Geologia na Engenharia

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Fundação Presidente Antônio Carlos	
Faculdade Presidente Antônio Carlos de Teófilo Otoni
SAMUEL LEMOS SARAIVA
IMPORTANCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA CIVIL
TEÓFILO OTONI 
2017
RESUMO
Realizou-se esta pesquisa com o intuito de identificar e alertar sobre a importância da Geologia e da Mecânica do Solo na construção Civil. De inicio é falado em uma breve passagem sobre o que é a Geologia, qual a sua importância no ramo da construção civil, e os cuidados que devem ser tomados ao se dar inicio a um empreendimento. Também foi mostrado o acidente da Barragem de Vajont na Itália, que causou a morte de aproximadamente 1300 pessoas. Na sequência, foi apresentado o que é a Mecânica do solo e da mesma forma, falada a sua importância, e os cuidados que devem ser tomados no ramo da construção civil. Para exemplificar os riscos, foi relatado o fenômeno que acontece na cidade de Santos, onde os prédios após alguns anos de sua construção começaram a se inclinar. Esse fato foi ocasionado pela falha da fundação, onde a situação do solo não foi verificada, acarretando neste problema.
Palavras-Chave: Formações Geológicas, Solo, Engenharia e Riscos.
1 – INTRODUÇÃO
Devido ao acentuado crescimento populacional, é importante que haja interesse por parte dos habitantes em projetar e construir de forma segura, imóveis ou loteamentos sem aumentar as áreas de risco. Neste sentido, o conhecimento das rochas e do solo é fundamental e de extrema importância . Dentro do contexto da Engenharia Civil a Geologia Podologia visa orientar e corrigir problemas que possam vir a aparecer no solo durante a construção e a vida útil de uma obra. 
Neste sentido se fazem análises e pesquisas com o intuito de se obter uma série de dados que retratam quanto ao tipo de solo da região onde se pretende construir, as propriedades físicas das rochas do local, a porosidade, aspectos ambientais que devem ser levados em consideração, dentre outros inúmeros fatores que irão contribuir para um projeto seguro e de qualidade. 
Outro fator que terá grande relevância no presente trabalho é o que diz respeito aos impactos relacionados ao meio ambiente, compreendemos a grande importância do tema nas pesquisas e projetos atuais, e a enorme extensão de sua abrangência, porém delimitaremos as questões ambientais que envolvem o contexto da Bacia do rio Todos os Santos, de sua região, e as provenientes de obras e construções no seu entorno.
Tomando estes aspectos como ponto de partida, o presente trabalho tem por finalidade, através de pesquisa, ressaltar a importância do estudo Geológico e também o estudo do solo para que se possa garantir a segurança durante a obra, e também evitando problemas futuros.
1.1 - OBJETIVO
O presente trabalho tem como objetivo, mostrar a importância do estudo, e da identificação da mecânica do solo, e também aspectos Geológicos, com a finalidade de melhorar a aplicação dos serviços de Engenharia,evitando problemas durante a execução, e após a conclusão de uma obra.
2 – A GEOLOGIA
A Geologia é a ciência que estuda a origem, a história a composição, comportamento e características do Planeta Terra. O principal objetivo dessa ciência é a identificação de todos os componentes que formam o globo terrestre, desde a sua formação até as possíveis alterações que experimentará atualmente ou em gerações futuras. A Geologia pode ser dividida em dois grupos gerais: Geologia Natural ou Teórica e Geologia Aplicada, e também alguns subgrupos como descritos na imagem a seguir. 
FIGURA 2.1 – DIVISÕES E SUBDIVISÕES DA GEOLOGIA (CHOSSI, 2015)
2.1 – A IMPORTÂNCIA DA GEOLOGIA NA ENGENHARIA
A construção civil é uma área que requer um amplo conhecimento, e muita atenção contra efeitos naturais que embora possam passar despercebidos inicialmente, podem causar grandes problemas futuros. Aspectos importantes da Geologia devem ser analisados, tais como: estudo da composição e relevo do local, também na descoberta e compreensão de efeitos naturais, como abalos sísmicos e ventos. Esta analise ira indicar ao Engenheiro os materiais apropriados para a construção, impedindo assim abalos futuros.
