De acordo com pt.wedoany.com-Investigadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) demonstraram um novo método para detetar túneis subterrâneos ocultos através da inversão do percurso do sinal acústico. Enquanto as técnicas tradicionais emitem vibrações da superfície para o subsolo, esta equipa colocou a fonte sonora abaixo do alvo, medindo à superfície o sinal de resposta após a interação das ondas sonoras com a estrutura oculta.
Esta técnica foi validada numa experiência de campo realizada no campus do ORNL. A investigação visou resolver uma limitação de longa data na engenharia: identificar estruturas subterrâneas ocultas que podem alterar a estabilidade do terreno e formar cavidades sob estradas, ferrovias, instalações industriais e outras infraestruturas críticas.
A procura de túneis subterrâneos baseia-se geralmente em técnicas que operam a partir da superfície, como levantamentos sísmicos, radar de penetração no solo e medições de resistividade elétrica. Estas ferramentas têm eficácia variável em diferentes terrenos; por exemplo, solos ricos em argila limitam a propagação de certos sinais e ambientes subterrâneos complexos podem interferir nas leituras. Além disso, sinais de frequência mais alta conseguem captar cavidades mais pequenas, mas atenuam-se rapidamente no subsolo, enquanto sinais de frequência mais baixa se propagam mais longe, mas podem omitir detalhes, criando pontos cegos.
A equipa do ORNL partiu de uma hipótese simples: se parte do sinal se perde quando enviado de cima para baixo, a deteção pode melhorar quando a fonte sonora está localizada abaixo do túnel. O investigador principal, Mike Kass, explicou que os investigadores adaptaram o método de perfil sísmico vertical utilizado na exploração de petróleo e gás. Na aplicação tradicional, os sensores são colocados dentro de furos de sondagem para registar as ondas de energia geradas à superfície; na experiência do ORNL, a configuração foi invertida — a fonte sonora foi colocada abaixo do alvo e os sensores à superfície registaram as vibrações resultantes.
Durante os testes, o método produziu um sinal sub-harmónico distinto. Esta resposta de baixa frequência ocorre quando as ondas sonoras se curvam ou difratam ao contornar o túnel. O investigador sénior de I&D, Charles Finney, afirmou que os geofones detetaram este sinal e que medições subsequentes mostraram que esta resposta só aparecia de forma consistente quando o túnel estava presente e o som se originava abaixo dele, ajudando a distinguir as características do túnel do ruído ou das variações naturais do solo.
Para avaliar em condições reais, os investigadores instalaram um túnel de aço com 12 metros de comprimento, a cerca de 3 metros de profundidade. A equipa utilizou um furo vertical para colocar a fonte sonora a profundidades até 9 metros, com geofones sensíveis a vibrações dispostos à superfície. Foram feitos registos antes e depois da instalação do túnel, confirmando a relação entre as alterações do sinal e a estrutura subterrânea por comparação direta. A experiência também observou que o sinal sub-harmónico só aparecia quando a fonte sonora estava localizada abaixo da estrutura, indicando que a técnica pode fornecer pistas sobre a profundidade do alvo.
Esta investigação demonstra um novo mecanismo para identificar estruturas artificiais subterrâneas, com valor potencial para a avaliação da estabilidade de estradas, ferrovias, instalações e áreas operacionais. Os investigadores planeiam testar o desempenho da técnica em diferentes tipos de solo, aperfeiçoar a análise de sinais e investigar se o tempo e a intensidade da resposta acústica podem gerar imagens subterrâneas mais detalhadas. A equipa incluiu ainda Omar Marcillo, Monica Maceira e Derek Splitter. A investigação foi apoiada pelo programa de financiamento inicial de I&D dirigida pelo laboratório do ORNL e utilizou recursos do National Transportation Research Center (uma instalação de utilizadores do Departamento de Energia dos EUA). Os resultados estão detalhados no relatório técnico "Advancing Tunnel Detection Via Vertical Acoustic Profiling". O ORNL é gerido pela UT-Battelle para o Gabinete de Ciência do Departamento de Energia dos EUA.
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