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GEOLOGIA APLICADA Camila Fernandes Ferreira Aparecido VAMOS CONHECER A GEOLOGIA A geologia (do grego geo, terra e logos, estudo) é a ciência que estuda a crosta terrestre, a matéria que a compõe, seu mecanismo de formação, as alterações que está experimentando desde sua origem e a textura e estrutura que sua superfície possui atualmente. O que é Geologia? Geologia é a ciência natural que, através das ciências exatas e básicas (Matemática, Física e Química) e de todas as suas ferramentas, investiga o meio natural do planeta, interagindo inclusive com a Biologia em vários aspectos. QUAIS AS DISCIPLINAS DA GEOLOGIA: Cristalografia: é a ciência geológica que se dedica ao estudo científico das estruturas cristalinas. Espeleologia: é a disciplina que estuda a morfologia das cavidades naturais do subsolo, estas são investigadas, topografadas e catalogadas. Estratigrafia: é a disciplina da geologia que estuda a interpretação das rochas sedimentares estratificadas, a identificação, descrição, sequencia (vertical e horizontal), cartografia e correlação das unidades estratificadas das rochas. Geologia do Petróleo: é a combinação de diversos métodos ou técnicas de exploração para selecionar as melhores oportunidades de encontra. Geologia Econômica: encarregada do estudo das rochas a fim de encontrar depósitos de minerais que possam ser explorados pelo homem (mineração) petróleo e/ou gás. Geologia Estrutural: Estuda a geometria das formações rochosas e a posição em que aparecem na superfície. Geologia Histórica: estuda as transformações pelas quais a Terra passou desde sua formação (há 4,5 milhões de anos). Geologia Planetária: também chamada de astrogeologia, trata da geologia dos corpos celestes (cometas, planetas, etc). Geomorfologia: tem por objeto a descrição e a explicação do relevo terrestre, continental e marinho, como resultado da interferência dos agentes atmosféricos sobre a superfície. Geoquímica: estuda a composição e o comportamento químico da terra, determinando a abundância absoluta e relativa dos elementos químicos, distribuição e migração dos elementos nas partes que formam a terra. Geofísica: estuda a terra do ponto de vista da física e seu objeto de estudo está formado por todos os fenômenos relacionados com a estrutura, condições físicas e história evolutiva da terra. Hidrogeologia: estuda as águas subterrâneas no tocante a sua origem, sua circulação, seus condicionamentos geológicos, sua interação com os solos, rochas e pantanais. Paleontologia: é uma subdisciplina geológica que empresta elementos da biologia para o estudo de seres orgânicos desaparecidos, a partir dos seus restos fósseis.os solos, rochas e pantanais. Petrologia: consiste no estudo das propriedades físicas, químicas, mineralógicas e espaciais e cronológicas das associações rochosas, bem como os processos responsáveis pela sua formação. Sedimentologia: estuda os processos de formação, transporte e depósito de materiais que se acumulam como sedimentos em ambientes continentais e marinhos, que normalmente formam rochas sedimentares. Sismologia: estuda os abalos sísmicos e a propagação de suas ondas. A sismologia também estuda os maremotos e os movimentos sísmicos que antecedem os terremotos normalmente formam rochas sedimentares. Vulcanologia: estuda os vulcões, a lava, o magma e outros fenômenos geológicos relacionados. Geologia tem um papel marcante e decisivo na qualidade da ocupação e aproveitamento dos recursos naturais, que compreendem desde os solos onde se planta e se constrói, até os recursos energéticos e matérias primas industriais. EMENTA DO CURSO 1 Origem e natureza dos solos - As partículas constituintes dos solos - Sistema solo-água - Sistema solo-água-ar 2 O estado do solo - Índices físicos entre as três fases - Estado das areias- compacidade - Estado das argilas- consistência - Identificação tátil visual do solo 3 Classificação dos solos - Importância da classificação dos solos - Sistema rodoviário de classificação - Classificação dos solos pela origem - Solos orgânicos - Solos lateríticos 4 Compactação dos solos - O ensaio normal de compactação. 1 Origem e natureza dos solos • Todos os solos originam-se da decomposição das rochas que constituíam inicialmente a crosta terrestre. A decomposição é decorrente de agentes físicos e químicos. Variações de temperatura, o congelamento, presença da fauna e flora, etc. • A maior ou menor concentração de cada tipo de partícula num solo depende da composição química da rocha que lhe deu origem. 1 Origem e natureza dos solos – TAMANHO DAS PARTÍCULAS É a primeira característica que diferencia um solo. Grande diversidade do tamanho dos grãos. Em um solo tem-se vários tamanhos de grãos. Dificuldade de percepção dos tamanhos. 1 Origem e natureza dos solos – TAMANHO DAS PARTÍCULAS Denominação específica são empregadas para as diversas faixas de tamanho de grãos; seus limites variam conforme os sistemas de classificação. Os valores adotados pela ABNT são tabelados, também são conhecidos pela abertura de peneira. 1 Origem e natureza dos solos – TAMANHO DAS PARTÍCULAS Temos areia, silte e argila para representar os grandes grupos de granulometria, variando das partículas maiores para as menores. 