, que promove grande desequilíbrio no balanço dos processos de erosão e assoreamento continental.

Em qualquer destas intervenções, com ou sem obras de engenharia, há sempre necessidade de estudos oceano- gráficos, geológicos e geotécnicos abrangentes não só acerca dos processos atuantes, mas também das condi- ções físicas e estruturais do terreno. Não raramente, vul- tosos investimentos em obras de engenharia se fazem prementes para tornar viável a ocupação destes setores, ou mesmo a manutenção da ocupação já efetivada sem os essenciais estudos prévios. São comuns na literatura exemplos de projetos de estruturas de proteção suporta- das por estudos pouco abrangentes tendo resultados ca- tastróficos no próprio local focado ou nas áreas contíguas (Trainini, 1994; Mansor, 1994; Morais et al., 1996; Casti- lhos & Gré, 1996; Tessler & Mahiques, 1996; Pereira et al., 1996; López & Marcomini, 1996; Neumann et al., 1996; Lima et al., 2002; Maia et al., 2002 e Abreu et al., 2005). Um item relevante a se destacar na ocupação de áreas costeiras são os portos. Os primeiros no Brasil foram construídos em áreas abrigadas e com boas condições de acesso (p.ex. portos de Santos, SP e do Rio de Janeiro, RJ). Naquele momento, estas obras, relativamente precá- rias, davam conta das necessidades sem causar grandes problemas, ou sem conseqüências danosas evidentes às áreas circunvizinhas. Todavia, com a intensificação de seu uso, resultado principalmente do incremento do co- mércio exterior, novas carências foram surgindo. No caso das áreas submersas interiores, como rios, lagos naturais ou artificiais, vários são os aspectos que despertam o in- teresse da sociedade nos dias atuais. Entretanto, enfoque especial tem sido dado à questão da água e da energia (Klessig, 2001). Para o Brasil, a questão energética ocupa posição relevante já que grande parte da energia gerada e consumida tem origem hídrica. A água, por outro lado, tem papel não menos fundamental, já que são muitas as limitações colocadas por diversos autores com relação à sua disponibilidade como bem mineral, com perspectivas bastante preocupantes no que tange ao futuro próximo. Os tópicos apresentados conduzem à necessidade premen- te de maior conhecimento dos cursos d’água e dos reser- vatórios, quanto ao potencial energético e armazenador de água, bem como dos processos sedimentares atuantes que, em última instância, serão os responsáveis pelo con- trole da vida útil do empreendimento. Neste contexto, os métodos geofísicos empregados na investigação de áreas submersas rasas oferecem enorme contribuição, consti- tuindo ferramenta indispensável na investigação destes ambientes. Entretanto, estes métodos não se constituem a partir de uma simples transferência dos princípios dos

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métodos empregados na investigação das áreas emersas, tampouco nas áreas submersas profundas, voltados prin- cipalmente para pesquisa de hidrocarbonetos. Este proce- dimento exige adaptações tecnológicas de toda ordem tendo em vista as distintas demandas inerentes à investi- gação destes ambientes, que basicamente tem por objeti- vo dar suporte a projetos de engenharia.

A gEOfíSICA APLICADA NA INVESTIgAçãO DE áREAS SuBmERSAS RASAS Engenheiros, geólogos, oceanógra- fos, geógrafos, hidrólogos e tecnólogos são alguns dos profissionais que, ao implementarem estudos de terrenos submersos, seja para fins acadêmicos ou aplicados (cons- trução de portos, barragens, marinas, hidrovias, pesquisa mineral etc.), têm requerido, para a caracterização devida e segura das áreas, mais informações de subsuperfície que aquelas geradas pelos métodos convencionais de investi- gação (sondagens, testemunhagens ou amostragens). São muitas as razões que conduzem à necessidade de dados adicionais quando se trata da investigação de áreas sub- mersas, destacando-se: a) em estudos geológicos básicos, a necessidade de extrapolar, para as áreas submersas, o conhecimento geológico acumulado nas áreas continen- tais; b) na pesquisa mineral, a necessidade de buscar recursos minerais para suprir as carências da sociedade, já que muitos dos depósitos continentais encontram-se em fase de esgotamento; c) a necessidade de estudar rios e reservatórios do ponto de vista da navegação, pois mui- tos desses constituem hoje importantes rotas de transpor-

