Sondagem: Conceito, Emprego e Limitações

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 A sondagem consiste na execução de furos de 
comprimento relativamente longo geralmente iniciados na 
superfície, e destinados ao fornecimento de amostras dos terrenos 
sub-superficiais. 
 
 O diâmetro do furo é relativamente pequeno, só 
ultrapassando 60 cm em casos excepcionais. 
 
 Os equipamentos que executam tais furos são chamados 
de sondas. 
SONDAGEM 
CONCEITO: 
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 A perfuração de um poço ou furo é uma operação 
bastante complexa e cara, mas o sistema utilizado é 
relativamente simples. 
 
 As rochas são perfuradas por meio de uma broca 
(trépano) rotativa colocada na extremidade de uma haste rotativa 
e oca. As brocas são estruturas metálicas muito resistentes, 
dotadas de dentes de aço muito duro ou de uma coroa de 
diamantes industriais. 
 
 As brocas são escolhidas em função da dureza da rocha 
a perfurar, do diâmetro do furo que se pretende abrir e da 
profundidade que se deseja atingir. 
 
 
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 O movimento rotativo é produzido por um motor e 
transmitido à broca por meio de uma combinação de hastes 
protegidas por uma seqüência de tubos de aço; à medida que 
a perfuração vai avançando, mais hastes e tubos de aço vão 
sendo adicionados ao conjunto por enroscamento. 
 
 Uma corrente de lama especial (mistura de argila 
bentonítica e barite ) é injetada sob pressão por uma bomba no 
interior da haste, jorrando do interior da broca e retornando à 
superfície através da tubagem protetora e do furo aberto pela 
broca. A lama tem várias funções: 1) refrigera e lubrifica a 
broca, 2) transporta para a superfície os fragmentos das 
rochas perfuradas 
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 Nos trabalhos de pesquisa a sondagem tem como objetivo: 
 
 localizar corpos encobertos ou a verificar a continuidade, em 
extensão e mergulho, de um corpo já revelado; 
 
 pesquisar corpos ou ocorrências paralelas; 
 
 verificar lençóis subterrâneos de água; 
 
 determinação direta do teor; 
 
 ajudar na definição da forma do corpo mineralizado. 
EMPREGO: 
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 veios estreitos e muito inclinados; 
 
 corpos pequenos e irregulares ou que 
apresentem teor muito variável e 
 
 ocorrências esparsas. 
 
 Nestes casos , a amostragem pode ser contaminada por 
material encaixante não mineralizado e como conseqüência 
conduzindo a uma interpretação diferente da realidade do corpo. 
LIMITAÇÕES 
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SONDAGENS UTILIZADAS NA PESQUISA MINERAL 
 Nas sondagens rotativas as rochas perfuradas são 
cortadas pelo movimento de rotação de um elemento cortante 
(broca, trépano ou coroa), que fica em contato, direto com as 
rochas. 
 O material cortado é trazido até a superfície graças a um 
fluido de perfuração (água, lama ou ar), que circula sob pressão 
no interior do furo, ou fica retido em tubos especiais (barriletes), 
que são retirados periodicamente dos furos, recuperando-se desta 
forma cilindros das formações atravessadas que constituem os 
testemunhos de sondagens. 
a) Sondagens rotativas; 
b) Sondagens a percussão. 
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 Nestas o furo progride graças à ação de um elemento 
pesado (trépano), que é deixado cair em queda livre no fundo do 
poço, quebrando a rocha que está sendo perfurada em pequenos 
fragmentos. 
 
 Estes fragmentos são retirados do poço com auxílio de 
caçambas amostradoras ou bombas de areia. 
 
 
SONDAGENS A PERCUSSÃO 
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 Um terceiro processo é a desagregação do terreno pela 
força de um jato d’água sob pressão, aproveitando-se da 
velocidade das águas ascendentes para remover os fragmentos 
desagregados pelo jato; 
 
 Em outros casos é introduzida no terreno uma tubulação 
por percussão ou rotação, obtendo-se o furo e fazendo-se a 
retirada do material que se introduz no tubo. 
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 A escolha do método de sondagem depende das 
propriedades físico-mecânicas das rochas que deverão ser 
atravessadas, principalmente a sua dureza, abrasão, consistência e 
grau de fraturamento. 
 