1 Origem e natureza dos solos – TAMANHO DAS PARTÍCULAS O conjunto de silte e argila é denominado como fração de finos do solo, enquanto o conjunto de areia e pedregulho é denominado fração grossa ou grosseira do solo. 1 Origem e natureza dos solos – CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA Algumas partículas maiores são constituídas frequentemente de agregações de minerais distintos. É mais comum partículas serem formadas por apenas um mineral. Alguns minerais mais frequentes em nossos solos são: Quartzo, feldspato, gibsita, calcita e mica. 1 Origem e natureza dos solos – CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA – O quartzo, presente na maioria das rochas, é bastante resistente a desagregação e forma silte e areias. – Os feldspatos são os minerais mais atacados pela natureza e dão origem aos argilominerais, que constituem a fração mais fina dos solos. – Os argilominerais apresentam uma estrutura complexa, e foge ao escopo deste conteúdo. 1 Origem e natureza dos solos – CONSTITUIÇÃO MINERALÓGICA – As argilas possuem grande capacidade de CTC. – Maior superfície de contato. – Maior capacidade de retenção de água. – Maior agregação à outras partículas. QUARTZO FELDSPATO GIBSITA CALCITA MICA 1 Origem e natureza dos solos – SISTEMA SOLO-ÁGUA – A água possui comportamento complexo – A água atua como um bipolo (105°H-O) – Elevação do teor de água forma-se camada dupla entorno das partículas – Primeira camada: firmemente aderidas – Segunda camada: água livre, chamada de água sólida – Varia o comportamento da água de acordo com o solo ( textura e minerais) 1 Origem e natureza dos solos – SISTEMA SOLO-ÁGUA BRIGGS (1897): Água do solo segundo sua natureza: a)Água gravitacional: Drenagem do solo após encharcamento, por ação da gravidade, até as camadas mais profundas. b)Água capilar: Retida no solo devido à força da tensão superficial: Formando películas contínuas emtorno das partículas e nos espaços capilares. c)Água higroscópica: Fixada por adsorção na superfície dos colóides do solo, movimentando-se apenas como vapor. a e b) Água disponível: Movimento na forma líquida. c) “Vida efêmera” para as plantas. 1 Origem e natureza dos solos – SISTEMA SOLO-ÁGUA – ARMAZENAMENTO: – A = p x ds x (CC-PMP) / 10 (mm) • A = armazenamento de água no solo (mm) • p = profundidade do solo (cm) • da = densidade do solo (g/cm3) • CC = capacidade de campo (%) 1 Origem e natureza dos solos – SISTEMA SOLO-ÁGUA-AR Quando o solo não se encontra saturado, o ar pode se apresentar em forma de bolhas oclusas (em pequenas quantidades) ou de forma de canalículos intercomunicados, inclusive com o meio externo. As moléculas de água, no contato com o ar, orienta-se em virtude da diferença de atração química das moléculas adjacentes, esse comportamento é denominado tensão superficial. Contato de L+L ou L+G. 1 Origem e natureza dos solos – SISTEMA SOLO-ÁGUA-AR – MACROPOROS: AR – MICROPOROS: ÁGUA – COMPACTAÇÃO DO SOLO: ÁGUA- AR 1 Origem e natureza dos solos – SISTEMA SOLO-ÁGUA-AR 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Num solo, só a parte do volume total é ocupado pelas partículas sólidas, que se acomodam formando uma estrutura. - O volume restante costuma ser chamados de vazios, embora seja ocupado por água e ar. - O solo é constituído por três fases: partículas sólidas, água e ar. 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - O comportamento do solo dependerá da quantidade de cada uma das três fases presente. 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - As quantidades de água e ar podem variar, quando diminui a água é substituído pelo ar, evaporação. - Redução do volume de vazios provoca aumento da resistência. - Para identificar o estado do solo, utilizamos índices que correlaciona peso, volume das três fases: 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Umidade: relação entre o peso da água e o peso dos sólidos. É expresso peça letra w. Para sua determinação, pesa-se o solo em seu estado natural, seca-se na estufa a 105°C, até a constância do peso e pesa-se novamente. 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Umidade 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Índices de vazios: relação entre o número de vazios e o volume das partículas sólidas. É expresso pela letra e. Não pode ser calculada diretamente, mas sim por outros índices. Costuma situar entre 0,5 e 1,5. - Porosidade: Relação entre o volume de água e o volume de vazios. Expresso pela letra n. Valores entre 30 e 70%. 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Porosidade: 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Grau de saturação: relação entre o volume de água e volume de vazios. Expresso pela letra S. Não é determinado diretamente, varia de 0 (solo seco) a 100% (solo saturado). 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Peso específico dos sólidos (ou dos grãos): Relação entre o peso das partículas sólidas e seu volume. Expresso pela letra Ƴs e determinado em latoratório para cada tipo de solo. - Peso específico da água (densidade): embora possa variar devido a temperatura, é adotado o valor de 10.000 N/m3. Expresso pela letra Ƴw 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Peso específico da água (densidade): 2 O estado do solo por sua origem - Índices físicos entre as três fases: - Peso específico aparente seco: relação do peso específico dos sólidos e o volume total. É o peso que o solo teria se ele ficasse seco, sem a variação do volume. Expresso pela letra Ƴd. Situa-se entre 13000 e 19000 N/m3. - Peso específico aparente saturado: É o peso que o solo teria se ele ficasse saturado, sem a variação do volume. Expresso pela letra Ƴsat é da ordem de 20 kN/m3. - Peso específico submerso: é o peso específico efetivo do solo quando submerso. Expresso pela letra Ƴ.sub
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