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Formação dos solos 1. Introdução O termo "solo" é utilizado de maneira genérica por profissionais de diferentes áreas (geologia, geografia, engenharia civil, agronomia, engenharia ambiental, dentre outros). Por esse motivo, a camada de solo que corresponde à porção situada entre a superfície terrestre e o substrato rochoso recebe diferentes denominações, tais como: regolito, material inconsolidado, manto de intemperismo, material superficial. A definição de solo sob a ótica do profissional da Engenharia civil engloba um sentido mais genérico, o qual corresponde a todo material que pode ser escavado manualmente. O solo corresponde a um sistema trifásico constituído por uma fase sólida (representada pelas partículas), uma fase gasosa (presença de ar e gases) e uma fase líquida (usualmente representada pela água). O elemento de solo abaixo ilustra esse sistema trifásico: 2. Origem e formação dos solos Os solos são originados a partir de modificações de rochas e sedimentos resultantes da ação do intemperismo físico e químico. Em função da magnitude e da intensidade dos dois tipos de intemperismo é que são gerados os diferentes tipos de solos na natureza, que podem apresentar variações verticais (perfis de solos) e variações laterais (zonas de ocorrência). De acordo com a origem, os solos podem ser classificados em três grandes grupos: solos residuais, solos transportados e solos orgânicos. Abaixo veremos as principais características de cada um desses grupos: 2.1 Solos Residuais Também denominados de solos autóctones, são solos resultantes da desintegração e da decomposição das rochas no próprio local de origem, sem que ocorra o transporte de qualquer tipo de fragmento. No caso dos solos residuais, estes mantêm as características originais da rocha mãe (também denominada de rocha matriz) inclusive o comportamento (mecânico e hidráulico, por exemplo) desses solos também esta associado com a rocha mãe. Como exemplo de rocha mãe e tipo de solo podemos citar: asalto →argiloso "Terra Roxa"b uartzito →arenoso q alcário →argiloso c Um perfil típico de solo residual está ilustrado abaixo. A separação das faixas ocorre de maneira gradativa, pois não existe um limite brusco entre elas. De acordo com o perfil acima, temos: a) Solo Residual Maduro É a camada superficial do solo que perdeu toda a estrutura da rocha mãe e tornou-se relativamente homogêneo. b) Solo Residual Jovem Também denominado de saprolito, é a camada de solo que mantém a estrutura original da rocha mãe, porém não tem a consistência da rocha. c) Rocha Alterada É um material que lembra a rocha mãe no aspecto, porém apresenta dureza e resistência inferior ao da rocha mãe. d) Rocha Sã É a rocha inalterada. 2.2 Solos Transportados Também denominados de solos alóctones, são solos resultantes do transporte de sedimentos seguido da sua deposição em locais diferentes da sua origem. O transporte é feito pelos denominados agentes transportadores, os quais darão os nomes a cada tipo de solo pertencente a este grupo. Pode-se dizer que os solos transportados geralmente formam depósitos mais fofos que os solos residuais além de apresentarem profundidade variável. Também podem ocorrer variações verticais e laterais na composição dos solos transportados, as quais são decorrentes da capacidade de transporte realizada pelo agente transportador. De uma maneira geral, os solos transportados são menos homogêneos que os solos residuais. De acordo com o tipo de agente transportador, os solos transportados podem ser classificados em solos aluvionares, solos coluvionares, solos eólicos e solos glaciais: a) Solos Aluvionares Ou solos de aluvião, são aqueles solos cujas partículas são transportadas e arrastadas pelas águas e depositados nos instantes em que a corrente sofre uma diminuição de velocidade. Os depósitos de aluvião podem ocorrer de duas maneiras em terraços (ao longo do próprio vale do rio) ou nas planícies de inundação (depósitos mais extensos). b) Solos Coluvionares Ou solos coluviais, são aqueles solos cujo transporte decorre exclusivamente pela ação da gravidade. Também são conhecidos por depósitos de tálus (depósitos de coluvião), bastante comuns de serem encontrados nos pés das encostas. Os solos coluvionares não são bons para projetos de engenharia (desvantajoso), pois são mais permeáveis, estão sujeitos a escorregamentos, dentre outros. c) Solos Eólicos São aqueles solos cujo agente transportador é o vento, destacando-se dois tipos mais comuns: as dunas (encontradas em regiões litorâneas) e os depósitos “loess” (não ocorrem no Brasil, porém ocorrem na China e Europa). No caso dos solos eólicos, o vento seleciona