amostragem geolÓgica na pesquisa mineral

Brazilian Journal of Geophysics, Vol. 18(3), 2000

AMOSTRAGEM GEOLÓGICA NA PESQUISA MINERALAlberto G. Figueiredo Jr. & Isa Brehme

Este artigo descreve o funcionamento e emprego de equipamentos de amostragem desedimento ou rocha no fundo marinho com emprego na prospecção mineral. Osequipamentos são classificados de acordo com suas propriedades de amostragens.Desenhos e fotos ilustram os equipamentos, enquanto tabelas fornecem suas principaiscaracterísticas.

Palavras chave: Recursos minerais; Equipamentos de amostragem; Equipamentos desondagem; Amostradores de sedimento.

GEOLOGICAL SAMPLING IN MINERAL EXPLORATION - This paper describesthe functioning and application of sampling equipments for sediments and rocks of theocean bottom used on mineral prospecting. Equipments are classified accordingly totheir sampling properties. Equipments are shown on drawings and photos and tablesgive their main characteristics.

Key words: Mineral resources; Sampling equipment; Sediment sampler; Sediment corer.

Universidade Federal FluminenseDepartamento de Geologia/Laboratório de Geologia Marinha - LAGEMAR

Av. Litorânea, s.n., Gragoatá, Niterói, RJ, 24210-340Telefone e fax: (5521)2719-4241

Email: [email protected], www.igeo.uff.br/lagemar

Received August 24, 2001 / Accepted December 05, 2001

INTRODUÇÃO

A investigação do fundo oceânico paraprospecção de bens minerais pode ser realizadade forma direta ou indireta. As formas indiretassão aquelas com as quais pode-se obterinformações do fundo marinho sem, no entantoter em mãos amostra do material, como porexemplo, a sísmica, a sonografia e batimetria.Tendo em vista que os métodos indiretos são maisexpeditos e podem cobrir grandes áreas empouco tempo, estes, de maneira geral, são osprimeiros a serem aplicados e servem paraorientação da amostragem geológica que por suavez é um método direto de investigação do fundomarinho.

A amostragem geológica do fundo marinhoa primeira vista parece trivial, mas quandoconsiderados os diversos fatores que podeminfluenciar uma amostragem, incluindoprofundidade, velocidade de correntes de fundo,

estado do mar e natureza do fundo, é fundamentala adoção de equipamentos apropriados. Alémdesses fatores, é importante que a amostra sejarepresentativa. Ao longo do tempo osequipamentos de amostragem geológica vem sendodesenvolvidos e aperfeiçoados visando atenderestas questões. Uma das técnicas originais deamostragem de fundo denominada tensa consistiaem um peso com uma área preenchida por sabãoque ao tocar o fundo grudava o sedimento. É fácilimaginar que, ao ser erguido do fundo oceânicoaté a embarcação, a amostra era lavada e partedo sedimento perdida, assim a representatividadenão podia ser considerada.

Junto com o desenvolvimento dosequipamentos, foram também desenvolvidos cabosde aço de grande resistência e leveza que permitematingir profundidades de até 6.000 metros. Algunsdesses cabos atualmente são trançados junto com

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cabos elétricos e de fibra ótica, possibilitando, porexemplo, fotografar o fundo ou mesmo inspecionar edirecionar o amostrador antes da amostragem. Agrande maioria dos equipamentos foi desenvolvidapelos próprios cientistas que os utilizavam e por estarazão é comum o equipamento ter o nome de seusinventores.

Além da questão do volume e darepresentatividade da amostra, uma das áreas quecomeça a ser tratada por aqueles que querem entendercom mais detalhe o ambiente marinho, é a questão deanálise do dado in situ. Sabemos que a pressãohidrostática, temperatura ambiente, velocidades decorrentes e uma série de outros fatores podem terinfluência nas análises. Assim, por exemplo, medidasgeotécnicas, medidas geofísicas, consumo de oxigênioe trocas iônicas entre a coluna d’água e o sedimento,já tem sido realizadas no sedimento quando ainda nofundo marinho.

