Importância da Geologia na Engenharia

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Unidade 1 
 
 
 
Geologia na Engenharia 
1.1 - Conceito de Geologia e sua importância nas diversas áreas de conhecimento. 
1.2 - A geologia e sua aplicação na engenharia. 
Conceituação geral 
É a ciência que estuda a Terra, sua composição, estrutura, 
propriedades físicas, história e os processos que lhe dão forma. 
 
Estuda os processos da dinâmica da terra e os produtos 
gerados por estes processos. Para isso investiga-se mares, 
oceanos, continentes, solos, rochas, sistemas ambientais em 
geral. 
 
Objeto de estudo amplo, incorre na subdivisão: 
 dinâmica externa e interna - física; 
 evolução dos processos - histórica. 
Significado de Geologia 
• Geologia vem do grego 
– Geos = terra 
– Logos = estudo ou conhecimento 
 
• Geologia = Estudo da Terra 
 
• Geologia Física 
– Composição da Terra (materiais e processos) 
 
• Geologia Histórica 
– Evolução da Terra (mudanças ao longo do tempo) 
Especializações da Carreira de Geologia 
 
Dependendo do perfil do profissional ele pode optar pelas seguintes 
especializações dentro da Geologia: 
 
Engenharia Geológica: Especialização que une Engenharia e Geologia, 
fazendo levantamentos técnicos para a construção de represas, túneis, 
minas e grandes obras em geral. 
 
Geologia Ambiental: planejamento da ocupação da natureza, avaliação 
de risco e de danos de projetos industriais ao meio ambiente; remediação 
de contaminação. 
Geologia Petrolífera: Exploração e explotação de poços de petróleo e 
reservas de gás natural. 
 
Hidrogeologia: Exploração e explotação de reservas subterrâneas de 
água doce. 
 
Geologia da Mineração: Exploração e explotação de minérios; 
avaliação de produtividade de jazidas. 
 
Geologia Forense: perícias técnicas, auxílio à polícia e Ministério 
Público na resolução de crimes. 
 
Geofísica: Estudo de fenômenos geológicos, elétricos, térmicos e 
magnéticos que atuam em nosso planeta. 
Métodos de trabalho 
Trabalho de campo: 
 caderneta, martelo, bússola, lupa de bolso, canivete, 
ponteira, talhadeira, mapa topográfico, fotografias aéreas, 
estereoscópio, entre outros. 
 
Trabalho de laboratório: 
 interpretação de dados, preparação de rochas (química, 
laminação) e fósseis, curadoria de coleções. 
 
Importância do Estudo da Geologia 
• Determinante em muitos aspectos da Engenharia Civil. 
 
Exemplos: 
– Características externas das construções 
– Escolha de materiais de construção 
– Processos de extração de materiais 
– Uso de rochas como material 
– Projeto de estruturas 
– Projeto e construção de túneis 
– Localização de petróleo 
Obtenção de materiais para construções em geral 
A procura de jazidas de materiais de construção como pedras, 
saibros, argilas para exploração, é uma das fases importantes 
do planejamento das obras civis de vulto. 
Nas obras situadas nas grandes cidades e nas proximidades das 
mesmas, o material de construção necessário poderá ser 
adquirido de fornecedores (pedreiras, areais...) já instalados. 
A maioria das grandes obras rodoviárias, ferroviárias, 
hidráulicas, habitacionais etc. utiliza jazidas próprias. 
Localização de materiais de construção 
A localização adequada das jazidas com materiais de boa 
qualidade é um dos fatores que mais influem no custo e no 
andamento das grandes obras civis. 
Construção de aterro onde o material utilizado é um solo 
argiloso extraído de jazida (assinalada com setas) próximo ao 
local, com pequena distância de transporte do material. 
Tipos de jazidas e exploração de material 
- Pedreiras (Pedra): Utilizadas para confecção de concretos, 
pavimentação, revestimentos de fachadas de edifícios ,etc... 
- Jazidas de Cascalhos e Areia: Utilizados para revestimento 
de leitos de estradas, construção de aterros de terra, concretos, 
obras de drenagem, etc... 
- Jazidas de Argila: para impermeabilização de obras de terra, 
para cerâmica em geral (fabricação de tijolos). 
 
