Trabalho teórico - Erosão

Prévia do material em texto

Faculdade de Engenharia 
 Departamento de Engenharia Civil 
 
 Geologia 
 
 Erosão 
 Estudo de caso: Rio Bauru 
 
 1.Introdução 
 A ocupação humana, iniciada pelo desmatamento e seguida pelo cultivo da terra, 
 implantação de estradas, criação e expansão das vilas e cidades, sobretudo, quando efetuada 
 de modo inadequado, constitui o fator decisivo da origem e aceleração dos processos erosivos 
 atuais (Facciolla e et. al.,1995). Deflagrados pela ocupação do solo, estes processos erosivos 
 passam a ser comandados por diversos fatores naturais relacionados às características da 
 chuva, do relevo, do solo e da cobertura vegetal. 
 A erosão dos horizontes superficiais dos solos reduz a capacidade de infiltração dos 
 mesmos, propiciando taxas mais elevadas de escoamento superficial. O material erodido 
 quando depositado nos cursos d'água provoca alterações importantes nos seus leitos. Tais 
 ações somam-se propiciando maior intensidade de inundações/enchentes, maior frequência 
 destes eventos e alterações ecológicas que afetam a fauna e flora, que é um caso recorrente no 
 município de Bauru. 
 O município de Bauru é considerado crítico por apresentar processos erosivos lineares 
 (ravinas e boçorocas) de grande porte em terrenos de alta suscetibilidade erosiva (baixa 
 coesão). Isso pode acabar limitando a expansão urbana e coloca em risco obras públicas, 
 edificações e a própria população.A região apresenta condições do Planalto Ocidental, 
 província geomorfológica que ocupa aproximadamente 40% do território paulista e se 
 identifica como uma das mais suscetíveis ao desenvolvimento dos processos erosivos. 
 Os inúmeros processos erosivos e as inundações/enchentes constituem-se nos maiores 
 problemas enfrentados pela cidade de Bauru, tornando-se cada vez mais frequentes e 
 intensos. A ocorrência destes fenômenos mostra-se sempre marcada por graves perdas 
 econômicas e sociais. Tal fato se deve a expansão da ocupação errada de determinadas áreas 
 onde critérios técnicos não são considerados a fim de evitar ou minimizar estes processos. 
 2. Conceitos dos Processos Erosivos 
 Erosão é um conjunto de fenômenos que alteram a paisagem e destroem determinadas 
 formas de relevo a partir da remoção de material terroso ou rochoso. Tal material é 
 desagregado, decomposto e removido da superfície terrestre através da ação de agentes, um 
 dos mais importantes agentes quando analisados isoladamente é a água, já que possui grande 
 poder desagregador, além de atuar no transporte de sedimentos. 
 Pode ser subdividida em erosão geológica, que é causada sob condições naturais, e em 
 erosão acelerada. Esta última acontece sob interferência do homem e é chamada assim pois 
 sua intensidade é maior. Os processos erosivos provocam situações de risco à comunidade 
 devido seu poder de destruição, pois pode ameaçar habitações e espaços públicos, limitar 
 expansão urbana e obras de infra-estrutura, causar assoreamento nos cursos d’água, 
 destruição das redes de esgoto e entupimentos de galerias, o que gera enchentes e dispersão 
 de poluentes nas drenagens, perda de solos férteis, degradação e redução da produtividade 
 global dos ecossistemas terrestres e aquáticos, etc. 
 O desgaste superficial do solo é causado basicamente por alterações no meio ambiente 
 provocadas pelo uso contínuo, desde o desmatamento e a agricultura, à obras urbanas e 
 viárias que concentram águas de escoamento superficial. Podemos citar como exemplo de 
 obra urbana que gera processo erosivo os loteamentos. Estes removem a cobertura vegetal, e 
 por vezes utilizam a terraplenagem, que acaba por gerar erosão e modificação da paisagem, e 
 posteriormente assoreamento e enchentes. 
