Artigos científicos para auxilo de TCC - Mecanica dos solos

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Mapeamento geotécnico de uma encosta litorânea em Santa Catarina 
a partir de ensaios geofísicos eletrorresistivos 
 
José Henrique Ferronato Pretto 
Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil, jose.fpretto@gmail.com 
 
Liamara Paglia Sestrem 
Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil, liamarasestrem@gmail.com 
 
Alessander C. Morales Kormann 
Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil, alessander@ufpr.br 
 
André Luiz de Campos 
Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil, andre.campos@ufpr.br 
 
RESUMO: Investigações geotécnicas baseadas em ensaios geofísicos representam uma ferramenta 
de rápida execução e grande viabilidade econômica para obtenção de informações distribuídas ao 
longo de uma subsuperfície. O presente artigo apresenta um estudo de caso de um talude localizado 
em Santa Catarina, em um maciço denominado Morro do Boi, localizado entre os municípios de 
Balneário Camboriú e Itapema. Por se tratar de uma encosta rodoviária, optou-se pela utilização do 
método eletrorresistivo, que permite identificar descontinuidades horizontais e verticais através das 
propriedades elétricas do solo, além de mapear corpos tridimensionais com condutividade elétrica 
anômala. As investigações realizadas compreenderam desníveis de até 97 m, obtidos através de 1 
(uma) seção longitudinal com comprimento de 110 m e 5 seções transversais de 225 m, espaçadas 
em aproximadamente 10 m, além de três sondagens elétricas verticais (SEV). A metodologia 
proposta permitiu a definição da estratigrafia do terreno, composta por camadas de solos residuais e 
coluvionares, caracterizados por baixos valores de resistividade. Sob o mesmo, ocorre uma camada 
de rocha alterada sobreposta ao maciço rochoso cujos valores de resistividade ultrapassam os 
10.000 ohm.m. Somando-se a isso, mapearam-se pontos com fraturas em rocha alterada e rocha sã, 
além da ocorrência de blocos de rocha, com alta resistividade, inseridos no solo superficial. Na 
seção longitudinal verificou-se o aparecimento de nível d’água próximo à profundidade de 5 m 
inserida dentro da rocha alterada. Com base nas SEV’s foi possível definir de maneira mais 
específica as camadas superficiais, compostas por solos transportados (coluvionares) e um solo de 
alteração, além da influência que a presença de água gera sobre os resultados das mesmas. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Geofísica, Eletrorresistividade, Encosta Litorânea 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O presente artigo apresenta um estudo de caso 
de uma encosta situada no km 140 + 700 m da 
BR-101 Sul, em um maciço denominado 
Morro do Boi, localizado entre os municípios 
de Balneário Camboriú e Itapema, em Santa 
Catarina. O local de estudo representa uma 
importante ligação entre a região Sudeste e Sul 
do país e caracteriza-se por um histórico 
recente de movimentações, decorrentes de 
eventos meteorológicos ocorridos em 2008, 
sendo estes fatores motivadores no 
desenvolvimento de um estudo detalhado para 
avaliação dos fatores de segurança da mesma. 
O maciço em questão pode ser definido 
como tendo uma parcela côncava com condição 
coletora de água superficial, e outra — onde 
ocorreram os deslizamentos — definida como 
superfície de maneira plana à convexa com 
características distribuidora (GERSCOVICH, 
2012). O formato geral da região influencia 
principalmente os processos de escoamento 
superficial. 
No que tange a caracterização geológica, a 
encosta é formada basicamente por solos 
 
 
residuais e coluvionares da Serra do Mar, ou 
seja, os maciços rochosos são recobertos com 
solo intemperizado com características 
relacionadas à sua origem (VAZ, 1996). Os 
trabalhos de Sestrem (2012) e Fiori (2011) 
descrevem ainda que o Morro do Boi é 
composto por Migmatitos do Morro do Boi e 
Granitos da Suíte. 
A utilização de sondagens indiretas 
(ensaios geofísicos) representa uma 
ferramenta de rápida execução e grande 
viabilidade econômica para obtenção de 
informações distribuídas ao longo de uma 
subsuperfície. É preciso observar, entretanto, 
algumas incertezas e ambiguidades que 
podem estar intrínsecas em seus resultados. 
Tais características estão relacionadas à baixa 
resolução das informações e erros embutidos 
nos dados experimentais (KEAREY, 2009). 
Por se tratar de uma encosta rodoviária onde o 
objetivo da investigação era a determinação 
do topo rochoso, optou-se pela utilização do 
método elétrico eletrorresistivo, cujos 
resultados não sofrem influência do tráfego 
intenso existente na região, por exemplo. 
 
2 METODOLOGIA 
 
A geofísica é uma ciência fundamentada na 
geologia, física, matemática, química e 
informática, cujo objetivo é estudar fenômenos 
de propriedades físicas da Terra. As 
informações a respeito do subsolo são obtidas 
de forma indireta, medindo propriedades 
físicas com instrumentos sofisticados e 
apropriados, além de se obter informações 
sobre a estrutura e composição de materiais 
geológicos a pequenas ou grandes 
profundidades. Apesar disso, salienta-se a 
importância de complementar essas 
informações com investigações diretas para 
obter uma interpretação do subsolo com maior 
qualidade (KEAREY, 2009). 
Dentre os métodos geofísicos existentes, 
podem ser citadas duas metodologias distintas 
principais: os métodos com fontes passivas, 
ou campo natural, e os métodos com fontes 
ativas, ou campo induzido. Os primeiros 
medem variações das propriedades físicas 
naturais do meio, como por exemplo, 
magnetismo, gravidade e radioatividade. Em 
contrapartida, os métodos ativos (sísmicos e 
elétricos, como por exemplo) produzem 
alterações no meio para medir o 
comportamento do terreno. 
O procedimento do método eletrorresistivo 
consiste basicamente em injetar corrente 
elétrica no terreno através de dois eletrodos 
(denominados A e B), com objetivo de se medir 
a diferença de potencial em outros dois 
eletrodos (denominados M e N) nas 
proximidades do fluxo de corrente. Permite-se 
assim calcular inicialmente a resistividade 
aparente que matematicamente é transformada 
em resistividade real e resulta nas seções 
geológicas da subsuperfície. 
Para solos, a resistividade elétrica depende 
de muitos fatores, como a porosidade, a 
resistividade elétrica do fluído contido nos 
poros, a composição do solo, grau de saturação, 
orientação e forma das partículas e estrutura do 
poro (KELLER & FRISCHKNECHL, 1966 
apud CRUZ, 2008). 
A resistividade dos solos e das rochas tende 
a diminuir com o aumento da umidade e do 
volume de sólidos dissolvidos na água 
intersticial. A resistividade de sedimentos não-
saturados é muito mais alta que a resistividade 
dos mesmos sedimentos em condições 
saturadas em água (MCNEILL, 1980 apud 
CRUZ, 2008). Em meios não porosos, a 
corrente é obrigada a atravessar o material 
constituinte da rocha antes de atingir a fratura, 
por exemplo, o que representa uma maior 
resistência. 
Há duas técnicas difundidas na academia 
para aplicação deste método: a Sondagem 
Elétrica Vertical (SEV), destinada à 
investigação vertical (Figura 1), e o 
Caminhamento Elétrico (CE), destinado à 
exploração horizontal/lateral (Figura 2). 
A Sondagem Elétrica Vertical (SEV) é 
aplicada quando se deseja uma informação 
pontual com observação da variação vertical de 
resistividade. A intensidade da corrente e o 
espaçamento relativo entre os eletrodos de 
potencial são mantidos e o arranjo é expandido 
progressivamente em torno de um ponto fixo. 
Os valores de resistividade aparente são 
calculados fornecendo a curva de resistividade 
aparente, a qual é interpretada através de 
software específico. Segundo Kearey (2009), 
 
 
essa técnica é extensivamente utilizada em 
levantamentos geotécnicos para determinar 
espessura de sobrecarga e em hidrogeologia 
para definir zonas horizontais de estratos 
porosos. 
 