te de cargas, além do ponto de vista da água potável, já que grande parte da água consumida origina-se destes ambientes; d) a necessidade de estudar os ambientes sub- mersos para dar suporte a projetos de engenharia; e) eventuais interesses arqueológicos. Em qualquer destes tópicos os levantamentos geofísicos têm muito a contri- buir. Além disso, tratam-se de ensaios não-destrutivos ou não-invasivos, pois as informações são obtidas a partir da superfície, sem a necessidade da penetração física no meio investigado. Esta propriedade tem especial relevân- cia nos tempos atuais em que interferências ambientais têm forte controle legal. São vários os exemplos na litera- tura que ilustram as diversas vantagens de utilização de métodos geofísicos na investigação de áreas submersas. Tóth et al. (1997) e Souza (1988) apresentam vários exem- plos que ratificam a excelente relação custo-benefício quando da aplicação desses métodos. A possibilidade de visualização contínua, em duas ou três dimensões, das superfícies e subsuperfícies submersas por meio de ensaios geofísicos permitem uma análise ampla da área de estu- do, o que seria praticamente impossível, se reunidos ape- nas dados pontuais obtidos pelos métodos convencionais de investigação, mesmo que estes fossem obtidos a partir de grids com nós muito próximos, o que comumente é inviável, ante principalmente os custos operacionais envolvidos. As técnicas de investigação geofísica de áreas profundas têm recebido, desde há muito, grande atenção e enormes investimentos, tanto na questão da aquisição como da interpretação e do processamento dos dados,

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tendo em vista, a resposta ou a recuperação quase ime- diata dos recursos investidos, por se tratar, comumente, de pesquisas relacionadas com a prospecção de hidrocar- bonetos. Por outro lado, somente nestas últimas duas décadas, alguma atenção tem sido dispensada ao desen- volvimento de métodos de investigação de áreas submer- sas rasas, fato que ocorreu certamente como resposta ao período de notável crescimento da ocupação, em especial, das regiões costeiras, gerando, conseqüentemente, novas demandas da sociedade.

COmPARTImENTAçãO DA INVESTIgAçãO gEOfíSICA DE áREAS SuBmERSAS A investigação sísmica de áreas sub- mersas pode ser compartimentada em dois grandes blo- cos: investigação rasa e investigação profunda. Esta compartimentação ocorre tendo em vista a tecnologia envolvida na consumação da investigação em cada caso. Na primeira, utiliza-se equipamentos geofísicos de menor porte (fontes acústicas que raramente possuem potência superior a 1000 joules) necessitando de meios flutuantes também de menor porte. Na segunda, utiliza-se navios de grande porte e equipamentos de geofísica que lidam com fontes acústicas de alta potência (comumente milhares de joules). Esta última, que não é o foco da abordagem deste artigo, está relacionada à indústria do petróleo e também à investigação geológica básica, principalmente de bacias sedimentares. A primeira, que é o foco desta discussão, refere-se à investigação dedicada ao fornecimento de suporte técnico a projetos de engenharia e de geologia

básica rasa (mapeamento) e pode ainda ser subdividida em dois subgrupos: investigação de superfície e de subsu- perfície. O primeiro diz respeito à caracterização geológi- ca das superfícies submersas e envolve o mapeamento de afloramentos rochosos, feições sedimentares ou estrutu- rais e até mesmo a localização de embarcações naufraga- das. A delimitação do traçado de dutovias (Souza et al., 2006), de hidrovias e de áreas favoráveis para instalação de bota-foras, são exemplos de projetos nos quais a prio- ridade de investigação é a caracterização de superfícies submersas. Nestes projetos, comumente não existe a necessidade da investigação de subsuperfície. Assim, com estes objetivos, são utilizadas fontes acústicas que emitem preferencialmente espectros de altas freqüências, comu- mente superiores a 30kHz. Ecobatimetria (simples, dupla ou multifeixes) e a sonografia de varredura lateral consti- tuem os principais métodos sísmicos empregados (Fig. 1). A Fig. 2 ilustra um exemplo de aplicação da sonografia de varredura lateral no mapeamento de contatos geológi- cos, neste caso, em apoio a estudos sedimentológicos a jusante da barragem de Porto Primavera, SP. Os sistemas digitais existentes permitem que estas imagens sejam automaticamente justapostas lateralmente compondo um mosaico que possibilita o desenvolvimento de uma análi- se global de várias características geológicas da área investigada (lineamentos, falhas, afloramentos rochosos etc.). Os sistemas atuais permitem ainda a utilização de fontes multifreqüenciais, o que garante resolução e alcan- ce lateral simultaneamente.