Os recursos minerais marinhos podem ocorrerdistribuídos em superfície ou sub-superfície e aavaliação dos depósitos depende do emprego deamostradores que possam fazer amostragensrepresentativas.

Este artigo não tem pretensão de cobrir todosos equipamentos de amostragem de fundo existentes,por serem numerosos e estarem em constantedesenvolvimento. Serão tratados os equipamentosmais usuais para avaliação do potencial mineral eaqueles que representam avanço tecnológico naamostragem e coleta de dados do fundo marinho emsedimentos não consolidados. As amostragens comperfuração de sondas rotativa para hidrocarbonetosnão serão tratadas neste artigo.

AMOSTRAGEM DE FUNDO

A amostragem de fundo é realizada com opropósito de definir a natureza do fundo, a quantidadede minerais ou realizar análises de detalhe. Portantoé fundamental que a amostra seja integral erepresentativa para que os resultados das análisessejam válidos.

A definição dos pontos de amostragens develevar em conta além do espaçamento entre amostras,se possível os dados de batimetria, sísmica rasa dealta definição e imagens de sonar. Estes dados

indiretos permitem uma avaliação da variabilidade datopografia, da natureza do fundo e da existência detrapas em sub-fundo, dando subsídios a uma melhordefinição de onde realizar amostragem, além deinformação sobre até onde se estende o domíniodaquela determinada litogia ou concentração mineral.Outros dados indispensáveis são posicionamentogeográfico, profundidade, dia, hora, equipamentocoletor e uma breve descrição da amostra e dascondições de amostragens. Todas estas informaçõesdevem estar contidas em uma ficha a ser preenchidano momento da coleta para facilitar o processamentodo dado e esclarecer dúvidas futuras caso existam.Há uma variedade enorme de fichas e cada umaapropriada para um determinado tipo de equipamento.

TIPOS DE AMOSTRADORES

Para facilitar a visualização dos tipos deequipamentos e suas aplicações, foi elaborada umaclassificação dos diversos tipos de amostradores defundo conforme indicado naTtabela 1.

São classificadas como superficiais asamostragens que não passam de 30 cm deprofundidade e englobam os equipamentos tipobusca-fundo e dragas de arrasto. Estas amostragenspor sua vez podem ser classificadas em amostraspontuais que compreendem uma área amostradaaproximadamente do tamanho do equipamentoenquanto que as amostras não pontuais são aquelasem que o equipamento é arrastado no fundo por umadeterminada distância e os sedimentos coletadospodem representar mais de uma fácies sedimentar.Um resumo de suas principais características está naTabela 2

As amostragens sub-superficiais envolvem acoleta de sedimentos desde a superfície do fundomarinho até dezenas de metros e para isto sãoempregados as amostradores caixa e ostestemunhadores. As principais características dostestemunhadores estão resumidas naTabela 3.

A seguir são apresentados os principaisequipamentos utilizados em amostragem de fundo, osquais têm sido reproduzidos ao longo do tempo emdiversos países, em diferentes tamanhos e comadaptações. As características aqui apontadas são,portanto genéricas para aquele tipo de equipamento.

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AMOSTRADORES SUPERFICIAIS NÃOPONTUAIS

Os amostradores não pontuais são aqueles quesão arrastados no fundo marinhos por umadeterminada distância coletando material do fundo(Zembruscki & Felipe1978). Caso haja uma variaçãode fácies o amostrador irá coletar uma amostracomposta. Normalmente este tipo de amostrador éutilizado para fornecer uma informação que nãonecessite muita precisão dos dados e sua aplicação éusual na coleta de sedimento, dragagem de rochas,nos estudos de levantamento expeditos e de biota defundo. A estes amostradores é aplicado o nome dedraga cujos principais representantes são draga deGibbs, draga de correntes e draga biológica (Fig 1).

Draga de Gibbs.

