GEOLOGIA 3 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
INSTITUTO DE TECNOLOGIA 
GEOLOGIA APLICADA A ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) O processo de extração do carvão implica necessariamente em escavação do subsolo. 
Quais são as principais características geológicas que interferem diretamente no 
processo? 
As características de qualidade de maciços rochosos são fundamentalmente 
consequência do seu estado de alteração e de fracturação. A ocorrência de água 
percolando nos maciços actua também, com frequência, na respectiva estabilidade. 
Importa desde já referir os dois primeiros parâmetros considerados - estado de alteração 
e grau de fracturação - e fazer considerações sobre os critérios de classificação de 
maciços neles baseados. 
O estado de alteração é vulgarmente indicado à custa da sua descrição baseada em 
métodos expeditos de observação. Em solos, por exemplo, é de grande utilidade a 
indicação da facilidade com que se desmonta o material com determinados tipos de 
ferramentas. Em rochas é costume referir-se a maior ou menor facilidade com que se 
parte o material, utilizando um martelo de mão, ou a sua coloração e brilho como 
consequência da alteração de certos minerais como feldspatos e minerais 
ferromagnesianos. 
O número de graus a considerar em relação ao estado de alteração de uma dada 
formação varia necessariamente com o tipo de problema e, consequentemente, com a 
necessidade de pormenorizar a informação respectiva. Na maioria dos casos parece 
adequado considerarem-se cinco graus de alteração dos maciços rochosos. 
W1 são sem quaisquer sinais de alteração, W2 pouco alterado sinais de alteração apenas 
nas imediações das descontinuidades; W3 medianamente alterado alteração visível em 
todo o maciço rochoso mas a rocha não é friável; W4 muito alterado alteração visível 
em todo o maciço e a rocha é parcialmente friável. 
Sempre que se realizam sondagens com recuperação contínua de amostra, um indicador 
muito utilizado para informar quanto ao estado de alteração das rochas atravessadas, 
mas também influenciado pelo estado de fracturação destas, é o da percentagem de 
recuperação resultante das operações de furação. A percentagem de recuperação obtém-
se multiplicando por 100 o quociente entre a soma dos comprimentos de todos os 
tarolos obtidos numa manobra e o comprimento do trecho furado nessa manobra. 
3- Que tipos de ensaios (investivação do subsolo) podem ser realizados para minimizar 
os acidentes? 
O ensaio consiste em fazer uma perfuração vertical com diâmetro normal 2,5" 
(63,5mm). A profundidade varia com o tipo de obra e o tipo de terreno, ficando em 
geral entre 10 a 20 m. Enquanto não se encontra água, o avanço da perfuração é feita, 
em geral, com um trado espiral (helicoidal). 
 
O avanço com trado é feito até atingir o nível de água ou então algum material 
resistente. Daí em diante, a perfuração continua com o uso de trépano e circulação de 
água, processo denominado de “lavagem”. O trépano é uma ferramenta da largura do 
furo e com terminação em bisel cortante, usado para desagregar o material do fundo do 
furo. 
 
O trépano vai sendo cravado no fundo do furo por repetidas quedas da coluna de 
perfuração (trépano e hastes). O martelo cai de uma altura de 30 cm, e a queda é seguida 
por um pequeno movimento de rotação, acionado manualmente da superfície, com uma 
cruzeta acoplada ao topo da coluna de perfuração. Injeta-se água sob pressão pelos 
canais existentes nas hastes, esta água circula pelo furo arrastando os detritos de 
perfuração até a superfície. Para evitar o desmoronamento das paredes nas zonas em que 
o solo apresenta-se pouco coeso é instalado um revestimento metálico de proteção 
(tubos de revestimento). 
 
A sondagem prossegue assim até a profundidade especificada pelo projetista (que se 
baseia na norma), ou então até que a percussão atinja material duro como, por exemplo, 
rocha, matacões, seixos ou cascalhos de diâmetro grande. 
 