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O segundo subgrupo refere-se à investigação de sub- superfície, cujo objetivo é dar suporte a projetos em que informações sobre a espessura da coluna sedimentar ou a profundidade do embasamento rochoso são fundamentais.

A determinação da espessura das camadas sedimentares visando cálculos de cubagem de material para dragagem e da profundidade do embasamento rochoso, em projetos de pontes, túneis, portos e barragens, são alguns exemplos de estudos que exigem informações desta natureza, e que, por- tanto dados oriundos apenas de superfície de fundo não atendem às necessidades do projeto. Com esta finalidade se destacam os métodos sísmicos que utilizam fontes acústicas do tipo boomers, sparkers e chirps que emitem sinais acústi- cos com espectros de freqüências inferiores a 20kHz (Fig. 3). A Fig. 4 constitui uma tentativa de compartimentar a inves- tigação sísmica de ambientes submersos rasos tomando como referência as diferentes fontes acústicas existentes e suas principais características e aplicações (Souza, 2006).

DEmANDAS A importância desta discussão está embasada fundamentalmente em três demandas existentes no Brasil: a primeira refere-se à necessidade de aprimoramento do conhecimento geológico e geotécnico de áreas costeiras e da plataforma continental interna, devido principalmente à rápida evolução do nível de uso e/ou ocupação destas áreas, facilmente notável ao observarmos os projetos de infra- estrutura ora em desenvolvimento no país. Dutos, portos, emissários submarinos, plataformas de exploração, rotas de navegação, locação de sítios para depósitos de resíduos, recuperação de praias, prospecção de recursos minerais e pesqueiros são alguns exemplos de usos múltiplos que exi- gem melhor e maior conhecimento deste ambiente geológico para garantia de sucesso e da sustentabilidade dos projetos.

iNveStiGação De SUBSUPerFíCie

iNveStiGação De SUPerFíCie

BatiMetria Fontes acústicas:

ecobatímetros (ecocaráter,

classificadores de fundos)

> 30kHz

PerFilaGeM SíSMiCa Prioridade: resolução

Fontes acústicas: chirp, 3.5,

7kHz e paramétricas

2 - 20kHz

PerFilaGeM SíSMiCa Prioridade: penetração

Fontes acústicas: boomers,

minisparkers e airguns

< 2kHz

iMaGeaMeNto Fontes acústicas: sonar de

varredura lateral e

batimetria de varredura

> 100kHz

Fig. 3: Exemplos de fontes acústicas de baixa freqüência e alta energia: A = boomers; B, C e D = sparkers. Modificado de Souza (2006).

Fig. 2: Imagem obtida no rio Paraná (SP) por meio da sonografia de var- redura lateral ilustrando o nítido contato entre um fundo com textura lisa e homogênea interpretado como cobertura sedimentar, e um fundo com textura rugosa, característico de afloramentos rochosos. (Souza, 2006; IPT, 2001). Fig. 4: Compartimentação da investigação sísmica de áreas submersas

rasas. INVESTIGAÇÃO DE SUPERFÍCIE: batimetria - utiliza fontes acústicas que emitem freqüências a partir de 30kHz; imageamento - utiliza fontes acústicas que emitem sinais de freqüências geralmente superiores a 100kHz. INVESTIGAÇÃO DE SUBSUPERFÍCIE: perfilagem sísmica - utiliza fontes acústicas que emitem freqüências geralmente inferiores a 20kHz. Pode ser subdividida em dois grupos: métodos que priorizam a resolução (>2kHz) e os que priorizam a penetração (<2kHz) (Souza, 2006).