Trata-se de um dos instrumentos mais simplespara amostragem e, todavia bem eficaz. É constituídapor um tubo de metal com diâmetro variável, ondeem uma das extremidades está preso um saco detecido para recolher a amostra e na outra, que tem aborda cortante, é fixo o cabo de arrasto (Fig. 1a).Para se fazer uma dragagem com um ângulo de arrastosuficiente para não levantar inadvertidamente oequipamento do fundo, é importante que ocomprimento do cabo seja pelo menos 2,5 vezes aprofundidade. Após alguns minutos de arrasto oequipamento é içado a bordo e o sedimento recolhidodo saco. Dependendo de sua dimensão, esteequipamento pode ser manuseado manualmente deuma pequena embarcação. Quando utilizado em águasmais profundas, deve ser dimensionado com maispeso e caso necessário, pesos adicionais podem sercolocados no cabo de reboque avante da draga. Umdos problemas deste equipamento é o efeito delavagem do sedimento durante o resgate e outroproblema é a coleta de sedimento misturado caso oequipamento se arraste sobre mais de uma fáciessedimentar.

Draga retangular ou draga biológica.

A draga retangular ou também chamada biológicatem um formato retangular com uma borda cortante e

seu corpo formado por uma armação de metal comtela (Fig. 1b). O seu interior é revestido por um tecidopara armazenar o sedimento. O seu arrasto é feitopor duas hastes flexionadas por dobradiças presas àborda cortante. As hastes são presas duas pontas decabo que se unem ao cabo principal. Da mesma formaque na draga Gibbs para se fazer uma dragagem semlevantar inadvertidamente o equipamento do fundo, éimportante que o comprimento do cabo seja pelomenos 2,5 vezes a profundidade.

É comum a perda de equipamentos de arrastode fundo quando estes se prendem a obstáculos defundo. Para diminuir esta perda das dragas, uma daspontas do cabo é ligado a haste com um elo desegurança que se rompe no caso de muita tensão. Orompimento de apenas uma ponta de tração fará comque a draga rodopie em volta do obstáculo de fundolibertando-se. Para atingir maiores profundidadespesos adicionais podem ser colocados no cabo avante da draga.

Draga de rochas

A draga de rocha ou draga de corrente é utilizadapara dragar rochas de formações rochosas dacordilheira mesoceânica, platôs e montes submarinos.Por se tratar de uma draga que sofre alto impactocom o fundo e com grande chance de perda, ela deveser de material bem resistente e de baixo custo. Oformato mais comum deste tipo de draga tem umaboca retangular de bordas cortantes e algumas vezesprovidas de dentes que ajudam a arrancar parte darocha. A parte posterior que abriga a amostra énormalmente feita de uma malha de correntes. Damesma forma que nas outras operações de dragagem,o comprimento do cabo lançado ao mar deve ser de2,5 vezes a profundidade. Por se tratar de umaamostragem que colocará muita tensão no cabo dearrasto, é importante que os operadores se mantenhamalerta e as áreas de risco livres. Uma fotografia deuma draga de rochas é apresentado na 1c.

AMOSTRADORES SUPERFICIAISPONTUAIS

Os amostradores pontuais de superfície oubusca-fundo (Fig. 2) são geralmente equipamentos



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Figura 1 - Dragas: a - Draga Gibbs; b - Draga retangular; c - Draga de rochas.

leves, podendo ser utilizados em embarcaçõespequenas, e permitem rapidez entre uma amostrageme outra. Junto com a geofísica eles são ideais paraconhecer o fundo antes de enviar equipamentos quedemandem mais tempo de operação e que sejam maisvaliosos como, por exemplo, um testemunhador ouum amostrador caixa em embarcações de maior porte.Dentre os amostradores pontuais somente o Phippse Skoopfish são utilizados com a embarcação emmovimento.

Phipps

Este é um amostrador superficial pontual que éutilizado com o barco ou navio em movimento (Ellis1973, Kowsman et al. 1983). Ele tem o formato deum tubo tendo em um lado uma borda cortante e nooutro um saco de tecido para armazenar o sedimento(Fig. 2a). O tubo tem um sistema de tração reversívelem que, para descer ao fundo, com o navio emmovimento, o equipamento é tracionado por um pontona parte posterior e, auxiliado por aletas também naparte posterior, o equipamento é direcionando aofundo. Ao tocar o fundo rompe-se um elo de barbanteque prende o cabo de tração a parte posterior e oequipamento passa a ser rebocado pela parte dianteirae assim com tendência a subir. Uma das desvantagensdeste equipamento é o processo de lavagem que aamostra sofre durante a recuperação do equipamento.O equipamento é utilizado com freqüência junto coma perfilagem de sonar de varredura lateral, permitindoque o fundo seja amostrado sem interromper anavegação com o navio a 3 ou 4 nós de velocidade.Os resultados são uma ajuda na interpretação dosregistros.