 
Figura 1. Modelo de sondagemelétrica vertical 
 
O Caminhamento Elétrico (CE), por sua 
vez, é aplicado quando se deseja uma 
investigação horizontal ao longo de perfis, 
podendo ser de uma ou várias profundidades, 
objetivando-se assim a definição das variações 
laterais da resistividade, o que possibilita o 
mapeamento de contatos geológicos, 
identificação de fraturas e de zonas de falha. 
Para tal, fixa-se um espaçamento entre os 
eletrodos e, mantendo-se o arranjo, caminha-
se com o mesmo ao longo do perfil efetuando 
as medidas de resistividade aparente. Como 
vantagens da utilização deste arranjo, cita-se a 
facilidade de interpretação, resultado da 
simetria do arranjo que permite identificar 
descontinuidades horizontais e verticais 
através das propriedades elétricas do solo e 
mapear a ocorrência de anomalias (e.g. corpos 
tridimensionais), por exemplo (GALLAS, 
2000). 
Os ensaios executados no local de estudo 
compreenderam 1 (uma) seção longitudinal de 
110 m de comprimento e 5 seções transversais 
de 225 m espaçadas em aproximadamente 
10 m (Figura 3). Salienta-se que a última 
estaca foi posicionada na primeira faixa da 
rodovia e foram realizados 12 níveis de 
investigação. Somando a estes caminhamentos 
foram realizadas 3 sondagens elétricas 
verticais (SEV) que englobaram um desnível 
de até 97 m. Tais investigações foram 
executadas com o intuito de serem obtidas 
informações acerca da espessura e provável 
composição dos estratos geoelétricos. O arranjo 
utilizado para as SEV’s foi o Schlumberger, no 
qual os eletrodos de potencial permanecem 
fixos e os eletrodos de corrente são expandidos 
simetricamente ao redor do centro do arranjo. O 
espaçamento máximo entre os eletrodos A e B 
foi de aproximadamente 240 m, atingindo uma 
profundidade próxima a um quarto da distância 
entre os mesmos, ou seja, 60 m (TECGEO, 
2012). 
 
 
 
Figura 2. Modelo de caminhamento elétrico - 
eletrorresistividade 
 
Os caminhamentos elétricos foram 
nomeados como CE01 a CE06, sendo o último 
a seção longitudinal no talude e as sondagens 
verticais como SEV04 a SEV06. Cabe salientar 
que estas foram executadas em pontos 
estratégicos ao longo do caminhamento elétrico 
CE-03 e utilizou-se espaçamento de 10 m entre 
cada eletrodo. 
 
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Identificaram-se a partir dos caminhamentos 
elétricos três camadas, sendo a primeira 
relacionada aos materiais de cobertura, e a 
segunda e terceira camadas com o material 
proveniente de rocha alterada, sobreposto por 
rocha sã. 
 
 
 
Figura 3. Projeção dos caminhamentos elétricos sobre a encosta 
 
 
 