 A dureza corresponde à propriedade que têm as rochas de 
oferecer resistência à penetração de um corpo estranho no seu 
interior. 
 
 Quanto a esta propriedade, as rochas podem ser divididas 
em extremamente duras, duras, médias e moles, sendo que os 
principais tipos litológicos representativos destas diferentes 
classes estão relacionados na Tabela 1. 
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Extremamente duras Quartzitos, basaltos, cherts, arenitos e 
 calcários muito duros, quartzo pórfiro. 
Duras: Granitos e rochas graníticas compactas, 
itabiritos, arenitos e calcários duros, riolitos e 
traquitos, veios de quartzo mineralizados, 
gnaisses, conglomerados metamórficos. 
Médias Folhelhos, xistos, calcários sedimentares, 
arenitos médios, conglomerados. 
Moles Argilitos, calcários moles, giz, sais, gipsita, 
arenitos mal consolidados, carvão, areias, 
argilas, aluviões, diatomito. 
Tabela 1 - Classificação das rochas de acordo com a dureza 
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 Representa a maior ou menor capacidade de uma rocha 
para desgastar o material que penetra no seu interior. 
 
 Consequentemente, depende da dureza dos minerais 
componentes da rocha e, por isso, quanto mais duros os 
minerais formadores, mais abrasiva é a rocha. 
 
 Assim, as rochas ricas em quartzo (dureza 7, na escala de 
Mohr) são particularmente abrasivas, enquanto os calcários, os 
evaporitos, os folhelhos e argilitos são pouco abrasivos, visto 
que são constituídos principalmente por minerais com dureza 
igual ou inferior a três na escala de Mohr. 
 ABRASÃO 
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 Em relação à consistência, as rochas podem ser repartidas 
em tenazes ou consolidadas e inconsolidadas. 
 
 Os tipos inconsolidados são de origem sedimentar, não 
apresentam cimento, e compreendem as areias, argilas, diatomitos, 
aluviões, cascalhos, margas inconsolidadas, solos, etc. Nessas 
rochas( sedimentos) o problema maior consiste na extração do 
material ultrapassado, pois não existe geralmente dificuldade na 
penetração, em virtude de as rochas já se encontrarem 
normalmente reduzidas a grãos. Nelas os trabalhos iniciais são 
efetuados com sondagem manual, já que não são necessários 
grandes esforços para a progressão do furo. 
CONSISTÊNCIA 
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 As rochas tenazes englobam os tipos metamórficos, 
ígneos e de origem sedimentar, desde que cimentados. 
 Compreendem os arenitos, calcários, folhelhos, basaltos, 
riolitos, traquitos, granitos, gnaisses, xistos, etc. Nessas rochas 
a maior dificuldade consiste em geral na penetração e, por isso, 
as sondagens são executadas com auxílio de máquinas, 
responsáveis pelo movimento de rotação ou de percussão 
transmitido às brocas, coroas ou trépanos. 
 
 As fraturas são especialmente importantes porque 
modificam localmente as características das rochas, reduzindo a 
resistência a forças mecânicas, criando áreas de maior 
permeabilidade onde podem ocorrer perda do fluido de 
circulação, faixas de desmoronamento, zonas de abrasão devido 
à silicificação posterior, etc. 
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 Às sondagens rotativas são indicadas para rochas duras 
ou extremamente duras e para sondagens inclinadas 
 