Skoopfish

É um equipamento semelhante em forma efuncionamento ao amostrador Phipps. Possui, porémuma placa articulada que fecha a extremidade abertaapós o equipamento tocar o fundo (Emery &Champion 1948). O recipiente na extremidadedianteira de 4 cm de diâmetro, tem capacidade deamostragem de 75 cm3 e é facilmente introduzido eremovido com a amostra para posterior análise.Funciona muito bem em profundidades de até 200 mcom a embarcação em movimento. Na figura 2b podeser visto o equipamento e o tubo de coleta.

Dietz-La Fond

É um equipamento prático de pequeno portepara ser utilizado em pequenas profundidades incluindorios, lagos e plataforma continental (La Fond & Dietz1948). Ele tem uma estrutura alongada com duasconchas na base e uma aleta verticalizadora na parteposterior (Fig. 2c). As conchas que abocanham osedimento são impulsionadas por um peso que deslizaao longo de um cursor. O equipamento desce aofundo com as conchas abertas e travadas por umabarra transversal, que assim que toca o fundo, liberaas conchas para abocanhar o fundo.

Shipeck

É um busca-fundo com um volume e peso maiorque do Dietz-La Fond e princípio de funcionamentodiferente. O Shipeck tem um formato de umsemicilindro e seu sistema de fechamento é acionadopor uma poderosa mola de aço (Fig. 2d). Quandoarmado para descer ao fundo o Shipeck tem forma



de um semicilindro armazenado dentro da estruturado equipamento. Assim que toca o fundo um peso naparte superior do equipamento desliza por um cursor,bate em uma trava que libera o semicilindro internoque é impulsionado pela mola. O semicilindro corta osedimento e armazena-o dentro do equipamento.

Uma característica importante deste equipamentoé que, dependendo do tipo de sedimento, a superfíciedo sedimento pode ser preservada. Outracaracterística importante é que o semicilindro podeser substituído por outro limpo enquanto aquele comsedimento é processado e assim ganha-se tempo naamostragem. O fato de o Shipeck ter uma mola muitoforte faz com que sedimentos semiconsolidados ecrostas possam também ser amostrados. Devido aesta mola forte deve ser manuseado com cuidado.

van Veen

É um equipamento de funcionamento simples,robusto que, dependendo de seu tamanho, podepegar grande volume de sedimentos. Ele é constituídode duas conchas articuladas por uma dobradiçaatravés de duas barras cruzadas presas ao cabo deaço que vai até a embarcação (Fig. 2e). As conchasse mantêm abertas por um sistema de trava que éliberado assim que o equipamento toca o fundo. Orecolhimento do cabo faz com que as conchas sefechem apanhando o sedimento. Por não ter vedaçãoperfeita, pode ocorrer lavagem de amostra.

Ekman

É um equipamento em formato de caixa,semelhante ao amostrador caixa descritas a seguir coma diferença no sistema de fechamento e acesso aosedimento amostrado. O amostrador de Ekman (Fig.2f) desce ao fundo com as tampas superiores etambém as duas mandíbulas em forma de segmentode cilindro aberto. Assim que equipamento toca ofundo é liberada a tensão que prende uma trava naparte superior do equipamento e as mandíbulas sãoimpulsionadas por duas potentes molas de aço alémdas tampas superiores serem fechadas. Uma dasvantagens deste amostrador é que a superfície deinterface água-sedimento é preservada e assim podeser observada e sub-amostrada.

