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Interferência do homem na natureza.Escavações de minas ou pedreiras        5
Interferência do homem na natureza.Alívio de carga em minas a céu aberto                                              6
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Sismicidade Induzida• Sismicidade induzida por reservatório (SIR), apesar de pequenos,podem alcançar magnitudes moderadas....
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Sismicidade InduzidaKoyna-India (1967 M = 6.3) Kariba-Zambia (1963 M = 6.2) Kremasta-Greece (1966 M = 6.2)   Xinfengjiang-...
Sismicidade InduzidaKoyna, Índia – 1967 (mb=6,3) 103 m, 200 mortes
Sismicidade InduzidaKariba, Zâmbia – 1963 (mb=6,2) 128 m
Sismicidade InduzidaKremasta, Grécia – 1966 (mb=6,2) 147 m
Sismicidade Induzida• Barragens – Novo lago altera as condições estáticas sobponto vista mecânico devido ao peso da massa ...
Sismicidade Induzida• Mesmo que o peso da água seja insuficiente, a coluna da águaexercerá uma pressão hidrostática, empur...
Sismicidade Induzida• Quando a pressão alcança zonas mais fraturadas, a água éforçada para dentro das rochas, reduzindo o ...
Sismicidade Induzida• Quanto maior o reservatório maior será probabilidade de SIR.• A maioria dos reservatórios não provoc...
Sismicidade Induzida●    Simpson et. al 1988 – Rápida e atrasada.●    Talwani et. al 1995;1997 – Inicial e Prolongado.●   ...
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Sismicidade Induzida●  No Brasil, pelo menos 19reservatórios hidrelétricosjá induziram tremores deterra e 3 duvidosos (Fra...
Sismicidade Induzida●  Em alguns casos não sesabe a atividade inicial, poisnão existia monitoramentoantes de encher a barr...
Sismicidade Induzida• Primeiras citações• Usina Hidrelétrica de Capivari-Cachoeira (NE de Curitiba-PR)1971-1972 até 1979• ...
Sismicidade Induzida
Sismicidade Induzida4.2 - 40 Porto Colombia-Volta Grande   MG/SP (1974)4.0 - 132 Nova Ponte MG Continued3.7 - 20 Cajuru MG...
Sismicidade Induzida2.0 –   41 Sobradinho BA Initial2.0 –   154 Emborcacao MG/GO2.0 –   110 Xingo    SE/AL3.0 –   208 Irap...
Sismicidade InduzidaMaximum Water depths ~ Dam Height
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Sismicidade Induzida• Como a SIR é imprevisível, sugere-se, principalmente no casode formação de extensos lagos, a implant...
Sismicidade InduzidaNa província Borborema:   Sismicidade alta   1 reservatório – SIR (Açu, h = 31 m ) entre 20 com a mesm...
Sismicidade Induzida• O perigo de SIR no Brasil não é uniforme:   Regiões propicia a ter SIR (por exemplo parte NE da baci...
Possível Relação Entre Sismos e                           Poços Tubulares●    Bebedouro●  A injeção de água em falhamentos...
Possível Relação Entre Sismos e              Poços Tubulares●    Sismicidade relacionada com poçostubulares profundos em N...
Possível Relação Entre Sismos e            Poços Tubulares A perfuração de poços ondeexistem tais camadas e fraturas,sem a...
Possível Relação Entre Sismos e           Poços TubularesYamabe (1999) indicou a possibilidadedas porções nordeste e sudoe...
Possível Relação Entre Sismos e           Poços Tubulares●  No Distrito de Andes, Bebedouro,os sismos ocorrem durante o pe...
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Sismologia — Ciência dos Terremotos, onde, como e por quê? (4)

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Minicurso ministrado por George Sand França, durante a III Semana de Inverno de Geofísica, IMECC/Unicamp, 2012.

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Sismologia — Ciência dos Terremotos, onde, como e por quê? (4)

  1. 1. Sismicidade Induzida• Interferência do homem na natureza. ● Explosões/detonações (nucleares). ● Injeção de água e gás sob pressão no subsolo. ● Extração de fluído do subsolo. ● Alívio de carga em minas. ● Enchimento de reservatórios.
  2. 2. Interferência do homem na natureza.Sismos antropogênicoExplosões/detonações (principalmente subterrâneas) 2
  3. 3. Interferência do homem na natureza.Injeção de água e gás sob pressão no subsoloe extração de fluído do subsolo 3
  4. 4. Interferência do homem na natureza.● Sismicidade induzida por Reservatório (SIR)● Enchimento de reservatório artificiais ligados a barragens elétricas. 4
  5. 5. Interferência do homem na natureza.Escavações de minas ou pedreiras 5
  6. 6. Interferência do homem na natureza.Alívio de carga em minas a céu aberto 6
  7. 7. Sismicidade Induzida• Exceto explosões nucleares, os sismos induzidos têm sidomuito pequenos e de efeito estritamente local.• CTBT - Tratado de Proibição completa de testes nucleares.Rede monitoramento internacional capacitada a detectar, alocalizar e identificar explosões nucleares, no continente, nooceano e na atmosfera.
