Monitoramento de barragens utilizando sísmica passiva : um estudo a partir de modelos sintéticos

Abstract

A erosão interna causada por infiltração e surgência de água é a maior causa da ruptura de barragens de terra. As inspeções visuais normalmente realizadas são pouco representativas e incapazes de cobrir toda a estrutura. A vantagem de utilizar métodos geofísicosnomonitoramentocontínuoéorecobrimentoderegiõesexpressivaseadetecção dos estágios iniciais de possíveis zonas erodidas. A teoria da interferometria sísmica surge como uma alternativa para o monitoramento contínuo de barragens de terra a partir da detecção das variações das velocidades sísmicas causadas pela saturação de camadas. No entanto, a técnica depende de diversas condições, como a necessidade de um campo de ondas difuso e de fontes ruidosas não-correlacionadas. Dessa forma, há a necessidade de gerar modelos sintéticos robustos que simulem condições de campo para testar os limites e potencialidades do método, além de validar os resultados obtidos experimentalmente. O objetivo deste estudo é avaliar o uso da interferometria sísmica para o monitoramento da barragem do Paranoá (Brasília, DF). Para isso, geramos modelos sintéticos que simulam uma aquisição sísmica passiva na barragem. Para obter um modelo geológico próximo da estrutura esperada, realizamos uma aquisição com fontes ativas na região de estudo e aplicamos técnicas de inversão para obter perfis de velocidade das ondas P e S. Simulamos aquisições em um modelo simples de duas camadas horizontais para entender o comportamento dos sismogramas recuperados através da interferometria. Para simular a saturação de uma camada, variamos as velocidades sísmicas e notamos que o método foi capaz de detectar tais variações. Além disso, o método também permitiu verificar mudanças nas velocidades sísmicas do modelo geológico mais complexo que representa a barragem do Paranoá. Implementamos uma técnica para monitorar as variações de velocidade utilizando uma abordagem de cálculo de coerência. Assim, geramos painéis de monitoramento sensíveis às mudanças nos modelos de camadas horizontais. Apesar de não ser eficaz como outros métodos de monitoramento passivo, a técnica pode ser desenvolvida para situações mais complexas com poucas alterações. Avaliamos que o monitoramento contínuo por sísmica passiva é viável. Recomendamos uma ampla cobertura de receptores e o uso de técnicas como os painéis de monitoramento ou outras já testadas para tal finalidade, com o objetivo de detectar variações temporais das velocidades sísmicas.