 As áreas afetadas apresentam um primeiro estágio de erosão laminar intensa, com 
 formação de sulcos rasos ou profundos. Se medidas não forem tomadas, os sulcos crescem 
 formando ravinas e se houverem condições, as ravinas se aprofundam até atingirem o nível 
 d'água subterrânea. A partir daí, desenvolvem-se as boçorocas. 
 Outra forma de classificar a erosão é por sua origem ou agente. Quanto à origem pode 
 ser geológica ou antrópica. Quanto ao agente, pode ser eólica (seletiva ou massiva), ou 
 hídrica, que se subdivide em pluvial (por impacto ou arrastamento) ou por decorrência da 
 ação das ondas Vertical (percolação) Fluvial Marítima. 
 A erosão laminar é causada pela ação da chuva, o impacto das gotas d’água na 
 superfície do terreno fazem com que as partículas constituintes se desprendam, o que causa a 
 remoção progressiva dos horizontes superficiais de solo. Esse processo é intensificado em 
 solos sem cobertura vegetal. Esse processo é difícil de ser observado por não deixar marcas 
 perceptíveis no solo, entretanto, em estágios mais avançados da erosão o solo passa a 
 apresentar coloração mais clara, sua produtividade diminui e ocorre o abaixamento da cota do 
 terreno. 
 As partículas desagregadas pela ação da água, tem seu tamanho reduzido e são mais 
 facilmente carregadas pelas águas. Partículas em suspensão podem se infiltrar no solo, o que 
 causa a redução da permeabilidade e aumenta o escoamento superficial. Dessa forma a erosão 
 laminar pode agir como início de um processo de erosão em cadeia, que envolverá outras 
 formas de erosão. 
 Já a erosão linear ocorre quando o escoamento superficial deixa de ser laminar e 
 uniforme, passa a se concentrar em filetes, nos quais a velocidade da água é maior. Com isso, 
 a ação erosiva torna-se mais intensa e pode causar grandes incisões lineares na forma de 
 sulcos, ravinas e boçorocas. O poder destrutivo desse tipo de erosão é alto e de difícil 
 contenção. 
 Este processo ocorre nas linhas de maior concentração de água de escoamento 
 superficial, gerando pequenas incisões na forma de filetes rasos no terreno e sucede a erosão 
 laminar, a erosão em sulcos, assim como a laminar, pode se originar de chuvas de grandes 
 intensidades. 
 A erosão em sulcos pode não ser notada até que interfira no preparo do solo em áreas 
 agrícolas, já nas áreas urbanas surgem durante a implantação de novos loteamentos e ruas 
 sem pavimentação. 
 Figura 1 - Erosão em sulcos Figura 2 - Erosão em ravinas 
 A ravina é um tipo de erosão que não pode ser extinta por operações de preparo do 
 solo. É um sulco profundo, provocado pela ação erosiva da água de escoamento superficial 
 concentrado, que não pode ser combatido por métodos de conservação do solo. Elas se 
 caracterizam por terem no mínimo 30 cm de profundidade, normalmente possuem forma 
 alongada, e podem chegar até 10 metros. Também devem ser considerados mecanismos de 
 erosão com movimentos de massa como pequenos deslizamentos que causam alargamento da 
 feição. 
 A erosão em boçorocas é uma evolução da erosão em ravinas, e acontece quando esta 
 última atinge um limiar freático e a circulação de águas de subsuperfície passam a agir. O 
 surgimento de tal desgaste está intimamente relacionado a atividades humanas como 
 desmatamento, atividades agrícolas e urbanas. Ela pode ser considerada um fenômeno de 
 ruptura de equilíbrio do meioambiente, que surge pela transformação abrupta da paisagem, 
 por eliminação da cobertura vegetação e novas formas de uso do solo. 
 Também são movimentos de massa e se desenvolvem ao longo de linhas de 
 drenagem, em solo coluvial/aluvial ou solo residual, em encostas naturais. Grande parte dos 
 trabalhos citam a ocorrência de boçorocas em formações sedimentares arenosas. 