  8. 8. Sismicidade Induzida
  9. 9. Sismicidade Induzida
  10. 10. Sismicidade Induzida
  11. 11. Sismicidade Induzida
  12. 12. Sismicidade Induzida• Sismicidade induzida por reservatório (SIR), apesar de pequenos,podem alcançar magnitudes moderadas. (SDR - RTS)• Maiores Sismos: ● Koyna, Índia – 1967 (mb=6,3) 103 m, 200 mortes ● Kariba, Zâmbia – 1963 (mb=6,2) 128 m ● Kremasta, Grécia – 1966 (mb=6,2) 147 m● 10 sismos > 5 (na maioria em intraplaca).● Magnitudes entre 3 e 5.Caso (Gupta, 2002): 1. China 19 cases, 2. Brasil 11, 3. India 8, 4.USA 7, 5. Australia 5, 6. Japão e Itália 4
  13. 13. Sismicidade Induzida
  14. 14. Sismicidade Induzida
  15. 15. Sismicidade InduzidaKoyna-India (1967 M = 6.3) Kariba-Zambia (1963 M = 6.2) Kremasta-Greece (1966 M = 6.2) Xinfengjiang-China (1962 M = 6.1) Oroville-USA (1975 M = 5.7) Marathon-Greece (1938 M = 5.7) Aswan-Egypt (1981 M = 5.3)
  16. 16. Sismicidade InduzidaKoyna, Índia – 1967 (mb=6,3) 103 m, 200 mortes
  17. 17. Sismicidade InduzidaKariba, Zâmbia – 1963 (mb=6,2) 128 m
  18. 18. Sismicidade InduzidaKremasta, Grécia – 1966 (mb=6,2) 147 m
  19. 19. Sismicidade Induzida• Barragens – Novo lago altera as condições estáticas sobponto vista mecânico devido ao peso da massa dágua• Ponto de vista hidráulico – infiltração do fluído nasubsuperfície, causas pressões internas nas camadasrochosas profundas.• Combinações destas duas – pode engatilhar.
  20. 20. Sismicidade Induzida• Mesmo que o peso da água seja insuficiente, a coluna da águaexercerá uma pressão hidrostática, empurrando o líquidoatravés dos poros das rochas e de fraturas já existentes. Esseaumento de pressão pode levar meses, dependendo dapermeabilidade do solo e das condições do fraturamento dasrochas.
  21. 21. Sismicidade Induzida• Quando a pressão alcança zonas mais fraturadas, a água éforçada para dentro das rochas, reduzindo o esforço tectônicoe facilitando o deslocamento de blocos falhados; e esteprocesso é ainda incrementado pela ação lubrificante da água,que reduz a fricção ao longo dos planos ou áreas de fraturas dasrochas e falhas geológicas locais.• Água – Papel de agente químico – enferruja as rochas, e aohidratar certas moléculas, ela enfraquece o material e favorecea formação de novas fissuras.
  22. 22. Sismicidade Induzida• Quanto maior o reservatório maior será probabilidade de SIR.• A maioria dos reservatórios não provoca sismos.• Máximo tremor possível do SIR não deverá exceder do máximotremor da região.(GUPTA, 1992).
  23. 23. Sismicidade Induzida● Simpson et. al 1988 – Rápida e atrasada.● Talwani et. al 1995;1997 – Inicial e Prolongado.● Resposta sísmica. ● Sismicidade inicial (Rápida): ● Logo após o enchimento - a variação do nível d’água ● Sismicidade de estado estável (atrasada –ciclos): ● Alguns anos depois do enchimento inicial, com sismicidade mais duradoura
  24. 24. Sismicidade Induzida• Predominância pré-abalos em comparação com a atividade pós-abalos.• O parâmetro b (log N=a-bm) é maior do que em sismosnaturais e variação temporal para o parâmetro b.
  25. 25. Sismicidade Induzida● No Brasil, pelo menos 19reservatórios hidrelétricosjá induziram tremores deterra e 3 duvidosos (Françaet al., 2002).● O maior SIR é associado adois reservatórios umpróximo do outro. (PortoColômbia e Volta Redonda)4.2 mb
  26. 26. Sismicidade Induzida● Em alguns casos não sesabe a atividade inicial, poisnão existia monitoramentoantes de encher a barragem● Para maioria dos 76% doscasos “o tempo de retardoigual a 3 anos – “Sismicidadeinicial” (resposta rápida”)● Restante → estado estável– maior retardo de 18 anospara reservatório de Carmodo Cajuru (MG).