Fig. 1: Exemplos de fontes acústicas de alta freqüência: A) ecobatímetros de dupla freqüência (38/200kHz); B) sonar de varredura lateral (100kHz).

a a

B B

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Placeres marinhos, por exemplo, já constitui, em muitos paí- ses, fonte principal de recursos minerais (Silva, 2000). Com o inevitável esgotamento das reservas continentais, é incondi- cional e estratégico para o país envidar esforços na busca de bens minerais na plataforma continental. O Brasil, por meio do seu Serviço Geológico (CPRM) desenvolve projeto nesta direção (REMPLAC – Programa de Avaliação da Potenciali- dade Mineral da Plataforma Continental Jurídica Brasileira). Uma segunda demanda refere-se à necessidade de conheci- mento geológico e geotécnico de áreas submersas continen- tais interiores (rios e reservatórios). Esta demanda ocorre devido ao aumento da população, da ocupação e conse- qüentemente, das necessidades básicas decorrentes: armaze- namento de água potável, geração de energia elétrica, transportes (hidrovias), controle de vazão dos rios (controle de enchentes), recreação, controle de processos de erosão e assoreamento, prospecção de material de construção, entre outras. A relevância deste tema para o Brasil é constatada pela existência de dezenas de reservatórios, parcial ou total- mente assoreados, muitos dos quais ainda em operação, mas com graves problemas com relação ao excesso de sedimen- tos. Carvalho (1994) apresenta amplo estudo sobre hidrosse- dimentologia focando a questão do assoreamento dos reservatórios, as conseqüências para a sociedade e os prejuí- zos econômicos e sociais. Exemplos de reservatórios assore- ados são freqüentes na literatura internacional. Chanson (1998) e Chanson & James (1998, 1999) fazem interessantes retrospectivas sobre este tema na Austrália no começo do

século passado. Uma terceira demanda, não menos impor- tante, já que dá suporte às anteriores, constitui a demanda que pode ser denominada de “metodológica”. Está relaciona- da à ausência de literatura específica sobre esse tema no país, que proporcione aos empreendedores e/ou pesquisado- res o suporte técnico necessário ao melhor desempenho no emprego dos métodos geofísicos, de forma a garantir que os produtos obtidos da utilização destes métodos de investiga- ção sejam mais adequados aos propósitos do projeto origi- nal. Não são raros os exemplos na literatura nacional do emprego equivocado de métodos geofísicos na tentativa de resolver questões no contexto da investigação de áreas sub- mersas rasas. A utilização de perfiladores sísmicos de alta freqüência (SBP 3,5kHz, 7kHz, 10kHz, chirp de baixa potên- cia) na busca da profundidade do embasamento rochoso ou da espessura de camadas arenosas, em ambientes desfavorá- veis à aplicação dessas fontes acústicas constitui um exem- plo de uso inadequado de métodos geofísicos em projetos de geologia de engenharia ou de geotecnia. Com estes objeti- vos, boomer, sparker e chirp de alta potência constituem as fontes acústicas que apresentam melhor desempenho, já que lidam com baixas freqüências e alta potência e, portanto possuem poder de penetração. Por outro lado, no estudo de lagoas de decantação, por exemplo, os perfiladores de alta freqüência mencionados anteriormente oferecem resultados mais interessantes que estes últimos. Até mesmo ecobatíme- tros que lidam com freqüências entre 15 e 33kHz podem apresentar resultados compatíveis com as demandas, no

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caso de projetos de investigação de ambientes restritos como lagoas de decantação. Na Fig. 5 o registro de ecobatímetro de dupla freqüência ilustra o poder de penetração de freqü- ências altas quando as camadas sedimentares são compostas de material lamoso.

COmO ESCOLHER O mÉTODO gEOfíSICO ADEQuADO Os métodos sísmicos se destacam quando se trata da investi- gação de áreas submersas. Outros métodos geofísicos (elé- tricos, eletromagnéticos e magnetométricos) têm sido aplicados em estudos destes ambientes, todavia têm aplica- ção restrita e apresentam resultados mais qualitativos que quantitativos, e assim, oferecem produtos que não necessa- riamente satisfazem as solicitações de projetos de enge- nharia. Todavia, mesmo considerando o excelente e consagrado desempenho dos métodos sísmicos em investi- gações desta natureza, a decisão pela utilização de um ou outro método sísmico, dentre as várias possibilidades exis- tentes, depende de algumas variáveis e, comumente, esta decisão não constitui um procedimento trivial. Diferentes métodos sísmicos utilizam diferentes fontes acústicas, que por sua vez possuem características específicas e oferecem produtos distintos. São vários os exemplos na literatura nacional de tomada de decisões equivocadas com relação ao método geofísico a ser empregado numa determinada investigação geológica ou geotécnica. Destes casos decor- rem enormes prejuízos financeiros e técnicos aos empreen- dimentos, além de um prejuízo maior que é o conceitual, de expor, negativamente, o método geofísico que foi empregado com objetivo para qual não foi configurado. As fontes acústicas possuem propriedades, tais como espectro de freqüências e energia (potência) emitidos, que as cre- denciam para serem aplicadas a objetivos distintos. De for- ma geral pode-se afirmar que fontes acústicas de freqüências superiores a 2kHz oferecem melhor resolução, mas com prejuízo da penetração. Ao contrário, fontes acús- ticas com freqüências inferiores a 2kHz favorecem o melhor desempenho no item penetração. O gráfico da Fig. 6 mos- tra um exemplo das limitações de penetração de uma fonte acústica do tipo 3,5kHz, que diminui drasticamente com o aumento da granulometria dos sedimentos.

