A área alvo da pesquisa, campo de Fazenda Belém, localiza-se no estado do Ceará, distando cerca de 55 Km da cidade de Mossoró-RN e cerca de 25 km das cidades de Aracati e Icapuí, ambas no Ceará (figura 5.1).
Figura 5.1 - Localização do Campo de Faz. Belém - CE e da estação de tratamento de óleo e efluentes (ETE/ETO). As coordenadas estão em UTM.
Desde a sua descoberta, em 1979, até os dias atuais o campo de Fazenda Belém vem sendo continuamente explotado, tendo sido instaladas na área diversas facilidades de produção tais como: estações de vapor, tanques e dutos, diques de descarte, estações de tratamento de efluentes, e poços de produção.
O óleo é extraído em Fazenda Belém através de mais de 600 poços e é drenado para uma estação central de tratamento de óleo e efluentes, (ETO/ETE - Figura 5.2), onde é submetido a vários processos físico-químicos para separação óleo-água.
Xavier Neto, Pedro - 2006 95
N
Figura 5.2 – Vista aérea panorâmica da ETO/ETE do Campo de Fazenda Belém -CE.
No campo de Fazenda Belém é comum o surgimento de feições erosivas em superfície, de forma circular ou alongada, que provocam recalque do terreno com perdas de volumes expressivos de solo. Essas feições erosivas, a depender de seu porte e profundidade, podem comprometer estruturas superficiais tais como: edificações, paredes de diques, tanques, unidades de bombeio, sondas de perfuração, postes e outras facilidades de produção (figuras 5.3 e 5.4).
As erosões, que ocorrem com freqüência na ETO/ETE e em seu entorno, resultam em um fator de risco relativamente elevado às instalações industriais da unidade.
Embora a área que tem merecido maior cuidado e monitoramento seja o parque de tancagem principal da ETO/ETE, todas as facilidades de produção e edificações da área de Fazenda Belém estão vulneráveis ao risco de desmoronamentos de terreno.
Figura 5.3 – Poste caído devido a colapso de terreno na ETE/ETO.
Figura 5.4 – Detalhe do colapso de terreno, mostrado na foto 5.3, que provocou a queda de um poste próximo ao pátio de tancagem da ETE/ETO.
Xavier Neto, Pedro - 2006 97
Ao longo dos últimos 20 anos vários técnicos da PETROBRAS foram mobilizados objetivando estudar os fenômenos erosivos e buscar controlar a situação em Fazenda Belém.
Acreditava-se que o surgimento dos buracos era motivado pela acomodação ou compactação do solo arenoso devido à infiltração de água. Outras opiniões se dividiam entre a existência de grandes formigueiros, à presença de cavernas, e até os terremotos de Palhano (distante cerca de 50 km a SW de Fazenda Belém), como causadores das erosões.
La Mônica Filho (1988) aventou a hipótese de que as erosões estariam associadas a desmoronamentos de abóbadas de cavernas presentes no substrato calcário da área. Ele baseou suas inferências a partir de inspeções de campo realizadas na áreas afetadas da ETO/ETE e em informações colhidas com habitantes da região, que relataram ser comum o aparecimento de cavidades no terreno e o desaparecimento de árvores e arbustos.
Gusso (1988 e 1991) e Corsino (1989), a partir da análise de dados de geologia de superfície e dados de poços, propuseram um modelo para explicar o aparecimento dos desmoronamentos na ETO/ETE. Segundo eles, as erosões eram condicionadas, não só pela presença de cavernas e vazios na rocha calcária, mas também pela presença de um intricado sistema de fraturas interligando a superfície aos vazios do substrato calcário, que favorecia a percolação de água e a dissolução do regolito que preenchia estas fraturas.
Entretanto, persistia o problema de risco geotécnico às instalações da empresa pois não se tinha na época como testar o modelo de Gusso e Corsino a partir dos dados disponíveis. Esta incerteza prejudicava fortemente o estabelecimento de estratégias de remediação para as erosões, além, é claro, de impedir o estabelecimento de fatores mais precisos e preditivos de risco às instalações da ETO/ETE. Também não era possível avaliar a morfologia e extensão das fraturas e cavidades com as informações disponíveis até então.
Para suprir a falta de dados que permitissem um diagnóstico mais conclusivo, diversas ações foram propostas. Algumas delas foram implementadas enquanto outras não o foram devido, principalmente, à falta de tecnologia adequada na época. Entretanto, mesmo algumas iniciativas que foram implementadas esbarraram nas deficiências dos métodos, do ponto de vista de amostragem e resolução, e não forneceram informações
suficientemente conclusivas. Entre estas ações estavam a perfuração de uma malha de poços de sondagem geotécnica objetivando avaliar a presença de cavernas e o topo do calcário, e a realização de levantamentos geofísicos de superfície, entre estes, microgravimetria e sísmica de refração rasa. A microgravimetria mostrou resultados inconclusivos e insuficientes do ponto de vista de diagnosticar a presença de fraturas e cavidades. Não foram feitos levantamentos de refração rasa pois, segundo Corsino (informação verbal) chegou-se à conclusão que o método não daria uma resposta adequada à demanda do problema.
A presença de uma cobertura superficial arenosa (com espessura entre 0 e 30 m na área da ETO/ETE) dificulta o mapeamento através de geologia de superfície. Os poços de sondagem geotécnica perfurados na ETO/ETE detectaram fraturas e vazios na rocha calcária, entretanto o objetivo de mapear o topo do calcário ficou comprometido devido a morfologia extremamente irregular de sua superfície. De fato, é notória a extrema irregularidade do topo do calcário que, em alguns locais aflora, enquanto em questão de poucos metros depois ocorre em profundidades de 15 a 20 m. Nesta situação um mapeamento do topo do calcário a partir de um malha de poços geotécnicos exigiria uma densidade de amostragem tão grande que tornaria proibitivo o custo da pesquisa.
A necessidade de se conhecer com mais certeza os mecanismos que controlam esses desmoronamentos, tentar adquirir informações preditivas sobre sua ocorrência e propor ações mitigadoras adequadas, motivou este projeto de investigação com GPR em toda a área da ETO/ETE e em seu entorno. Mesmo conhecendo o elevado grau de ruído provocado pela atividade industrial apostamos num rigoroso controle da aquisição para mapear as fontes de interferências superficiais, e em técnicas de processamento para elevar a razão sinal/ruído.
Foram feitos levantamentos 2D e 3D de GPR cuja interpretação, feita de forma integrada com outros fatores condicionantes (geologia e hidrogeologia), permitiu a formulação de modelos conceituais mais adequados e atualizados para explicar os fenômenos de colapso de terreno em Fazenda Belém.
Xavier Neto, Pedro - 2006 99