 Já os tipos a percussão são mais utilizados em rochas 
inconsolidadas, como conglomerados formados por blocos de 
rochas duras em uma matriz mole, ou em rochas muito 
fraturadas. 
 As vantagens de cada processo podem ser encontradas 
na TABELA 2. 
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SONDAGENS ROTATIVAS SONDAGENS A PERCUSSÃO 
Os furos podem ser inclinados ou verticais, 
descendentes, laterais ou ascendentes. Podem ser 
usadas em galerias e em superfície. 
Os furos são sempre verticais e descendentes. 
Geralmente são utilizadas só na superfície.Na sondagem rotativa com coroas diamantadas, são 
efetuadas testemunhagens constantes, recuperando-se 
cilindros da rocha atravessada onde se identificam 
textura, composição, estrutura e mergulho. Geralmente 
os testemunhos são regulares quanto à forma e 
diâmetro. 
As amostras colhidas são constituídas por 
fragmentos das rochas atravessadas, onde se 
identifica apenas a composição. A amostra é 
irregular. 
Na sondagem rotativa diamantada o volume de amostra 
coletada por metro perfurado é pequeno e, por isso, em 
geral não é suficiente para ensaios de beneficiamento. 
Nas sondagens "rotary" o volume pode ser bem maior, 
mas há problemas de contaminação. 
Amostras maiores que podem ser utilizadas para 
ensaios de beneficiamento 
Ideal em rochas duras e extremamente duras. Ideal para terrenos fraturados e para 
conglomerados médios. 
Pequena recuperação em material não consolidado Boas amostras em material não-consolidado 
Mais rápida em profundidades superiores a 300 metros Mais rápida em pequenas profundidades 
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 É o método mais tradicional na exploração mineral, na 
definição de jazidas e no desenvolvimento da lavra, justamente 
porque obtém diretamente as amostras (testemunhos), 
propiciando oportunidade para uma série de ensaios exatamente 
sobre a rocha a ser explorada. 
SONDAGENS ROTATIVAS 
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Sonda - geosol 
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MÉTODOS E CAMPOS DE APLICAÇÃO 
 
 Existem vários tipos de sondagens que utilizam o 
princípio de rotação, na perfuração dos poços, sendo que os 
mais utilizados estão relacionados na Tabela 3. 
PERFURAÇÃO MANUAL 
 
a) Sondagem a trado 
b) Sondagem "empire" 
ou "banka" 
 
PERFURAÇÃO COM MÁQUINAS 
 
a) Sondagem a diamante 
b) Sondagem "rotary". 
 
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 Esse tipo de perfuração é muito utilizado para pesquisa e 
desenvolvimento de lavras de argilas. Através dele é possível 
obter-se amostras bem representativas dos extratos argilosos, 
sendo possível determinar-se variações de cor e textura com 
precisão centimétrica, além das análises fisico-químicas 
posteriores. 
 
 Hoje em dia, está relativamente ultrapassada pela 
existência de pequenas sondas portáteis, que são utilizadas na 
prospecção de terrenos pouco espessos. Mesmo assim na 
pesquisa inicial de rochas inconsolidadas pode ser utilizado este 
método de sondagem, para a avaliação inicial do terreno. 
SONDAGENS À TRADO 
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 É indicada na pesquisa de aluviões com espessura de 
até quarenta metros, em áreas de difícil acesso e sem mão-de-
obra especializada. 
SONDAGEM "EMPIRE" 
 Constitui o caso típico de sondagem rotativa. É 
indicada para furos de pequeno diâmetro (inferior a 60 mm), 
onde se desejam testemunhos contínuos da rocha 
atravessada e da sua distribuição textural, estrutural 
mineralógica, etc. Só não é indicada para terrenos 
inconsolidados heterogêneos, tais como conglomerados 
constituídos por blocos e seixos duros em uma matriz mole, 
ou terrenos muito fraturados. 
SONDAGEM A DIAMANTE 
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SONDAGEM "ROTARY” 
 É principalmente utilizada na pesquisa de petróleo e gás e 
na captação de água subterrânea, onde não é necessária uma 
testemunhagem contínua de toda a formação, mas apenas de 
alguns intervalos potencialmente mineralizados. 
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 Na sondagem a diamante o processo de perfuração é 
realizado em geral com auxílio de uma coroa de forma anelar, 
contendo inúmeros diamantes encravados, que, girando a alta 
velocidade, corta o terreno segundo uma seção circular, 
separando um cilindro do material penetrado do resto da rocha, 
como mostra a Figura . 
SONDAGEM A DIAMANTE 
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Nas sondagens diamantadas, os furos podem ser verticais ou 
inclinados e com profundidades variando entre alguns metros 
até mais de mil metros. As máquinas utilizadas na perfuração 
dos furos com pequeno diâmetro e com uma profundidade de 
até 500 metros, geralmente, são portáteis e podem ir montadas 
em caminhões e em reboques apropriados. 
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 As sondas a diamante utilizadas para a prospecção 
geológica são constituídas por: 
 
