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Sondagem Rotativa (SR) - Ensaio de Perda d'água sob pressão.

foto - Sondagem Rotativa (SR) - Ensaio de Perda d'água sob pressão. por Equipe de Laboratório em 31/12/2018
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O Ensaio de Perda d'água sob pressão, realizado em maciços rochosos por meio de sondagens rotativas, mistas ou a rotopercussão, tem por objetivo a determinação da perda d'água específica (PE) e do comportamento do maciço frente à percolação de água. Consiste na injeção de água sob pressão em um determinado trecho de um furo de sondagem e na medida da vazão absorvida pelo maciço rochoso durante um certo tempo a uma dada pressão de injeção. A Figura 1 mostra o esquema de montagem dos equipamentos para a execução desse tipo de ensaio. 

Figura 1 Esquema de montagem para execução de ensaio de perda d'água sob pressão (ABGE).

Para isolar o trecho de ensaio, utiliza-se um obturador de borracha maciça, que é expandido contra a parede do furo por meio de um sistema pneumático (inflável a ar comprimido ou gás) ou mecânico (cruzetas). Geralmente, os testes são executados após o avanço da perfuração, aplicando-se apenas um obturador simples no limite superior do trecho de ensaio, sendo o limite inferior definido pela própria profundidade parcial da sondagem. O trecho de ensaio tem normalmente de 3m a 5m de comprimento. Quando, porém, os testes são executados  após o término da sondagem, é necessária a utilização de obturadores duplos, constituídos de dois trechos de borracha maciça dispostos nas extremidades desse equipamento, conforme Figura 2.


Figura 2: Obturadores simples à esquerda e duplo à direita. Foto divulgação Alphageos. 

O trecho de ensaio também pode ser entre 3m e 5m, porém é possível ajustá-lo para comprimentos de até 1 m, no caso de haver necessidade de se investigar a profundidade exata de alguma feição com elevada absorção de água. 

A pressão aplicada no manômetro é estabelecida por um critério que relaciona a pressão máxima admissível com a profundidade de cada intervalo de ensaio. No Brasil, o critério mais utilizado para a determinação da pressão máxima tem sido de 0,25kgf/cm²  (0,025MPa) para cada metro de profundidade, medido na vertical, a contar da boca do furo até metade do trecho de ensaio. Supõe-se que a adoção dessa pressão não provoque a ruptura do maciço rochoso ensaiado, cujo peso específico médio é estimado em 2.700 Kgf/m³ (27kN/m³). No caso de rocha friável ou muito alterada, a pressão máxima poderá ser ajustada para 0,15 kgf/cm²/m (0,015 MPa/m).

O ensaio é executado, convencionalmente, em cinco estágios de aplicação de pressão: mínima, intermediária, máxima, intermediária e mínima. 

A pressão intermediária tem valor igual à metade da pressão máxima e a pressão mínima corresponde a um metro da coluna de água acima da boca do furo, ou seja, 0,10kgf/cm² (0,010MPa). A execução do ensaio é feita pela injeção de água, na pressão determinada para cada estágio.  Após a estabilização do fluxo de água, mede-se a vazão de injeção a cada minuto, durante um período mínimo de 10 minutos. O cálculo do valor da perda de água específica (PE) é feito considerando os mesmos parâmetros utilizados nos ensaios de infiltração, levando-se em conta a carga da coluna de água, a posição do nível de água (de preferência, aquele medido 24 horas após o término da perfuração) e subtraindo-se a perda de carga na tubulação de ensaio.

O uso do conceito de permeabilidade para maciços rochosos não é adequado, uma vez que a permeabilidade primeira (interconexão entre poros) numa rocha é geralmente baixa ou mesmo desprezível, sendo mais correta a aplicação do conceito de condutividade hidráulica, que é dependente da presença de descontinuidades abertas e, portanto, mais apropriado quando se trata de avaliar o comportamento hidráulico de um meio fraturado. 

Do ponto de vista prático, a partir do resultado de perda de água específica (PE) resultante de um ensaio sob pressão, calcula-se a condutividade hidráulica (K), geralmente em cm/s, usando-se esta denominação em maciços fraturados, em vez de coeficiente de permeabilidade.


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Bibliografia consultada:

Geologia de Engenharia e Ambiental, volume 2: Métodos e Técnicas / editores Antonio Manoel dos Santos Oliveira, João Jerônimo Monticelli. São Paulo: ABGE  Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental, 2018.


Leia também:

Ensaio de Infiltração - Método de execução e Metodologia de cálculo de perda de água específica e do coeficiente de permeabilidade: acesse aqui

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