Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CURSO DE GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA ANÁLISE LITOESTRUTURAL/GEOFÍSICA DA REGIÃO DO ATERRO SANITÁRIO DE CUIABÁ E A SUA RELAÇÃO COM O CONTAMINANTE. LUCAS ANTONIO SILVA LUCAS VIANA ARRUDA SANTOS ANJOS CUIABÁ – MATO GROSSO 2010 ii LUCAS ANTONIO SILVA LUCAS VIANA ARRUDA SANTOS ANJOS ANÁLISE LITOESTRUTURAL/GEOFÍSICA DA REGIÃO DO ATERRO SANITÁRIO DE CUIABÁ E A SUA RELAÇÃO COM O CONTAMINANTE. Trabalho de Conclusão de Curso de Geologia para a obtenção do título de Bacharel em Geologia pela Universidade Federal de Mato Grosso. Professor Orientador: Dr. Auberto José B. Siqueira Professor Co-Orientador: Dr. Shozo Shiraiwa Co-orientadora: Ma. Fernanda Cristina Caovilla CUIABÁ – MATO GROSSO 2010 iii Monografia apresentada como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Geologia da Universidade Federal de Mato Grosso, submetida à aprovação da banca examinadora composta pelos seguintes membros. LUCAS ANTONIO SILVA LUCAS VIANA ARRUDA SANTOS ANJOS ANÁLISE LITOESTRUTURAL/GEOFÍSICA DA REGIÃO DO ATERRO SANITÁRIO DE CUIABÁ E A SUA RELAÇÃO COM O CONTAMINANTE. Banca Examinadora Dr. Auberto José B. Siqueira Universidade Federal de Mato Grosso Prof. Dr. Alterêdo Oliveira Cutrim Universidade Federal de Mato Grosso Prof. Dr. Zacarias Mayal Filho Universidade Federal de Mato Grosso Cuiabá, 10 de dezembro de 2010. iv Dedico esse trabalho em primeiro lugar a minha mãe, minha grande heroína, ao meu pai, aos meus avós maternos, grandes incentivadores, meus avós paternos que mesmo distantes sempre estiveram presentes e meus irmãos. Lucas Antonio Silva Eu Lucas Antonio agradeço primeiramente a Deus por ter me dado força e entendimento nas horas angustiantes que enfrentei. Agradeço com enorme apreço a minha mãe, que sempre me mostrou que o melhor caminho sempre era a luta, na qual sempre foi uma guerreira e batalhadora. A minhas Avós materna Dona Silvia e paterna Dona Zeli da qual quero me espelhar a vida inteira, por serem as mulheres mais trabalhadoras que já vi em toda minha vida. Agradeço ao meu Pai Antonio de Souza que mesmo não estando presente em muitos momentos da minha caminhada, nos ultimos foi de extrema importância. Aos meus Avôs, materno Seu França e paterno Seu Augusto, que sempre me incentivaram nesta jornada. Ao meu Tio Rodrigo e Irmãos Jaqueline e Guilherme, do qual me importunaram bastante, mas me fizerem mais feliz e completo. Agradeço aos meus amigos de infãncia, Anderson, João, Lévender, Ewerton, Paulo, Samir, Jucimar, Márcio, dos quais por muitas vezes estivemos juntos em muitas festas e noites. Agradeço também aos amigos de trabalho da dupla Ricco e Léo, do qual se tornamos uma familia. Quero também com muito carinho agradecer aos meus amigos de CEFET, que até hoje são grandes incentivadores e presentes em minha vida, Max, Valdemar, Rafael, Kauê e Anne Caroline. Ao meu orientador Auberto Siqueira e ao Co- orientador Shozo Shiraiwa pelo apoio dado neste trabalho e por fim, não menos importantes aos amigos da UFMT, em especial os do curso de Geologia, Vicente, Erni, Welington, Carijó, Daniel Macedo e a todos os meus companheiros de sala desses 5 anos. Lucas Antonio Silva “Nada no mundo está completamente errado. Até um relogio parado, duas vezes ao dia está marcando a hora certa.” Paulo Coelho v Ao Senhor meu Deus fonte de energia, à minha companheira Fernanda Cristina Caovilla, meus pais Abel Santos Anjos e Maria Cristina, meu irmão Daniel Arruda e minhas avós Meire e Maria José. Lucas Viana Arruda Santos Anjos Agradeço imensamente a Deus pela força e energia, necessárias para superar as dificuldades encontradas, a minha companheira Fernanda, pelo amor, compreensão, dedicação e apoio em todos os momentos difíceis que passei, aos meus pais, Abel Santos e Maria Cristina, por todo apoio, amor e carinho, que sempre me motivaram, ao meu irmão Daniel, por todo incentivo e exemplo, pois mesmo distante sempre se fez presente em minha vida, as minhas avós, pelo exemplo e amor incondicional que me incentivam sempre, aos amigos de classe e agora geólogos, Anderson Delguingaro, Paulo Augusto, Josemar Clemente, Thiago Lottermann, Felipe Almeida e Lucas Antonio, pelo companheirismo e apoio durante a faculdade e por fim, mas não menos importantes, aos professores Shozo Shiraiwa, Alteredo Oliveira Cutrim, Jackson Douglas S. da Paz, Maria Zélia Aguiar de Sousa, Zacarias Mayal Filho, Carlos Humberto Silva, Ana Cláudia D. Costa e ao professor, orientador deste trabalho, Auberto José B. Siqueira. Lucas Viana Arruda Santos Anjos “Tudo tem começo e meio. O fim só existe para quem não percebe o recomeço.” Luiz Gasparetto vi RESUMO A presente pesquisa foi realizada na área do aterro sanitário de Cuiabá (MT), região inserida nas rochas metamórficas do Grupo Cuiabá. O problema da má localização de aterros sanitários gera preocupação, pois as características geológicas do meio, para o qual são destinados resíduos sólidos, influenciam na operação deste tipo de empreendimento, principalmente as características físicas da rocha e do solo, proveniente dela. A pesquisa teve como objetivo principal, analisar a influência dos tipos litológicos presentes na área e suas variações estruturais sobre os fatores de contaminação do subsolo pelo chorume, através de mapeamento geológico na escala de 1:1000 associado a ensaios geofísicos. O presente trabalho teve como objetivos específicos, analisar possível avanço das plumas de contaminação, através de caminhamentos eletromagnéticos (EMI) e estudar a localização de aterros sanitários sobre rochas metamórficas de baixo grau (RMBG – solos pouco espessos) em todo o Brasil com o uso de base de dados SIG. Para a análise do avanço da contaminação, foram realizados ensaios geofísicos em quatro linhas de caminhamento, com cabos de 10 e 20m. Os resultados demonstraram migração vertical e/ou lateral do contaminante, principalmente próximo à célula de lixo e lagoa de tratamento de chorume sem impermeabilização. As estruturas das rochas, ilustradas pelos estereogramas, apresentam forte indicio de controle estrutural do corpo hídrico, que pode explicar a migração lateral do chorume. Os mapas de aterros e cidades sobre RMBG ilustram o problema da má gestão de resíduos sólidos em nosso país. Palavras-chave: Rochas metamórficas de baixo grau, aterros sanitários, geofísica, contaminação. vii ABSTRACT The present research was made in the area of the landfill of the Cuiabá city (MT), region that is inserted in metamorphic rocks of the Cuiabá Group. The