No último dia 22/06/2013, a ECD Sondagens Ambientais foi a responsável por ministrar uma aula prática da disciplina Técnicas de Investigação do Curso de Pós-Graduação em Gerenciamento de Áreas Contaminadas do SENAC. O curso é coordenado pelo professor Rodrigo Cunha e a disciplina é ministrada pelo professor Vicente de Aquino Neto, ambos da CETESB.
O objetivo principal da aula era mostrar para os alunos algumas ferramentas de campo pra a coleta de dados que irão subsidiar as tomadas de decisão e a elaboração do modelo conceitual da área de estudo.
Dentro do portfólio da ECD, optou-se por realizar a demonstração de amostragem de solo Direct Push pelas metodologias Dual Tube e Piston Sampler, conduzidas pela Power Probe 9100-ATV, fabricada pela AMS, sondagem com trados ocos helicoidais conduzida pela sonda montada sobre Trator ECD-TR-01, para a instalação de um poço de monitoramento convencional e um ensaio de piezocone de resistividade (RCPTu), conduzido também pela ECD-TR-0.
A aula teve início um pouco depois das 9:00 hs, com a chegada dos alunos ao campo de provas do SENAC. As equipes da ECD já estavam posicionadas.
A primeira atividade foi a amostragem de solo Direct Push pela metodologia Dual Tube, que tem a vantagem, sobre a metodologia tradicional utilizada no Brasil, a Single Tube (furo aberto), de revestir o furo de sondagem, impedindo que ocorra o desmoronamento das paredes do furo, que causa interferência ou contaminação das amostras de solo das profundidades maiores. Com o Dual Tube, o trabalho é rápido e o furo permanece revestido. Foram coletadas, com a Power Probe 9100 ATV, duas amostras (0-1,20 m e 1,20-2,40 m), com excelente recuperação no liner, graças à ferramenta especial fabricada pela AMS, os core catchers, que auxiliam na recuperação de amostras de material com pouca coesão (areia, por exemplo). Na tentativa de recolocar o tubo interno do amostrador na profundidade de 2,40 m, percebeu-se que havia entrado material arenoso saturado (nível de água em cerca de 1,0 m) por baixo do revestimento, o que inviabilizaria a coleta de amostras representativas pelo método Dual Tube. Optou-se, então, por preparar o ferramental apropriado para essa situação, o amostrador fechado de Pistão (Piston Sampler). Enquanto essa preparação era feita, os alunos deslocaram-se para a outra máquina (ECD-TR-01) para assistir à instalação do poço de monitoramento.
A segunda atividade foi observar o final de uma sondagem com trados ocos e a instalação de um poço de monitoramento convencional de acordo com a norma NBR 15.495-1. Na explanação teórica, foram abordadas algumas das premissas básicas da NBR 15.495-1 e 15.495-2, que são:
- a instalação do poço deve ser precedida de um modelo conceitual hidrogeológico, onde as diferentes camadas devem ser devidamente identificadas e um mapa potenciométrico deve ser elaborado. Observou-se que essas atividades (sondagens exploratórias e instalação de piezômetros) eram efetivamente realizadas na década de 90, mas esse hábito se perdeu, provavelmente devido à pressão do mercado. Desta forma, pode-se concluir que raramente um poço de monitoramento é instalado de acordo com a norma brasileira 15.495-1.
- como a instalação dos poços deve ser precedida por sondagens para, no mínimo, descrever a litologia, deve-se levar a campo um kit de pré-filtro/tubo-filtro adequado à formação onde será posicionada a seção filtrante do poço de monitoramento. Os kits, no entanto, ficam limitados ao material atualmente disponível: tubo-filtro de ranhura 0,25 mm, 0,50 mm ou 0,75 mm, recomendados para: silte a areia fina, areia fina a média, areia grossa, respectivamente.
- deve-se medir a posição do pré-filtro acima do tubo-filtro para que fique a 60 cm acima do topo do tubo-filtro. A medida inicial da colocação do pré-filtro não deve ser considerada, mas sim, a medida realizada após a realização do desenvolvimento preliminar (pistoneamento), pois ocorre um “assentamento” do pré-filtro durante a realização dessa atividade.
- o desenvolvimento preliminar é uma atividade que faz parte do processo de instalação do poço de monitoramento, sendo, portanto, obrigatória e essencial para a qualidade do mesmo.