Assim, para a investigação de depósitos sedimentares compostos basicamente de sedimentos arenosos (areias e cascalhos) comuns em aluviões de rios, com espessuras superiores a 8-10m, se faz necessário o emprego de fontes acústicas de maior energia e que emitam espectros com freqüências inferiores a 2kHz. Fontes do tipo boomer e chirp (preferencialmente os de alta potência) estão entre

as mais indicadas para se atingir estes objetivos. Os exem- plos ilustrados na Fig. 7 mostram excelentes perfis de subsuperfície obtidos com uma fonte acústica do tipo boomer. O primeiro, obtido no canal de Santos, permite observar a extensão do afloramento rochoso em profun- didade, assim como as camadas sedimentares com espes- sura superior a 15m. O segundo, obtido no lago Guaracia- ba, Santo André (SP) mostra uma camada de sedimentos com cerca de 25m de espessura depositada sobre a topo- grafia irregular do embasamento local, assim configurada como resultado das atividades pretéritas de extração de areia. A Fig. 8 ilustra um registro obtido com o emprego de fonte acústica do tipo chirp mostrando, por outro lado,

Características geológicas da superfície de fundo da área investigada

pe ne tr aç ão (m

)

lama argilosa

silte/areia fina

areia areia compacta

cascalho cascalho compacto

rocha

60-

50-

40-

30-

20-

10-

0-

Fig. 6: Desempenho da fonte acústica modelo GeoPulse Pinger 3,5kHz, da Geoacoustics: penetração esperada (em azul) e a variabilidade possí- vel (em roxo) para a relação penetração do sinal acústico x tipo de fun- do. Modificado de: <http://www.geoacoustics.com> (Souza, 2006).

Fig. 7: Registros obtidos por meio do emprego da perfilagem sísmica contínua com fonte acústica do tipo boomer. (A) Canal de Santos, SP (Souza et al., 2007); (B) Lago Guaraciaba, Santo André (SP). Modificado de Souza (2006) e IPT (2003).

Fig. 5: Perfil obtido com um ecobatímetro de freqüência de 33kHz mos- trando camada de lama com cerca de 4m de espessura. Registro cedido pela Kongsberg-Sinrad. Modificado de Souza (2006).

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Fig. 8: Registro obtido com emprego de perfilador sísmico de fonte acústica do tipo chirp (2-8kHz). Registro cedido pelo Prof. Dr. M. M. de Mahiques do IO/USP.

Fig. 9: Registro obtido com emprego de perfilador sísmico com fonte acústica do tipo boomer (Modificado de Bianco et al., 2003).

a importância do uso desta fonte na identificação da es- pessura das camadas mais superficiais de sedimentos, preferencialmente finos.

O exemplo ilustrado na Fig. 9 mostra a potenciali- dade do método de perfilagem sísmica com o uso de fonte tipo boomer, em projeto de dragagem de aprofun- damento e de derrocagem submarina, na área da Pedra das Palanganas, Porto de Paranaguá, PR. Este método tem a potencialidade de indicar com grande precisão, o contorno do topo do embasamento rochoso sotoposto por seqüências sedimentares com até dezenas de metros de espessura.

Não raramente projetos de engenharia ou geotecnia em áreas submersas rasas devem ser elaborados com base de dados em todos os níveis discutidos anteriormente, a saber: espessura da coluna sedimentar rasa, profundidade do embasamento rochoso e imageamento das feições es- truturais aflorantes na superfície de fundo. Em projetos desta natureza se faz necessário o emprego de sistemas de aquisição de dados mais complexos com capacidade de administrar, simultaneamente, várias fontes sísmicas, in- clusive o sonar de varredura lateral. Existem vários mo- delos disponíveis no mercado atualmente. O sistema Me- ridata (Finlândia), por exemplo, apresenta um excelente desempenho sob este ponto de vista, conforme ilustrado na Fig. 10, que mostra nitidamente o produto diferencia- do, sob ponto de vista da resolução e da penetração, de três fontes acústicas utilizadas simultaneamente (pinger 24kHz, chirp 2-8kHz e boomer 0,5-2kHz).