  27. 27. Sismicidade Induzida• Primeiras citações• Usina Hidrelétrica de Capivari-Cachoeira (NE de Curitiba-PR)1971-1972 até 1979• Reservatório de Açu, RN, desdede 1987• Forte correlação com o nível doreservatório (87-89).• Antigas rupturas orientada NE-SW devidos as tensõescompressivas E-W
  28. 28. Sismicidade Induzida
  29. 29. Sismicidade Induzida4.2 - 40 Porto Colombia-Volta Grande MG/SP (1974)4.0 - 132 Nova Ponte MG Continued3.7 - 20 Cajuru MG Delayed3.7 - 55 Capivara SP/PR3.6 - 90 Tucurui PA3.7 - 35 Balbina AM3.3 - 82 Miranda MG3.0 - 88 Paraibuna SP3.0 - 53 JaguariSP2.8 - 54 Capivari-Cachoeira PR3.0 - 33 Assu RN Delayed2.2 - 134 Serra da Mesa GO2.0 - 86 Marimbondo MG/SP
  30. 30. Sismicidade Induzida2.0 – 41 Sobradinho BA Initial2.0 – 154 Emborcacao MG/GO2.0 – 110 Xingo SE/AL3.0 – 208 Irape MG2.5 – 93.4 Barra Grande SC/RS
  31. 31. Sismicidade InduzidaMaximum Water depths ~ Dam Height
  32. 32. Sismicidade Induzida
  33. 33. Sismicidade Induzida
  34. 34. Sismicidade Induzida
  35. 35. Sismicidade Induzida
  36. 36. Sismicidade Induzida• Como a SIR é imprevisível, sugere-se, principalmente no casode formação de extensos lagos, a implantação de uma redesismográfica para monitorar a região, antes, durante e após oenchimento do reservatório.• Maioria é de sismicidade inicial com ciclo repetitivo.
  37. 37. Sismicidade InduzidaNa província Borborema: Sismicidade alta 1 reservatório – SIR (Açu, h = 31 m ) entre 20 com a mesma altura. Não há indicação de que a alta sismicidade faz o NE ser mais propiciou a SIR comparado com outra região do pais.Parte Sul da bacia do Paraná: 13 reservatórios, na maioria h > 50 m, sem SIR, é também uma área de baixa sismicidade.Na Nordeste da Bacia do Paraná 24 reservatório, metade deles tem h > 50 m Sismicidade ocorre na margem NE da bacia (SIR) além de três casos de sismicidade induzida por poços artesianos.
  38. 38. Sismicidade Induzida• O perigo de SIR no Brasil não é uniforme: Regiões propicia a ter SIR (por exemplo parte NE da bacia do Paraná) e outras regiões com uma baixa probabilidade de ocorrer SIR (Sul da bacia do Paraná). Não dá para observar correlação entre o perigo de SIR e a sismicidade natural. Reservatórios rasos pode também causa sismicidade e os estudos mostra que a base de 100 m não deve ser usada para reduzir o estudo de SIR no Brasil.
  39. 39. Possível Relação Entre Sismos e Poços Tubulares● Bebedouro● A injeção de água em falhamentosde rocha, podem provocar sismos● fluidos subterrâneos é o que ocorreu emDenver, U.S.A., quando líquidos químicostóxicos foram injetados por pressão emum poço de 3.671m de profundidade. Aforte correlação entre a atividade sísmicae a quantidade de fluidos injetados.● exploram água de fraturasCasos de sismicidade relacionada● com a exploração de petróleo,● com poços de retirada de vapores ere-injeção de água resfriada emusinas geotermais. 39
  40. 40. Possível Relação Entre Sismos e Poços Tubulares● Sismicidade relacionada com poçostubulares profundos em Nuporanga ePresidente Prudente, SP, indicam queos abalos sísmicos estão relacionadoscom características geológicasespecíficas dos derrames de basalto,tais como camadas de arenitointerderrame e fraturas no basalto(Yamabe, 1999, 1985; Yamabe &Hamza, 1996). 40
  41. 41. Possível Relação Entre Sismos e Poços Tubulares A perfuração de poços ondeexistem tais camadas e fraturas,sem a devida vedação, parecepermitir que a água escape dospoços, através do arenitointerderrame e/ou fraturas, ealcance zonas sob tensão crustalpré-existente, diminuindo a suaresistência e ocasionando reativaçãode falhas ou fraturas na forma depequenos sismos. 41
  42. 42. Possível Relação Entre Sismos e Poços TubularesYamabe (1999) indicou a possibilidadedas porções nordeste e sudoeste doEstado de São Paulo, onde camadas dearenito interderrame de maioresespessuras são mais frequentes e quesão atravessadas por grandeslineamentos estruturais, serem maissuscetíveis a este tipo de atividadesísmica induzida. 42
  43. 43. Possível Relação Entre Sismos e Poços Tubulares● No Distrito de Andes, Bebedouro,os sismos ocorrem durante o períododo ano quando o índice de chuvas émais alto e, portanto, obombeamento dos poços em geral émenor.● Há fortes indícios de que asismicidade local possa serigualmente relacionada com amovimentação de água subterrâneaatravés de fraturas nas rochas.● Possivelmente, essa movimentaçãode água não existia antes daperfuração de alguns dos poçostubulares, especialmente os queexploram água de fraturas. 43
  44. 44. BibliografiaShearer P. - Introduction to seismologyFowler C. M. R. – The solid earthEditor: Teixeira & colaboradores - Decifrando a terra.Lay e Wallace – Modern Global seismologyUnderstand the Earth

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