problem of bad location of landfills generates concern, because the geological character, for which are intended the solid waste, influence the operation of this type of ploy, especially the physical characteristics of rocks and the soil generated of it. The research had as main objective to analyze the influence of rock types, present in the area, and its structural variations on the factors of ground water contamination by slurry, through geological mapping at 1:1000 scale associated with geophysical research. This study had as specific objectives to analyze a possible progress in contamination plumes through electromagnetic hiking (EMI) and tostudy the location of landfills on low-grade metamorphic rocks (RMBG – thick soils) in Brazil using GIS database. For the analysis of the progress of contamination, were conducted geophysical research in four pathway lines, with cables of 10 and 20m. The results showed vertical and/or lateral migration of the contaminant, especially near the cell waste and the slurry treatment lagoon without sealing. The structure of rocks, illustrated by stereograms, presente strong evidence of a structural control of the water body, that might explain the lateral migration of slurry. The maps of cities and landfills on low-grade metamorphic rocks illustrate the problem of solid waste management in our country. Keywords: Low-grade metamorphic rocks, landfills, geophysics, contamination. viii LISTA DE FIGURAS Figura 01 – Localização do aterro sanitário de Cuiabá.............................................................10 Figura 02 – Localização dos ensaios geofísicos e da área de mapeamento no aterro sanitário de Cuiabá...................................................................................................................................13 Figura 03 – Propagação de onda eletromagnética (adaptado de Reynolds, 1997)....................14 Figura 04 – Indução eletromagnética (adaptado de Telford et. al., 1990)................................16 Figura 05 – Configurações das bobinas de fonte móvel e os respectivos arranjos (Adaptado de Laureano, 2007)........................................................................................................................17 Figura 06 - Mapa Geológico da Faixa Paraguai nos estados de MT e MS e Bolívia (Alvarenga,1988)......................................................................................................................19 Figura 07 - Comparação entre os modelos estratigráficos propostos e o adotado neste trabalho. (Tokashiki e Saes, 2008)...........................................................................................................23 Figura 08 - Afloramento de metadiamictito intercalado com camadas de filito entrecortadas pelas duas familias de veios travessão e filão...........................................................................26 Figura 09 - Foliação tipo S1 no Filito. Diagrama de isofrequencia polo do plano. Projeção Schmidt Lambert, hemisfério inferior.......................................................................................27 Figura 10 – (A) Metarenito cortado por veios da Familia filão, (B) Filito sericitico foliado, (C) Contato entre metadiamictito e filito, em ambos presença de veios das duas familias, travessão e filão e (D) Duas familias de juntas no filito sericitico.........................................28 Figura 11 – Bloco diagrama esquemático do maciço rochoso na região do aterro sanitário de Cuiabá.......................................................................................................................................29 Figura 12 - Familias de juntas no filito. Diagrama de isofrequencia polo do plano. Projeção Schmidt Lambert, hemisfério inferior.......................................................................................31 Figura 13 - Familias de Veios 1 e 2. Diagrama de isofrequencia polo do plano. Projeção Schmidt Lambert, hemisfério inferior.......................................................................................33 Figura 14 – Mapa de municípios brasileiros sobre rochas metamórficas de baixo grau............................................................................................................................................34 Figura 15 – Mapa de aterros sanitários sobre rochas metamórficas de baixo grau no Brasil.........................................................................................................................................35 Figura 16 – Localização dos ensaios geofísicos no aterro sanitário de Cuiabá........................36 ix Figura 17 – Perfil de caminhamento eletromagnético da linha 1 (27/10/2010). (a) condutividade aparente em função da distância. (b) pseudo-seção de condutividade aparente.....................................................................................................................................37 Figura 18 – Perfil de caminhamento eletromagnético da linha 5 de Laureano, realizado em 19/12/2005. Adaptado de Laureano (2007), figura 38...............................................................39 Figura 19 – Perfil de caminhamento eletromagnético da linha 2 (28/10/2010). (a) condutividade aparente em função da distância. (b) pseudo-seção de condutividade aparente.....................................................................................................................................39 Figura 20 – Perfil de caminhamento eletromagnético da linha 3 (28/10/2010). (a) condutividade aparente em função da distância. (b) pseudo-seção de condutividade aparente.....................................................................................................................................41 Figura 21 – Perfil de caminhamento eletromagnético da linha 4 (28/10/2010). (a) condutividade aparente em função da distância. (b) pseudo-seção de condutividade aparente.....................................................................................................................................42 x LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Relação entre profundidade de investigação e comprimento dos cabos que rege a separação das bobinas, referente ao condutivímetro EM-34 da GEONICS Ltd.......................17 Tabela 02 - Classificação das faixas de condutividade elétrica. (Adaptado de Laureano 2007).........................................................................................................................................37 SUMÁRIO RESUMO..................................................................................................................................vi ABSTRACT.............................................................................................................................vii LISTA DE FIGURAS............................................................................................................viii LISTA DE TABELAS..............................................................................................................x 1 – INTRODUÇÃO...................................................................................................................1 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...........................................................................................3 2.1 – RESÍDUOS SÓLIDOS..................................................................................................3 2.2 – ATERROS, GESTÃO DE RESÍDUOS E PROBLEMAS AMBIENTAIS...................5 2.3 – ATERRO SANITÁRIO, DO ESTUDO AO PROJETO................................................7 3 – ÁREA DE ESTUDO.........................................................................................................10 3.1 – ASPECTOS FISIOGRÁFICOS...................................................................................10 3.2 – LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO.....................................................................11 4 – MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................................12 4.1 – ANÁLISE EM SIG......................................................................................................12 4.2 – PLANEJAMENTO DE CAMPO.................................................................................124.2.1 – Mapeamento Geológico............................................................................................14 4.3 – MÉTODO GEOFÍSICO ELETROMAGNÉTICO......................................................14 4.3.1 – Método Eletromagnético Indutivo (EMI)...........................................................15 4.4 – REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS RESULTADOS.............................................18 5 – GEOLOGIA REGIONAL................................................................................................19 5.1 – FAIXA PARAGUAI.....................................................................................................19 5.2 – GRUPO CUIABÁ.........................................................................................................21 5.2.1 Estratigrafia...............................................................................................................22 5.2.2 Caracterização Estrutural e Metamórfica..................................................................24 6 – RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................................26 6.1 – AQUISIÇÃO DE DADOS COM USO DE SIG..........................................................33 6.2 – CAMINHAMENTO ELETROMAGNÉTICO INDUTIVO (EMI)............................36 8 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.......................................................................43 9 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................44 1 I - INTRODUÇÃO Nos últimos anos a crescente atenção sobre temas e problemas ambientais estimulou inúmeros estudos sobre a produção de lixo, que têm se mostrado um grande reflexo dos padrões de produção e consumo elevados que prevalecem em quase todo o mundo. Cada vez mais estes estudos tentam acompanhar e avaliar desde a origem deste lixo até sua disposição final, a fim de entender os problemas que podem ser causados em todas as etapas para saber como minimizá-los da forma mais eficiente e economicamente viável. No Brasil, assim como no resto dos países, esta situação também vem se agravando ao longo dos anos conforme o aumento do êxodo rural seguido pelo crescimento demográfico nos centros urbanos. Este caso é evidenciado pelo crescimento do volume de lixo de 7,7% em 2009 – foram 182 mil toneladas/dia geradas em 2009 contra 169 mil toneladas/dia no ano anterior (Abrelpe, 2009). Segundo a Seminfe (2007), o aterro sanitário de Cuiabá chega a receber 450ton/dia de resíduos, valor que deve continuar crescendo, posto que o lixo gerado pela atividade cotidiana dos cidadãos, pelos seus hábitos de consumo e pela produção industrial é um dos principais problemas vividos pelos centros urbanos, principalmente os de maior porte. O problema tende a se agravar à medida que a população urbana e a quantidade de resíduos per capita, gerada diariamente, ainda aumenta a taxas significativas, enquanto diminuem as alternativas de áreas para disposição dos resíduos (Weber, et. al., 2000). Estes fatores ressaltam a importância da escolha da localização de aterros sanitários, que segundo Fonseca (1999, in Dos Santos & Girardi, 2007) tem como objetivo dispor os resíduos sólidos no solo, de forma segura e controlada, garantindo a preservação do meio ambiente, a higiene e a saúde pública. Diante destes fatos, faz-se necessário analisar vários critérios para indicar áreas apropriadas à construção de aterros sanitários, entre eles, podem ser destacados os dados geológicos, geotécnicos, pedológicos, geomorfológicos, dados sobre águas subterrâneas e superficiais, clima, dados socioeconômicos ou mesmo sobre a legislação. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo geral, analisar lito- estruturalmente o maciço rochoso da região do Aterro Sanitário de Cuiabá para avaliar a sua influência sobre os fatores de contaminação do nível freático. Como objetivo específico pretende-se avaliar o possível avanço da pluma de contaminação de chorume 2 através de ensaios geofísicos e a comparação dos dados com os de outros autores na mesma área e analisar a instalação de aterros sanitários sobre rochas metamórficas de baixo grau no Brasil. 3 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Este capítulo inicia-se abordando os problemas ambientais associados aos resíduos sólidos. Em seguida, apresenta-se o problema da instalação de aterros sanitários sem o devido planejamento ou estudo. Por fim, há uma explanação sobre os padrões a serem seguidos para definição de áreas apropriadas a destinação de resíduos sólidos. 