O estudo da Geologia é imprescindível na área de Construção Civil, visto
que pra se obter êxito, é necessário que engenheiros e geólogos trabalhem em conjunto. Como a Construção Civil está intimamente ligada à Geologia é preciso estabelecer a relação existente entre ambas, pois a Geologia se direciona ao estudo da composição do solo, enquanto a engenharia se direciona à execução do projeto, dos conhecimentos técnicos e práticos do mesmo, advindo suas particularidades inseparáveis.
Se fosse feita uma análise detalhada de falhas em túneis, barragens ou reservatórios, em poucos casos seriam identificadas falhas de projetos de construção, na sua grande maioria, os incidentes acontecem por falhas geológicas.
Na área da Geologia e na Mecânica do solo, as condições dificilmente se repetem, e muitos Engenheiros tem confiado em seu julgamento pessoal, e em poucos casos possuem um conhecimento Geológico necessário, por isso é importante uma analise correta do local ou então o acompanhamento de um Geólogo. 
2.2 – A GEOLOGIA EM BARRAGENS 
Em uma área que se pretende instalar uma barragem devem ser feitos alguns processos fundamentais, tais como mapeamento geológico da área, estudo da rocha de fundação, hidrogeologia (estudo das águas subterrâneas), e pesquisa de materiais de constituição. 
Este trabalho inicial pode ser dividido em trabalhos preliminares e trabalhos de detalhes. Nos trabalhos preliminares, é feita a analise de caráter estimativo tendo em vista que geológico da área, estudo da rocha de fundação, e pesquisa de materiais de constituição serão obtidas apenas com a finalidade de identificação. Em caso de estudo, e dados favoráveis obtidos, se inicia o processo de trabalho detalhado. 
No estudo detalhado, e executado um processo mais preciso e cuidadoso, onde haverá um estudo de investigação, ensaios e tratamentos. Esse estudo exige a abertura de poços, trincheiras e a execução de sondagens a trado, a percussão e rotativas, aliadas a outros métodos de reconhecimento geológico de superfícies. 
Tantos os processos de analise preliminares, quando os processos de analise detalhada, devem ser feitos no local de reservatório, quando na área no estorno da obra. (CHOSSI, 2015) 
É importante ressaltar que o geólogo responsável, também tem o dever pesquisar na área de execução da obra, locais que possam se tornar jazidas, e determinar as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos materiais existentes. 
Assim, poderá fazer adaptações na obra para que seja utilizados ao máximo, materiais em abundancia nas localidades, diminuindo assim consideravelmente os custos com matérias.
2.2.1 – FALHAS EM BARRAGENS
A falta de um estudo detalhado na construção de uma barragens, pode levar a uma série de problemas durante a sua construção, como erosões ou deslizamento, e também podem causar problemas futuros, como serão mostrados na sequência. 
2.2.2 – DESASTRE DA BARRAGEM DEGA DEL VAJONT - ITÁLIA
 
 O Fato ocorreu na Itália no ano de 1963, causando a morte de 1300 populares. A barragem era constituída de concreto e localizava-se em uma garganta calcária com taludes da ordem de 45 °, possuindo 265 metros de altura e com uma capacidade para 168 milhões de metros cúbicos de água, essas proporções as colocaram entre uma das maiores barragens do mundo. 
O desastre foi provocado por um deslizamento de milhões de metros cúbicos de solo e rochas, situados a um quilometro da represa. 
Não houve rupturas ou fissuras na barragem, a mesma permaneceu intacta, o desastre foi ocasionada pelo extravasamentoda água acumulada, tendo em vista que grande parte da área de represamento de água, foi ocupada por detritos provenientes do deslizamento. A Figura 2.2 ilustra o acontecido. 
FIGURA 2.2 – ESQUEMA DO DESASTRE NA BARRAGEM DE VAJONT – (CHOSSI, 2015)
3 – MECÂNICA DOS SOLOS 
A Mecânica dos Solos é um ramo que estuda os comportamentos terrosos quando sujeitos a solicitações. 
As obras de Engenharia Civil, de uma forma ou de outra, se apóia sobre o solo (edifícios, pontes, torres de transmissão, etc), encontram-se dentro dele (túneis) ou no caso de muitas delas, além disso, utilizam o próprio solo como material de construção, como exemplo, as barragens e os aterros. (UFV, 2017)
Apesar de seu nome, hoje empregado internacionalmente, a Mecânica dos Solos não se restringe ao conhecimento das propriedades dos solos que a Mecânica pode esclarecer. A Química e a Física Coloidal, importantes para justificar aspectos do comportamento dos solos, são parte integrante da Mecânica dos Solos, enquanto que o conhecimento da Geologia é fundamental para o tratamento correto dos problemas de fundações
3.1– IMPORTÂNCIA DA MECÂNICA DOS SOLOS NA ENGENHARIA CIVIL
A mecânica dos solos é uma disciplina da engenharia civil que procura prever o comportamento de maciços terrosos quando sujeitos a solicitações provocadas, por exemplo, por obras de engenharia.