 Figura 3 - Erosão em Boçorocas 
 3. Fatores Condicionantes dos Processos Erosivos 
 Os condicionantes dos processos erosivos são determinados por cinco fatores básicos 
 que se inter relacionam, sendo eles: 
 ● Clima: Os elementos climáticos que mais exercem influência através de sua 
 intensidade, volume e frequência são: regime pluviométrico e temperatura. 
 Considerando os efeitos da chuva sobre o solo, o impacto das gotas de chuva constitui 
 uma das contribuições da precipitação sobre a erosão, visto que tem poder de destacar 
 as partículas do solo e provocar seu deslocamento. 
 ● Solo: Dentre os principais fatores, os que exercem maior influência na resistência do 
 solo à erosão são a textura (tamanho das partículas do solo), a estrutura (estabilidade 
 dos agregados), a infiltração, a permeabilidade e a capacidade de armazenamento de 
 água, e o conteúdo de matéria orgânica. No caso de Bauru, predominam solos 
 arenosos de baixa resistência à desagregação, assim as partículas com baixo poder de 
 agregação, pela pequena quantidade de argila, tendem a ser carreadas, dando origem 
 ao processo erosivo. 
 ● Topografia: Como principais características, é preciso considerar de grande 
 importância o comprimento de rampa e a declividade. 
 ● Cobertura vegetal: A cobertura vegetal natural ou alterada pelo homem, constitui-se 
 em agente protetor do solo contra a erosão e varia conforme o tipo de cobertura e, 
 principalmente, sua densidade. O efeito que a ela exerce na proteção do solo, pode ser 
 das seguintes formas: a) proteção direta contra o impacto das gotas de chuva; b) 
 dispersão da água, interceptando-a e evaporando-a antes que atinja o solo; c) 
 decomposição das raízes das plantas que, formando pequenos canais no solo, 
 aumentam a infiltração da água; d) melhoramento da estrutura do solo pela adição de 
 matéria orgânica, aumentando assim sua capacidade de retenção de água; e) 
 diminuição da velocidade de escoamento da enxurrada pelo aumento do atrito na 
 superfície. 
 ● Manejo do solo: A forma como se usa o solo tem grande influência no processo 
 erosivo. A rotação de culturas, plantio direto, a incorporação de restos culturais, a 
 adoção de preparo do solo e a subsolagem pode resultar em diferentes condições de 
 perda de solo. A rotação de culturas tem efeito positivo na proteção do solo contra a 
 erosão, como resultado do aumento no conteúdo de matéria orgânica, da melhoria nas 
 condições de permeabilidade do solo e da manutenção de cobertura vegetal e de restos 
 culturais durante grande parte do tempo 
 4. Características do Meio físico do Local de Pesquisa 
 4.1. Geologia de Bauru 
 O município de Bauru está localizado na parte central do Estado de São Paulo, 
 inserida no Planalto Arenítico-Basáltico do Estado de Sao Paulo (Planalto Ocidental), dentro 
 da Bacia Sedimentar do Paraná,implantado num anfiteatro natural de cerca de 5 km de raio, 
 modelado por diversos cursos d’água formadores das cabeceiras do rio Bauru. O relevo 
 regional é de colinas amplas e suaves, modeladas em arenitos das Formações Marília e 
 Adamantina. 
 A Formação Adamantina ocupa o vale do Rio Batalha e seus afluentes também aflora 
 nas imediações e a leste da cidade de Bauru, nos vales do rio Bauru e ribeirão Grande. Essa 
 formação é constituída de arenitos argilosos avermelhados com manchas esbranquiçadas, de 
 granulometria fina a média, e alguns níveis com seixos esparsos, dispostos em bancos 
 maciços homogêneos de até 2 metros. 
 A Formação Marília ocorre de forma generalizada nas partes altas, como as cornijas 
 do “Planalto de Bauru” e a oeste e a sul da cidade de Piratininga, no relevo escarpado da 
 Serra da Jacutinga ( Cabeceira do Rio Batalha). Litologicamente , é representada por arenitos, 
 pardacentos, creme ou róseos, desde finos a grossos, às vezes conglomeráticos, mal 
 selecionados, grão subangulosos, dispostos em bancos de 1 a 3 metros de espessura. 