as partículas (uniformidade e grãos arredondados). d) Solos Glaciais São aqueles solos cujo agente transportador é o gelo, ou seja, são solos formados pelas geleiras ao se deslocarem pela ação da gravidade. Quando a corrente de gelo que escorre dos pontos elevados carrega partículas de solo, estes serão depositados em áreas mais baixas. Os solos glaciais são mais heterogêneos (possuem blocos de rochas e partículas com granulometria mais fina). e) Solos Orgânicos São aqueles solos em que o material transportado está misturado com quantidades variáveis de matéria orgânica decomposta. Quando há deposição de quantidades apreciáveis de matéria orgânica (como folha, caule, troncos) formará as denominadas turfas. 3. Perfil de Solo Um perfil de solo é composto por camadas características de textura, estrutura, composição mineralógica e cor, as quais são denominadas de horizontes de solo e designadas pelas letras O, A, B e C, como mostra o esquema abaixo: Os processos de formação dos solos começam na superfície do terreno e vão desenvolvendo para seu interior (para baixo), atingindo cada vez mais camadas inferiores. É importante mencionar que uma série de fatores controlam a formação dos solos, tais como: clima, rocha de origem (rocha mãe, material parental), atividade biológica-química de organismos, relevo e tempo. Abaixo estão descritas as principais características de cada horizonte, ressaltando que nem sempre todos os tipos de horizontes (O, A, B e C) estão presentes em um dado perfil de solo. 3.1 Horizonte O Caracterizado por conter matéria orgânica resultante de restos de matérias de planta (na porção superior) e húmus (na porção inferior). Esse horizonte geralmente é muito fino (possui alguns centímetros de espessuras). Horizonte Orgânico com matéria orgânica recente e/ou em decomposição. 3.2 Horizonte A Denominado de solo arável (Camada superficial de solo) é caracterizado pela intensa atividade biológica devido à presença abundante de plantas, fungos, bactérias. No caso do horizonte A, é comum ocorrer o processo chamado de lixiviação, que é o transporte dos minerais e nutrientes desse horizonte para outro (B e C) devido à infiltração da água superficial, favorecendo seu enfraquecimento. 3.3 Horizonte B Denominado de subsolo, é caracterizado por conter menos organismos e menos matéria orgânica que o horizonte A. No caso do horizonte B, é nesta cama que serão acumulados os minerais e nutrientes lixiviados do horizonte A. Camada rica em argila, carbonatos e outros minerais trazidos pela água das camadas anteriores. 3.4 Horizonte C Corresponde à camada mais profunda de solo, é caracterizado por conter pouca matéria orgânica e apresentar uma alteração parcial da rocha mãe. De acordo com o perfil de solo apresentado anteriormente, é possível separá-lo em duas zonas distintas: a zona de eluviação (formada pelos horizontes O e A) e a zona de iluviação (formada pelos horizontes B e C). Além disso, nesseperfil de solo pode ocorrer o chamado horizonte transicional, denominado de AB ou BA, BC e CB. 4. Classificação dos Solos A classificação dos solos utilizada oficialmente no Brasil é o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) da EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa e Agropecuária), publicado no ano de 1999. Na classificação brasileira, tipos de sólidos definidos com base em atributos diagnósticos (como por exemplo: material orgânico, material mineral, teor de oxido de ferro, grau de decomposição do material orgânico). Abaixo estão citados os principais solos que ocorre no Paraná: 4.1 Argissolos Solos bem evoluídos além de apresentar acúmulo de argila no horizonte B e reduzida capacidade de reter nutrientes para as plantas no horizonte A. ● Exemplo: Paranavaí. ● Ocorrência: 15% do território paranaense (litoral até o noroeste). 4.2 Latossolos Solos altamente evoluídos, bastante intemperizados (velhos e alterados em relação à rocha) é geralmente de baixa fertilidade. ● Exemplo: Cianorte e Jussara. ● Ocorrência: 31% do território paranaense (planície litorânea e áreas mais declivosas (menor ocorrência)). 4.3 Nitossolos Solos bem evoluídos caracterizados pela presença de um horizonte B cujos agregados apresentam em sua superfície brilho característico. ● Exemplo: Apucarana, Londrina, Maringá. ● Ocorrência: 15% do Território paranaense (norte, oeste, sudoeste do estado). 4.4 Cambissolos Solos pouco desenvolvidos, pouco espessos e apresentam o horizonte B ainda em estagio de formação. ● Exemplo: Curitiba, Ponta Grossa. ● Ocorrência: 11% do território paranaense (principalmente sul e leste do estado). 