Resumo | Mecânica dos Solos I Como o solo é formado, intemperismo físico, químico e biológico

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Como o solo é formado Intemperismo
RESUMO | MECÂNICA DOS SOLOS I
A FORMAÇÃO 
DO SOLO
A FORMAÇÃO DO SOLO
O solo é formado a partir da exposição da rocha mãe na superfície terrestre e
consequente ação do intemperismo nela. Ele também pode ser formado pela
deposição do material não consolidado em uma paisagem estável.
ENTENDENDO MELHOR A FORMAÇÃO DO SOLO
Rocha inalterada, ou seja, não sofreu
nenhum tipo de alteração física ou
química relevante, é um material
consolidado (único, sólido, fundido).
ROCHA MÃE
SOLO
Fragmentos de diversos tamanhos da
rocha mãe após sofrer alterações
físicas ou químicas sendo agora um
material não consolidado. 
Importante: Esses fragmentos podem ser da rocha mãe local (solo residual) ou de
uma rocha mãe que está distante (solo transportado), tendo sido conduzido até ali
pelo vento, chuva, etc. Veremos adiante!
ATUAÇÃO DO INTEMPERISMO:
O intemperismo é “o conjunto de processos de ordem física, química e biológica
que atuam sobre a rocha exposta na superfície terrestre ou próxima dela,
promovendo sua desagregação e alteração química”. Vamos entender cada um
desses processos a seguir:
Anotações das aula do professor Bruno do Departamento de Engenharia Civil - UFV
No intemperismo físico a rocha é
desagregada sem que haja qualquer tipo de
modificação mineralógica ou química na sua
composição. O que acontece é apenas a
quebra dela em pedaços menores e isso
pode acontecer por diversos motivos;
INTEMPERISMO FÍSICO
INTEMPERISMO FÍSICO TERMAL
A quebra da rocha se dá devido à variação de temperatura. O que provoca essa
variação de temperatura é a radiação solar.
SHALER (1869)
"Observou que a superfície
exposta à radiação solar tende a
se expandir, enquanto que a
superfície oposta permanece
inalterada, de modo que, se a
dilatação superar a coesão dos
materiais, há a desagregação
destes."
KESSLER (1919)
"Observou um ligeiro aumento no
comprimento de barras de mármore
aquecidas a várias temperaturas e depois
resfriadas lentamente até a temperatura
inicial, evidenciando que as rochas, em
geral, sofrem deformações permanentes e
acumulam tensão de expansão devido a
repetidos aquecimentos."
Observações importantes nos estudos dos efeitos da variação de
temperatura nas rochas.
Vamos pensar: a rocha se expande por
igual? Se ela expandisse e contraísse
por igual faria sentido ela quebrar? A
resposta é NÃO! 
 As rochas sofrem ruptura porque são
heterogêneas tanto mineralogicamente
quanto granulometricamente, ou seja,
são formadas por mais de um tipo de
mineral e por tamanhos diferentes
desses minerais. 
Cada mineral possui um coeficiente de dilatação volumétrica diferente, logo, cada
parte da rocha vai sofrer expansão ou contração de forma diferente, por isso são
geradas essas tensões internas que fazem com que a rocha se quebre.
Anotações das aula do professor Bruno do Departamento de Engenharia Civil - UFV
Minerais com cristais de tamanho maior;
Minerais mais próximos à superfície da rocha;
Minerais de coloração mais escura (absorvem mais calor);
Minerais com coeficiente de dilatação volumétrica maior;
NÃO ESQUEÇA: O corpo rochoso tende a ser mais susceptível à desagregação
quando apresenta muitos minerais com as seguintes características:
Basta se lembrar da fórmula da variação volumétrica em função da variação de
temperatura e do volume inicial: 
ΔV = Vi . γ . ΔT
onde:
Vi é o volume inicial
γ é o coeficiente de dilatação volumétrico
ΔT = (T - Ti) = variação da temperatura
INTEMPERISMO FÍSICO MECÂNICO
Bem mais simples de entender, é a quebra da rocha se dá devido à esforços
mecânicos em que ela é submetida, ou seja, processos que fazem a rocha sofrer
um aumento de pressão que a leve a ruptura.
Por exemplo, o congelamento da água que entra por fissuras da rocha: quando a
água congela ela se expande (anomalia da água), logo ela passa a ocupar um
espaço maior dentro da rocha e isso força a estrutura da mesma, aumentando as
fissuras e levando à ruptura.
A cristalização dos sais é outro exemplo muito comum no litoral, na beira mar. As
rochas que estão em contato direto com o mar levam "banhos" da água repleta de
sais dissolvidos. Porém, a medida que esses sais vão cristalizando no interior da
rocha, vai surgindo uma pressão dentro dela que leva a sua ruptura.
No intemperismo químico a estrutura dos minerais que compõe a rocha sofre
alteração química indo da forma instável para a estável. Isso acontece
principalmente por causa do contato com a água (precipitação e umidade da
atmosfera). Então não é apenas uma quebra da rocha, é uma mudança em sua
composição qúimica!
INTEMPERISMO QUÍMICO
Existem três mecanismos principais que geram esse processo de mudança: a
troca de cátions, a hidratação e a oxidação.
Anotações das aula do professor Bruno do Departamento de Engenharia Civil - UFV
TROCA DE CÁTIONS
Basicamente os íons básicos presentes nas
estruturas cristalinas dos minerais da rocha,
em geral cátions, trocam de lugar com os
íons presentes em solução, por exemplo o H+
proveniente da dissociação da água.
HIDRATAÇÃO
É a incorporação de água à estrutura do mineral por processos que hidrolisam as
ligações metal-oxigênio. A hidratação ocorre porque as moléculas de água são
atraídas pelas cargas elétricas existentes na superfície do mineral.
OXIDAÇÃO
Ocorre quando um elemento da estrutura mineral, geralmente o oxigênio molecular,
perde elétrons aumentando sua carga
Observação: Podem ocorrer também reações de dissolução, redução e hidrólise.
INTEMPERISMO BIOLÓGICO
O INTEMPERISMO FÍSICO É UM CONTROLADOR DO INTEMPERISMO QUÍMICO!
O intemperismo físico promove a redução do tamanho das partículas e, portanto,
aumentando sua área superficial específica, tornando-as mais suscetíveis a
reações químicas rápidas. 
Pequenos animais; 
Crescimento e penetração de raízes em fendas; 
Dissolução de CO2 ; 
Absorção de nutrientes; 
Quelatação: ocorre quando os quelatos, que são minerais produzidos pelos
organismos, aprisionam cátions metálicos por uma ou mais de suas ligações
químicas formando complexos metálicos estáveis.
A quebra das dos minerais e rochas é ocasionado por ações biológicas, sendo
elas físicas ou químicas, como: