Geotecnia e Geofísica na Refinaria de Cabinda | TOPOGIS

Figura 1- Execução de investigação geotécnica por sondagem SPT no complexo da Refinaria de Cabinda

Conhecer o subsolo antes de construir

Em projectos industriais, a qualidade das decisões de engenharia depende directamente do conhecimento das condições do terreno. Na Refinaria de Cabinda, em Malembo, a TOPOGIS realizou diferentes trabalhos de investigação geotécnica e geofísica com o objectivo de caracterizar o subsolo, identificar a distribuição dos materiais em profundidade e produzir dados de suporte para os estudos de engenharia e para o dimensionamento de fundações.

O trabalho reuniu técnicas directas, como sondagens SPT e poços de inspecção, e métodos geofísicos eléctricos e sísmicos. Esta combinação permite observar o terreno a partir de perspectivas complementares: os ensaios geotécnicos fornecem informação directa sobre os materiais atravessados e a sua resistência, enquanto a geofísica ajuda a interpretar variações do subsolo entre pontos de investigação.

Sondagens SPT e caracterização geotécnica

A campanha incluiu sondagens pelo ensaio SPT (Standard Penetration Test), com recolha e acondicionamento de amostras, descrição dos estratos identificados e registo sistemático das informações de campo. O objectivo foi determinar parâmetros geotécnicos úteis à avaliação do comportamento do terreno e ao apoio do dimensionamento das fundações previstas no projecto.

·         Execução de sondagens SPT e ensaios de resistência à penetração.

·         Recolha, acondicionamento e descrição de amostras dos materiais atravessados.

·         Identificação e registo dos estratos do subsolo.

·         Produção de informação técnica de apoio aos estudos geotécnicos e às fundações.

Poços de inspecção: observação directa dos estratos

Este tipo de investigação possibilita observar directamente os estratos mais superficiais, medir profundidades, recolher amostras e documentar as condições encontradas em campo. A informação obtida complementa as sondagens e contribui para uma leitura mais integrada do comportamento do solo.

Figura 2- Imagem secundária: poço de inspecção geotécnica

Investigação geofísica por métodos eléctricos

Na componente geofísica, foram aplicados métodos eléctricos para analisar variações das propriedades físicas do terreno em profundidade. O programa incluiu ensaios de resistividade eléctrica, Sondagens Eléctricas Verticais (SEV) e medições pelo método de Wenner. Estes dados apoiam a interpretação das diferentes unidades do subsolo e permitem investigar áreas mais extensas sem depender exclusivamente de métodos invasivos.

A Sondagem Elétrica Vertical (SEV) é um método geofísico de investigação indireta baseado na eletroresistividade do subsolo.

O método consiste na injeção de uma corrente elétrica controlada no terreno por meio de dois eletrodos de corrente (A e B). A variação de potencial elétrico resultante é medida por outros dois eletrodos de potencial (M e N). À medida que a distância entre os eletrodos é ampliada na superfície, a corrente elétrica atinge profundidades maiores. Isso permite calcular a resistividade aparente do subsolo e gerar um perfil vertical detalhado das diferentes camadas geológicas.

Embora a indústria petrolífera utilize massivamente os métodos sísmicos para mapear grandes profundidades, a SEV desempenha um papel fundamental e complementar na fase de planeamento, caracterização e infraestrutura de uma zona de implantação.

Suas principais aplicações incluem:

Mapeamento de Camadas Sedimentares Superficiais: A SEV ajuda a determinar a espessura e o topo das camadas rochosas ou sedimentares rasas, fornecendo dados essenciais para o planejamento de engenharia civil e fundações das bases de perfuração.

Identificação de Contatos de Fluidos (Água vs. Hidrocarbonetos): Como a água salgada e o petróleo têm condutividades elétricas drasticamente opostas (o petróleo é altamente resistivo e a água salgada é altamente condutiva), o método auxilia na diferenciação preliminar de fluidos em reservatórios mais rasos ou na periferia do campo.

Estruturação do Sistema de Aterramento Elétrico: As sondagens SEV determinam a resistividade do solo para projetar os sistemas de aterramento de proteção de refinarias, sondas e tanques de armazenamento contra descargas atmosféricas (raios).

Figura 3- aquisição geofísica por métodos eléctricos

Refração sísmica e ensaio Downhole

Figura 4- trabalhos de investigação sísmica em campo

1. Refração Sísmica

É um método geofísico de superfície que consiste em gerar ondas elásticas (usando marretas, quedas de peso ou pequenas cargas) e medir o tempo que elas levam para viajar pelo subsolo, refratar na interface entre diferentes camadas e retornar à superfície, onde são captadas por sensores (geofones). O método baseia-se na Lei de Snell e funciona melhor quando a rigidez e a velocidade das ondas aumentam com a profundidade.

A execução de Refração Sísmica permite:

• Mapeamento do "Bedrock" (Rocha Matriz): Determina com precisão a profundidade da rocha sã abaixo das camadas de solo para o cálculo de fundações pesadas de sondas, refinarias e tanques.

• Correções Estáticas na Sísmica de Reflexão: Mapeia a chamada "zona alterada" (camada superficial de baixa velocidade) para corrigir e calibrar os dados da sísmica profunda (que busca o petróleo de fato).

2. Ensaio Downhole

É um método sísmico executado dentro de um único furo de sondagem (perfilagem). Uma fonte sísmica gera ondas (P e S) na superfície ao lado do furo, e um receptor (geofone de poço) é descido em diferentes profundidades para medir o tempo de chegada dessas ondas.

Com este tipo de ensaios, é possível:

• Determinação de Parâmetros Dinâmicos do Solo: Permite calcular os módulos elásticos do subsolo (como o Módulo de Cisalhamento), cruciais para a engenharia de estruturas que suportarão vibrações extremas de motores e bombas de extração.

• Análise de Risco Sísmico Local: Avalia como o solo local vai se comportar e amplificar ondas em caso de terremotos, garantindo que o design dos reservatórios e dutos atenda às normas de segurança contra falhas estruturais catastróficas.

A componente sísmica integrou refração sísmica e ensaio Downhole, com aquisição, processamento e interpretação dos registos obtidos em campo. A finalidade foi caracterizar o comportamento sísmico do subsolo, determinar velocidades de propagação das ondas e apoiar a identificação da distribuição das camadas em profundidade.

Qual é a vantagem de combinar geotecnia e geofísica?

Os métodos directos fornecem informação pontual e amostras do terreno; a geofísica acrescenta continuidade espacial e informação indirecta sobre variações em profundidade. A combinação reduz incertezas na interpretação do subsolo.

A TOPOGIS realiza estes serviços fora de Cabinda?

Sim. A TOPOGIS presta serviços de engenharia e geociências em Angola, adaptando a metodologia ao tipo de projecto, ao terreno e aos objectivos técnicos do cliente.