4.5 Neossolos Solos pouco evoluídos, rasos, em estagio inicial de evolução, apresentam horizonte A sobre horizonte C ou sobre a rocha mãe. ● Exemplo: Guarapuava. ● Ocorrência: 22% do território paranaense (ocorre em todas as regiões do estado, menor incidência região noroeste). Modificações Superficiais 1. Introdução O relevo terrestre é resultante da interação entre os processos internos do planeta (como abalos sísmicos, atividade vulcânica), os tipos de rochas expostas na superfície, à ação do intemperismo e atuação de diferentes agentes externos (como água, o vento, o gelado, a temperatura). Com o decorrer do tempo esse relevo pode sofrer uma série de modificações superficiais, originadas a partir dos processos denominados de movimentos gravitacionais de massa, erosão, assoreamento, inundação, subsidência e colapso. 2. Movimento Gravitacional de Massa O movimento gravitacional de massa ou apenas movimento de massa, é definido como o movimento que envolve o deslocamento de certa quantidade de massa e de volume do solo e/ou rocha sob a influência direta da gravidade em uma encosta. Esse processo pode ocorrer em qualquer lugar do planeta e a qualquer momento, destacando-se alguns fatores que afetam nesse processo tais como: declividade de encosta, intemperismo e clima, conteúdo de água, vegetação e sobrecarga. Embora a maioria desses fatores possua relação entre si, veremos a seguir como cada um deles afeta individualmente na estabilização de uma encosta. ● Declividade da encosta Basicamente as encostas mais íngremes estão menos estáveis e mais suscetíveis à movimentação gravitacional de massa do que as encostas mais suaves. ● Intemperismo e Clima O intemperismo (físico e químico) ocasiona a desintegração e a decomposição das rochas próximas à superfície terrestre (reduzindo a resistência ao cisalhamento e aumentando a probabilidade de ocorrer a movimentação gravitacional de massa). Nesse sentido, o clima influenciará na velocidade e no tipo de intemperismo atuante no local. ● Conteúdo de água A quantidade de água presente no solo e/ou rocha influencia na estabilidade da encosta, agindo basicamente da seguinte maneira: a água da chuva é infiltrada no interior do maciço, provocando um decréscimo no atrito entre as partículas do solo e consequentemente, gerando uma diminuição na coesão do material. ● Vegetação A vegetação auxilia na estabilidade da encosta de duas maneiras: absorvendo a água da chuva (diminuindo a quantidade de água a ser infiltrada no maciço) e as raízes auxiliam na sustentação do maciço. ● Sobrecarga Sobrecarga é basicamente produzida pela ação antrópica, como por exemplo, a construção de um aterro (que aumenta a pressão neutra do solo e diminui a resistência ao cisalhamento, gerando uma instabilidade no maciço). 3. Tipos de Movimentos de Massa Existem inúmeros sistemas de classificação de movimento de massa difundidos no Brasil e no mundo, os quais estão geralmente ligados com três critérios principais: a. Velocidade do movimento (lento ou rápido); b. Tipos de movimento (fluxo, escorregamento, queda); c. Tipo de material (solo, rocha ou ambos). Um dos sistemas de classificação mais utilizados no Brasil é o do Augusto Filho (1992), que divide o movimento de massa em quatro grupos que veremos os detalhes de cada um deles abaixo: 3.1 Rastejo (“creep”) ● Velocidade muito baixa (cm/ano) a baixa, sendo decrescentes com a profundidade; ● Movimentos constantes, sazonais ou intermitentes; ● Solo, depósito, rocha; ● Vários planos de deslocamento (interno); ● Geometria indefinida. 3.2 Escorregamento (“slides”) ● Velocidades médias (m/h) a altas (m/s); ● Pequenos e grandes volumes de material; ● Poucos planos de deslocamento (externo); ● Geometria e materiais variáveis; 3.3 Escorregamento planares ● Solos pouco espessos; ● Solos e rochas com plano de fraqueza; 3.4 Escorregamento circulares ● Solos espessos homogêneos e rochas muito fraturadas. 3.5 Escorregamento em cunha ● Solos e rochas com dois planos de fraqueza. 3.6 Quedas (“falls”) ● Velocidades muito altas (vários m/s); ● Pequeno a médio volume; ● Sem planos de deslocamentos; ● Material rochoso; ● Geometria variável - lascas, placas, blocos – (rolamento, tombamento, despachamento). 3.7 Corridas (“flows”) ● Velocidade media a alta (km/h); ● Grande volume de material; ● Muitas superfícies de deslocamento (internos e externos a massas em movimentação); ● Desenvolvimentos ao longo das drenagens; ● Movimento semelhante ao de um líquido viscoso; ● Mobilização de solo, rocha, detritos e águas; ● Extenso raio de alcance, mesmo em áreas planas (corrida de lama, corrida de terra, corrida de detritos). 