2.1 RESÍDUOS SÓLIDOS Está intrínseca ao cotidiano da vida humana a geração de resíduos, como reflexo de suas atividades, seja de produção ou consumo. Vê-se, no mundo todo, a imensa busca por desenvolvimento e crescimento econômico-social, características da era da informação, que associada ao consumismo vem utilizando os recursos naturais de forma desenfreada. O consumo desenfreado, a produção industrial descompromissada com a preservação ambiental, agravada pelo acúmulo de uma grande quantidade de produtos descartáveis e de resíduos, gera uma agressão ao meio ambiente. As raízes de uma série de problemas associados aos resíduos decorrem de uma cultura predominante que tende a encará-los como algo sem utilidade ou valor: o lixo. (Zaneti, 2003). A revolução industrial, o aumento da complexidade das sociedades, o crescimento econômico e o desenvolvimento tecnológico, sem dúvida, acrescentaram vários benefícios ao homem e aos grupos sociais. Entretanto, aliado a estas mudanças, ao crescimento populacional e aos novos comportamentos de consumo, tem-se verificado vários efeitos colaterais que desencadeiam problemas de ordem econômica, social e ambiental. Destacam-se neste caso os problemas ambientais, especificamente a geração de resíduos sólidos, um dos principais agentes de degradação do meio ambiente e de redução da qualidade de vida do homem. (Dos Santos, et. al., 2002). É incontestável a importância da revolução industrial e tecnológica que o mundo vivenciou no último século, porém, é justamente pela grandeza destes avanços que se faz necessário o entendimento do mundo como um sistema vivo e interligado, que necessita de equilíbrio para funcionar perfeitamente, mas a realidade é que a sociedade vive em um padrão de consumo acelerado, fazendo crescer as exigências de saneamento e reduzir os espaços para onde é destinada a incômoda e crescente produção de resíduos. Aliado a isso, no Brasil é visível o despreparo das gestões públicas municipais quanto ao manejo 4 adequado destes resíduos, seja pela falta de tecnologia ou de conhecimento, resultando na criação de áreas destinadas a receptação do lixo urbano apenas de caráter emergencial. A responsabilidade pela disposição final dos resíduos sólidos urbanos é das prefeituras e os resíduos sólidos industriais, de serviços de saúde e agrícola são do próprio gerador. No entanto, a grande maioria dos resíduos sólidos gerados no Brasil é disposta em lixões causando sérios problemas ambientais. (Lopes et. al., 2000). Antes de apresentar os impactos ambientais advindos da destinação do lixo, faz-se importante a sua classificação e quantificação. Existem várias maneiras de classificar os resíduos sólidos, que em geral, tratam dos riscos potenciais de contaminação do meio ambiente e da sua natureza ou origem. A Norma 10.004/2004 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) classifica os resíduos em duas classes, Classe I (Perigosos) e Classe II (Não perigosos), que é dividida em Classe II A (Não Inertes) e ClasseII B (Inertes). De acordo com esta norma, o primeiro tipo de resíduo (Classe I) são os que, em função de suas características intrínsecas de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade, apresentam riscos à saúde pública, provocando mortalidade, incidência de doenças ou acentuando seus índices ou riscos ao meio ambiente, quando o resíduo for gerenciado de forma inadequada. Os resíduos não perigosos e não inertes (Classe II A) podem apresentar propriedades tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água. Por fim, os não perigosos e inertes, são quaisquer resíduos que quando submetidos a estudos com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente, não possuem seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água. No que tange a geração per capita de resíduos, é um erro comum a abordagem relacionada apenas ao lixo domiciliar (doméstico e comercial), ao invés de ser relacionada aos resíduos sólidos urbanos (RSU), que compreendem o lixo domiciliar, o público, o entulho e até mesmo os resíduos de serviços de saúde (RSS). Um estudo da Abrelpe, realizado no ano de 2009, mostra que o nosso país possui um padrão de produção de lixo equiparado ao europeu, chegando a atingir uma média de 1,152kg por habitante/dia. Em grande capitais, este volume cresce ainda mais, São Paulo possui média de 1,259kg/dia, Rio de Janeiro uma média de 1,617kg/dia e a campeã Brasília com média de 1,698kg de resíduos coletados por dia. No estado de Mato Grosso a produção média per capita é de 0,838kg/dia, baseado na população estimada do IBGE (2007). Esta estimativa da produção per capita tem como 5 base o valor médio diário coletado em Mato Grosso, e fica bem próxima a média da capital, Cuiabá, que é de 0,830kg/dia segundo Santos (2008). Segundo um relatório interno da Seminfe (2007), o aterro sanitário de Cuiabá chega a receber 450ton/dia de resíduos, fazendo com que a capital seja responsável por 18,8% da produção total de resíduos do estado de Mato Grosso, que segundo estudos da Abrelpe (2009) é de 2393ton/dia. 2.2 ATERROS, GESTÃO DE RESÍDUOS E PROBLEMAS AMBIENTAIS Existe, de forma simples, a classificação da disposição de resíduos em três tipos distintos, Aterros sanitários, Aterros Controlados e Lixões, sendo a diferença entre eles - do ponto de vista ambiental - grande e de muita importância. O Aterro Sanitário é um equipamento projetado para receber e tratar o lixo produzido pelos habitantes de uma cidade, com base em estudos de engenharia, para reduzir ao máximo os impactos causados ao meio ambiente. Atualmente é uma das técnicas mais seguras e de mais baixo custo. (Governo do Estado da Bahia, 2000). Para o Serviço de Limpeza Urbana do DF, a diferença entre Aterro Sanitário e o Aterro Controlado é que este último não realiza coleta e tratamento do chorume bem como a drenagem e queima do biogás. Apesar de ser comumente utilizado em cidades que possuem coletas inferiores a 50ton/dia, é também um método inadequado de disposição de resíduos, devido a potencial contaminação. Por fim, o Lixão é o método mais incorreto de disposição final de resíduos, pois não há nenhum controle quanto ao acesso da população ao lixo e ao tipo de resíduo que recebe, prescinde de qualquer tratamento de chorume e não são feitas coberturas do lixo com camadas de argila. A falta de planejamento e estudos durante a definição de áreas para instalação de aterros causa problemas ambientais visíveis em todo o Brasil, por muitas vezes afetando diretamente a qualidade de vida da população. Esta falta de planejamento, aliada a situação de emergência que muitas cidades vivem pela grande produção de resíduos, decorre na criação de aterros em áreas de