AMOSTRADORES PONTUAIS DE SUB-SUPERFÍCIE

Os amostradores pontuais de sub-superfíciesão aqueles que amostram desde a interface água-sedimento de fundo até dezenas de metros. Sãoequipamentos mais pesados e têm como principalpropriedade preservar a estratigrafia dos sedimentos.Dentro desta classificação de sub-superficiais temosduas categorias, os amostradores caixa querecuperam um bloco de sedimento de pequenocomprimento (Fig. 2g, h, I) e os testemunhadores quepodem recuperar longas seções de sedimento (Fig.3). Os testemunhadores por sua vez podem serdivididos em “com pistão” e “sem pistão”, usualmentetambém chamado de testemunhador a “gravidade”.Duas outras classes de testemunhadores são ostestemunhadores com “vibrador” e testemunhadorescom “martelete de impacto”. As principaiscaracterísticas estão resumidas na tabela 3.

Caixa amostradora

A caixa amostradora, do inglês box-corer, foidesenvolvida de forma a ser possível amostrar umbloco de sedimentos que pudesse posteriormente sersecionado em diversas direções. Ela foi desenvolvidapor Reineck (1963) para o estudo de estruturasprimárias e biológicas nos sedimentos do Mar doNorte e hoje tem um emprego universal desde asregiões inter-marés até o oceano profundo.

A caixa amostradora tem formato de uma caixaque é inserida em uma estrutura alongada e tem umbraço articulado com uma lâmina que fecha a baseno momento de retirada da mesma do fundo. Aestrutura do equipamento possui também umaarmação a sua volta que serve para garantir averticalização da caixa amostradora ao tocar o fundo(Fig. 2g). A caixa amostradora desce ao fundo coma tampa superior e a lâmina de fechamento aberta atéque o equipamento se enterrar no sedimento. Nestemomento fecha-se a tampa superior e a medida queo equipamento é içado, o braço articulado gira emtorno de um pivô e a lâmina de fechamento corta osedimento até fechar totalmente a base da caixa. Umavez a bordo, a caixa amostradora é retirada da



Figura 2 – Busca-fundoa - Amostrador Phipps; b - Amostrador Skoopfish; c- Amopstrador Dietz-La Fond; d - Amostrador Shipeck; e - Amostrador van Veen;f - Amostrador Ekman; g - Amostrador caixa; h - Amostrador multi-caixa; i - Amostrador multi-testemunhador.



Figura 3 - Testemunhadoresa - Testemunhador Phleger; b - Testemunhador a gravidade; c - Esquema das partes de um testemunhador a gravidade; d -Testemunhador de queda livre; e - Testemunhador caixa; f - Lançamento de um testemunhador a pistão; g - Esquema de funcionamentode um testemunhador a pistão; h - Testemunhador a vibração em ação em águas rasas; i - Testemunhador a vibração submersível; j -Testemunhador a percussão Alpine.



estrutura e iniciam-se os procedimentos de sub-amostragem. Uma das vantagens da caixaamostradora é que uma das laterais da caixa podeser removida e assim o bloco de sedimento pode sersecionado em diversas direções e intervalos.

Multi-amostradores

O sistema do amostrador caixa é utilizado emamostragem múltipla com caixas amostradorasestreitas arranjadas em círculo, permitindo aamostragem de uma área maior (Fig. 2h). Oequipamento tem bom funcionamento em sedimentoslamosos a arenosos em qualquer profundidade, masdevido ao tamanho do equipamento, necessita denavio com guincho. O mesmo acontece com o multi-testemunhador (multi-corer), onde em lugar de caixassão utilizados tubos de PVC ou acrílico de 1 m decomprimento com dispositivos de fechamento dostopos e das bases dos tubos (Fig. 2i). Os tubosdescem ao fundo projetados à frente da estrutura,com a tampa superior aberta, bem como a inferiorque é articulada por um braço móvel. Ao penetrar nosedimento as tampas superiores são fechadas por umamola, enquanto as tampas inferiores cortam osedimento até chegarem a base dos tubos. Devido àespessura da tampa da base o multi-testemunhadorsó trabalha bem em sedimentos lamososinconsolidados. Também neste amostrador apreservação tanto da água como da interfacesedimento-água é excelente. Após a retirada dostubos da estrutura, estes são colocados em um suporteque viabilize a saída do sedimento pelo topo, à medidaque o tubo de acrílico é abaixado. Este sistema permitea sub-amostragem do sedimento, fatiando-o emcamadas centimétricas e com isto a obtenção de umaestratigrafia detalhada. Outro ponto interessante destesistema é a disponibilidade de diversas amostrassemelhantes, o que possibilita a correlação entrediversos tipos de análises.

