Riscos geotécnicos em taludes marinhos, associados à ocorrência de hidrato de gás, no traçado de dutovias

Abstract

Hidratos de gás são compostos sólidos, similares ao gelo, e que aprisionam em seu interior moléculas comprimidas de gás. É formando em solos permanentemente congelados, ou nas margens continentais, entremeados nos sedimentos dos leitos e taludes marinhos, dependendo de condições favoráveis de temperatura e pressão para existir. A ocorrência de ações da natureza, como terremotos, ou variações de nível do mar, ou ainda de ações antrópicas de intervenção sobre o fundo do oceano, pode levar a alterações do estado de equilíbrio dos hidratos de gás, conduzindo à sua dissociação e resultando na liberação do gás aprisionado na matriz do sedimento, provocando excesso de poro-pressão, redução de tensão efetiva e a perda de resistência desse sedimento; levando o talude ou leito marinho à ruptura. Diversos dutos submarinos são assentados sobre o leito e taludes das margens continentais e em diversos traçados há ocorrência de hidrato de gás, devendo, portanto, ser conduzida uma análise do risco geotécnico para a determinação de traçados seguros. No entanto, existe uma carência de modelos que possam avaliar com certo grau de precisão os fatores de segurança de taludes submarinos que contenham hidrato de gás. Este trabalho trata inicialmente de uma revisão bibliográfica do atual estágio de conhecimento sobre o hidrato de gás e também aborda os aspectos ligados ao traçado de dutovias. Em seguida, apresenta um modelo que poderá auxiliar na tarefa de avaliação de risco geotécnico de taludes submarinos, associados à ocorrência de hidrato de gás, no traçado de dutovias e na instalação de diversas estruturas submarinas. Também apresenta um estudo sobre a análise de risco geotécnico ligado a dutos e é completado com um estudo de caso no Leque Submarino do Amazonas, onde há inferência da ocorrência de hidratos de gás, com a aplicação do modelo de avaliação de risco geotécnico, sendo feita uma análise paramétrica do impacto da dissociação do hidrato sobre a estabilidade de taludes na região, pela variação do fator de segurança através método do equilíbrio limite. ________________________________________________________________________________

ABSTRACT: Gas hydrates are solid compounds, similar to ice, trapping molecules inside compressed gas. It occurs in permanently frozen soil, or in continental margins, interspersed in sediments of marine beds and slopes, depending on the right levels of temperature and pressure to exist. The occurrence of earthquakes, variations of sea level, or anthropogenic intervention on the ocean floor, can lead to changes in the equilibrium state of gas hydrates, leading to its dissociation and the resulting release of the gas trapped in the matrix of the sediment, causing excess pore pressure, effective stress reduction and loss of strength of the sediment, which could lead to slope rupture. Submarine pipelines are laid on the bed and slopes of the continental margins and in several profiles there is occurrence of gas hydrate, thus a risk analysis for the determination of geotechnical traced safe and should be carried out. However, there is a lack of models that can evaluate with precision the degree of slope safety factors submarines containing gas hydrate. This work is initially a literature review of the state of art of gas hydrate behavior and also addresses the aspects related to the layout of pipelines. It then presents a model that can assist in the geotechnical risk assessment of submarine slopes, associated with the occurrence of gas hydrate in the layout of pipelines and the installation of various underwater structures. It also presents a study on the geotechnical risk analysis of a pipeline and is complete with a case study in the Amazon submarine deposit, where there is inference of the occurrence of gas hydrates, with the application of the model of geotechnical risk assessment and a parametric analysis of the impact of hydrate dissociation on the slope stability in the region, analyzing the variation of the factor of safety by limit equilibrium method.