preservação permanente, muitas vezes próximas a nascentes, “olhos d’água”, zonas de mananciais e florestas. No município de Niterói, no Rio de Janeiro, os resíduos sólidos urbanos são dispostos em um aterro controlado na área conhecida como Morro do Céu (ACMC). Este aterro controlado, desperta particular interesse por estar localizado perto de um núcleo residencial, em uma zona de mananciais que deveria ser protegida por lei, e por ser 6 considerado oficialmente como uma das fontes responsáveis pela degradação das águas da Baía de Guanabara. Por não ter sido realizado nenhum estudo técnico prévio para escolha daquela área e tampouco montada, antes de sua instalação, uma infra-estrutura sanitária que fosse capaz de evitar os danos consequentes da disposição de toneladas diárias de lixo, a região vizinha ao aterro vem sofrendo vários problemas ambientais e sanitários, que têm influído no bem- estar da população ali residente. (Sisinno & Moreira, 1996). Pelo fato dos lixões serem o reflexo direto de atitudes emergenciais na gestão dos resíduos sólidos, eles se tornam a demonstração máxima desta falta de planejamento, que é extremamente importante mesmo para dar fim a estas áreas, pois são necessários vários estudos técnicos para tornar utilizável uma área onde havia despejo de lixo descontrolado. Na década de 70 foi destinada uma área na periferia de Manaus para deposição de lixo e quinze anos depois o local foi aterrado. Parte da área foi ocupada por famílias de baixa renda que formaram o bairro de Novo Israel e, consequentemente, foram perfuradas cacimbas e poços para o abastecimento de água. Atualmente, a área está urbanizada, contudo restos do antigo lixão estão expostos e o igarapé que corta a área está contaminado por aportes de lixos, esgoto e água servida (Rocha & Horbe, 2006). Uma vez que a colocação de lixo a céu aberto resulta em consequências imprevisíveis para a saúde e o meio ambiente, o problema da disposição irregular de lixo pode comprometer seriamente a saúde das populações de cidades que não possuem local adequado para disposição de resíduos sólidos. Esta destinação incorreta do lixo, principalmente das grandes cidades gera diversos problemas sociais, ambientais e econômicos. Para citar alguns deles temos as doenças (os depósitos de lixo atraem milhares de animais e insetos transmissores de doenças graves e letais), os catadores que reviram os lixos à procura de objetos de valor e alimentos correndo riscos de acidentes e tendo sua saúde ameaçada, a poluição do solo, do lençol freático e do ar pelo chorume e gás metano produzidos (PUC-RIO, 2006). De 1982 a 1997, a disposição de resíduos sólidos da cidade de Cuiabá-MT, foi realizada de forma descuidada e sem preocupação com as normas de engenharia para aterro sanitário, no antigo lixão, localizado no km 6 da Rodovia Emanuel Pinheiro (SANTOS, 2005). Estudos geofísicos realizados por Shiraiwa et al. (2002) mostram que a contaminação, provocada por alta carga poluidora oriunda de metais pesados e contaminantes, atingiu o lençol freático comprometendo o meio ambiente e a saúde da população que utiliza-se de cacimbas perfuradas nos limites do avanço da pluma. Segundo 7 um relatório da Seminfe (2007), a partir de 1997, os resíduos sólidos gerados em Cuiabá, com exceção de resíduos inertes, como os da construção civil, passaram a ser dispostos num aterro sanitário, que inicialmente não possuía impermeabilização, pois foi concebido para receber apenas os rejeitos das usinas, de triagem e de compostagem, sem a presença de matéria orgânica que seria destinada à compostagem. Somente após a detecção de contaminação é que foi feito um projeto de adaptação do aterro, prevendo a impermeabilização de sua base, que começou a ser feita a partir de então (Santos, 2008). 2.3 ATERRO SANITÁRIO, DO ESTUDO AO PROJETO Os relevantes estudos técnicos que precedem a instalação de um aterro são descritos de várias maneiras em normas e manuais relacionados à operação de aterros sanitários e a definiçãode áreas para a disposição final de resíduos. Segundo o Termo de Referência, criado pelo Governo do Estado da Paraíba (2007), a realização destes estudos consistem no levantamento topográfico, estudos ambientais, caracterização dos resíduos sólidos e a concepção do projeto do aterro sanitário. Em outras palavras, o levantamento topográfico define os limites e a localização da área, permitindo a visualização do projeto em planta. Para o mesmo Termo de Referência, os estudos ambientais consistem na descrição preliminar dos aspectos ambientais da área de influência do aterro, que envolve o meio físico, os recursos hídricos, pedologia, geologia e geotécnica, hidrogeologia, meio biótico e meio antrópico. Em se tratando de aspectos que viabilizam o projeto de um aterro sanitário, as exigências referem-se ao meio físico da área, bem como às medidas de proteção ambiental, condições construtivas e operacionais do mesmo. Quanto à localização deste tipo de empreendimento, tem-se como ideal uma distância máxima de 15km do centro gerador de resíduos e preferencial de 6 a 7km. Estas distâncias visam não encarecer o transporte dos resíduos, muito embora estas distâncias possam variar conforme análises dos vetores de crescimento das áreas urbanas (Lollo, 2001 e FIPAI, 2008). Apesar de não existir legislação específica, recomenda-se distâncias mínimas de 500m, para casas isoladas, e 2km de áreas urbanizadas. Já em relação a cursos d’água, a distância preconizada pela legislação é de no mínimo 200m, sendo que áreas situadas a menores distâncias podem ser aproveitadas somente se apresentarem condições topográficas e geológicas favoráveis às operações de tratamento do líquido percolado. Em casos assim, devidamente justificados, áreas com distâncias mínimas de 50m dos cursos 8 d’água podem ser utilizadas, segundo a norma NBR-8419 da ABNT (1985 in Lollo, 2001 e Governo do Estado de São Paulo, 2005). Sobre a escolha da área no que se refere à proteção do corpo hídrico, faz-se necessário ressaltar a importância do solo e suas características físicas que viabilizam ou não a instalação do aterro. No projeto de norma criado pela SEMA do estado de SP, no ano de 2005, é estabelecido que a área, onde será implantado um aterro, deve apresentar uma camada de solo homogêneo de 3m de espessura e coeficiente de permeabilidade K=10-6 cm/s, porém, é considerada aceitável uma distância mínima de 1,5m entre a base do aterro e a cota máxima do nível d’água, isto para um coeficiente de permeabilidade K=5x10-5, podendo ainda ser