CARACTERIZAÇÃO DE INFILTRAÇÕES E PROBLEMAS DE ESTABILIDADE EM BARRAGENS DE TERRA MEDIANTE MÉTODOS GEOFÍSICOS O CASO DO DIQUE DE SANT LLORENÇ DE MONTGAI
Geofísica, Barragem, GEORADAR, GPR, Resistividade elétrica, Sísmica de Refração, Sísmica rasa, Refraction Microtremor, ReMi, Barragem de terra, Segurança de barragem, inspeção de barragem de terra.
As Barragens são elementos vitais à sociedade moderna e constituem-se em ativos financeiros com significativo valor econômico da infraestrutura de um país. Geralmente, possuem vida útil prolongada, entretanto, em caso de ruptura, podem representar alto poder de destruição do patrimônio antrópico e natural situado a jusante, podendo ainda causar danos letais aos seres humanos. Atualmente, o monitoramento de barragens com instrumentação convencional tem se mostrado satisfatório, mas pode apresentar restrições uma vez que cobre apenas um número limitado de blocos e regiões da barragem, previamente definidas em seu projeto estrutural. Outra desvantagem reside na possibilidade de fornecer resultados incorretos por mau funcionamento dos equipamentos, por diversas razões técnicas e operacionais. Ressalta-se que a instrumentação convencional possui vida útil muito inferior ao da obra, requer manutenção preventiva e corretiva especializada, e sua substituição pode ser onerosa e muitas vezes tecnicamente não recomendável. Enquanto isso, a Geofísica disponibiliza tecnologias estáveis e já consagradas para aplicações nas geociências e em algumas áreas da engenharia, que caracteriza-se por dispor de métodos não invasivos e de equipamentos com alto grau de automação eletrônica, com tempo reduzido de aquisição e processamento de dados. Tal tecnologia pode disponibilizar ainda modelos de dados contínuos 3D geoespacializados. Essas características fazem dos métodos geofísicos forte candidato para realizar a instrumentação de barragens e, face ao investimento da obra, podem ser considerados de baixíssimo custo. Eles apresentam forte potencial para atuar na complementação da instrumentação convencional, podendo servir para validá-la e, no caso de inexistência ou falha geral desta, substituí-la temporariamente. Em alguns casos específicos aventa-se a possibilidade de substituí-la em definitivo. Mesmo assim, a utilização de métodos geofisicos como instrumentação de barragem de terra é ainda incipiente e muitos deles hoje disponíveis não foram testados a exaustão para este fim. Buscando preencher algumas destas lacunas foram realizadas aquisições geofísicas de Resistividade Elétrica, Georadar (GPR), Sísmica de refração, e Refraction Microtremor (ReMi) no dique da barragem de Sant Llorenç de Montgai, localizada na província de Lleida, a 145 Km de Barcelona – Espanha. Os resultados obtidos nesta tese são promissores e estão apresentados individualmente na forma de perfis 2D e de forma integrada como modelos virtuais 3D. Dentre os métodos aqui experimentados a Resistividade Elétrica apresentou os melhores resultados, principalmente, por se ser praticamente imune aos ruídos presentes na área de aquisição, permitindo identificar claramente regiões previamente remediadas e observar a evolução do dique e dos estratos sobrepostos, entre os anos de 2003 e 2012. Graças a sua flexibilidade de resolução, o GPR permitiu investigar, em pequena escala, a integridade do dique, até a profundidade de 2,5 m, empregando-se antenas de 400 MHz. Com antenas de 50 MHz, foi possível identificar os contatos entre a fundação do dique, os sedimentos aluvionares e as rochas sobrejacentes, até aproximadamente 14 m de profundidade, com resolução vertical de 28 cm. O método Sísmica de Refração se mostrou sensível ao ruído acústico presente no ambiente, só apresentando resultado satisfatório na parte mais distal do dique, permitindo identificar adequadamente as principais descontinuidades. O método Refraction Microtremor não apresentou resultado satisfatório, para esse caso específico, devido à presença de ruído, provavelmente, produzido pelas unidades de geração de energia elétrica. Fica patente nesta pesquisa que os métodos geofísicos utilizados respondem de forma diferente e complementar às condições construtivas do dique, à geologia encontrada (aluvião, rochas carbonáticas e evaporíticas) e as anomalias presentes. Pode–se afirmar ainda que os métodos geofísicos, quando utilizados de forma integrada, são capazes de diminuir as ambiguidades nas interpretações individuais de cada método em separado e permitem o imageamento satisfatório do interior do dique e das principais feições geológicas. Adicionalmente, tais métodos permitem aferir a localização aproximada das injeções de um composto de cimento e argila e sedimentos (areia e lama) realizadas na sua fundação. Dessa forma, os resultados apresentados por essa pesquisa demonstram que os métodos geofísicos podem ser utilizados como instrumentação de barragens e podem se constituir em uma importante ferramenta adicional na inspeção e monitoramento de barragens de terra.