GeoAplic 10 Min 2013.2

Prévia do material em texto

45 
GEOLOGIA DE ENGENHARIA 
 
10. ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 
10.1 OCORRÊNCIA DA ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 
A água subterrânea ocorre na natureza em: 
 a) Camada de SOLO - 
 
 ZONA DE AERAÇÃO  (solo + ar + água) 
 ----------------------------------- Nível Freático (separa as zonas) 
 ZONA SATURADA  (solo + água) 
 
 b) ROCHA - Água escoa através das fraturas das rochas 
 
AQUÍFEROS: são formações geológicas permeáveis que permitem o armazenamento e o 
movimento das águas através dele. 
 
Existem dois tipos de aquíferos: 
 Livre – está sujeito as CNTP  Poço Freático 
 Confinado – está sob pressão entre duas camadas impermeáveis  Poços Artesianos 
Surgente e Não Surgente 
 
DEFINIÇÕES: 
 
 ARTESIANO – é um termo que significa que a água do poço sobe acima do nível do aquífero. 
 
POÇOS – são perfurações feitas para extração de água subterrânea contidas nos aquíferos, 
podendo ou não estar sob pressão. 
 
10.2 MOVIMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 
A água subterrânea escoa lentamente no subsolo dos lugares mais altos para os mais baixos e seu 
movimento depende do tipo de solo atravessado. 
 
 46 
Existem várias propriedades que influem no movimento da água subterrânea, onde podemos 
destacar: 
 POROSIDADE: é a relação entre o Volume de Vazios do solo ou rocha e o seu Volume Total, 
expresso em percentagem (%). 
 
P(%) = (Vv / Vt) x 100 
 
Classificação – alta porosidade  > 20% 
 média porosidade  5 a 20% 
 baixa porosidade  < 5% 
 
Exemplos 
Solos: areia 30 a 40% Rochas: arenito 10 a 20% 
 argila 45 a 55% granito 0,5 a 2 % 
 
Observação – a porosidade representa a quantidade de água contida em um aquífero, muito embora 
não signifique o volume de água que possa ser utilizado. 
 
 PERMEABILIDADE: é a propriedade que possui um aquífero de permitir o escoamento das 
águas através dele, com uma certa velocidade, desde que haja uma diferença de pressão entre os 
pontos. 
 
OBSERVAÇÕES: 
 O fluxo de água no através do solo segue a LEI DE DARCY (1856): 
 
Q = k × i × A 
 Q = vazão 
 k = coeficiente de permeabilidade 
 i = gradiente hidráulico (h/L) 
 A = área da seção atravessada pelo fluxo 
 
 Os valores da permeabilidade dos solos (k) podem 
ser medidos através de aparelhos denominados 
PERMEÂMETROS que podem ser de carga 
constante (solos mais permeáveis – arenosos ou 
pedregulhosos) ou de carga variável (solos menos permeáveis – siltosos ou argilosos). 
 Para os diversos tipos de solos existe um coeficiente de permeabilidade expresso por k (cm/seg). 
PERMEABILIDADE 
DOS SOLOS 
 
GRAU DE 
PERMEABILIDADE 
TIPOS 
DE 
SOLOS 
COEFICIENTE DE 
PERMEABILIDADE 
(K) 
CLASSIFICAÇÃO 
DOS 
AQUÍFEROS 
 
Solos Permeáveis 
Alta 
Média 
 
Baixa 
Pedregulhos 
Areias 
Areias finas, 
siltes e argilas 
> 10 –1 
10 –1 – 10 –3 
 
10 – 3 – 10 –5 
Excelentes 
Bons 
 
Pobres 
Solos Impermeáveis 
Muito baixa 
Baixíssima 
Argilas 
Argilas 
10 –5 – 10 –7 
< 10 –7 
Fracos 
Impermeáveis 
 
ATENÇÃO: solo granular: boa permeabilidade – alta porosidade 
solo fino: baixa permeabilidade – alta porosidade 
 
10.3 APROVEITAMENTO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 
A captação de água subterrânea é realizada de duas maneiras distintas, a saber: 
 47 
 
 Natural  FONTES 
 Artificial  POÇOS 
 
FONTES: surgem quando o N.F. é interceptado pela superfície topográfica ou quando uma camada 
impermeável deixa escoar a água retida na camada permeável afluindo na superfície. 
 
Existem basicamente 04 tipos de fontes: de falha, de camada, eluvionar e de fratura. 
 