4. Erosão É definida como sendo o processo de desagregação e remoção das partículas de rochas, pela ação combinada da gravidade com a água, vento, gelo e o organismo. Em geral, distinguem-se duas formas de abordagem para os processos erosivos. ● Erosão natural ou geológica: que se desenvolve em condições de equilíbrio com a formação do solo. ● Erosão acelerada ou antrópica: que se desenvolve com a intensidade superior à formação do solo, não permitindo a sua recuperação ambiental. Com a erosão pela água pode ser basicamente representada pelo processo que ocorre a partir do impacto das gotas de chuva no solo, provocando a desagregação das partículas remoção e transporte pelo escoamento superficial. Posteriormente, essas partículas são depositadas, formando os depósitos de assoreamento. Dependendo da maneira como ocorre o escoamento superficial a erosão pela água pode ser desenvolvida de duas maneiras: ● Erosão laminar: causada pelo escoamento não concentrado da água da chuva, resultando na remoção progressiva e uniforme dos horizontes superficiais do solo. ● Erosão linear: causada pelo escoamento superficial concentrado das águas, podendo inclusive haver combinação entre o escoamento superficial concentradoe o escoamento subterrâneo. A erosão linear pode ocorrer de três maneiras: ● Sulcos: são pequenas incisões na superfície (na forma de filetes rasos), perpendiculares às curvas de nível. Desenvolvem-se em áreas nas quais a erosão linear é mais interna. ● Ravinas: possuem forma retilínea, alongada e estreita sendo que raramente se ramificam e não chegam a atingir o nível d’água. Ocorrem quando a água do escoamento superficial escava o solo atingindo seus horizontes inferiores e apresenta perfil transversal em “v”. ● Boçorocas: ou voçorocas, são resultantes das águas do escoamento superficial e subterrâneo. Em geral são ramificadas, de grande profundidade e apresenta perfil em “u”. As boçorocas são formas mais complexas e destrutivas do quadro evolutivo da erosão linear, sendo formas erosivas de difícil controle. 5. Assoreamento O assoreamento é um processo que consiste na acumulação de partículas sólidas (sedimentos) proveniente de material transportado pelo vento, pelo escoamento das águas ou erodido das próprias margens dos cursos d’água. Esses sedimentos podem ser transportados em suspensão, por arraste ou saltação, depositando-se quando ocorrem condições favoráveis para a sedimentação. A intensificação da deposição desses sedimentos pode acarretar assoreamento de cursos d’água. Nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, têm ocorrido duas situações típicas desse processo: nas áreas rurais e urbanas em regiões de solos arenosos finos e nos reservatórios de barragem. 6. Inundação A inundação é um processo que corresponde ao extravasamento das águas de um curso d’água para as áreas marginas, ou seja, quando a vazão a ser escoada é superior à capacidade de descarga de calha. A inundação está usualmente associada à enchente ou, calha, assoreamento de canal, barramentos (relacionados ao próprio assoreamento, entulhamento de drenagens, estruturas que tenham suas fundações no fundo do canal) ou remansos (decorrem de alagamentos da calha do curso d’água devido a intervenções nas margens). 7. Subsidência e Colapso A subsidência é um processo que consiste na deformação ou deslocamento de direção essencialmente vertical descendente, relativamente lento, manifestando-se por afundamentos de terrenos. Enquanto que o colapso possui a mesma definição que subsidência, porém apresenta-se como em movimento brusco do terreno. O processo de subsidência pode decorrer de causas naturais como a dissolução de rochas (cartificação) como calcário, dolomito, acomodação de camadas do substrato pelo seu próprio peso ou por pequena movimentação segundo planos de falhas. Utilização de Solos e Rochas na Engenharia Civil 1. Introdução A importância e a utilização das rochas e dos solos (na forma de depósitos naturais de sedimentos) como materiais de construção civil são intensas, os quais são usualmente empregados como: ● Agregado (graúdo e miúdo) para confecção de concreto; ● Placas para revestimento de fachada de edifício; ● Pedra britada para leitos de ferrovias; ● Blocos para calçamento de rua. A exploração de uma pedreira ou de um depósito de argila, areia ou cascalho depende basicamente de três fatores: ● Qualidade do material Não deve haver alteração no material pela ação do intemperismo bem como o material não deve apresentar muitas fraturas. ● Volume de material útil É estimado a partir de métodos de investigação da superfície do terreno e do subsolo (reconhecimento geológico geotécnico). ● Localização geográfica da jazida A jazida não deve estar situada a longas distâncias do canteiro de obras ou dos centros consumidores, de forma que sua exploração seja viável (economicamente). 