Jazidas em potencial podem ser verificadas em mapas 
geológicos. 
O sucesso da verificação depende da peculiaridade geológica 
da região e detalhes dos mapas disponíveis. 
Processos adequados de extração de materiais 
Classificação tecnológica de rochas – tipos e 
adequação como material de construção 
Características externas das construções 
f) Túneis e escavações subterrâneas. 
►O objetivo dos túneis é permitir uma passagem 
direta através de certos obstáculos, que podem 
ser elevações, rios, canais, áreas densamente 
povoadas, etc... 
► São elementos de transporte, com exceção 
daqueles usados em mineração. São exemplos os 
túneis ferroviários, rodoviários, de metrôs, de 
transporte de fluídos (água). No transporte de 
água, a finalidade pode ser tanto para obtenção 
de energia, como de abastecimento de 
populações. 
Projetos de túneis 
► Os túneis são também frequentemente usados em barragens 
como obras auxiliares, através dos quais as águas do rio são 
desviadas a fim de permitirem a construção das estruturas da 
barragem no leito do rio. Os túneis de desvio são, em certos 
casos, aproveitados posteriormente como túneis de adução, 
isto é, transporte das águas do reservatório até a casa das 
máquinas. 
► Na maioria dos casos, o traçado, tamanho e forma da seção 
do túnel são estabelecidos anteriormente ao reconhecimento 
geológico, escolha esta governada primeiramente pelos 
interesses de tráfego e transporte. Este deve ser o caso dos 
túneis urbanos, rodoviários e ferroviários e, também, nos 
túneis de condução de água, nos quais as condições 
hidráulicas determinam seu tamanho e forma. A tendência 
para o traçado de um túnel é mantê-lo o mais reto possível, 
não só por seu percurso menor, mas também pela 
simplificação da construção e da sua locação topográfica. 
► O encontro de algumas condições geológicas particularmente 
ruins, durante o reconhecimento prévio, pode dar lugar a um 
novo traçado do túnel. 
Localização de petróleo 
Fundações de Edifícios 
A escolha do tipo de fundação é responsabilidade do engenheiro 
projetista e é feita baseada nas informações geológicas, as quais 
devem fornecer dados sobre o terreno de fundação. 
O método mais comum para investigação geológica da fundação de 
edifícios é o de sondagem à percussão com circulação de água, 
acompanhado pelo ensaio normalizado de penetração (SPT) ou 
sondagem de simples reconhecimento do solo (Normas ABNT). 
 
Este método fornece um perfil com a descrição das camadas do 
solo e a resistência oferecida por elas à penetração de um 
amostrador normalizado. Pode fornecer, ainda, a profundidade do 
nível de água. 
Fundações de Edifícios 
A escolha do tipo de fundação é responsabilidade do engenheiro 
projetista e é feita baseada nas informações geológicas, as quais 
devem fornecer dados sobre o terreno de fundação. 
Sondagens geotécnicas 
O método mais comum para investigação geológica é o de 
sondagem à percussão com ou sem circulação de água, ensaio 
padrão de penetração (SPT) conforme norma da ABNT, que 
fornece um perfil com a descrição das camadas do solo e a 
resistência oferecida por elas à penetração. Pode fornecer, ainda, a 
profundidade do nível de água estático. 
Quando a fundação é rochosa, ou parcialmente rochosa, usa-se 
outro método de sondagem, a sondagem rotativa com broca de 
diamante e extração de testemunho de sondagem. A rocha 
amostrada é descrita e avaliada quanto à resistência. 
 
Em casas ou construções que aplicam baixa tensão sobre o solo, 
muitas vezes não são realizadas sondagens. Vale, neste caso, aexperiência do Engenheiro responsável, ou mesmo construtor, para 
estabelecer até onde deve ir a escavação para ser colocada a 
fundação classificada como “superficial”. A experiência é reforçada 
pelo conhecimento dos solos da região. 
Para fundações de barragens ou outras obras que exijam estudos 
especiais usam-se todos os métodos de investigação geológica. 
Neste caso, os mapas geotécnicos podem fornecer valiosas 
informações. 
Projetos de estruturas (2) 
Condições geológicas desfavoráveis para fundações 
superficiais (sapatas). 
Patologia de fundações 
Estradas, cortes em geral, minas a céu aberto. 
Para que sejam asseguradas condições de conforto, segurança 
e economia na construção de uma rodovia, além das 
condicionantes geométricas de traçado, há que se proceder as 
investigações de natureza geológica e geotécnica da região a 
atravessar, as quais constituem os fundamentos dos estudos de 
drenagem e de estabilidade dos cortes e túneis, aterros e seus 
terrenos de suporte, fundações de obras de arte e 
dimensionamento dos pavimentos. 
 
