Tipos de riscos geográficos marinhos investigados na construção de parques eólicos offshore

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Gwo-shyh Song, professor associado da Universidade Nacional de Taiwan, nos mostra os tipos de riscos geográficos marinhos investigados na construção de parques eólicos offshore

Taiwan está situada na zona de colisão da placa do mar das Filipinas e da placa euro-asiática, sendo um produto da orogenia com altas montanhas. A maioria dos parques eólicos offshore estão localizados na costa oeste deste Orógeno, e perto de uma chamada frente de deformação onde as falhas mais ativas ou mais recentes estão localizadas. Ao longo dessas zonas de falha, a cada década ou mais, ocorre um grande terremoto de magnitude 6,0 ou mais. Portanto, uma vez que a construção de parques eólicos offshore em Taiwan é realizada principalmente usando estacas de base para penetrar no fundo do mar 60 a 80 metros de profundidade, é necessário realizar um levantamento geológico ou geofísico marinho completo na área do parque eólico offshore antes da construção para ver se há são riscos geográficos significativos que podem ter ocorrido na área.

Para os geo-riscos marinhos, de acordo com sua natureza, os geo-riscos identificados são agrupados nas categorias definidas a partir do agrupamento de feições, processos e eventos relacionados de natureza semelhante. A maior parte do material é adaptado de João MR Camargo et al. (2019): Artigo de revisão “Marine Geohazards: A Bibliometric-Based Review”.

A importância da indústria de petróleo e gás, bem como de parques eólicos offshore, no incentivo ao levantamento científico relacionado aos geo-riscos marinhos é evidente, principalmente durante a primeira fase, quando a maioria dos relatórios envolvia o estudo de fluidos de infiltração, falha em taludes, falhas, e diapirs. Em menor grau, eles envolveram a investigação de formas de leito, relevos positivos e negativos. A ocorrência de estudos sobre terremotos, tsunamis, vulcanismo e erosão foi rara. Na segunda e na terceira fases, a diversificação era a regra, com ênfase nas investigações sobre rompimento de taludes, infiltração de fluidos, tsunami, falhas, relevos negativos e terremotos.

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As categorias são descritas a seguir. Sendo em comum, a interação entre mais de uma, ou seja, uma categoria aqui descrita é o disparador de outra, em uma relação causal.

Falha de declive

As falhas em taludes representam uma grande ameaça, não apenas para a indústria naval, mas também para o ambiente marinho e as instalações costeiras. Eles podem levar à instabilidade do substrato e produzir perdas catastróficas na perfuração geotécnica e na construção da fundação de cabos e turbinas eólicas. Este risco geográfico é indicativo de sua ampla ocorrência ao longo das margens continentais e seus impactos socioeconômicos. Está sujeito a graves danos devido à ocorrência de deslizamentos submarinos. Os principais fatores que contribuem para o início de deslizamentos submarinos incluem taxas de sedimentação rápidas, gás e hidratos de gás, infiltração de água subterrânea, atividade tectônica, atividade vulcânica e atividade humana.

Infiltração de fluido

O fluxo de fluido no fundo do mar é a segunda categoria mais investigada de um risco geográfico. Geralmente, esses processos incluem o vazamento de água, hidrocarbonetos leves e sedimentos. O uso de técnicas acústicas para detectar emissões de gases que escapam do fundo do mar para a coluna d’água tem se tornado uma ferramenta importante nas últimas décadas. As evidências desse risco geográfico marinho incluem características de superfície, como marcas de pústulas, montículos de carbonato e vulcões de lama, e também características de subsuperfície, como chaminés de gás, sedimentos gasosos e hidrato de gás, e até mesmo por ‘plumas’ acústicas, ‘chamas’ e ‘nuvens ‘na coluna de água.

Pockmarks e vulcões de lama são a expressão superficial do fluxo de fluidos no fundo do mar e estão relacionados a chaminés e falhas geológicas que configuram um cenário perigoso, especialmente para operações de perfuração. Normalmente, gás raso é um termo usado para caracterizar o gás enterrado em sedimentos rasos, junto com o fluxo de água raso que é conduzido por alta pressão após a perfuração atingir camadas de areia sobrepressoras.