TESTEMUNHADOR À GRAVIDADE

Os testemunhadores à gravidade são osdispositivos mais simples dentre os testemunhadores.O testemunhador Phleger (Fig. 3a), hoje aindautilizado como peso piloto em testemunadores a

pistão, é um testemunhador pequeno e prático paraobter testemunhos curtos até manualmente deembarcações pequenas. Constitui-se de um tubo comum peso na parte posterior onde se prende o cabode sustentação e uma ponta cortante que penetra nosedimento. Na parte interna possui um tubo de PVCde 2,5 a 6,5 cm de diâmetro com um dispositivo delâminas na extremidade inferior que impedem a perdado material amostrado.

Com o tempo este pequeno testemunhador foimelhorado (Fig. 3b). O tubo, normalmente chamadode barrilete, pode ser de aço ou PVC rígido comdiâmetro usualmente de 7,5 ou 11 cm e em seçõesconectáveis de 3 m de comprimento. Quando se utilizao barrilete de aço, normalmente se utiliza um tubointerno de PVC para armazenar o sedimento. Naparte superior o peso de 1,5 toneladas ajuda napenetração. Alguns destes testemunhadores possuemuma válvula na parte superior do tubo e outra na parteinferior. A válvula no topo evita a entrada de água eassim a lavagem do sedimento, enquanto a válvulainferior, chamada de “válvula retentora” ou “aranha”impede a saída do sedimento durante a retirada dofundo. Uma das partes importantes do testemunhadoré o cortador que vai preso na ponta do tubo (Fig.3c). Este cortador deve ser dimensionado para terum perfil que cause o menor atrito possível durante apenetração no sedimento e assim permita uma boapenetração com bastante recuperação. Este tipo detestemunhador é usualmente descido ao fundo com oguincho sob controle a 1 – 1,5 m/s. Quando faltampoucos metros o guincho pode ser totalmente liberadopara que com a descida mais rápida haja maiorpenetração. Também pode ser utilizado um sistemade alavanca (Hvorslev & Stetson, 1946) que consistede um braço disparador que funciona em um sistemade equilíbrio baseado em um binário de forças ondeo testemunhador é preso pela alça no braço menorenquanto o peso disparador ou peso piloto é presono braço maior. Desta forma, o testemunhador quepode pesar até 1 tonelada é equilibrado por um pesode 100 kg. Para a operação de testemunhagem, ocabo que vem do guincho é passado no braçodisparador que prende o cabo e ao mesmo temposustenta o testemunhador por uma alça. Após apassagem pelo braço disparador o cabo forma umseio que corresponde ao tamanho da queda livre e é



fixo na alça do testemunhador. Tendo em vista que ocabo que prende o peso piloto é maior que ocomprimento do testemunhador, este segue na frentee tocará o fundo primeiro. Ao tocar o fundo o bináriode força é desequilibrado e o testemunhador é liberadoe cai em queda livre penetrando no sedimento.

O testemunhador sem cabo nem guincho é umequipamento de testemunhagem à gravidade comqueda livre (Moore, 1961). Ele consiste de um tuboleve, fixado em dispositivos flutuantes e que vai aofundo marinho dentro de um envoltório pesado,descartável (Fig. 3d). É lançado livre na água eimpulsionado pelo seu peso penetra no fundo. O tubocom os flutuadores é liberado em seguida e volta àsuperfície da água com os sedimentos recuperados.É um sistema prático para coleta rápida detestemunhos curtos em águas rasas.