2. Obtenção dos materiais industriais e de construção Esses materiais podem ser obtidos de diferentes formas, basicamente através de pedreiras e jazidas de aluviões ou de solos residuais. 2.1 Pedreira Usualmente são abertas para obtenção de pedra britada com a finalidade de confeccionar concreto ou blocos de revestimentos de fachadas de edifícios. Uma pedreira deve ter algumas especificações mínimas para exploração. ● Possuir topografia favorável (encostas ou faces íngremes que facilitam o desmonte); ● Não possuir nível d’água a pequena profundidade; ● Conter rocha “durável” e inalterada; É importante ressaltar que algumas rochas metamórficas possuem planos de orientação, sendo estas bastante favoráveis para exploração por serem facilmente extraídas em placas. Exemplo: itacolomito (ou pedra mineira). 2.2 Jazidas de Aluviões ou Solos Residuais Quando o material não é rocha, a exploração se dá por meio dos depósitos de aluvião ou de solos residuais. Neste caso, as aluviões são fontes dos seguintes materiais: ● Cascalho Para a confecção de concreto, revestimento de leitos de estradas de terra. ● Areia Para a confecção de concreto, filtro de barragem. ● Argila Para cerâmica em geral, núcleo impermeável de barragem. Já no caso dos solos residuais, estes são explorados para obtenção dos seguintes materiais: ● Terra Ou solo, são utilizados como áreas de empréstimo para aterros, barragens, estradas. ● Areia Para indústria de vidro. ● Argila Para cerâmica em geral. 3. Métodos de exploração de jazidas Abaixo estão listados alguns métodos de exploração de pedreiras e de depósitos de aluviões. 3.1 Pedreiras A exploração de uma pedreira requer uma série de equipamentos e trabalhos: ● Limpeza por tratores do material que recobre a rocha sã; ● Marteletes para perfuração da rocha; ● Explosivos para serem colocados nos furos; ● Carregadeiras para transportar o material fragmentado pelas explosões até a central de britagem; ● Britadores para fragmentar os blocos de rocha em vários tamanhos menores; ● Peneiras para seleção dos fragmentos; ● Correias transportadoras para levar cada tipo de brita ou fragmento para o seu silo; ● Lavadores para retirar o pó que se associa aos fragmentos. 3.2 Depósitos de aluviões A exploração de um depósito de aluvião para a extração de areia, cascalho ou argila é mais simples, isto é: ● Areia: dragas para retirar o material e silos para separar a água da areia; ● Argila: escavadeiras pequenas; ● Cascalho: escavadeiras ou dragas, inclusive lavador e peneiras para separar o cascalho dos materiais mais finos. Estudo do subsolo 1. Introdução A investigação do subsolo é necessária para elaboração de projetos e a construção das mais variadas obras de engenharia civil. Por esse motivo, é importante a realização de estudos prévios para caracterização geológico-geotécnica da área de interesse, os quais tem a finalidade de orientar o projeto a partir da definição das principais características geológicas do local, propiciando a elaboração de um empreendimento harmônico com a natureza do terreno, seguro e econômico. Pode-se dizer que os objetivos principais da investigação do subsolos para fins de engenharia civil: são pesquisar os tipos de solos e/ou rochas e suas características geológicas, conhecer a distribuição e espessura das camadas, investigar a profundidade do nível d’água, dentre outros. Os métodos de investigação de subsolo podem ser classificados em duas categorias principais: ● Métodos Indiretos: também denominados geofísicos, são ensaios de campo que não alteram as propriedades físicas do material ensaiado, fornecendo informações não muito detalhadas, as quais são baseadas na interpretação de certas medidas físicas. ● Métodos Diretos: também denominados mecânicos, são ensaios de campo que executam perfurações/escavações ou sondagens no subsolo, fornecendo informações por meio da coleta de amostras ou da resistência oferecida pela cravação de amostradorou instrumentação geotécnica no subsolo. 2. Métodos Indiretos Os métodos indiretos permitem determinar a distribuição de parâmetro físico dos maciços (em profundidade) através da aquisição e interpretação de dados instrumentais sendo, portanto, métodos não destrutivos. Os campos de atividade que mais utilizam esses métodos são: exploração de petróleo (métodos: gravimétricos e sísmicos), prospecção de minérios: (métodos: elétricos, magnéticos e radioativos) e estudos para prospecção de água subterrânea e investigação em projetos de engenharia civil (métodos: eletrorresistividade e sísmico). Adiante, veremos detalhadamente os métodos indiretos (geofísicos) mais usuais na Engenharia Civil, que são os métodos da eletrorresistividade e sísmico. 