exigida, pelo órgão responsável, uma impermeabilização suplementar. A cota máxima do nível d’água deve estar o mais distante possível da base do aterro, para solos argilosos recomenda-se 3m e para solos arenosos, distâncias superiores. Segundo este mesmo projeto de norma, devem ser evitadas áreas sujeitas a inundações e grandes variações do nível d’água como as várzeas de rios, pântanos e mangues, a topografia deve ser plana, com inclinações máximas em torno de 10% e a direção dos ventos não deve possibilitar o transporte de poeiras ou odores para núcleos habitacionais. Todos os métodos de construção de aterros sanitários diferem na forma de execução, entretanto, a sistemática de acondicionamento do lixo é a mesma, consistindo na construção de células sanitárias. Para tanto, o lixo é disposto em rampa, numa proporção de 1m na vertical e 3m na horizontal (1:3) e deve ser compactado com movimentos repetidos até atingir um coeficiente de compactação em torno 0,60ton/m³, que é considerado ideal. A célula deve ter de 2 a 4m de altura. Ao final do dia ou da coleta, a célula deve receber uma camada, preferencialmente de argila, de 15 a 30cm de espessura. Uma vez esgotada a capacidade do aterro, deve ser realizada uma cobertura final de 60cm (Governo do Estado da Bahia, 2000 e Secretaria Municipal de São Carlos, 2008). Para se controlar a geração e migração do gás metano, oriundo da decomposição predominantemente anaeróbia onde o carbono combina-se com o hidrogênio, é realizado um sistema de drenagem, que consiste na superposição vertical de tubos perfurados de concreto, com diâmetro de 80cm e distando de 30 a 50m uns dos outros. Devem também, ser revestidos com uma camisa de brita. Diante da complexidade de planejamento, dos estudos e critérios de avaliação de áreas para disposição de resíduos, percebe-se a importância de projetar também a vida útil do aterro, que apesar de ser o método mais eficaz e barato, em longo prazo, tem sua 9 viabilidade discutida, de um projeto para outro, com base na vida útil do empreendimento esperada pelo município. Segundo o projeto básico de aterro, criado pela Secretaria Municipal de São Carlos (2008), é muito difícil encontrar municípios que apresentem favoráveis todas as condicionantes físicas e ambientais. Portanto, torna-se preponderante, para a equipe técnica projetista, empreender o esforço necessário para que a vida útil do aterro seja a maior possível. Esta vida útil pode ser determinada com base em estudos do aumento da taxa de produção de resíduos sólidos pelo centro gerador. Com base no aumento desta taxa de produção o aterro sanitário do município de São Carlos, SP, teve a sua vida útil determinada em 20 anos. Como mencionado, esta é uma propriedade que diverge entre os projetos e manuais. O manual de operação de aterros sanitários do Governo do Estado da Bahia (2000), diz que, preferencialmente, esta vida útil deve ser superior a 10 anos, prevendo-se ainda o seu monitoramento por alguns anos após o seu fechamento. 10 3 ÁREA DE ESTUDO 3.1 LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO A área de estudo situa-se na região centro sul do estado de Mato Grosso, e esta inserida na capital Cuiabá, mas precisamente a nordeste da área urbana, na estrada que dá acesso ao Balneário Letícia, s/n°, Sítio Quilombo, próximo à Lagoa Bonita, ao lado do Garimpo do Mineiro. Dista de aproximadamente 15 Km do centro da cidade, e cerca de 7 km do bairro mais próximo (Jardim Paraíso II). A área da Central de Disposição Final de Resíduos Sólidos Urbanos (Aterro Sanitário) é de aproximadamente 15,16 ha e as coordenadas geográficas, latitude e longitude, são respectivamente: 15º35’12”S e 56º04’16”W (Figura 01). Figura 01 – Localização do aterro sanitário de Cuiabá. 11 3.2 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS O município de Cuiabá localiza-se na região Centro Oeste do Brasil, no estado de Mato Grosso. O quadro geomorfológico do município é, em grande parte, representado pela Chapada dos Guimarães. Mas também aparecem Planalto da Casca e a Depressão Cuiabana. Predominam-se relevos de baixas amplitudes com altitudes que variam de 146 a 250 metros na área da própria cidade. A população é da ordem de 530 mil habitantes, a área do município de 3.224,68 km² e as coordenadas geográficas de latitude e longitude é respectivamente: 15º35'56”S e 56º06'01”W (IBGE, 2009). O clima é Tropical de Savana (AW) – quente e semi-úmido. A temperatura média anual é de 26ºC, com temperatura mínima próxima a 15ºC em julho e máxima superiores a 32ºC em outubro. O índice pluviométrico varia de 1.250 a 1.500 mm durante o ano e a precipitação é mais intensa no verão. Entre os meses de abril e outubro ocorre um período seco, com raras precipitações (Caporossi, 2002). Ainda para este mesmo autor o município é cercado por três grandes ecossistemas: a amazônia, o cerrado e o pantanal; e ainda é considerado a porta de entrada da floresta amazônica. A vegetação predominante no município é o cerrado, desde suas variantes mais arbustivas até as matas mais densas à beira dos cursos d'água. O município divide águas das Bacias Amazônica e Platina. Entre os principaisrios dessas redes hidrográficas estão o Cuiabá e o das Mortes. O rio Cuiabá, que corta a cidade, divide dois municípios: Cuiabá e Várzea Grande. O município é banhado também pelos rios Coxipó-Açu, Pari, Mutuca, Claro, Coxipó, Aricá, Manso, das Mortes, São Lourenço, Cumbuca, Suspiro, Culuene, Jangada, Casca, Cachoeirinha e Aricazinho, além de córregos e ribeirões. Na região do Aterro Sanitário de Cuiabá e suas adjacências ocorre o predominio da Unidade Geoambiental Superfícies Aplainadas Dissecadas em Colinas e Morrotes que consistem em terrenos com moderada a alta capacidade de carga, sendo apta, com restrições para urbanização e obras viárias, tendo em vista os solos rasos e pedregosos e o relevo ondulado. Restrições para obras enterradas e disposição de resíduos sólidos (Castro- Junior et. al., 2006). 