O ensaio de perda d’água (ou ensaio de permeabilidade in situ) em túneis é normalmente executado em furos de sondagem ou perfurações realizadas no maciço rochoso ou solo, no interior da frente de escavação do túnel ou nas paredes laterais, dependendo da fase da obra e do objetivo do ensaio.

O ensaio de perda d´agua é executado em trechos de rocha alterada, rocha fraturada.

Locais de execução:

1. Na face da escavação do túnel (testes radiais) – Furos horizontais ou inclinados são perfurados na frente de ataque do túnel para verificar a permeabilidade do maciço rochoso que ainda será escavado.

2. Nas paredes ou teto do túnel (testes longitudinais ou transversais) – Para avaliar a permeabilidade do entorno já escavado ou para planejamento de tratamentos, como injeções de impermeabilização.

3. Durante sondagens verticais ou inclinadas em áreas de estudo geotécnico, antes da escavação – Com objetivo de caracterização do terreno.

Equipamentos e procedimentos:

• São utilizados packer(s) (obturação com obturadores pneumáticos ou hidráulicos) para isolar trechos do furo.

• A água é injetada sob pressão, e mede-se a vazão necessária para manter uma determinada pressão, o que indica a permeabilidade do trecho testado.

• Os resultados são geralmente expressos em Lu (Lugeon) quando em rochas, ou em coeficiente de permeabilidade (k) quando em solos.

Metodologia Executiva

A execução do ensaio de perda d’água em um furo (também conhecido como ensaio Lugeon, quando em rochas) segue uma metodologia padronizada para avaliar a permeabilidade do maciço. Abaixo, explico passo a passo como é feita a execução:

1. Perfuração do furo

• Realiza-se um furo de sondagem (geralmente com perfuratriz rotativa).

• O diâmetro comum para esse tipo de ensaio é entre 76 mm e 100 mm.

• A profundidade depende do projeto, mas o ensaio pode ser feito em trechos sucessivos do furo.

2. Limpeza do furo

• Após o término da perfuração, o furo é lavado com água para remover detritos e finos, garantindo que os resultados não sejam afetados.

3. Instalação dos packers (obturadores)

• São introduzidos 1 ou 2 packers (dependendo do tipo de teste: simples ou duplo).

• Eles isolam um trecho do furo, geralmente de 1 metro de comprimento.

• Teste simples: isola o fundo do furo com um packer.

• Teste duplo: isola um trecho intermediário entre dois packers.

4. Injeção de água

• A água é injetada sob pressão constante no trecho isolado, normalmente em pressões crescentes (por exemplo: 2, 4 e 6 kgf/cm² ou equivalente em MPa).

• Cada etapa dura cerca de 10 minutos.

5. Medição da vazão

• Mede-se a vazão de água necessária para manter a pressão em cada etapa.

• Os dados são registrados e utilizados para calcular o índice Lugeon (Lu):

6. Interpretação

• Resultados típicos:

• < 1 Lu: baixa permeabilidade (rocha bem compacta ou tratada)

• 1–5 Lu: permeabilidade média

• > 10 Lu: alta permeabilidade (indicando necessidade de tratamento com injeções)

Os Ensaios de Perda D’água sob Pressão (EPA) e Ensaios de Infiltração (EI) fazem parte do conjunto de ensaios utilizados para a caracterização hidrogeotécnica dos terrenos naturais.

É prática corrente observar-se no decorrer da execução de sondagens rotativas perdas de água parciais ou totais dependendo da importância e densidade de fissuração da rocha. 

O ensaio de Lugeon ou de perda d’água nada mais é do que um aperfeiçoamento desta observação.

Os Ensaios de Perda d’água sob Pressão tem como objetivo a determinação da Condutividade Hidráulica (H) dos maciços rochosos através de furos de sondagens rotativas, ou seja, permite obter informações quantitativas sobre a circulação da água em rochas fissuradas, com o objetivo de julgar as possibilidades de consolidação por injeções. 

 São realizados em trechos de comprimento conhecido, geralmente 3m, e isolados por meio de obturadores de borracha. Consistem na medida da vazão d’água absorvida nas fissuras do maciço em 10 intervalos iguais de tempo (1 minuto cada), para 5 estágios diferentes de pressão. A pressão de injeção (Pm)  é controlada por manômetro e a descarga (vazão) através de um hidrômetro, calculada em função da profundidade do trecho ensaiado, e deve manter-se constante durante as 10 leituras do hidrômetro em cada estágio de pressurização, obtendo-se o volume injetado no intervalo de tempo.

O Ensaio de Perda D’água sob Pressão no maciço rochoso tem os seguintes objetivos:

• Determinar um valor representativo da permeabilidade no maciço rochoso;

• Avaliar a necessidade, ou não, de intervenção no maciço rochoso e, caso necessário, determinar o tipo e a quantidade de calda de cimento e a utilizar para o efeito;

• Medir o grau de fraturamento, determinar o regime de escoamento e o comportamento dos recheios nas fraturas.

Os resultados dos ensaios de perda d’água podem ser interpretados através de um gráfico que se obtém marcando no eixo das ordenadas as pressões efetivas e no eixo das abscissas as vazões em litro por minuto por metro.

Modelo de Registro de Campo – Ensaio de Perda d’Água (Lugeon)

Projeto: Túnel Rodoviário 

Data: 16/04/2025

Furo: F-07

Localização: KM LAN

Profundidade total do furo: 18,0 m

Diâmetro do furo: 76 mm

Operador: Equipe Naresi Geotecnia

Método: Packer duplo – trecho de 1,00 m

Observações gerais: O trecho entre 5 e 6 m apresentou alta permeabilidade, indicando possível fraturamento ou zona de cisalhamento. Recomendável estudo de tratamento com injeção de cimento.

Tabela de Classificação dos Resultados – Índice Lugeon

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