► Os problemas de fundações de aterros para estradas 
surgem, em geral, na construção de aterros sobre 
argilas moles ou terrenos pantanosos, quando então é 
de se prever o aparecimento de grandes recalques ou, 
até mesmo, a ruptura da fundação. 
► A geologia local pode ser fator determinante para a 
inviabilização (econômica) de determinados traçados 
inicialmente idealizados para determinada estrada. 
Exemplos de estruturas geológicas em estradas 
Taludes em camadas
inclinadas facilitam
escorregamentos
Taludes em camadas
horizontais são mais
favoráveis que inclinados
Taludes com rocha maciça
(granito por exemplo)
admitem cortes verticais
são os casos mais favoráveis
A figura à esquerda ilustra um escorregamento superficial de 
solo sobre a ocorrência de uma rocha; e a da direita, a 
diferença de estabilidade num mesmo vale. 
SOLO 
GNAISSE 
SUPERFÍCIE 
ROCHOSA 
LADO 
INSTÁVEL 
LADO 
ESTÁVEL 
MICAXISTO 
OU FILITO 
d) Obtenção de água subterrânea. 
► O interior da Terra, composto de diferentes rochas, funciona como um 
vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das 
águas que nele se infiltram. As rochas que formam o subsolo da Terra, 
raras vezes, são totalmente sólidas e maciças. Elas contêm numerosos 
vazios chamados também de interstícios, que variam dentro de uma 
larga faixa de dimensões e formas. Apesar desses interstícios poderem 
atingir dimensões de uma caverna em algumas rochas, deve-se notar 
que a maioria tem dimensões muito pequenas. São geralmente, 
interligados, permitindo o deslocamento das águas infiltradas. 
► Em consequência da infiltração, a água precipitada sobre a superfície 
da terra penetra no subsolo e através da ação da gravidade sofre um 
movimento descendente até atingir uma zona onde os vazios, poros e 
fraturas se encontram totalmente preenchidos d’água. Esta zona é 
chamada zona saturada. Essa zona é separada por uma linha 
conhecida como nível freático ou lençol freático. 
► A utilização da água existente no subsolo é feita através de poços 
caseiros e profundos, conforme a profundidade alcançada. 
Ciclo Hidrológico da Água - Infiltração e formação de 
lençol freático (L.F.) 
►Grande número das obras de Engenharia 
encontram problemas relativos às águas 
subterrâneas. A ação e a influência dessas 
águas têm causado numerosos imprevistos e 
acidentes. Os casos mais comuns desse tipo de 
problema são verificados em cortes de estradas, 
escavações de valas e canais, fundações para 
barragens, pontes, edifícios, etc. De acordo com 
o tipo de obra, executa-se um tipo de drenagem 
ou rebaixamento do lençol freático. 
►A construção de edifícios, barragens, túneis, 
etc., normalmente requer escavações abaixo do 
lençol freático. Tais escavações podem exigir 
tanto uma drenagem, como um rebaixamento 
do lençol freático. São vários os métodos para 
eliminar a água existente no subsolo. 
e) Barragens de terra e aterros em geral. 
► As barragens são estruturas construídas em vales e destinadas a fechá-los 
transversalmente, proporcionando assim um represamento de água. 
► A água acumulada por uma barragem é utilizada para as três seguintes finalidades 
principais: abastecimento de cidades, suprimento à irrigação e produção de energia 
elétrica. Estas são portanto barragens de acumulação. 
► As que se destinam ao desvio dos cursos d’água denominan-se barragens de derivação. 
► A escolha do local para implantação de uma barragem é feita segundo um planejamento 
geral em que interferem as condições geológicas e geotécnica da região e ainda 
fatores hidráulicos, hidrelétricos e político-econômicos. 
► O estudo de uma barragem e, em particular, da sua fundação, requer preliminarmente as 
seguintes investigações: 
► Topográficas: Cumpre, previamente, um levantamento topográfico da região onde 
deverá ser construída a barragem, delineando-se assim a sua bacia de acumulação. 
► Hidrológicas: Tais investigações, de grande importância, visam a conhecer o regime de 
águas da região. 
► Geológicas: O conhecimento das condições geológicas da região é de importância 
fundamental. Basta observar que das causas de acidentes de barragens nos Estados 
Unidos, pelo menos 40% são, direta ou indiretamente, de ordem geológica. O trabalho 
do engenheiro deve, portanto, ser secundado pelo de um experiente geólogo de 
barragens. A prospecção geológica refere-se em particular ao estudo das rochas, com 
especial atenção quanto aos seus eventuais fendilhamentos.