2.1 Métodos da eletrorresistividade O método da eletrorresistividade, ou métodos da resistência elétrica, é muito utilizado nas investigações em Engenharia Civil, principalmente para determinação da posição do nível d’água. A eletrorresistividade pode ser medida a partir da sondagem elétrica vertical e do caminhamento elétrico. O método da sondagem elétrica vertical (SEV) consiste basicamente em determinar a diferença de posição elétrica, na superfície terrestre, empregando o arranjo ilustrado abaixo (configuração deste ensaio). Neste ensaio, os eletrodos centrais, denominados de eletrodos de potencial (ou de recepção) MN, medem a diferença de potencial elétrico gerada pela corrente (I) aplicada no terreno pelos eletrodos laterais, denominados de eletrodos de corrente (ou de emissão) AB. Deste modo, a resistividade elétrica aparente ( a) no subsolo, entre os eletrodos MN será igual a:ρ a → ρa a ·Kr = I ∆V = r Onde: ra = resistência aparente; a = resistência elétrica aparente;ρ I = corrente; K = fator geométrico. A resistividade elétrica é medida a partir de um campo elétrico gerado artificialmente pela introdução de uma corrente elétrica no subsolo por meio de eletrodos laterais, cuja diferença de potencial é detectada pelos eletrodos centrais. Este ensaio pode ser feito utilizado dois tipos de arranjo: ● Wenner: em que os quatro eletrodos são colocados equidistantes. ● Schlumberger: em que os eletrodos laterais se deslocam e os eletrodos centrais permanecem muito próximos do centro. No quadro abaixo, encontram-se alguns exemplos de valores de resistividade elétrica de algumas rochas. Rocha Resistividade elétrica (Ohm.M) Basalto 10 – 1.3 10· 7 Xisto 20 – 104 Quartzito 10 – 2 10· 8 Arenito 1 – 6.4 10· 8 Calcário 50 – 107 2.3 Método Sísmico O método sísmico tem finalidade estudar a distribuição em profundidade do parâmetro velocidade de propagação das ondas sísmicas, que depende das características do meio, tais como densidade, porosidade, composição mineralógica, conteúdo de água. Este ensaio consiste basicamente na medição da propagação de ondas sísmicas provocadas artificialmente por meio de explosões (detonação de explosivos), choque mecânico (martelo), rifle sísmico ou a simples queda de peso. As ondas sísmicas irão se propagar através dos solos e/ou rochas com diferentes velocidades (dada em função da característica do meio físico) e retornarão à superfície ao sofrerem reflexão ou refração após atingirem o horizonte (interface) que separa dois meios físicos diferentes. O registro da chegada das ondas sísmicas na superfície é feito por sensores, os quais são denominados de geofones (em terra) e de hidrofone (em água), e estão dispostos linearmente na superfície. O quadro abaixo apresenta alguns exemplos de valores de propagação de ondas Velocidade (m/s) Provável Tipo de Material 200 – 400 Solos, depósitos superficiais de sedimentos não consolidados. 2400 – 3700 Folhelhos, arenitos, rochas ígneas e metamórficas alteradas e/ou fraturadas. 4500 - 6000 Rochas ígneas e metamórficas sãs, não fraturadas. Esse tipo de investigação do subsolo não deve ser o único empregado em Engenharia Civil, pois fornece uma estimativa prévia do terreno (características do perfil do subsolo). Deve-se utilizar métodos diretos para complementar esses resultados fornecendo amostras de solo e/ou rocha para quantificar determinadas características. Vale ressaltar que os dois métodos gráficos mencionados anteriormente (eletrorresistividade e sísmico) devem ser executados por uma empresa qualificada e com equipamentos adequados, sendo os dados processados por um corpo técnico apto a execução desse serviço. Água Superficial e Subterrânea 1. Introdução O Planeta Terra possui um volume estimado de água de 1,36 bilhão de km³, do qual 97,2% encontram-se nos oceanos e o restante de 2,8% estão distribuídos nos lagos (0,017%), águas correntes (0,0001%), atmosfera (0,0001%), gelo na Terra (2,15%) e água subterrânea (0,625%). O estudo do comportamento das águas superficiais e subterrâneas são importantes para a geologia de Engenharia devido aos efeitos associados aos processos de dinâmica superficial e na estabilidade das obras de engenharia além dos desgastes das formas de relevo, transporte e deposição de sedimentos (originando planícies, deltas). O aproveitamento da água na natureza possibilita a geração de energia elétrica, o abastecimento de água potável, a irrigação de áreas agrícolas e outras atividades essenciais para a vida do homem no planeta. Neste item será abordado água superficial e subterrânea, onde serão discutidos as formas de ocorrência de cada um deles. Antes de iniciar a abordagem desses tópicos, veremos como ocorre o ciclo hidrológico na natureza. 