Focus das atividades

Como estabilizar a estrututa de Minas?

O seguinte projeto foi inicialmente concebido para garantir a segurança de um grande número de funcionários e trabalhadores na mina de potássio localizada no sul da área de Harz, nas regiões de Saale e Unstrut. O projeto se tornou necessário... mais

Exploração Geofísica de Depósitos de rochas duras

No âmbito dos trabalhos desenvolvidos com Calcário na região de Wülfrath Rhenisch, o Instituto Kali-Umwelttechnik desenvolveu trabalhos de geofísica de exploração com intuito de avaliar a viabilidade econômica dos depósitos de calcário. O programa de exploração involveu as seguintes tarefas descritas abaixo:

• Elaboração de mapas do complexo de calcário e das diferenciações e diposições em relação as rochas encaixantes.
• Estabelecimento dos valores de massa, extenção e profundidade do depósito.
• Identificação das características geomecânicas e feições estruturais, relacoes tectonicas, falhamentos, fissuras, etc...
• Estabelecimento das disposições dos macisos de Calcário e suas inclinações.
• Estabelecimento dos valores de disposição e extenção das rochas encaixantes.
• Recomendações finais para os trabalhos subsequêntes de songagem e perfuração

Para o levantamento destas informações, o Instituto K-UTEC utilizou-se de vários métodos geofísicos de exploração para que os resultados fossem alcançados e obtidos no contexto do projeto :

Os resultados do projeto de sísmica são descritos na figura 1. Dos resultados dos levantamentos de sísmica, significantes conclusões podem ser tomadas com base na avaliação dos dados obtidos no complexo de calcário e onde ele ocorre. Do mesmo modo, a profundidade e a extensão dos corpos rochosos podem ser verificadas. Adicionalmente, a ocorrência de intrusões são facilmente reconhecidas nos sismogramas.

Perfil Sísmico do projeto de exploração

No exame geoelétrico de corrente direta, diferênças de resistência são reconhecidas nas formações em maiores profundidades. A variação dos valores de resistência demostram típica diferenciação dos tipos litológicos. Como resultado, diferentes classificações litológicas podem ser asseguradas com base nestes valores. A figura 2 é um exemplo dos resultados dos levantamentos de resistência que correspondem com as amostras coletadas nos furos de sondas na área de estudo. Os resultados dos levantamentos geoelétricos suportam as conclusões obtidas com o levantamento sísmico.

Perfil Geo-elétrico de resistência com interpretação geológica.

Utilizando-se da técnica de radar borehole, a disposição e extensão das zonas de calcário podem ser verificadas bem como a inclinação das respectivas camadas. Com a ajuda de radares com ondas de penetração profunda, uma estimativa exata do corpo calcário pode ser adquirida como ilustra a figura 3.

Avaliação qualitativa do corpo calcário com base nos resultados da técnica de radar borehole.

Com base nos resultados obtidos com diversas técnicas geofísicas uma análise complexa e segura acerca da investigação do corpo rochoso pôde ser obtida:

• Condições do depósito de calcário
• Ângulo de inclinação das camadas em diferentes porfundidades
• Sentido da inclinação
• Grau de resistência
• Localização, posicionamento  e extenção dos sistemas
• Definição dos limites do depósito (Figura 4)

Representação da área de estudo (topo), topografia (intermediário) e superfície calcária (abaixo) depois da remoção das rochas encaixantes.

Investigação detalhada das fundações do Castelo de Sondershausen

A importância histórica do castelo de Sondershausen é indiscutível, porém o estado de suas fundações é problemático. As presentes condições de segurança das edificações é urgente, bem como a atual necessidade de restauração de suas estruturas.
Entretanto, para um sucesso no início do programa de obras torna-se necessário um levantamento de informações sobre as causas dos danos e avarias, bem como as medidas à serem tomadas.
As feições de rachaduras presentes nos trabalhos preliminares indicam que tais avarias e instabilidades são causados em sua maioria por causa de fundações instáveis e em consequência fenômenos de subsidência do terreno.
Dentro da estrutura do projeto de investigação, o Instituto Kali-Umwelttechnik empenhou esforços para estabilizar as causas dos danos por meio de trabalhos inter-disciplinares de geologia, geofísica, geomecânica, mecânica subterrânea, modelagem estatística e arquitetura para estabelecer soluções e sugestões para o projeto de restauração.
Na planta do complexo do castelo mostrado na figura 5, os perfis de levantamentos geofísicos foram incorporados. Para o projeto de investigação, os seguintes métodos geofísicos foram utilizados:

• Sísmica: Sísmica de refração, sísmica de reflecção, sísmica com ultra-sonda (sonar)
• Tomografia Sísmica
• Tomografia geoelétrica: também conhecida como falsa seções
• Levantamentos Radiométricos
• Tomografia de Radar

Mapa da área do perfil geofísico

Em conjunto com os procedimentos de superfície e o método de radar borehole, a investigação do embasamento rochoso também foi verificada, utilizando-se dos métodos geofísicos e geotécnicos aplicados ao caso. Pela combinação de todos os resultados obtidos, involvendo a compreensão dos resultados de forma interdisciplinar pôde ser elaborado um diagnóstico do estado e profundidade das edificações e do substrato rochoso (análise multi-colorida do embasamento de arenito).

As diferenças nas leituras do sonar provam a presença de anômailas subterrâneas.

Como exemplo dos levantamentos sísmicos, diferenças de frequência são notadas em diferentes áreas do castelo como mostra a figura 6. Essas diferenças são as indicações definitivas das irregularidades na estrutura do terreno. Áreas com baixa frequencia de “feedback” são interpretadas como sendo material inconsolidado e instável, enquanto que áreas com alta frequência de “feedback” são indicativas de materiais consolidados e estruturas rochosas.
Dos resultados de levantamentos sísmicos de superfície dos arenitos e juntamente com a elaboração de mapas topográficos, calculou-se a profundidade do horizonte intempérico, sendo destacados em forma multicolorida na área de estudo. As diferenças das espessuras das camadas de horizonte intempérico e rocha sã podem ser observados na figura 7.

Perfil do subsolo nas áreas próximas do castelo.

Os levantamentos eletromagnéticos e tomográficos providenciaram mais informações detalhadas. Com o uso dos equipamentos de radar borehole, a emissão e absorção dos andas de raio-x foram mensuradas entre os dois boreholes. A propagação e absorção de ondas eletromagnéticas entre os dois boreholes é estabilizada pelo radar. Neste exemplo de caso, os boreholes não estão paralelos, mas sim alinhados em ângulos uns com os outros. Os resultados do levantamento estão ilustrados na figura 8.

Radiação principal do levantamento de radar tomográfico

As figuras 9 e 10 mostram os resultados do levantamento elétrico de resistência como resultado do tomograma. A zona central entre os dois boreholes, em azul, representa a detecção da área onde exite uma cavidade. Entretanto, os resultados mostram que a cavidade não oferece riscos significativos.

Tomograma de radar com emissões de raios-X		Tomograma de radar de resistência elétrica

Utilizando-se dos métodos de investigações geofísicas, a área que abrange a localização do Castelo de Sondershausen foi investigada e estudada, uma quantidade maior de prédios e monumentos históricos nas áreas circunvizinhas tiveram suas edificações analisadas e elucidados os respectivos problemas geotécnicos. Ao longo da dispocição das cavidades e zonas de fraturamento e de subsidência, foi estabelecido a proposta de fortalecer as fundações dos prédios em níveis mais silicificados da rocha sã.