Na 3ª parte da aula, os alunos retornaram para observar a Power Probe, agora realizando a amostragem de solo Piston Sampler. Essa metodologia consiste em cravar o amostrador fechado até a profundidade que se quer amostrar, abri-lo e somente então, cravá-lo para coletar a amostra. Esse é o único método que garante que a amostra que está sendo coletada é representativa da profundidade desejada, com um mínimo de interferência. Foi explicado aos alunos que é a única forma de se obter amostras de solos com pouca coesão, como solos arenosos, especialmente abaixo do nível de água, onde a pressão hidráulica que tende a carrear material para dentro do amostrador pela parte inferior. Nessas condições, a amostragem tradicional é impossível, e a amostragem Direct Push por dentro dos Trados Ocos também não funciona, pois entra material por baixo dos trados, da mesma forma que na amostragem Dual Tube, restando, como alternativa, somente o Piston Sampler. O amostrador foi cravado fechado até 2,40 m, foi aberto (através da retirada da ponteira interna, sem a utilização de hastes finas de rosca esquerda) e a amostra foi coletada de 2,40 m a 3,60 m. A recuperação foi, novamente, de quase 100% devido aos core catchers. O liner foi aberto, havia muita água e o solo, predominantemente arenoso, foi descrito pelos alunos, que notaram a variação de granulometria no comprimento do liner, o que indica uma variação grande, em 1,20 m, da condutividade hidráulica nas diversas camadas. O amostrador foi recolocado, cravado fechado até 6,0 m, para coletar a amostra de 6,0-7,20 m. Essa amostra também foi bem recuperada e observou-se um material argiloso, com muita variação de cor e textura, identificado como saprólito. Os alunos perceberam a utilidade das ferramentas demonstradas (Dual Tube e Piston Sampler), especialmente para coletar amostras de solo representativas abaixo do nível de água. Ao contrário do que se diz no mercado, é fundamental coletar amostras de solo saturado, pois é uma das poucas maneiras de se identificar as zonas preferenciais de fluxo e armazenamento, ou seja, é essencial para posicionar a seção filtrante dos poços de monitoramento, entre outras funções.
A 4ª parte da aula consistiu em um ensaio RCPTu (piezocone de resistividade): realizado com o auxílio da ECD-TR-01 e com o equipamento sueco fabricado pela Geotech, o RCPTu consiste em obter, em tempo real e precisão de centímetros, dados de resistência de ponta, atrito lateral (esses dois sensores compõem o CPT), poro pressão (u) e condutividade (ou resistividade) elétrica do solo (R). Foi explicado para a turma que esse ensaio tem o objetivo de detectar as heterogeneidades hidrogeológicas em escala de centímetros, elaborar um perfil de condutividades hidráulicas detalhado, detectar zonas preferenciais de fluxo e armazenamento e determinar a hidroestratigrafia da área. Em linhas gerais, a resistência de ponta é maior quanto maior for a granulometria do material, o atrito lateral é maior quanto mais argiloso for o material, a poro pressão apresenta maior excesso quando a condutividade hidráulica é muito baixa e a condutividade elétrica é maior em solos argilosos. Na apresentação de setembro/2012, o sensor pegou uma camada de seixos a 5,38 m que impediu o avanço do ensaio, porém, desta vez, na mesma profundidade, foi detectada uma camada de maior resistência de ponta, aparentemente um cascalho, porém, o sensor passou por ela e obteve informação até 8,80 m, onde o atrito lateral e a resistência de ponta apresentaram valores muito elevados, que interromperam o ensaio, indicando ser um material predominantemente argiloso muito compactado, coerente com o saprólito que se espera encontrar nessa profundidade. Os alunos puderam ver a obtenção dos dados e uma interpretação inicial no próprio local, que permitiria uma tomada de decisão em campo, por exemplo, para determinar a camada de fluxo preferencial. Foi apresentado, também, o início de um ensaio de dissipação de poro pressão, que determinaria a condutividade hidráulica da camada hidrogeológica avaliada, porém, optou-se por abortar o ensaio para finalizar o ensaio principal no tempo da aula
Em resumo, após cerca de 2 horas e meia de trabalho, foi mostrado aos alunos:
- Sonda importada de pequeno porte marca AMS, modelo Power Probe 9100-ATV, especializada em Direct Push, mas com possibilidade de realizar ensaios RCPTu e sondagens com Trado Oco (Hollow) e Trado Sólido (Solid Auger)
- Amostragem de solo contínua Direct Push com metodologia Dual Tube com core catchers nos liners
- Sonda nacional de médio porte, montada sobre Trator, modelo ECD-TR-01, versátil, capaz de realizar sondagens com Trado Oco (Hollow) até 20 metros, Trado Sólido até 30 metros, Direct Push “tradicional” e, principalmente, ensaios RCPTu
- Sondagem com Trado Oco Helicoidal (Hollow Stem Auger)
- Instalação de poço de monitoramento convencional, de 2’’, de acordo com a norma NBR 15.495-1
- Amostragem de solo com amostrador “de pistão” fechado (Piston Sampler), única metodologia que garante a representatividade da amostra, mesmo em solo saturado
- Ensaio RCPTu para determinar o perfil hidroestratigráfico em detalhe e detectar as zonas preferenciais de fluxo e armazenamento
- Ensaio de dissipação de poro pressão, que determina o valor da condutividade hidráulica naquela porção do aquífero
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