 (1) uma máquina responsável pela força motriz, que 
origina o movimento rotativo na composição; 
 
 (2) uma bomba que injeta água no furo para diminuir a 
abrasão sobre a coroa e remover as partículas da formação 
atravessada; 
 
 (3) um tripé que permite manter a sondagem na posição 
correta e também facilitar a retirada da composição; e 
 
 
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 (4) a coluna de perfuração, contendo hastes, barrilete, 
calibrador e coroa diamantada, que é acoplada ao cabeçote da 
máquina responsável pelo movimento de rotação, através do 
mandril. Existe ainda um tornel para içamento, que é roscado na 
haste, quando se deseja retirar a coluna de perfuração para 
recuperar o testemunho. 
 
 Os testemunhos da sondagem apresentam um diâmetro 
oscilando entre 18 e 61 mm, como mostra a Tabela 3. sendo que 
os furos de grande diâmetro (N e H) geralmente só são usados 
até ultrapassar o manto de intemperismo. Ao atingir as rochas 
duras e compactas, nas sondagens superficiais, os furos quase 
sempre são reduzidos para os diâmetros AX e/ou BX, até 
ultrapassar a camada mineralizada (Figura 3) 
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TABELA 4 : Diâmetro aproximado dos furos e testemunhos 
realizados na bitola X 
Bitola Diâmetro Aproximado do 
Furo (mm) 
Diâmetro Aproximado do 
testemunho (mm) 
XRT 29,4 18 
EX 37,4 21 
AX 47,6 30 
BX 59,6 42 
NX 75,3 54 
H 98,8 61 
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 Os diâmetros menores EX e XRT normalmente só são 
utilizados em sondagens pequenas a partir de galerias, ou quando 
o furo vem sendo efetuado com coroas AX e precisa ser revestido 
antes de atingir a camada mineralizada. 
 
 A colocação de revestimentos geralmente só é efetuada na 
zona intemperizada. Entretanto, quando a perfuração atravessa 
zonas fraturadas ou permeáveis, em que há perda da água de 
circulação ou perigo de desabamento das paredes do furo, 
reveste-se abaixo do manto de alteração. 
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FIGURA 3: Perfil típico de um furo de sonda para pesquisa de 
minérios. 1 = manto de intemperismo; 2 = arenitos e 3 = corpo 
mineralizado. 
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 As coroas diamantadas de perfuração são constituídas 
numa das extremidades por uma matriz onde estão encravados 
os diamantes, enquanto na outra extremidade existe uma rosca 
que é acoplada ao calibrador. 
 
 É o acessório que mais influencia no custo de perfuração 
e, por isso, a escolha correta da coroa que mais se adapta à 
formação que vai ser atravessada, representa uma grande 
economia na sondagem. 
 
CLASSIFICAÇÃO DAS COROAS 
ao tipo, tamanho e qualidade dos diamantes; 
ao número de saídas d'água; e 
em relação às características da matriz. 
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Quanto à qualidade dos diamantes, as coroas podem ser 
formadas; 
diamantes de alta qualidade (isto é, diamantes de forma 
redonda e sólida), 
 
média qualidade (diamantes de forma semi-redonda) e 
 
 baixa qualidade (formato irregular). 
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Coroa diamantada 
33 
Barrilete 
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 Antes de começar a furar, tenha certeza de que houve 
tempo suficiente para a água circular através da coroa. 
 
 Quando for necessário aumentar a circulação em terreno 
pegajoso, nunca levante a coroa mais que 1,5 cm do fundo do 
furo pois isso irá evitar que pequenos pedaços de testemunho 
fiquem dentro do furo e destruam a coroa. 
 
 Não use muita água, pois isso irá ter um efeito de 
raspagem na matriz da Coroa. 
 
 Mantenha as coroas e calibradores em lugar seguro. Elas 
devem ser bem lubrificadas e empacotadas numa caixa separada 
da caixa de ferramentas.35 
O processo de perfuração é realizado com auxilio de um trépano 
ou broca, que, girando rapidamente no terreno, corta e reduz a rocha 
a pequenos fragmentos, à medida que ocorre a penetração nas 
formações. 
 