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Terremotos

Os terremotos são eventos geológicos que foram reconhecidos até nos tempos antigos, em todas as culturas, os terremotos estão entre os eventos mais prejudiciais causados ​​pela Terra e representam uma séria ameaça a vidas e propriedades em áreas urbanas perto de grandes falhas ativas em terra ou zonas de subducção offshore. Este geohazard marinho merece destaque porque, dependendo da magnitude e da profundidade de um terremoto, pode desencadear falhas em encostas, tsunamis e infiltração de gás. Além disso, os terremotos podem gerar danos locais, como quebra de cabos e, no caso de tsunamis, impactar regiões distantes em outra margem de uma bacia oceânica.

Vulcanismo

Esta categoria de riscos geográficos marinhos está relacionada a erupções submarinas e ao colapso do flanco da ilha vulcânica. Montes submarinos rasos e ilhas vulcânicas podem eventualmente estar sujeitos a erupções subaquáticas conforme o edifício vulcânico evolui. A atividade explosiva nos montes submarinos está relacionada ao eventual colapso dos flancos no edifício vulcânico. A causa desses colapsos é devido ao acúmulo contínuo de material vulcânico que em algum ponto torna a encosta instável.

Subsidência

Esta categoria de riscos geológicos marinhos está relacionada a dois processos geológicos diferentes. Um deles é a subsidência característica de margens continentais convergentes. Outro processo é a subsidência de áreas costeiras (como os deltas) expostas a uma alta taxa de sedimentação. O impacto desse risco geográfico é lento e gradual, geralmente com um potencial reduzido de danos materiais e perda de vidas.

Formas de leito

Esta categoria de geo-riscos marinhos está relacionada a ambientes expostos a forçantes hidrodinâmicos, capazes de gerar leitos móveis. As formas de leito móveis são de importância crítica para a engenharia na colocação de cabos submarinos. Os desafios incluem a exposição potencial de fundações enterradas e enterramento excessivo de cabos de energia termicamente sensíveis.

Alivios Positivos

Esta categoria de risco geográfico é representada por características topográficas positivas, como recifes, afloramentos, rochas de praia, montes e cristas. Essas características representam obstáculos naturais que devem ser evitados em projetos de engenharia envolvendo cabos de telecomunicações, ou qualquer outra infraestrutura a ser instalada próxima ao fundo do mar.

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Relevos Negativos

Este grupo de geo-riscos marinhos está relacionado a canais, desfiladeiros, voçorocas e encostas íngremes. Algumas características topográficas apresentam riscos aos cabos submarinos, e a rota do cabo deve, tanto quanto possível, evitá-los. Os relevos negativos, como os canais submarinos, são considerados condutos para o transporte de sedimentos; portanto, cânions e canais submarinos são comumente associados a falhas em taludes, fluxos de gravidade de sedimentos e formas de leito móveis.

Diapirs

Diapiros de sal e lama são intrusões de rochas sedimentares na sequência sedimentar sobrejacente que geralmente implica deformações no fundo do mar. O carregamento do sedimento sobrejacente é responsável pela deformação do fluxo de sal e sua direção em direção à superfície como dedos de sal (diapirs). Os diapiros salgados podem gerar afloramentos (domos de sal) na superfície do fundo do mar, que, por sua vez, podem interferir na estabilidade das estruturas de engenharia. Diopiros / vulcões de lama também estão relacionados a este grupo e são comumente produzidos pela liberação de fluidos de alta pressão, que podem reduzir seriamente a resistência ao cisalhamento dos sedimentos e causar deformações de sedimentos rasos que afetam as instalações do fundo do mar.

Com falha

Este grupo de geo-riscos marinhos está relacionado a eventos tectônicos, que podem desencadear terremotos e tsunamis. As falhas ativas são suscetíveis a rupturas na superfície do solo que podem comprometer a turbina eólica e os cabos submarinos. Portanto, as falhas ativas foram mapeadas e investigadas para determinar o nível de sua atividade (tempos de recorrência, deslocamentos, taxas de deslizamento) no contexto das avaliações de risco sísmico.

Observação: este é um perfil comercial

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