12 4 MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 ANÁLISE EM SIG A aquisição de dados em SIG teve como objetivo o dimensionamento do problema da disposição de resíduos sólidos sobre rochas metamórficas de baixo grau em escala nacional. Para isto, fez-se uso da base de dados de geologia do SIG da CPRM (2001) da escala de 1:2.500.000, onde no software Arcgis (versão 9.2) pôde-se realizar uma query escolhendo as rochas de baixo grau metamórfico em todo o território nacional à serem inseridas no estudo. Para esta seleção, utilizou-se como critério as rochas metamórficas de baixo grau que ocorrem no Grupo Cuiabá e os litotipos escolhidos dentro da base SIG da CPRM foram: Filito, Filito carbonoso, Metachert, Metapelito, Quartzito, Xisto, Metaconglomerado, Metarenito, Metarritmito, Metassiltito, Metassedimentos, Quartzo Arenito, Micaxisto e Ardósia. Depois de selecionadas as rochas relevantes para o estudo e obter suas respectivas ocorrências em todo o Brasil, utilizou-se da ferramenta Calculate Tool para calcular sua dimensão areal. A partir disso fez-se uso da ferramenta Intersect com o intuito de criar um mapa de aterros sanitários sobre rochas metamórficas de baixo grau. Tendo como base a distância de 15km, considerada ideal entre o pólo produtor de lixo e o centro de destinação de resíduos sólidos, nesta mesma etapa utilizou-se da ferramenta Buffer dentro de Analysis Tools para criar uma área de interferência entre aterros sanitários e cidades proximais, que podem estar fazendo uso de um aterro em comum. Partindo deste pressuposto, utilizou-se das mesmas ferramentas, Intersect para elaboração de um mapa de cidades instaladas sobre rochas metamórficas de baixo grau e Calculate Tool para obter dados sobre população destas cidades em zonas de interferência de 15km. 4.2 PLANEJAMENTO DE CAMPO As campanhas de campo foram separadas em duas etapas, sendo a primeira realizada em setembro e a segunda em outubro de 2010 na área do aterro sanitário de Cuiabá. Embora não tenham ocorrido chuvas durante a pesquisa, as etapas de campo foram realizadas em período considerado chuvoso. A primeira etapa, de caráter geológico, 13 consistiu em análises litoestruturais do maciço. Para isto, foi realizado um mapeamento na escala de 1:1000 em uma área de 70000m² no aterro sanitário, como mostra a figura 02. Neste mapeamento, com duração total de 14 dias, buscou-se coletar dados detalhados sobre composição litológica e as principais estruturas presentes na região de interesse. A área escolhida, atualmente, não dispõe de uma grande quantidade de afloramentos, por isso optou-se por restringir o mapeamento ao grande afloramento (corte produzido por máquinas – artificial) que existe concomitante às antigas células de lixo. A segunda etapa, de caráter geofísico, consistiu na realização de quatro linhas de caminhamento, com posição escolhida de modo que obtivessem maior representatividade nos dados de condutividade aparente do aterro. As quatro linhas foram posicionadas de modo perpendicular ao mergulho das camadas e à direção da inclinação da vertente da colina onde o aterro foi instalado, dispostas a norte-noroeste da célula de lixo conforme a figura 02. Figura 02 – Localização dos ensaios geofísicos e da área de mapeamento no aterro sanitário de Cuiabá. Em todas as linhas, foi realizado o caminhamento eletromagnético indutivo com o sistema EM-34 da GEONICS Ltd., utilizando-se os cabos de 10 e 20m. As linhas 1, 3 e 4 possuem extensão de 350m e a linha 2 - que contorna as novas células de lixo – uma extensão de 240m. 14 4.2.1 Mapeamento Geológico Para a etapa de campo de mapeamento geológico, utilizou-se de bússolas modelo Brunton para obter medidas das estruturas do maciço em anotação métrica do sistema Clar Viena, a fim de facilitar a aquisição de dados em campo. Dentro da área de mapeamento escolhida, estas medidas eram realizadas nos caminhamentos a cada 10m, resultando na escala de 1:1000. 4.3 MÉTODO GEOFÍSICO ELETROMAGNÉTICO Os métodos geofísicos eletromagnéticos baseiam-se na propagação de campos eletromagnéticos no subsolo, sendo eles contínuos ou transitórios. Estes métodos podem ser passivos, quando se utilizam dos sinais naturais da Terra, ou ativos, onde é utilizado um transmissor artificial próximo ou distante do campo. Podem também ser classificados em sistemas no domínio do tempo e no domínio da frequência. As ondas eletromagnéticas resultam da interação de ondas elétricas e magnéticas que possuem direção de propagação e de perturbação perpendiculares entre si, como mostra a figura 03. A interação dos campos elétricos (E) e magnéticos (H) gera o campo eletromagnético que varia no tempo. Figura 03 – Propagação de onda eletromagnética (adaptado de Reynolds, 1997). Para Laureano (2007), faz-se necessário conhecer as propriedades elétricas e magnéticas da Terra para compreender o campo eletromagnético aplicado a estudos na subsuperfície. Para estudar as ondas eletromagnéticas, deve-se considerar a Terra como um 15 meio isotrópico que é horizontalmente estratificado e com permissividade e permeabilidade constantes e independentes do meio. Ainda para este mesmo autor as características do meio estudado podem ser representadas por materiais semicondutores ou ainda, dielétricos (isolantes). São três propriedades elétricas que caracterizam estes materiais, sendo eles: Condutividade elétrica (σ); Permissividade dielétrica (ε); Permeabilidade magnética (µ). No intuito de atingir o objetivo proposto para o trabalho, o estudo foi direcionado apenas à propriedade de condutividade elétrica (σ) do meio, que é expressa em Siemens por metro (S.m-1) e corresponde ao inverso da resistividade elétrica (ρ), expressa em Ohm vezes metro (Ω.m). Os materiais terrestres com ρ < 10-5 Ω.m, de forma geral, são considerados condutores, enquanto que os materiais com ρ > 107 Ω.m são considerados isolantes. A condutividade é a capacidade de um material conduzir corrente elétrica e pode variar dependendo: da quantidade de água e ar presentes nos poros dos constituintes do solo; da salinidade, devido ao aumento proporcional da condutividade resultante do aumento da concentração de sais na água; do conteúdo de argila e minerais condutores que possam existir no meio. As interfaces que separam camadas do solo, que possuem diferentes características elétricas, podem sofrer forte resistência elétrica conforme as variações nas propriedades de condução de corrente elétrica (σ), permissividade elétrica (ε) e permeabilidade magnética (µ). A força do sinal que deve ser refletido depende desta variação e é expressa pelo coeficiente de reflexão, porém, este sinal pode ainda ser refratado nas interfaces, dependendo também das variações nas características do meio. (Laureano, 2007). 