A variação da resistividade nas camadas 
geoelétricas foram de milhares de ohm.m, 
caracterizando materiais mais resistentes a 
passagem de corrente elétrica, até materiais 
condutores onde a resistividade esteve entre 
30 e 100 ohm.m. Na primeira camada, foi 
possível inferir a presença de estruturas 
geológicas (blocos de rochas) provenientes da 
segunda e terceira camada, além de 
quantidade razoável de blocos de rocha, por 
vezes aparentes. 
Na seção definida pelo caminhamento 01, 
observou-se uma camada de 
aproximadamente 4 metros sobrepondo uma 
camada fina de rocha alterada nos 2/3 iniciais 
da seção. Nas cotas mais elevadas a camada 
de rocha alterada torna-se mais espessas e por 
vezes encontra-se aparente. Verifica-se ainda, 
próximo ao pé da encosta, a ocorrência de 
uma camada com baixa resistividade, 
representando um solo superficial 
transportado (colúvio) resultante da 
movimentação ocorrida em 2008. 
Para o caminhamento 02, verifica-se a 
presença de blocos de rocha envoltos por solo 
superficial principalmente nas cotas mais 
baixas, o que pode também ser resultado do 
processo de movimentação onde se verificou a 
mesma situação. Estes blocos encontram-se 
por vezes aparentes e estabilizados pela 
contenção executada no local conforme 
descrito por Sestrem (2012). A espessura de 
rocha alterada nesta seção já é bem superior a 
anterior, chegando a aproximadamente 15 m, 
com grande variabilidade no que diz respeito a 
seu formato. 
Para o caminhamento 04 observa-se uma 
redução expressiva em algumas faixas 
contidas no material classificado como rocha 
sã. Verificam-se ainda linhas de fraturamento 
bem definidas, presentes na camada de rocha 
alterada e sã. Verificou-se uma cunha 
resultante do deslizamento já descrito, 
caracterizada em campo por um faceamento 
da rocha sã com aproximadamente 10 metros 
de altura que tem início na cota da rodovia, e 
foi mapeada pelo ensaio. 
Para o caminhamento 05 a interpretação 
geológica apresenta uma camada muito 
espessa de solo superficial no primeiro terço 
da seção. Analisando a Figura 3, observa-se 
que este caminhamento está inserido ao Sul. 
Nesta região o que se observa é uma rocha 
exposta formando um faceamento na rodovia de 
menor espessura e presença de blocos de rochas 
envoltos por solo superficial e rocha alterada 
por toda a seção. 
O caminhamento 06, única seção transversal 
da encosta, foi executado no primeiro terço das 
anteriores. Os resultados confirmam a presença 
de blocos de rocha, descritos nas seções 
anteriores, além do aparecimento de uma linha 
de lençol freático. Sua profundidade encontra-
se em torno de 6 m e foi confirmada com 
algumas leituras esporádicas realizadas em um 
medidor de nível d´água instalado no SM-04 e 
no inclinômetro (INCL-01) situado dentro da 
área mobilizada (SESTREM, 2012; 
ACEVEDO, 2013; KORMANN, 2013). 
A última sondagem, o caminhamento 
elétrico 03, apresenta uma área com pouca 
espessura de solo superficial, com as cotas 
inferiores caracterizadas pelo faceamento de 
rocha sã aparente, o que pode ser constatado em 
campo. Este caminhamento é de grande 
importância nas comparações dos resultados 
uma vez que detém a maior quantidade de 
dados. 
A Figura 4 apresenta a interpretação 
geológica gerada a partir dos dados de 
resistividade real. Em primeira análise já é 
possível observar a quantidade expressiva de 
fraturas nas camadas de rocha sã e alterada, o 
que ocorre em todos os caminhamentos. Tal 
característica foi verificada em todas as seções 
e influencia diretamente na velocidade de 
escoamento da água no maciço. Com base 
nesse contexto, justifica-se o fato observado e 
descrito por Sestrem & Kormann (2013), onde 
mesmo com volumes consideráveis de 
precipitações, não foram verificadas grandes 
variações nas poropressões medidas. A Figura 5 
apresenta uma seção definida com base em 
sondagens mistas e refere-se ao primeiro terço 
da seção geofísica, cuja cota máxima foi de 
105 m aproximadamente. 
Uma análise comparativa das duas seções 
permite observar inicialmente que a 
sobreposição do solo nas duas seções apresenta 
resultados próximos, sendo possível 
caracterizar uma parcela como material argiloso 
a partir dos resultados das sondagens mistas 
 
 
(SM). Cabe salientar, entretanto, que a 
interpretação da geofísica na camada de rocha 
alterada sofre influência de algumas incertezas 
relacionadas a presença do que é classificado 
nas sondagens mistas como blocos de rocha 
marrom envoltos por solo, o que não, 
necessariamente, caracterizaria rocha alterada. 
A profundidade do topo rochoso obtida nas 
sondagens diretas foi muito semelhante à 
encontrada pela geofísica, tornando a utilização 
desses dados uma ferramenta segura de análise. 
 
