Implementação do GIN

O GIN era originalmente um parâmetro simples, numérico, utilizado no decorrer de um programa de tratamento de um dado maciço. No entanto, com o passar dos anos, um conjunto de regras a serem seguidas referentes à injeção de caldas de cimento em maciços rochosos sãos com a presença de descontinuidades foram sendo desenvolvidas e implementadas (Lombardi, 2003). A esse conjunto de regras foi então conferido o nome de método GIN.

Os doze princípios correspondentes, que têm como objetivo a execução de um tratamento eficaz e de qualidade, e que ao mesmo tempo simplificam o processo de injeção e evitam a ocorrência de danos no maciço a tratar, encontram-se enunciados na tabela 4.1.

Tabela 4.1 – Princípios base do método GIN (adaptado de Lombardi, 2003)

1 Definição exata da quantidade de trabalhos a realizar. 2 Dimensiona, mas não especifica o projeto de tratamento.

3 Definição da melhor calda possível para o projeto, do ponto de vista técnico, bem como do económico, através da execução de ensaios de laboratório.

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Utilização de uma calda única, a melhor possível, para todos os trechos de injeção, de modo a garantir a qualidade dos resultados, bem como a simplificação do processo de injeção, diminuindo também a quantidade de calda desperdiçada.

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Definição dos parâmetros da curva GIN: p máx, V máx e GIN = p.V, tendo sempre em consideração todas as característica geológicas e geotécnicas da rocha, bem como a quantidade de trabalhos a realizar e a economia associada do projeto.

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Confirmação dos parâmetros utilizados através da execução de ensaios de campo e verificação da eficácia das injeções através da execução de ensaios de injectabilidade adicionais.

7 Não realizar ensaios de absorção de água, pois estes são inúteis e perigosos.

8 Utilização do método split spacing para a execução da cortina de impermeabilização.

9 Aumentar o comprimento dos trechos de injeção em profundidade para acelerar o processo de injeção e adicionalmente obter alguma poupança de calda.

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Em maciços muito permeáveis injetar água acima do NF, para o saturar, um pouco antes da execução das injeções, de modo a evitar a perda de água da calda para o maciço e criar obstruções nas fraturas.

11 A determinação da necessidade de execução de um furo adicional, bem como a sua profundidade é baseada na quantidade de calda injetada em furos adjacentes.

12 Execução dos procedimentos de injeção controlados por computador são um pré- requisito para a obtenção de um tratamento eficaz.

4.3.3.1. Controlo do processo de injeção

Todo o processo de injeção de furos através do método GIN é realizado e controlado em tempo real por computadores e outros equipamentos automatizados que registam os parâmetros de injeção mais importantes em cada trecho. Para além disso, estes equipamentos conseguem também traçar gráficos referentes a relações entre vários parâmetros:

 Pressão versus (vs) tempo;  Caudal vs tempo;

 Absorção vs tempo;  Pressão vs absorção;

 Penetrabilidade vs absorção:

A interpretação em tempo real destes gráficos permite a caracterização do processo de injeção e a deteção atempada da ocorrência de fenómenos de fracturação ou levantamento hidráulico, sendo assim possível a adaptação da injeção às características reais do maciço rochoso.

De todos os parâmetros possíveis de acompanhar, apenas dois necessitam de ser registados continuamente: a pressão de injeção no trecho e o caudal, a partir dos quais o volume de calda injetado pode ser obtido por integração (Lombardi e Deere, 1993).

Na figura 4.8 é possível observar dois dos gráficos obtidos a partir desses parâmetros.

Figura 4.8 - Representação gráfica de (a) curva GIN e (b) curva de penetrabilidade correspondente (adaptado de Lombardi & Deere, 1993)

Na figura 4.8-(a), para além dos três limites escolhidos para um determinado projeto - a curva GIN, a pressão de injeção máxima (PMÁX) e volume máximo de calda a injetar (VMÀX), é possível observar a

curva 1, que é uma representação gráfica dos valores de pressão usados e quantidade cumulativa de calda injetadas ao longo dum furo. O ponto F, que resulta da interseção da curva 1 com a curva GIN, representa os valores de pressão finais, PF, e volume total de calda injetada, VF, aquando de um

caudal nulo, ou seja, o final da injeção.

Na figura 4.8-(b) encontra-se representada a curva de penetrabilidade da calda, que é uma ferramenta importante na monitorização do processo de injeção, uma vez que, ao longo do desenvolvimento desta curva observa-se uma redução na penetrabilidade, o que indica uma redução da eficácia do tratamento, que é o que é suposto acontecer com o desenrolar de todo o processo. A

importância desta curva se encontra então na capacidade de identificação de anomalias durante a injeção através da observação do pendor da curva de penetrabilidade.

4.3.3.2. Relação entre GIN e ensaios tipo Lugeon

Há quase um século que é costume recorrer ao uso de ensaios de absorção de água para avaliar a permeabilidade de um maciço rochoso, antes e depois de efetuado o seu tratamento por injeção de caldas. Desses ensaios de absorção, o ensaio tipo Lugeon é o mais conhecido e utilizado e, embora não forneça todas as informações desejadas, é um procedimento de ensaio simples e útil.

No entanto, segundo Lombardi (2003), existem algumas premissas demasiado simplistas relacionadas com este ensaio que, em conjunto com alguns hábitos antigos no que toca à execução das injeções, são suficientes para justificar algum ceticismo na sua fiabilidade.

Uma das interpretações possivelmente enganosas destes testes consiste na tentação de criar uma relação estática entre os valores Lugeon obtidos dos ensaios e o volume espectável de calda absorvida para cada trecho de injeção. Lombardi (op. cit.) realça ainda o facto que a velocidade de circulação da água é função do volume de calda, ignorando o facto que a água é um fluido newtoniano, enquanto que a calda de cimento é uma suspensão de grãos de um determinado tamanho que seguem, aproximadamente, as leis associadas a um fluido binghamiano.

Tendo como exemplo o caso de um maciço que apresenta uma frequência elevada de descontinuidades finas, os resultados obtidos de um ensaio tipo Lugeon podem ser idênticos aos de um maciço com apenas uma descontinuidade ampla. No entanto, neste último caso, a absorção de calda será muito elevada, enquanto que no primeiro, muito dificilmente existirá alguma absorção.

Muitas vezes, nestes exercícios teóricos de correlações estatísticas, as condições reais do processo de injeção são muitas vezes ignoradas. Lombardi (op. cit.) considera que, segundo a sua experiência, os ensaios de absorção de água podem, na melhor das hipóteses, dar uma indicação aproximada da redução de permeabilidade que é possível obter num determinado maciço após a execução dos tratamentos, sendo no entanto inúteis para definir a capacidade de absorção de calda por parte do mesmo, bem como incapazes de indicar sequer a injectabilidade deste. A injectabilidade poderá então apenas ser definida pela execução de ensaios de injeção de calda.

Deve ser realçado que estas críticas ao ensaio tipo Lugeon não são apenas efetuadas por Lombardi, tratando-se de um tema que polariza a comunidade geotécnica. Outras das críticas apontadas ao ensaio tipo Lugeon passam por considerar que este representa um sistemático desperdício de

dinheiro, sem qualquer benefício para o processo de injeção em si. Ainda mais, o ensaio pode ter efeitos nocivos devido à sua capacidade de reabrir descontinuidades previamente tratadas.