TESTEMUNHADOR CAIXA

O testemunhador caixa (kasten corer) é umtestemunhador a gravidade de seção quadrada de 30x 30 cm de 3 m ou mais de comprimento feito em açoinox (Fig. 3e). Na parte posterior são colocadasdiversas placas de chumbo para dar peso suficientepara a penetração do testemunhador no sedimento.Na parte anterior é colocada uma ponteira combordas cortantes e internamente uma válvula quepermite a entrada do sedimento, mas impede suasaída. Durante a coleta, para a verticalização dotestemunhador é colocado um peso guia próximo aparte anterior preso por dois cabos à parte posterior.A medida que o testemunhador penetra no sedimentoeste peso permanece na superfície. Uma dascaracterísticas deste testemunhador é que a seçãoquadrada é formada por uma parte em perfil “U” e aoutra uma tampa que é aparafusada no perfil em “U”.Após a coleta do testemunho esta tampa é retiradapermitindo o acesso à seção completa do testemunhopara sub-amostragens, fotografias e outros estudos.

TESTEMUNHADORES À PISTÃO

O testemunhador com pistão, inventado porKullenberg (1947) (Fig. 3f) é sempre utilizado com osistema de alavanca disparadora para propiciar quedalivre. Os testemunhadores com pistão são muito

semelhantes aos testemunhadores à gravidadepossuem, porém um pistão que corre dentro do tubode PVC e que tem a função de impedir fricção severae encurtamento da seção sedimentar. Durante aoperação de testemunhagem este pistão fica logo apósa válvula retentora até que o seio de cabo na alavancadisparadora seja totalmente desfeito e istocorresponde ao momento que o cortador toca ofundo. A partir daí, o testemunhador penetra nosedimento enquanto o pistão mantém-se estático. Afigura 3g ilustra o funcionamento do testemunhadorcom pistão. Um problema que ocorre neste tipo detestemunhagem é quando o testemunhador não épreenchido completamente com sedimentos. Quandoo testemunhador é içado pelo pistão o sedimento podeser sugado para cima ou pode ocorrer implosão dotubo interno. Procurou-se contornar este problemautilizando um pistão rompível em que uma partepermanece sobre o sedimento e a outra superior içao testemunhador.

Silva & Hollister (1973) desenvolveram umtestemunhador a pistão gigante com diâmetro de 14cm (11,5 tubo interno) e peso de 5 toneladas quepode recuperar 20-40 m de sedimentos. Devido assuas dimensões só pode ser utilizado em naviosmaiores com guincho adequado.

Atualmente o testemunhador com pistão éutilizado principalmente em sedimentos lamososinconsolidados, enquanto o testemunhados àgravidade tem uma recuperação melhor emsedimentos arenosos ou endurecidos.

TESTEMUNHADORES À VIBRAÇÃO

Os testemunhadores a vibração baseiam-se noprincípio da liquefação do sedimento pelavibração(Lanesky et al., 1979). O vibrador maiscomum é o utilizado em construções civis paraliquefazer o concreto para a expulsão das bolhas dear e constitui-se de um motor a gasolina, ligado aoum cabo coaxial que tem um eixo excêntrico na ponta.Esta ponta, que é a parte vibrante, deve ser firmementepresa ao testemunhador e este por sua vez tem queser de metal para melhor conduzir as vibrações. Aovibrar o tubo liquefaz o sedimento a sua voltapermitindo que o tubo penetre no sedimento comfacilidade. Os tubos mais freqüentemente utilizados



tem sido os de alumínio com diâmetro de 7.5 cm,parede com 2 mm de espessura e 9 m decomprimento. Este testemunhador a vibração émontado em uma torre de sustentação e pode serutilizado em terra, em água rasa (Fig. 3h) e até emmar profundo (Fig. 3i).

TESTEMUNHADORES A PERCUSSÃO

Os testemunhadores à percussão são acionadospor impactos de alta freqüência sobre o tubo quepenetra no solo. Este sistema pode tanto funcionarno fundo marinho bem como fora d’água e em ambosos casos o testemunhador é sustentado na verticalpor uma torre. A percussão na parte posterior dotubo pode ser produzida por martelete acionado porar comprimido. O tubo deve ser resistente e de paredefina para que o atrito com o sedimento seja o menorpossível. A utilização de um cortador na base podefacilitar a penetração e uma válvula retentora deveser utilizada em sedimentos com muita água. Tambémeste testemunhador pode ser utilizado submerso oufora d’água. A figura 2j apresenta o testemunhador apercussão Alpine.