 
 
Figura 4. Interpretação resistividade real (à esquerda) e geológica (à direita) para o CE-03 
Fonte: TECGEO (2013) 
 
 
Figura 5. Seção gerada a partir de sondagens mistas 
Fonte: Adaptado de Kormann et al. (2011) 
 
Conforme descrito anteriormente, as 
sondagens verticais foram realizadas em 
pontos sobre o CE-03, estando as mesmas 
posicionadas da seguinte maneira (Figura 6): 
 SEV-04 na cota 166,20 m; 
 SEV-05 no planomédio da mesma 
na cota 130,70 m; 
 SEV-06 no ponto de menor cota 
igual a 73,80 m. 
 
 
 
 
Figura 6. Interpretação geológica SEV’s 
 
Identificou-se ainda a presença de quatro 
camadas geoelétricas, sendo duas de 
cobertura: uma de solo transportado 
(composição diversa, principalmente por 
material argiloso e rochoso) e a outra de solo 
alteração. As outras duas camadas referem-se 
ao material rochoso alterado e rocha sã. 
Como comparação à seção gerada pelas 
sondagens mistas e a SEV-06, verifica-se a 
presença desses materiais e a proximidade 
entre os resultados apresentados, validando os 
resultados obtidos com as sondagens elétricas 
verticais. 
Na comparação entre as SEV’s e os CE-03 
o que pode ser observado é uma variação de 1 
a 2 metros entre os resultados para cobertura 
superficial e da rocha alterada entre os dois 
métodos. No caso da SEV-05 a diferença 
entre os valores de resistividade é visível, uma 
vez que não foi definida para nenhuma das 
profundidades a condição de rocha sã. Esta 
condição pode ser resultado da quantidade 
expressiva de fraturas no ponto onde ocorreu a 
sondagem. Para este caso a penetração de 
água na rocha sã gera uma redução da 
resistividade, o que explica a sua interpretação 
como rocha alterada e não sã. 
 
4 CONCLUSÕES 
 
A utilização de sondagens geofísicas, em 
particular àquelas do tipo eletrorresistivas 
avaliadas no presente artigo, mostrou-se 
eficiente para a obtenção de seções em maior 
escala em comparação à utilização exclusiva 
de métodos diretos (sondagens mistas, por 
exemplo). O comparativo entre as duas 
metodologias permitiu validar os resultados 
obtidos com a geofísica. 
Cabe salientar, entretanto, que as SEV’s 
ainda apresentam algumas incertezas de 
resultado devido ao meio, principalmente no 
que diz respeito à presença de água no solo. 
Contudo, ressalta-se a necessidade de uma 
avaliação detalhada dos resultados conforme 
apresentado no presente estudo, onde verificou-
se que a presença de linhas de faturamento 
tendem a reduzir a resistividade real. 
Conclui-se que a geofísica atua como uma 
ferramenta de grande potencial de utilização e, 
quando comparada com os resultados de 
sondagens mistas, propicia resultados 
confiáveis para mapear os limites entre as 
camadas, resultando em um perfil-geológico-
geotécnico com informações detalhadas e 
confiáveis. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem à ANTT – Agência 
Nacional de Transportes Terrestres e à 
Autopista Litoral Sul – Grupo Arteris, pelo 
apoio à pesquisa e viabilização deste estudo. 
 
REFERÊNCIAS 
 
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