Durante a perfuração, a cada metro de avanço é feito um ensaio de cravação do 
amostrador no fundo do furo, para medir a resistência do solo e coletar amostras. Esse 
ensaio, denominado ensaio de penetração ou ensaio SPT, é feito com equipamento e 
procedimento padronizados no mundo todo, para permitir a correlação de seu resultado 
com a experiência consolidada de muitos estudos feitos no Brasil e no exterior. 
 
O amostrador (figura ao lado) é cravado através do impacto de uma massa metálica de 
65 kg caindo em queda livre de 75 cm de altura. O resultado do teste SPT será a 
quantidade de golpes necessários para fazer penetrar os últimos 30 cm do amostrador no 
fundo do furo. Se o solo for muito mole, anota-se a penetração do amostrador, em 
centímetros, quando a massa é simplesmente apoiada sobre o ressalto. A medida 
correspondente à penetração obtida por simples apoio, ou zero golpes, pode ser 
expressiva em solos moles. Na penetração por batida da massa conta-se o número de 
golpes aplicados, para cada 15 cm de penetração do amostrador. 
 
As diretrizes para a execução de sondagens são regidas pela NBR 6484, "Execução de 
Sondagens de simples reconhecimento", a qual recomenda que, em cada teste, deve ser 
feita a penetração total dos 45 cm do amostrador ou até que a penetração seja inferior a 
5 cm para cada 10 golpes sucessivos. A cada ensaio de SPT prossegue-se a perfuração 
(com o trado ou o trépano) até a profundidade do novo ensaio. 
 
No Brasil, as empresas de sondagem estão adquirindo equipamentos com sistema 
hidráulico e movidos por motor a combustão, para execução do ensaio SPT, cujo 
amostrador é cravado no terreno por meio de martelo mecânico. 
 
Coleta de amostras 
 
Na sondagem a percussão são coletadas amostras obtidas pelo amostrador e aquelas 
retiradas nos avanços dos furos entre um e outro ensaio de SPT, por trado ou lavagem. 
As amostras retiradas do amostrador devem ser acondicionadas em frascos herméticos 
para a manutenção da umidade natural e das suas estruturas geológicas. 
 
As amostras de trado devem ser acondicionadas em sacos plásticos ou ordenadas nas 
próprias caixas de amostragem. As amostras retiradas por sedimentação da água de 
lavagem ou de circulação também devem ser guardadas. Elas são constituídas 
principalmente pela fração arenosa do solo original, pois os finos geralmente são 
levados pela água de circulação da sondagem. 
 
Índice de resistência à penetração 
 
O índice SPT foi definido por Terzaghi-Peck, que nos diz que o índice de resistência à 
penetração (SPT) é a soma do número de golpes necessários à penetração no solo, dos 
30 cm finais do amostrador. Despreza-se portanto o número de golpes correspondentes 
à cravação dos 15 cm iniciais do amostrador. 
 
Ainda que o ensaio de resistência à penetração não possa ser considerado como um 
método preciso de investigação, os valores de SPT obtidos dão uma indicação 
preliminar bastante útil da consistência (solos argilosos) ou estado de compacidade 
(solos arenosos) das camadas do solo investigadas. 
 