2. Hidrológico As relações entre as várias formas de ocorrência da água na natureza se processam dentro de um sistema fechado denominado ciclo hidrológico. O ciclo hidrológico na natureza é iniciado com a evaporação da água presente nos rios, lagos e oceanos e a evapotranspiração da água contida na cobertura vegetal. Dessa maneira, o vapor d’água atinge a atmosfera, ocorre a formação de nuvens e a água se precipita na forma de chuva. A partir do momento em que a água atinge a superfície terrestre uma parte dela é evaporada (retorna à atmosfera) e outra parte é escoada superficialmente (rios, lagos) ou infiltradas no subsolo (água subterrânea). O esquema abaixo ilustra este ciclo hidrológico. 3. Águas Superficiais A maior parte das águas superficiais está contida nos cursos d’água, nos lagos ou nas geleiras. Adiante os detalhes associados aos cursos d’água. a. Cursos d’água Os cursos d’água podem ser definidos como corpos de água natural que fluem em decorrência do gradiente topográfico ao longo de um canal, transportando e depositando sedimentos por sua área de atuação até o oceano. Usualmente, as águas originadas de precipitação direta, do degelo e do lençol freático formam pequenos córregos, os quais se unem para dar origem a grandes cursos d’água. Como exemplo: Rio Amazonas (Brasil) e Rio Mississipi (EUA). Em função do tipo de alimentação de água e do escoamento, os cursos d’água podem ser classificados em: efêmero e perene. ● Curso d’água efêmero: também denominado temporário, apresenta escoamento somente nos períodos de chuva, sendo que o lençol freático encontra-se abaixo da sua superfície (o curso d’água é alimentador do lençol freático). ● Curso d’água perene: também denominado permanente, apresenta escoamento em todos os períodos, oscilando seu volume em função dos períodos com maior ou menor precipitação (o lençol freático é alimentador de curso d’água). O curso d’água apresenta ao longo de seu percurso três fases de escoamento: juvenil, madura e senil. ● Fase Juvenil: caracterizada por um excesso de energia, o qual possibilita intensaescavação em profundidade bem como o transporte do material escavado. O vale do rio é constituído em forma de “V”. ● Fase Madura: caracterizada por uma diminuição da velocidade das águas decorrente da diminuição da declividade do rio (ocasiona a deposição de fragmentos maiores e predomina o transporte de fragmentos menores). O vale do rio é constituído em forma de “U”. ● Fase Senil: representada por uma intensa deposição do material transportado, formando extensas áreas de planície de sedimentos apresentando vales exageradamente largos e rasos. O perfil longitudinal de um curso d’água pode ser representado pela curva exponencial. Além disso, os cursos d’água podem ser classificados de acordo com a vazão e a direção do escoamento: efluentes e influentes. ● Efluentes: a vazão aumenta o sentido do escoamento (Especialmente pela descarga do lençol freático). ● Influentes: a vazão diminui no sentido do escoamento (especialmente pela perda de água por infiltração). b. Redes de Drenagem O tipo de rede de drenagem depende do tipo(s) de rochas atravessadas pelos cursos d’água e de certos elementos estruturais dessas rochas (como folhas, juntas, fraturas, dobras). Pode-se dizer que os tipos de drenagem mais comuns são: ● Retangular e ortogonal: quando os rios apresentam certo paralelismo. ● Paralela: quando os rios quase se alinham. ● Radial: quando a parit de uma determinada região, os cursos d’água normalmente irradiam-se em todas as direções. ● Dendrítica: esse tipo de drenagem é resultante das régios onde não existe um predomínio estrutural acentuado e assemelha-se à estrutura apresentada por uma folha de um vegetal. 4. Água Subterrânea A água subterrânea tem origem na atmosfera (maior parcela) ou nas camadas mais profundas do planeta Terra (menor parcela). Nesse ultimo caso, a água que compõe o magma e que atinge a superfície terrestre é denominada de água juvenil. Usualmente, as águas subterrâneas encontram-se mais protegidas dos agentes poluidores (como esgotos domésticos/industriais, substancias químicas utilizadas na agricultura) e normalmente possuem melhor qualidade para consumo (não necessitam de tratamento, em geral). A utilização da água subterrânea no Brasil encontra-se em expansão, tendo baixo consumo em relação a países da Europa e da América do Norte. a. Zonas de ocorrência da água subterrânea As zonas de ocorrência da água subterrânea podem ser distintas ao longo de um perfil do subsolo, considerando da superfície terrestre até o lençol freático. O esquema abaixo ilustra essas zonas de ocorrência. 