Sísmica de alta resolução

A reflexão sísmica é uma técnica que utiliza a propagação de ondas compressivas, semelhantes às geradas por um sismo, para a obtenção de um perfil das estruturas existentes no subsolo marinho. A partir dos reflectores presentes no perfil sísmico é possível inferir a natureza e a estrutura das diferentes camadas sedimentares.


Download do folheto informativo.

Este método de prospecção geofísica é utilizado para diferentes fins e com diferentes resoluções. Sistemas com baixa resolução e elevada penetração são utilizados na prospecção petrolífera e em estudos de geologia regional, enquanto que os sistemas de maior resolução, mas com menor penetração, como os existentes no Instituto Hidrográfico (IH), são utilizados em estudos de base para implementação de estruturas marítimo-portuárias, em arqueologia subaquática, no cálculo do volume de inertes e controlo de dragagens, e em estudos geológicos detalhados.













Um sistema de sísmica de elevada resolução é normalmente composto por quatro componentes:
• uma fonte de energia que acumula a energia eléctrica que irá ser transmitida para a fonte acústica a intervalos de tempo regulares;
• uma fonte acústica que recebe a energia eléctrica e a transforma em energia mecânica, gerando uma onda sonora;
• um conjunto de hidrofones que recebem o sinal que é reflectido pelas descontinuidades existentes no meio (por exemplo, entre uma camada de argila e outra de areia, entre uma camada de areia e o substrato rochoso, ou por uma zona de falha geológica); e
• um sistema de controlo, aquisição e processamento de sinal, constituído por um computador e respectivo software que permite a visualização do perfil sísmico.

A variedade de componentes existentes permite ajustar o sistema ao objectivo do levantamento, assegurando assim a qualidade do resultado final.

No IH existem três tipos diferentes de sistemas de sísmica de elevada resolução, que utilizam diferentes fontes acústicas.


Sistema SPARKER

Uma fonte acústica do tipo Sparker é constituída por vários eléctrodos entre os quais ocorre uma descarga eléctrica que aquece e vaporiza a água, gerando uma onda de choque que se propaga pelo meio aquático e que continua a propagar-se no subsolo marinho. Para que haja passagem de corrente eléctrica entre os eléctrodos é necessário que a água seja condutora, o que limita a utilização deste sistema à água do mar, salgada.
O sinal reflectido é recebido, tal como nos restantes sistemas, por um conjunto de hidrofones rebocado à superfície.

O IH dispõe de várias fontes de energia e eléctrodos, o que permite a operação entre 50 e 2000 Joules, traduzindo-se em resoluções variáveis entre 50 cm e cerca de 2 m, e penetrações que variam, de acordo com o tipo de sedimento, entre poucos metros e algumas centenas de metros.


Sistema BOOMER

Para gerar o impulso acústico pode ser utilizado outro tipo de fonte que permite a obtenção de um impulso de duração mais curta e com maior resolução, embora com menor penetração.
Numa fonte acústica tipo Boomer a energia eléctrica é descarregada sobre uma bobine gerando um campo magnético que repele violentamente uma placa metálica, produzindo uma onda de pressão. A placa Boomer é montada num catamaran rebocado à superfície.





Sistema de SUB-BOTTOM PROFILING tipo CHIRP

Neste tipo de sistema o impulso acústico é produzido pela vibração de transdutores piezoeléctricos, montados no casco de um navio ou num peixe rebocado dentro de água a uma distância entre 10 e 30 m do fundo do mar. O impulso emitido é modulado em frequência, a codificação na emissão e descodificação na recepção permite um melhor compromisso entre resolução e penetração.
Com este tipo de sistema é possível obter uma resolução melhor que 10 cm e penetrações no sedimento da ordem das poucas dezenas de metros.



Características gerais:

Sistema

Tipo de fonte acústica

Frequências emitidas

Penetração típica no sedimento

Resolução

Chirp

Transdutores piezoeléctricos montados num peixe rebocado em profundidade

2 - 7 kHz/1.5 - 11.5 kHz, FM

Até 30 m em lodos

7.5 cm/12.5 cm

Chirp

Transdutores piezoeléctricos montados no casco do navio

1.7 - 5.3 kHz, com ajuste de banda de frequências e amplitude

Até 60 m em lodos

17.5 cm

Boomer

Placa repelida magneticamente, rebocada à superfície num catamaran

200 Hz a 8.5 kHz       (-6 dB)

5 a 100 m, variável com a potência e tipo de sedimento

30 a 50 cm, dependente da potência

Sparker

Eléctrodos rebocados à superfície

Tipicamente entre 100 Hz e 2 kHz      (-6 dB), variável com a potência

5 a 300 m, variável com a potência e tipo de sedimento

0.5 a 2 m, dependente da potência