AMOSTRADORES DE SEDIMENTO EMSUSPENSÃO

Os amostradores de sedimento em suspensãochamados de “armadilhas de sedimento” foramdesenhados para capturar o sedimento em suspensão.Existem dois tipos básicos: um deles mais simples,“armadilha tubular de sedimento”, que captura todoo sedimento sem separar o período de amostragem ea “armadilha temporizada de sedimento” que capturao sedimento por período de tempo e o armazenaseparadamente. As principais características destesamostradores estão resumidas na tabela 4.

A armadilha tubular de sedimentos é constituídade uma estrutura simples onde um tubo de PVC comuma das extremidades fechada é enterrado nosedimento. A outra extremidade fica aberta e coleta

o sedimento que desce na coluna d’água. Existemtambém tubos que tem aberturas nas laterais paracaptura de sedimentos que estejam sendotransportados por correntes. Caso queira se amostrarsedimento de tração de fundo, o tubo deve serenterrado até que sua borda fique próxima dasuperfície do sedimento.

A armadilha temporizada de sedimento temforma de um funil com 1 metro de boca e 2 de altura.Na sua base são colocados uma série de frascos (12- 24) em um tambor que gira a um tempo pré-determinado. Estas armadilhas são geralmenteutilizadas em oceano profundo e podem ficar até 3anos no fundo antes de serem recuperadas. Para quehaja conservação da matéria orgânica que cai naarmadilha, os frascos contêm uma soluçãoconservante. Normalmente este tipo de armadilha écolocada em série a diversas profundidades da colunad’água e seguras por um cabo que pode ser liberadodo fundo por meio de ondas acústicas. Uma outraforma de utilizar estas armadilhas é colocando-as àderiva acompanhadas por um barco ou porrastreamento com satélite. Os dados das armadilhasservem para avaliar a razão de sedimentação.

AMOSTRADORES DE DADOS in situ

Diversas medidas realizadas em laboratóriodivergem das medidas realizadas in situ em funçãode parâmetros que dependem da pressão hidrostática,da preservação do arranjo das camadas e nãoperturbação da biota. Recentemente, com o objetivode manter as condições ambientais e termos medidaspróximas das condições reais, diversos equipamentosforam desenvolvidos para realizarem medidas in situ.Entre os equipamentos mais comuns estão aquelesque realizam medidas de velocidade da onda acústicano sedimento, medidas geotécnicas e medidas deconsumo de oxigênio pela biota. As medidas develocidade do som e geotécnicas são realizadas comuma sonda com diversos sensores que são enterradosno fundo marinho e sendo os dados armazenados em

Tabela 4 - Características principais dos amostradores de sedimento em suspensão.



memória no próprio equipamento(Davis, 1996, Davis,et al., 1996). As medidas biológicas são realizadasdentro de uma câmara enterrada no sedimento paraisolar o meio circundante. Dentro da câmara, medidassão feitas com micro-sondas para determinar oconsumo de oxigênio e temperatura, à medida que otempo passa e a diversas alturas do fundo e tambémdentro do sedimento (Glud, et al., 1995).

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A amostragem do fundo marinho envolvedesafios e criatividade e quando é realizada comsucesso, a amostra representa o início de um processo.“Dê-me uma amostra do fundo oceânico e eu lhecontarei sua história”. Esta é uma frase que revela aimportância da amostragem geológica e o espíritoinvestigativo que devemos ter a partir da sua análise.

A amostragem geológica do fundo marinhopermite o contato direto entre o investigador e osedimento de fundo, possibilitando uma análisedetalhada de diversos parâmetros. Todavia éfundamental que o equipamento de amostragem sejaapropriado para o tipo de sedimento e análise que sepretende realizar. Além disso, a amostra deve serrepresentativa do depósito sob investigação.

REFERÊNCIAS

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amostragem geolÓgica na pesquisa mineral

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