 As rochas do Grupo Bauru são constituídas predominantemente por sedimentos 
 siliciclásticos continentais que foram depositadas na porção centro-sul da Plataforma Sul- 
 Americana, durante o último episódio significativo de sedimentação desta unidade 
 geotectônica, acompanhadas de magmatismo alcalino em pontos dispersos da Bacia do 
 Paraná. Esta sucessão é caracterizado por arenitos, arenitos argilosos, carbonatados ou não, 
 siltitos, lamitos e argilitos, apresentando localmente conglomerados e camadas calcárias. 
 A maior parte das nascentes da bacia do rio Bauru está em locais de erosão, agredidas 
 por lixo e esgoto. O assoreamento também é o principal problema do rio Batalha, um dos rios 
 mais importantes para o município. As erosões ocupam o leito do rio e soterram as nascentes 
 (Instituto Ambiental Vidágua, 2003). 
 Figura 4 - Área de ocorrência das unidades suprabasáltica cretáceas na Bacia Paraná 
 (Modificado de Fernandes & Coimbra, 1994) 
 4.2 Geomorfologia 
 A região de Bauru apresenta um domínio de colinas amplas ocupando 
 generalizadamente as porções mais elevadas do platô de Bauru, e, parcialmente, as porções 
 rebaixadas de domínio da Bacia do rio Batalha. Constituindo relevos de transição, junto às 
 bordas do platô, nota-se a presença de relevos muito movimentados em forma de 
 escarpas,morrotes alongados, morrotes isolados e colinas média. Ocorrem os seguintes 
 relevos, conforme indicado no Mapa Geomorfológico: 
 ● Colinas Amplas; 
 ● Colinas Médias; 
 ● Morrotes Alongados e espigões; 
 ● Encostas sulcadas por vales sub paralelos; 
 Figura 5 - Mapa Geomorfológico do município de Bauru (IPTB, 1981) 
 As formas de relevo apresentam relações diretas com o desencadeamento dos 
 processos erosivos, tanto regional quanta local. Estas formas são as maiores potencializadoras 
 de fenômeno erosivos, uma vez que as rampas são relativamente longas e inclinadas e são 
 frequentes as áreas de cabeceiras de drenagem e linhas preferenciais de concentração de fluxo 
 d' água. 
 A influência da geomorfologia no desenvolvimento de erosões lineares concentram-se 
 em encostas convexas (REZENDE,1985). 
 Figura 6 -Carreamento de solo, em condições comparáveis, é menor na 
 encosta côncava e maior na convexa (REZENDE, 1985) 
 Côncava Convexa 
 Convergência das águas Divergência das águas 
 Erosão mais localizada; tendência à 
 formação de sulcos e boçorocas 
 Erosão mais uniforme e laminar 
 Espessura do “solum” tende a ser desigual Espessura do “solum” tende a ser uniforme 
 Erosão e deposição Erosão 
 Sementes e nutrientes se acumulam nas 
 partes mais baixas 
 Sementes e nutrientes retirados do sistema 
 Instabilidade maior pela ausência de 
 cobertura vegetal densa na áreas de 
 concentração d'água 
 Instabilidade maior pela concentração 
 d’água. 
 Quadro 1- Relacionamento geral entre pedoformas côncavas e convexas e aspectos ligados 
 à erosão 
 Fica evidente forte correlação entre os comportamentos derivados do substratogeológico e dos sistemas de relevo. 
 4.3 Solos 
 O solo de Bauru é residual dos arenitos das Formações Marília, Adamantina e 
 Cenozóicas, com textura de areia fina pouco argilosa. A formação desse solo em clima 
 tropical, marcado pela alternância de estações chuvosas e secas, intensifica a lixiviação dos 
 finos do horizonte superficial, gerando uma estrutura porosa e permeável, normalmente com 
 nível freático profundo. Além de apresentar elevada erodibilidade dos solos também são 
 colapsíveis. 
