MEDIÇÃO DO ASSOREAMENTO DE RESERVATÓRIOS

A medição do assoreamento em um dado reservatório pode ser realizada por meio de levantamentos geofísicos, e da interpretação e do processamento de imagens de satélite de alta resolução, com o emprego de técnicas de geoprocessamento.

Os métodos geofísicos aplicados nos estudos de reservatórios são principalmente os sísmicos e podem ser executados sob dois pontos de vista. Sob uma das perspectivas se prioriza a varredura ou o imageamento da superfície de fundo. Nesse caso, as informações obtidas permitem analisar as características ou feições da superfície de fundo, tais como a própria topografia de fundo, a presença de estruturas sedimentares e de afloramentos rochosos, do tipo de sedimentos de fundo, entre outras. Ecobatimetria (simples ou de varredura) e o sonar

de varredura lateral constituem os principais métodos utilizados com esses propósitos e que utilizam comumente altas frequências (superiores a 30kHz).

De acordo com Carvalho (2008), o levantamento batimétrico deve ser realizado em linhas transversais bem definidas, que permitam a comparação posterior com outros levantamentos. O levantamento será tanto mais preciso quanto mais próximos forem os perfis levantados. Os perfis deverão ser mais próximos um do outro na área do delta e em posições de forte declividade. A tecnologia mais utilizada atualmente para a realização desse tipo de levantamento consiste no uso de DGPS (Diferencial Global Position System) acoplado a um ecobatímetro digital.

O sistema DGPS funciona com rastreamento em satélites orbitais e trabalha normalmente com uma estação fixa em terra, munida de antena e equipamento de rastreamento, de coordenadas conhecidas pela determinação no ponto, e uma estação móvel no barco. O registro é feito por gravação para uso posterior no computador. O limite de distância da estação de terra é, geralmente, de 50 km, podendo ser ampliado com dispositivos de varredura controlados pelo rastreamento dos satélites e estações fixas que estiverem em posições adequadas.

O ecobatímetro consiste em um equipamento que funciona com ondas acústicas, possuindo uma haste contendo um transdutor, instalado verticalmente no barco. Conectado ao transdutor, fica o registrador, que permite o registro contínuo ou carta do perfil do leito. Os componentes completos são um registrador, um transdutor de trasmissão/recepção e uma bateria.

Os ecobatímetros geralmente operam com um sinal de frequência que varia entre 12 e 500kHz, sendo a frequência de 60kHz aceitável para a determinação da interface água/leito quando este é composto de areia ou pedregulho. De acordo com Carvalho (2008), para um leito macio, de lama, contudo, a interface pode apresentar uma profundidade 10 a 15cm maior do que o verdadeiro valor.

Os dados de batimetria são fundamentais para a posterior geração de um modelo topográfico do relevo, da superfície do terreno submerso. Para que o modelo do terreno seja mais fiel à realidade, é essencial que o espaçamento entre as linhas batimétricas seja o menor possível.

Já o sonar de varredura lateral funciona da seguinte forma: o sensor, chamado de “tow-fish”, é rebocado a uma profundidade constante na água e, enquanto passa sobre o fundo, emite pulsos acústicos a intervalos regulares. O sensor é composto por dois transdutores, orientados para enviar e receber pulsos acústicos nas regiões à direita e esquerda do eixo longitudinal.

Os ecos dos pulsos, gerados nas interfaces de materiais de diferente impedância acústica, são representados na tela do sistema de aquisição como função temporal da intensidade ao longo de uma linha perpendicular ao sensor. A imagem acústica vai se compondo com a justaposição dessas linhas uma ao lado da outra, formando o registro analógico e digital do fundo.