POÇOS: são perfurações feitas nos solos ou rochas para a extração de água subterrânea do 
subsolo. 
 
Classificam-se de acordo com a profundidade do Nível Freático em Poços: Rasos e Profundos. 
 
POÇOS RASOS – são aqueles em que a captação ocorre no comumente chamado de 
1º lençol e normalmente de fácil contaminação. 
 
Existem dois tipos principais de poços rasos: 
 CRAVADOS 
 AMAZONAS ou CACIMBAS 
 
POÇOS PROFUNDOS – são perfurações em solos e/ou rochas, com profundidades 
superiores a 30 m e o diâmetro variando de 6 a 12”. 
 
Etapas Construtivas de um Poço Profundo 
 
a) Locação do Poço 
 
Métodos Elétricos 
Radiestesia 
 
b) Operações de Perfuração 
 
 Dependendo do tipo de material a ser perfurado pode-se utilizar os seguintes equipamentos: 
 
 Sonda PERCUSSIVA  Rochas 
 Sonda ROTATIVA  Solos e Rochas Brandas (Sedimentares) 
 Sonda ROTO-PNEUMÁTICA  Solos e Rochas 
RESUMO das CARACTERÍSTICAS dos EQUIPAMENTOS de PERFURAÇÃO 
Percussão Roto-pneumático 
Rotativo 
( com circulação direta) 
Vantagens 
Facilidade de transporte; 
Baixo custo operacional; 
Qualidade das amostras. 
Facilidade de transporte; 
Rapidez da perfuração. 
Atinge grandes profundidades; 
Permite perfurar em grandes 
diâmetros. 
Desvantagens 
Tempo demorado para 
perfuração; 
Não atinge grandes 
profundidades; 
Desaconselhado para rochas 
friáveis. 
Qualidade das amostras; 
Compressor de grande porte; 
Não atinge grandes 
profundidades; 
Desaconselhável para rochas 
friáveis. 
Alto custo operacional; 
Transporte; 
Requer muita água na 
perfuração. 
 48 
c) Construção 
 Poços em Solos e Arenitos(água de lençol 
freático) 
 Poços em Rochas (água de fratura) 
 
d) Plungeamento ou Desenvolvimento 
 É uma operação realizada nos poços (em 
solos) para facilitar a percolação da água 
para dentro do poço. 
 
e) Limpeza - Remoção da água e lama da construção e as primeiras águas do aquífero. 
f) Vazão - É a medida do volume d’água extraído do poço, em m³/h. 
g) Instalação - É a etapa final na construção de um poço, deixando-o apto a funcionar. 
 
10.4 AÇÃO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA 
 
O movimento das águas subterrâneas pode ocasionar três fenômenos: 
 
I. Surgimento de Cavernas – quando a água subterrânea percola em regiões de calcários. 
Problema: Movimento da água subterrânea aumenta as aberturas e provoca 
subsidência da área ocasionando o surgimento de DOLINAS. 
Dolina: é uma depressão no solo característica de relevos cársticos formada pela 
dissolução química de rochas calcárias abaixo da superfície. 
 Espeleologia: é a ciência que estuda as cavernas. 
 
II. Deslocamentos de Massas – pode ser sintetizado em dois tipos principais: 
 
 Rastejos 
São movimentos de terra lentos e contínuos nas encostas, com limites normalmente indefinidos. 
 
  Escorregamentos 
São movimentos de terra rápidos e de duração relativamente curta, com volume bem definido (Tipos: 
em talude natural, corte ou aterro e corridas de lama). 
 
III. Movimento de Blocos Rochosos – consiste em deslocamentos, por gravidade, de blocos de 
rocha, podendo ser classificado em vários tipos, a saber: 
 
 a) queda de blocos b) rolamento de blocos c) desplacamento de rocha 
. 
 
 
 
 
 
 
 
FATORES QUE INFLUEM NOS DESLOCAMENTOS DE MASSAS 
 
 Complexo Geológico – tipos de solos (granulometria, espessura de camada), tipos de 
rochas (grau de alteração e de fraturamento, direção e mergulho das camadas, etc). 
 Complexo Morfológico – características do relevo. 
 Complexo Climático – Hidrológico – água subterrânea, clima, precipitação, vegetação, etc. 
 Ação do Homem – corte nas estradas, ausência de drenagem, falta de impermeabilização.