 5. Área de estudo 
 A visita técnica foi realizada no dia 22 de setembro à Mondelli Indústria de Alimentos 
 S.A., localizado na Av. Rosa Malandrino Mondelli, 7 - Núcleo Hab. Mary Dota, Bauru - SP, 
 acompanhado pelo Engenheiro Civil Gustavo Dornelas, responsável pelo reparo da tubulação 
 do setor de tratamento de efluentes da empresa. A seguir, encontra-se uma foto retirada por 
 satélite em 2011 da área analisada. 
 Figura 7 - Foto retirada de satélite em agosto de 2011 
 Próximo a estação, às beiras do Rio Bauru, comparando-se a imagem de satélite com 
 as fotos da visita, é possível observar um processo de desmatamento das árvores, essa 
 cobertura vegetal seria um agente protetor do solo contra a erosão. Nesse local houve um 
 rompimento da tubulação da estação que ocasionou outro processo erosivo . Esse tipo de 
 erosão tem origem antrópica, e quanto ao agente, apresenta origem hídrica por arrastamento. 
 Na figura abaixo é possível verificar a área erodida composta de solos derivados do arenito 
 Bauru e de rochas básicas da região noroeste do estado de São Paulo, de acordo com o Eng. 
 Gustavo Dornela. 
 Figura 8 - Visita técnica Figura 9 - Local em estudo 
 Na margem oposta do rio, verificou-se também processos erosivos causados em 
 grande parte pela chuva em conjunto com a topografia íngreme do local. Nesse tipo de 
 erosão, há a retirada de material da parte superficial do solo pelas águas da chuva. Essa ação 
 é acelerada quando o solo se encontra desprotegido de vegetação. Também é notável a 
 presença da erosão fluvial, neste caso provocada pelo rio Bauru. Por meio disso, houve o 
 desgaste do relevo, sendo removidas porções do solo nas margens do rio, provocando um 
 deslizamento de terra. 
 Figura 10 - Erosão às margens do rio Bauru. Foto retirada em setembro de 2017. 
 De acordo com Vinícius Lousada (2011) a situação dos rios e córregos que passam 
 por Bauru estão em situação crítica e ao longo dos últimos anos pouco foi feito para 
 revertê-la. “Rios e córregos são atacados em várias frentes - poluição, assoreamento 
 decorrente de erosões, degradação de mata ciliar e ocupação de áreas de preservação 
 permanente (APPs), entre outras” (Lousada, 2010). O principal rio que corta a área urbana, o 
 Bauru, recebe todo o esgoto da cidade e com base no que foi visto na visita técnica foi 
 possível verificar-se esse cenário calamitoso. 
 Figura 10 -Esgoto “tratado” sendo despejado no curso d’água. 
 6. Procedimentos para controle de processos erosivos 
 Os solos arenosos são naturalmente frágeis, em especial os Neossolos Quartzarênicos, 
 permitindo que os processos erosivos lineares instalem-se neles com maior rapidez do que 
 nas áreas que comportam Latossolos ou Argissolos, mais estáveis fisicamente. Os principais 
 processos erosivos lineares (ravinas e voçorocas) estão geralmente associados aos solos 
 arenosos e às cabeceiras dos cursos d’água de primeira ordem, que trata-se mais 
 especificamente do solo de Bauru. 
 O controle da erosão exige a caracterização dos fatores e mecanismos relacionados às 
 causas do desenvolvimento dos processos erosivos. Assim, o primeiro ponto a ser 
 considerado são os locais onde há maior concentração de erosões lineares, pois esses locais 
 consistem em zonas de convergência dos fluxos superficial e subterrâneo (no caso de 
 cabeceiras de cursos d’água), havendo assim uma interação sinergética favorável aos 
 processos causadores de incisões sobre vertentes. Em função dessa característica, áreas de 
 cabeceira de drenagem devem ser consideradas como áreas de risco de erosão e, portanto, de 
 formação de voçorocas. A declividade é outro fator importante a ser levado em conta, já que 
 interfere de maneira direta no escoamento superficial, sendo função inversa da infiltração da 
 água no solo, ou seja, quanto maior a declividade menor a taxa de infiltração. 