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CONCLuSÕES A análise desenvolvida neste artigo permi- te concluir que para um adequado desenvolvimento de estudos geológicos e/ou geotécnicos em áreas submersas rasas é fundamental proceder primeiramente uma análise criteriosa com relação aos objetivos do projeto em desen- volvimento. A melhor solução para o problema geológi- co-geotécnico será encontrada se três questões básicas forem devidamente avaliadas: 1) Qual é o objetivo do empreendimento? 2) Quais são as profundidades a serem investigadas? 3) Qual é o tipo de material a ser atravessa- do pelos sinais acústicos?

As respostas a estas questões vão indicar se a priorida- de do projeto é a investigação da superfície (1) ou da sub- superfície (2), e neste segundo caso, se a prioridade é reso- lução (3) ou a penetração (4) ou até mesmo se todas essas

informações são importantes. Com estes dados, o empreen- dedor poderá emitir uma licitação para levantamentos geo- físicos que basicamente irão prever, para o caso (1), levan- tamentos ecobatimétricos e/ou sonográficos que envolverão a utilização de ecobatímetros de uma ou duas freqüências, sistemas multifeixes e/ou sonar de varredura lateral. Neste caso o objetivo do projeto será caracterizar a morfologia da superfície de fundo, através da identificação de feições como afloramentos rochosos, estruturas sedimentares, fei- ções estruturais, como falhas e lineamentos ou, até mesmo, a localização de embarcações naufragadas, dando suporte a operações de busca ou salvamento. Para o caso (2), os le- vantamentos geofísicos solicitados serão aqueles relacio- nados à perfilagem sísmica contínua. Neste contexto, se a prioridade for a resolução (3), o projeto necessitará de da- dos referentes à espessura de finas camadas (métricas a submétricas) de sedimentos finos inconsolidados (lamas ou no máximo areias finas) e os levantamentos deverão ser executados com métodos sísmicos que utilizam fontes acústicas que emitem sinais com freqüências entre 2 e 30kHz (SBP 3,5kHz, 7kHz, 10kHz, 15kHz, chirp de baixa potência 2-10kHz ou pinger 24kHz). Informações desta na- tureza estão comumente relacionadas a projetos de obras de dragagem de manutenção em áreas portuárias, de hi- drovias, de lagoas de decantação e a estudos de assorea- mento de reservatórios, entre outros. Se a prioridade do projeto é a penetração de estratos sedimentares arenosos, ou seja, dados sobre a espessura da coluna sedimentar ou da profundidade do embasamento rochoso constituem in- formações fundamentais, os levantamentos geofísicos a se- rem solicitados serão aqueles também relacionados à perfi- lagem sísmica contínua. Neste caso, todavia, deverão ser empregadas fontes acústicas de alta potência e que emitem sinais com freqüências abaixo de 2kHz, o que possibilita a adequada penetração na coluna sedimentar. Sparkers, boo- mers e chirps de alta potência, estão entre as principais fontes acústicas utilizadas com estes objetivos, que apre- sentam produto final análogos aos exemplos ilustrados nas Figs. 7 e 9. Em alguns casos onde resolução e penetração são requeridas, o emprego simultâneo de várias fontes acústicas é recomendável, para obtenção de resultados se- melhantes aos ilustrados na Fig. 10.

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Fig. 10: Perfil sísmico executado com emprego simultâneo de três fontes acústicas (A) pinger (24kHz); (B) chirp (2-8kHz) e (C) boomer (0,5-2kHz). Observa-se nitidamente o desempenho diferenciado das fontes, com re- lação à penetração do sinal nos estratos sedimentares subjacentes. No perfil A e no perfil B se evidencia na superfície de fundo uma anomalia topográfica que somente no perfil C, pode ser correlacionada com a exis- tência de um corpo rochoso em subsuperfície, permitindo inclusive seu dimensionamento (Souza, 2006).

Boletim sBGf | número 2 2008 19

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