Tomografia Sísmica em Apoio a Obras de Engenharia

Resumo

A análise das velocidades sísmicas de ondas primárias (Vp) refratadas na interface entre o manto de alteração e o embasamento é amplamente aplicada a estudos de engenharia ligados à escavação e suporte de grande carga. Um abalo sísmico gerado por uma fonte artificial na superfície, percorre e espalha-se através da subsuperfície retornando por geometrias distintas que caracterizam os métodos da reflexão e refração. A sísmica de refração é a mais comumente utilizada em estudos geotécnicos devido a sua operacionalidade e menor custo. O elemento de estudo da sísmica de refração é o raio incidente que sofre refração crítica e viaja ao longo da interface antes de retornar à superfície. Para que a refração crítica ocorra e o princípio da sísmica de refração se aplique, é necessário que a velocidade aumente com a profundidade e, isto em geral acontece no sistema manto de alteração e embasamento. A tomografia sísmica se baseia nos princípios da refração, entretanto se determinam refrações de pequenas porções, fornecendo variação gradual do aumento da velocidade Vp. Exemplifica-se neste trabalho a obtenção do gradiente de velocidades a partir de tomografia sísmica caracterizando o contato entre o manto de alteração e o embasamento ao longo de um perfil sísmico, localizado em superfície sobre a região em que será realizada a escavação de um túnel de uma Pequena Central Hidroelétrica (PCH). As litologias envolvidas correspondem ao contato entre o gabro alterado e o quartzito, caracterizado por um grande contraste de velocidade. Neste levantamento foi utilizado marreta de 6 kg como fonte de energia sísmica e sismógrafo de 24 canais. Foram efetuados 5 pontos de tiro para cada base sísmica e 2 fora do arranjo, com espaçamento entre geofones de 5 metros e uma profundidade de investigação de aproximadamente 50 metros. Para a determinação das primeiras quebras e inversão dos dados foi utilizado o pacote SeisImager da Geometrics. A tomografia sísmica forneceu uma seção 2D ao longo da linha mapeando o forte contraste de velocidade atribuído ao contato do gabro alterado com o quartzito. O emprego deste método constituiu, portanto, uma ferramenta valiosa para a tomada de decisões frente à estabilidade do túnel a ser escavado e, consequentemente, na previsão de investimentos na obra.