 O fluido de perfuração, que é bombeado através das hastes, 
sai com forte pressão por orifícios existentes na broca e sobe ainda 
com grande pressão até a superfície, carregando o material cortado e 
efetuando, desta forma, a limpeza do furo. 
 
 Na superfície, a lama de perfuração é dirigida para um tanque 
de decantação e peneirada, para se recuperarem os fragmentos das 
rochas cortadas, que constituem as amostras de calha indicativas das 
formações atravessadas. Após a decantação, o fluido passa para um 
segundo tanque e daí volta a recircular pelas hastes de perfuração. 
SONDAGEM "ROTARY" 
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 As máquinas utilizadas nas sondagens "rotary" variam 
desde tipos pequenos adaptados à captação de água 
subterrânea, localizada em aquíferos a algumas centenas de 
metros de profundidade, até tipos possantes utilizados na 
pesquisa de petróleo e gás, onde são comuns perfurações 
atingirem a sete ou oito mil metros de profundidade. 
 
As máquinas rotativas empregadas na perfuração de poços 
de água com pequeno diâmetro, em geral são portáteis e 
podem ser montadas sobre caminhões, o que não acontece 
com as sondas para petróleo, que são armadas acima de 
potentes estruturas metálicas, que suportam os motores, 
guincho, bomba, torre, etc. 
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Equipamento de perfuração – rotary - captação de água 
38 
 Os diâmetros dos poços nas perfurações "rotary" são 
bastante variáveis, mas, na pesquisa de petróleo ou de água, 
eles apresentam uma seção entre 6 e 24'. 
 
 O revestimento dos furos em geral só é realizado na 
zona superficial, já que a lama de perfuração, adaptando-se às 
paredes do poço, evita normalmente os processos de 
desmoronamento. 
 A principal função da torre de sondagem de um poço 
de petróleo é a de orientar o equipamento de perfuração, de 
modo que ele permaneça na posição vertical. Além disso, a 
perfuração das rochas duras produz sobre a estrutura 
vibrações intensas e constantes que, sem um apoio adequado, 
podem fazer ruir a torre de perfuração. 
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 Nestas sondagens a perfuração é efetuada graças à rotação 
manual do trado diretamente contra o terreno. 
 
 Os trados são constituídos de um punho de madeira ou cano - 
um conjunto de hastes que, em geral, são simples canos de 3/4 a 1' 
rosqueados nas extremidades - e um elemento cortante, que é acoplado 
por roscas à última haste ou é solidário a esta haste. 
 
 Existe uma grande variedade de trados, sendo que as maiores 
variações são quanto à forma do elemento cortante que é adaptado a 
cada tipo de terreno. Os tipos mais utilizados são aqueles em forma de 
hélice, usados em terrenos argilosos, e os de caçamba, utilizados em 
materiais arenosos e em solos normais. 
SONDAGEM A TRADO 
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 Na sondagem "banka" ou "empire", a perfuração é 
executada pela introdução de uma tubulação no aluvião que 
está sendo estudado, graças primeiro ao movimento de 
rotação desta tubulação, executado por operários ou animais, 
que giram braços radiais adaptados aos tubos. 
 
 Em segundo lugar, graças ao peso dá própria 
tubulação, que tem acoplado ao primeiro tubo uma plataforma, 
sobre a qual ficam dois a quatro operários encarregados da 
coleta de amostras. 
SONDAGEM "EMPIRE" OU "BANKA" 
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 As perfuratrizes a percussão empregam o princípio 
do peso em queda livre, para desferir golpes ritmados contra 
o fundo do poço. Os fragmentos cortados são recuperados 
com auxílio de bombas de areia, caçambas de limpeza, 
amostradores de solo ou através do fluido de circulação. 
 
 Do mesmo modo que nas sondagens rotativas, as 
perfurações a percussão existem sistemas de trabalho 
manual e com máquinas. 
SONDAGEM A PERCUSSÃO 
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Sondagem a percussão 
http://www.mantovanimori.com.b
r/htmls/sondagem.htm 
Amostragem 
Amostragem 
Sondagens a trado