Todas as obras de engenharia civil, de uma forma ou de outra, apóiam-se sobre o solo, e muitas delas, além disso, utilizam o próprio solo como elemento de construção, como por exemplo as barragens e os aterros de estradas. Portanto, a estabilidade e o comportamento funcional e estético da obra serão determinados, em grande parte, pelo desempenho dos materiais usados nos maciços terrosos.
Como sabemos, o peso de uma edificação é suportado e distribuído, através das fundações pelo solo, o qual, dependendo de sua constituição, apresenta maior ou menor resistência.
Assim também a construção, em função de seu maior ou menor peso, exigirá uma camada de solo com resistência compatível.
De uma maneira geral, os solos são classificados de acordo com suas partículas: pedregulho, areia, silte, argila.
Dessa forma, o conhecimento obtido através de sondagens, do perfil geológico do terreno onde se pretende construir, é de fundamental importância para a escolha e dimensionamento da fundação.
Os dados relativos a tal perfil, bem como às características da edificação, permitirão ao especialista em mecânica dos solos, projetar a fundação - superficial ou profunda - dependendo da camada do terreno apta a suportar a carga.
Os solos são constituídos por um conjunto de partículas com água (ou outro líquido) e ar nos espaços intermediários. As partículas, de maneira geral encontram-se livres para deslocar entre si. Em alguns casos, uma pequena cimentação pode ocorrer entre elas, mas num grau extremamente mais baixo do que nos cristais de uma rocha ou de um metal, ou nos agregados de um concreto. 
O comportamento dos solos depende do movimento das partículas sólidas entre si e isto faz com que ele se afaste do mecanismo dos sólidos idealizados na Mecânica dos Sólidos Deformáveis, na qual se fundamenta a Mecânica das Estruturas geralmente consideradas na engenharia civil. Mais que qualquer dos materiais tradicionalmente considerados nas estruturas, o comportamento dos solos diverge daquele de um sólido deformável. A Mecânica dos Solos poderia ser adequadamente incluída na Mecânica dos Sistemas Particulados (Lambe e Witman, 1969)
 FENÔMENO DOS EDIFÍCIOS DE SANTOS
Na década passada foi feito um levantamento que constatou a existência, de quase 100 edifícios com problemas de recalque. Esses se localizam entre a Ponta da Praia e a Divisa de Santos e São Vicente, sendo que a maioria se encontra na Avenida Bartolomeu de Gusmão.
Os construtores da época, embora fossem avisados da situação do solo santista, ignoraram tal problema e construíram edifícios com mais de 10 andares sobre fundações rasas. Especialistas da época, após estudarem o solo do local, divulgaram os estudos sobre recalques e previsões sobre as possíveis inclinações. Foi informado que, prédios com até 10 andares não apresentariam problemas do gênero e que, superior a isso, seria necessário o uso de fundações profundas. Entretanto, a ganância falou mais alto, afinal, prédios menores eram considerados desperdício e fundações profundas custariam caro.
A ilustração abaixo, relata como foram contruidos os edificios, e como deveria ser feita a sua fundação para que os problemas que aconteceram, tivessem sido evitados. 
FIGURA 3.1- EDIFICAÇÕES FEITAS SEM E COM ANALISE DO SOLO FONTE ( NOVO MILENIO, 2017)
O solo da cidade de Santos é considerado o segundo pior solo do mundo, ficando atrás apenas da Cidade do México. Como podemos observar na imagem, a camada mais resistente do solo santista está a mais de 40 metros de profundidade. Esse tipo de situação exige o uso de fundações profundas, para construções robustas. Isso porque o peso dessas construções gera a compressão na camada de argila marinha e, posteriormente, os recalques (causados pela concentração de carga em um dos pontos do edifício). (LIMA, 2016)
Alem disso, outro fator que agravou a situação foi a proximidade destes prédios. a pressão causada no solo pelos prédios vizinhos gera sobreposições dos bulbos de tensões (superfícies que unem pontos com o mesmo acréscimo de tensão), que causa a inclinação lateral na edificação.