 4) Com base no texto “CARVÃO BRASILEIRO: TECNOLOGIA E MEIO 
AMBIENTE”, 
A) A lavra de carvão e o meio ambiente em Santa Catarina 
As atividades de lavra a céu aberto, em Santa Catarina, nas décadas passadas não foram 
desenvolvidas com um adequado planejamento e nem observaram os padrões de 
recuperação necessários e indispensáveis para manter a qualidade do meio ambiente no 
entorno das áreas mineradas. O material estéril (compreendendo o material de 
descobertura) e os rejeitos foram dispostos sem controle, e o solo não foi preservado. 
Muitas áreas foram simplesmente abandonadas. Isso gerou diversos problemas, que 
incluíram, entre outros, geração de drenagem ácida de mina, impacto visual, erosão e 
liberação de gases para a atmosfera, o que comprometia a qualidade do ar. Alguns 
desses impactos ainda persistem na região. O conjuntoda obra gerou um clamor 
popular de tal ordem que praticamente a lavra a céu aberto de carvão desapareceu do 
cenário de mineração no estado de Santa Catarina. 
B) Recuperação de áreas impactadas pela mineração de carvão a céu 
Encontramos nos rejeitos do beneficiamento do carvão e nos estéreis escavados, as 
principais fontes de alteração da qualidade das águas e do solo, haja vista a presença em 
seu meio de minerais sulfetados. A solução encontrada para obstar a poluição do 
ambiente por estes materiais foi distinta: (1) para os rejeitos, sua disposição final no 
solo, confinados no interior de compartimentos especialmente construídos (células de 
depósito de rejeitos). 
(2) para os estéreis, retorno à sua condição original no interior do perfil do solo, porém 
distribuídos sob camadas de argila (remodelamento topográfico/reconstrução do solo). 
C) aberto em Santa Catarina: gestão de rejeitos e revegetação 
A disposição final dos rejeitos no interior do solo, confinados em compartimentos 
especialmente construídos, conhecidos como “células de depósito de rejeitos” ou 
simplesmente, “células de rejeitos”, teve por objetivo o isolamento destes do contato 
com o oxigênio e a água, evitando a geração de drenagem ácida de mina e a 
consequente solubilização de seus constituintes. 
A vegetação para recomposição das áreas impactadas teve por desafio selecionar 
espécies que atendessem as necessidades diversas do projeto, tais como o isolamento 
dos estéreis da superfície pela camada de argila, como também permitir a formação 
natural, nessa camada de argila, de “áreas verdes” estruturadas na diversidade do bioma 
da Mata Atlântica. A solução para essas questões, envolvendo todas as particularidades 
que o assunto requer, foi alcançada pela introdução de espécies pioneiras diversas, apoio 
ao seu estabelecimento, acompanhamento do processo sucessório e promoção do 
aumento da biodiversidade local. 
Plano estratégico adotado para a vegetação das áreas em recuperação: 
− Semeio de espécies herbáceas e arbóreas nativas pioneiras nas áreas remodeladas, 
com aplicação concomitante de “turfa ambiental”; 
− Adensamento dos remanescentes florestais com espécies arbóreas nativas secundárias 
e climácias; 
Recomposição da mata ciliar com espécies arbóreas pioneiras, secundárias e climácias 
nativas; 
− Implantação de poleiros artificiais “secos” e “verdes”; 
− Implantação de “Ilhas de Diversidade” no tempo da recomposição das áreas pelas 
espécies arbóreas pioneiras. 
D) Controle e mitigação dos impactos da drenagem ácida em operações de mineração 
Para que toda essa estrutura de solo construída sobre os estéreis se mantivesse protegida 
e funcional, principalmente no período em que a vegetação estivesse se estabelecendo, 
um sistema de drenagem de superfície foi executado para captação e direcionamento do 
excesso hídrico pluvial. O sistema, composto por curvas em desnível, bacias de 
contenção de sedimentos, escadarias de drenagem com dissipadores de energia e 
canaletas de plataforma, permitiu que as águas pluviais fossem conduzidas rápida e 
seguramente aos corpos receptores, sem se contaminarem e sem erodirem o solo criado. 
Na implantação das estruturas de drenagem, a empresa executora sugeriu a substituição 
do concreto e do ferro por materiais alternativos, tais como troncos de eucalipto, pedras 
e geotêxtil, indicando locais no Brasil e no exterior onde a técnica havia sido implantada 
com sucesso. A alternativa foi aceita pelo projetista e pela CSN e adotada no projeto, 
viabilizando a integração harmoniosa da engenharia ao meio ambiente (engenharia 
naturalística).