2.1 Aquífero Não Confinado 2.2 Aquífero Confinado 2.3 Aquífero Suspenso ou Aquífero Empoleirado 1. Implantação de Estudo de impacto Ambiental (EIA) Estabelecimento de grandes projetos gerou movimentos ambientalistas que protestavam contra: derramamentos de petróleo, construção de grandes represas, rodovias, complexos industriais, usinas nucleares, projetos agrícolas e de mineração. No Brasil, o primeiro EIA foi realizado em 1972 na Bahia. Com isso a parir da década de 1980, o Brasil dispõe de legislação exigindo a determinação de estudos de impacto ambiental, tais como as citadas a seguir: Lei Nº 6803/1980: Nas áreas críticas de poluição a que se refere o art. 4º do Decreto-lei nº 1.413, de 14 de agosto de 1975, as zonas destinadas à instalação de indústrias serão definidas em esquema de zoneamento urbano, aprovado por lei, que compatibilize as atividades industriais com a proteção ambiental. Lei Nº6938/1981 (Lei da Política Nacional do Meio Ambiente); considerou o estudo de impacto ambiental como um dos instrumentos da política ambiental no país, exigindo de forma mais ampla que a anterior. Decreto Federal Nº 88351/1983: regulamentou a Lei Nº 6938/1981 e vinculou a avaliação de impacto ambiental aos sistemas de licenciamento de empreendimentos. Na constituição da República Federativa do Brasil de 1988 houve uma inclusão da obrigatoriedade de realização de estudo de prévio de impacto ambiental no caso de instalação de obra ou atividade potencialmente causadora de significativa degradação do meio ambiente. Nas décadas de 1980 e 1990 o EIRA/RMA 2. Definição de Impacto Ambiental Segundo o CONAMA, impacto ambiental, “é qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam: I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população; II - as atividades sociais e econômicas; III - a biota; IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; V - a qualidade dos recursos ambientais.” 3. O que é EIA/ RIMA? Estudo de Impacto Ambiental pode ser definido como um conjunto de estudos realizados por especialistas de diversas áreas, os quais são responsáveis pelo levantamento técnico-cientifico detalhado do novo empreendimento. Nesse caso, os especialistas deverão avaliar detalhadamente os segmentos básicos do meio ambiente, que são meios físicos, meios biológicos e meio socioeconômico. O acesso ao EIA é restrito, em respeito ao sigilo industrial. Relatório de Impacto Ambiental reflete as conclusões do Estudo de Impacto Ambiental (EIA), sendo apresentado em parecer de forma objetiva e adequada a compreensão do público leigo. Além disso, as informações devem ser traduzidas em linguagem simples e acessível. O EIA refere-se a um projeto específico de uma atividade modificadora do meio ambiente, a qual deve ser adequadamente descrita em termos das alternativas propostas e dos diversos processos tecnológicos que caracterizam as fases de implantação, funcionamento e desativação (EX: aterro sanitário ou empreendimento de mineração). Além disso, é importante destacar que os dois são dependentes um do outros, sempre que houver um, haverá o outro. 4. Atividades do EIA Construção de ferrovias, Linhas de Transmissão, Hidrelétricas, Construção de Ferrovias entre outras. 5. Atributos do Impacto Ambiental Os impactos ambientais possuem dois atributos principais: 5.1 Magnitude É a grandeza do impacto 5.2 Importância 6. Característica Do Impacto Ambiental 6.1 Características de valor Impacto positivo ou benéfico: quando uma ação é o resultado de uma melhoria na qualidade de um fator ou parâmetro ambiental. Impacto Negativo ou adverso: quando uma ação é o resultado de um dano à qualidade de um fator ou parâmetro ambiental. 6.2 Características de Ordem Impacto direto: são as modificações que exigem uma relação inicial, ou seja, é resultante de uma simples relação de causa e efeito. Impacto Indireto (impacto secundário ou de enésima ordem): são as modificações que são resultantes de uma reação secundária em relação à ação inicial. 6.3 Características Especiais Impacto Local: quando uma ação afeta apenas o próprio local e as proximidades. Impacto Regional: quando o efeito se propaga por uma área maior à do local onde se dá a ação. Impacto Estratégico: Quando é afetado um componente ambiental de maneira controlada. 6.4 Características Temporais Impacto Imediato: quando o efeito surge no instante em que se executa a ação e desaparece com término dela. Impacto a Médio ou Longo Prazo: quando o efeito manifesta-se após certo tempo de efetuada a ação. Impacto Temporal: quando o efeito permanece por um determinado tempo depois de efetuada a ação. Impacto Permanente: quando o efeito permanece para o resto do tempo.
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