1. O desafio da impenetrabilidade nas PDER
Um desafio recorrente nas campanhas recentes são as sondagens em pilhas de disposição de estéreis e rejeitos, as PDER. São maciços construídos, heterogêneos por natureza: camadas de rejeito fino e saturado se alternam com estéril compactado e blocos de rocha. O piezocone é o ensaio de referência para caracterizar as camadas moles dessas estruturas, mas a cravação para no primeiro horizonte resistente. Executado sem apoio de perfuração, o CPTu resulta em profundidades reduzidas e em perda de informação exatamente das camadas subjacentes que interessam às análises de estabilidade e de suscetibilidade à liquefação.
Insistir na cravação contra blocos também danifica o equipamento: a ponteira, os anéis de vedação e as células de carga do cone trabalham fora de faixa, e as hastes fletem. A resposta técnica é alternar cravação e perfuração no mesmo furo, com equipamento e equipe preparados para as duas operações.
2. De duas sondas para uma
Até então, o cliente resolvia esse cenário com duas sondas: um penetrômetro para o CPTu e uma sonda rotativa para a desobstrução das camadas impenetráveis. O arranjo colocava mais pessoas na praça de trabalho, mais expostas, e representava mais custo.
Com a sonda multifuncional, a desobstrução passa a ser feita pela própria sonda, que também realiza coletas nessas camadas. O ensaio, a desobstrução e a amostragem ficam concentrados em um único equipamento e em um único furo.
O ganho é duplo. Menos pessoas na praça significa menos exposição aos riscos típicos de uma estrutura de mineração: tráfego de equipamentos pesados, içamentos e movimentação de hastes e revestimentos. E uma única mobilização significa redução direta de custo para o cliente: menos transporte, menos diárias de equipe e equipamento, e cronograma mais curto, sem as esperas de remanejamento entre duas máquinas.
3. O ciclo operacional: cravação, perfuração e retomada
A sonda multifuncional reúne na mesma máquina a cravação estática do piezocone, a perfuração rotativa e a amostragem. Ancorada ao terreno, obtém a reação de cravação das próprias âncoras, sem depender de lastro. O cone avança a 20 mm/s, velocidade padronizada em norma. Quando encontra material impenetrável, a equipe recolhe o cone, perfura e reveste o trecho obstruído com a mesma sonda e retoma a cravação a partir da base do revestimento. O ciclo se repete a cada nova obstrução, até a profundidade de projeto.
O ciclo está registrado em vídeo, com a sonda multifuncional executando o ensaio em campo:
4. Estratigrafia completa do furo
Há um ganho adicional: o solo ensaiado por CPTu é barriletado, ou seja, o avanço nas camadas é acompanhado de coleta com barrilete. Nos trechos impenetráveis, a perfuração pode ser executada recuperando testemunho do material que o cone não atravessa; nas camadas já ensaiadas, a mesma sonda coleta com barrilete ou amostradores dedicados.
O furo passa a entregar uma perfilagem contínua do terreno: dado digital do piezocone nos trechos cravados e testemunho físico nos demais, com classificação tátil-visual, granulometria e umidade que validam o perfil interpretado e sustentam retroanálises. É a estratigrafia completa da vertical.
5. O cuidado com a ponteira e a saturação
A operação exige atenção. Alternar entre desobstrução e cravação do piezocone no mesmo furo demanda um operador atento e experiente, para não danificar a ponteira do cone na transição entre as camadas. É esse cuidado que preserva a qualidade do ensaio ao longo de toda a vertical.
A confiabilidade da leitura de poropressão depende da saturação do elemento poroso do cone, feita em campo com glicerina desaerada sob vácuo antes de cada ensaio. Em furos com janelas de perfuração o cuidado é redobrado: a cada retomada, a equipe confere a saturação e as leituras de referência do cone antes de voltar a cravar.
6. O que o piezocone entrega nas camadas moles
As camadas de rejeito fino e solo mole entre os horizontes resistentes são justamente as que governam o comportamento da estrutura. Nelas, o piezocone fornece:
- Estratigrafia contínua a cada 1 ou 2 cm: resistência de ponta (qt), atrito lateral (fs) e poropressão (u2), base da classificação por comportamento (SBT);
- Resistência não drenada e estado do material, distinguindo comportamento contrátil e dilatante, insumo direto das análises de suscetibilidade à liquefação;
- Ensaios de dissipação, que medem o regime de poropressões e o coeficiente de adensamento das camadas de interesse;
- Velocidade de onda cisalhante (Vs) no módulo sísmico do SCPTu, da qual se obtém o módulo de rigidez a pequenas deformações (G0).
7. Caso real: SCPTu com drill out
O perfil abaixo é de um piezocone sísmico executado pela Damasco Penna em PDER, em outubro de 2025. As faixas DRILL OUT marcam as oito janelas em que a cravação foi interrompida por material impenetrável e o trecho foi perfurado e revestido pela própria sonda. Entre elas, o cone registrou resistência de ponta, atrito lateral e poropressão de forma contínua, incluindo a espessa camada de comportamento argiloso entre 13 e 22 m, caracterizada também com mais de vinte ensaios de dissipação ao longo do furo.
8. Ganhos em relação ao arranjo convencional
No arranjo convencional, o furo obstruído exige uma perfuratriz de apoio além do equipamento de cravação: duas máquinas, duas equipes e transferências de praça a cada obstrução. Com a sonda multifuncional, todo o ciclo acontece na mesma máquina.
| Aspecto | Arranjo convencional (duas máquinas) | Perfuração combinada (sonda multifuncional) |
|---|---|---|
| Mobilização | Equipamento de cravação e perfuratriz de apoio, com transportes separados. | Uma única máquina executa cravação, perfuração e amostragem. |
| Pessoas em campo | Duas equipes na área, com maior exposição em estrutura de mineração. | Uma equipe, menos pessoas expostas e praça mais enxuta. |
| Cronograma | Espera e remanejamento de máquinas a cada obstrução. | Transição entre cravação e perfuração em minutos, no mesmo furo. |
| Profundidade | Ensaio frequentemente encerrado no primeiro horizonte resistente. | Perfil completo até a profundidade de projeto. |
| Amostragem | Depende da perfuratriz de apoio e de nova praça. | Barrilete e amostradores na mesma campanha, no mesmo furo. |
| Custo para o cliente | Duas mobilizações, mais diárias e mais transporte. | Redução direta de mobilização, diárias e prazo. |
9. Conclusão
A perfuração combinada com sonda multifuncional transforma o CPTu em terrenos obstruídos: o ensaio deixa de parar no primeiro bloco e passa a entregar o perfil completo da estrutura, com poropressões, dissipações e velocidade de onda cisalhante nas camadas moles e testemunho físico nos trechos impenetráveis. No caso apresentado, o piezocone sísmico atravessou oito janelas de perfuração e alcançou a profundidade de projeto, em uma única mobilização. Para o cliente, isso significa campanha mais rápida, menos pessoas expostas em campo, menor custo e uma caracterização geotécnica tecnicamente mais defensável.