 O poder erosivo da água depende do volume e velocidade do escoamento, da 
 espessura da lâmina d’água, da declividade e comprimento da vertente e da presença de 
 vegetação. Conforme o tipo de vegetação e a extensão da área vegetada este processo pode 
 ser mais ou menos intenso. A partir da retirada da cobertura vegetal, o solo fica exposto à 
 erosão hídrica que é caracterizada por processos que se dão em três fases: desagregação, 
 transporte e deposição. 
 Como as ravinas e boçorocas são o tipo de erosão linear mais comum em Bauru, será 
 explicitado como controlar esse tipo de erosão: 
 ● Cercar a área em torno da voçoroca; 
 ● Drenar a água subterrânea que aflora no fundo e nas laterais da voçoroca (piping). O 
 sucesso do controle deste tipo de erosão é a coleta e a condução dessa água até o 
 curso d’água mais próximo, que pode ser feito com dreno de pedra, de feixes de 
 bambu ou de material geotêxtil. A ação das águas subterrâneas é uma das principais 
 causas da evolução lateral e remontante das voçorocas. Dessa forma, é necessário o 
 rebaixamento do lençol aflorante, para diminuir a ação do piping e implementação das 
 obras necessárias de estabilização. O tratamento recomendado é a implantação de 
 drenos enterrados, visando a drenagem das águas subsuperficiais. 
 ● Controlar o escoamento superficial concentrado em toda a bacia de captação para 
 evitar o desenvolvimento de novos processos erosivos lineares, que podem evoluir de 
 sulcos, para ravinas e voçorocas. O controle é feito de duas formas, mecânica e 
 vegetativa. A contenção mecânica é conseguida por meio de um sistema de terraços 
 que propicie a redução da velocidade e a divergência da água pluvial, diminuindo o 
 aporte de águas pluviais para a cabeceira da voçoroca, disciplinando e conduzindo o 
 escoamento até um leito estável de drenagem natural. Já a prática vegetativa, consiste 
 na incorporação ao solo de plantas especialmente cultivadas para esse fim ou de 
 outras vegetações cortadas quando ainda verdes, para serem enterradas. Como 
 controle da erosão, essas plantas servem para a proteção do solo contra a ação direta 
 da chuva quando estão vivas e depois de enterradas melhoram as condições físicas do 
 solo pelo aumento de conteúdo de matéria orgânica, favorecendo o crescimento de 
 novas espécies. As espécies mais utilizadas são as leguminosas, pois além de matéria 
 orgânica, incorporam também o nitrogênio ao solo. 
 7. Bibliografia 
 FILHO, Gerson Salvianos de Almeida. Diagnóstico de Processos Erosivos Lineares 
 Associados a Eventos Pluviosos no Município de Bauru,SP. Nº 245.Dissertação 
 (mestrado)- Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil. 
 UNICAMP,2000. 
 ROSA, F. S. et al. 1981. A erosão na região metropolitana da Grande Sao Paul o. In 
 SIMPOSIO NACIONAL SOBRE CONTROLE DE EROSÃO, 2, 1981, Sao Paulo 
 Anais ... Sao Paulo: ABGE. p. 75 - 100. 
 SALOMÃO, F.X de. T., QUEIROZ NETO, J.P. 1995. Estudo da erosão em Bauru (SP 
 visando o planejamento de uso do solo . In: SIMPÓSIO NACIONAL SOBRE CONTROLE 
 DE EROSÃO, 5, 1995, Bauru. Anais ... Sao Paulo: ABGE. p. 241-244. 
 RAMOS, C.L. 1995a. A erosão urbana no contexto dos sistemas de drenagem . In: 
 SIMPÓSIO NACIONAL SOBRE CONTROLE DE EROSÃO, 5, 1995, Bauru. Anais ... 
 Sao Paulo: ABGE. p.1 01-1 03 .