Uma outra forma de investigação sísmica do reservatório é a que prioriza a investigação da subsuperfície, ou seja, que tem por objetivo a verificação das espessuras das camadas sedimentares depositadas, e, assim sendo, lida com sinais de frequência mais baixa (inferiores a 30kHz), que, por sua vez, penetram na superfície de fundo, possibilitando a obtenção de informações não só sobre a espessura dos estratos sedimentares, mas também sobre as formas dos corpos sedimentares, dos contatos entres eles, entre outras propriedades. Para esse tipo de estudo, o perfilador sísmico é o equipamento mais utilizado.

O perfilador sísmico trabalha com bases no princípio da reflexão das ondas acústicas e explora a existência de contrastes de impedância acústica entre os diferentes meios físicos subjacentes à superfície de fundo. Por investigação rasa entende-se profundidades da coluna d’água e espessura de sedimentos inferiores a 100-150 metros. O sistema de aquisição de dados é composto basicamente de uma fonte repetitiva de sinais sísmicos com características específicas para atuar na água (boomers, sparkers, airguns, dentre outros), um sistema de recepção do sinal sísmico (hidrofones), que são rebocados na superfície da água, e um sistema de gravação, processamento e impressão dos dados que é instalado no interior da embarcação.

Vários pesquisadores têm avaliado a topografia dos leitos de reservatórios por meio de levantamentos geofísicos. Buffon (1999) estudou o tempo de vida útil da represa Velha, em Pirassununga, SP. Nesse estudo, ele comparou medidas batimétricas efetuadas em 1998 com as inicias, obtidas na construção da represa, em 1940, em que verificou uma perda de profundidade em termos de valores máximos (de 5m) e médios (de 2m), sendo o tempo de vida útil previsto para 230 anos.

Teixeira et al. (2007) avaliaram a evolução do volume de armazenamento perdido na represa de Barra Bonita, SP, utilizando a digitalização de mapas de 1980 e o levantamento batimétrico realizado pelo Núcleo de Hidrometria da EESC/USP num projeto de P&D em parceria com a AES Tietê, nos anos de 2004/2005, para poder quantificar suas perdas de volume.

Ianniruberto et al. (2008) utilizaram um sonar de varredura lateral para caracterizar a morfologia do fundo do reservatório da UHE Tucuruí, localizada no estado do Pará, e identificar as áreas de maior acúmulo de sedimentos.

Sauniti et al. (2004), utilizaram o imageamento do fundo do reservatório para verificar a ocorrência de assoreamento em vários pontos do reservatório de Passaúna-PR e fazer a sua caracterização. A pesquisa ainda incluiu a avaliação do potencial erosivo da bacia. Os resultados permitiram caracterizar o assoreamento, identificar áreas-fonte e indicar medidas de mitigação, visando reduzir o processo erosivo da bacia hidrográfica e o assoreamento do reservatório.

A utilização de imagens de satélite para o monitoramento do assoreamento de reservatórios é uma técnica recente, que começou com o advento de imagens de resolução. Consiste basicamente na integração de dados batimétricos pontuais coletados no campo com informações digitais de sensoriamento remoto, por meio de correlações estatísticas.

Nesse sentido, Borges et al. (2005) apresentam uma metodologia que permite avaliar e monitorar o processo de assoreamento em reservatórios, lagos, lagoas e rios, com economia, velocidade e confiabilidade, utilizando informações de sensoriamento remoto processadas pelo método geoestatístico de krigagem Bayesiana.

Um outro método que pode ser utilizado para a quantificação do volume acumulado nos reservatórios é o de datação de sedimentos, com base na medida da concentração do nuclídeo 210 do chumbo (210_{Pb). Esse método permite o estudo de camadas de sedimentos mais} recentes, em que se encontra toda a informação da influência do grande aumento das atividades antrópicas decorrentes deste último século. Em geral, os sedimentos são coletados em testemunhos verticais pouco deformados, com o auxílio de um amostrador do tipo “Piston Corer”. Por meio desse método é possível correlacionar o material depositado com as áreas fonte, sabendo-se também a espessura da camada depositada em cada ponto amostrado.

CAPÍTULO 3