4.3.1 MÉTODO ELETROMAGNÉTICO INDUTIVO (EMI) O objetivo do método eletromagnético é localizar alvos que constituambons condutores elétricos, estudando assim os campos eletromagnéticos gerados por esses condutores em subsuperfície após expostos a fluxo de corrente. O método eletromagnético 16 indutivo (EMI) constitui-se da propagação de ondas eletromagnéticas de baixa freqüência, inferior a 1 MHz. Desta forma predominam as correntes de condução, fazendo com que a propagação dependa - quase que totalmente - da condutividade do meio a ser estudado. Tendo em vista o objetivo do presente trabalho, este método foi empregado com o intuito de detectar possíveis avanços em zonas anômalas de condutividade no subsolo. Para este feito, são comparados os dados coletados em campo com a condutividade média destas anomalias já estudadas por Laureano (2007). O equipamento utilizado foi o sistema EM-34, fabricado pela GEONICS Ltd., que se utiliza de uma dupla de bobinas separadas, porém, conectadas por um cabo de referência. A primeira bobina, a transmissora, gera um campo magnético primário e a outra atua como receptora que mede tanto o campo primário quanto o secundário, gerado por um corpo condutor presente em subsuperfície. A distância entre as bobinas é regida pelo comprimento do cabo que as separam e é mantida fixa, movendo o par de bobinas ao longo do perfil a ser estudado com intervalos iguais e discretos. O ponto de investigação onde é efetuada a medida é o centro entre as bobinas. (Reynolds, 1997). Quando a bobina transmissora (Tx) é energizada com uma corrente alternada em freqüência de áudio e uma bobina receptora (Rx) é colocada em meio uniforme a uma distância curta (s), o campo magnético variante no tempo, proveniente da corrente alternada da bobina transmissora, induz fracas correntes no solo, chamadas de correntes de indução, que por sua vez geram um campo magnético secundário (Hs) que é sentido junto com o campo magnético primário (Hp) pela bobina receptora, como mostra a figura 04. Figura 04 – Indução eletromagnética (adaptado de Telford et. al., 1990). 17 O sistema EM-34 foi desenvolvido para fornecer uma leitura direta do valor, já calculado, da condutividade elétrica do meio no ponto de investigação. Este equipamento permite a utilização de três distâncias entre as bobinas, devido ao fato de possuir três cabos de ligação entre ambas, sendo de 10, 20 e 40m. Ele permite também uma peculiaridade em relação ao posicionamento das bobinas, quando as mesmas estão dispostas horizontalmente, ocorre o arranjo do dipolo magnético vertical (DMV); e quando estão dispostas verticalmente, ocorre o dipolo magnético horizontal (DMH), exemplificado na figura 05. Figura 05 – Configurações das bobinas de fonte móvel e os respectivos arranjos (Adaptado de Laureano, 2007). O método eletromagnético indutivo, utilizado nos ensaios de campo, possibilita a medição da condutividade elétrica aparente em várias profundidades teóricas de investigação, dependendo do cabo e distância entre as bobinas e da posição de ambas – se estão em arranjo DMV ou DMH. A profundidade efetiva de operação para o dipolo magnético horizontal e vertical, em meio homogêneo, é aproximadamente 0,75 e 1,5 vezes o espaçamento (s) entre as bobinas, respectivamente. (McNeill, 1980 in Laureano, 2007). Para elaborar as pseudo-seções de condutividade aparente, foram consideradas as profundidades efetivas de operação para os dois arranjos, DMV e DMH, conforme a Tabela 1. Tabela 1 – Relação entre profundidade de investigação e comprimento dos cabos que rege a separação das bobinas, referente ao sistema EM-34 da GEONICS Ltd. DMH DMV Separação entre as bobinas (m) Profundidade investigada (m) Profundidade investigada (m) 10 7,5 15 20 15 30 18 Como mostra a tabela acima, fez-se uso somente de dois comprimentos de cabos, 10 e 20m, resultando em três profundidades de investigação. Tendo em vista um dos objetivos do trabalho, de avaliar um possível avanço de zonas anômalas anteriormente estudadas, escolheu-se investigar até a profundidade de 30m, onde Laureano (2007) observou maiores indícios de contaminação. As bobinas devem ser coplanares – dispostas em um mesmo plano – pois o posicionamento sobre o terreno influi na profundidade de investigação. Deve-se observar também o posicionamento quanto à separação das bobinas, que pode interferir na leitura dos dados. Os ensaios de campo foram realizados em quatro linhas de caminhamento, escolhidas de forma que obtivessem dados representativos da área de interesse. Os dados de condutividade foram plotados em perfis, em função da distância, conforme pode ser visto no item 4.5. 4.4 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS RESULTADOS Com os dados estruturais levantados na primeira etapa de campo, elaborou-se um bloco diagrama para melhor compreensão e explanação sobre o maciço na região do aterro sanitário de Cuiabá. Para sua confecção foi utilizado o programa CorelDraw X3. Os dados estruturais também foram tratados no software Stereonet for Windows para a confecção de estereogramas. Os resultados alcançados com os ensaios de campo de geofísica são apresentados de forma gráfica no capítulo 6, para facilitar a compreensão. Com os dados de condutividade aparente obtidos nos caminhamentos eletromagnéticos, foram plotados gráficos de cada linha (distância versus condutividade), utilizando-se o programa Excel da Microsoft. Foi feito um gráfico para cada linha, contendo as condutividades obtidas nos dois arranjos. Também foram produzidas pseudo-seções, utilizando-se do programa Surfer (versão 8.01), da Golden Software Inc. Para a construção destas pseudo-seções usou-se como estimativa básica a krigagem ordinária, que considera a média móvel por toda área estimando valores porventura desconhecidos. 19 5 GEOLOGIA REGIONAL 5.1 FAIXA PARAGUAI A área de estudo esta situada na Faixa de Dobramentos Paraguai, parte da Província Tocantins desenvolvida no final do Neoproterozóico ao Eocambriano. Esta Faixa está, em grande parte, coberta por depósitos sedimentares fanerozóicos das bacias do Paraná, Parecis e Pantanal. Constitui-se de sedimentos metamorfizados e dobrados, que em direção ao cráton apresentam variação do grau de metamorfismo e deformação. É subdividida em três domínios estruturais separados por falhas inversas subverticais (Almeida, 1984 e Alvarenga & Trompette, 1993): (1) Zona Estrutural Interna, intensamente dobrada e metamorfizada em fácies xisto verde, com intrusões graníticas; (2) Zona Estrutural Externa, dobrada com pouco ou nenhum metamorfismo; e (3) Coberturas sedimentares de plataforma. Esta faixa de dobramentos de aproximadamente 1.200Km de comprimento, caracterizando uma unidade geotectônica evoluída às margens SSE do Cráton Amazônico, apresenta um formato convexo em direção ao antepaís e estende-se desde o Paraguai e Bolívia passando por Corumbá até a região de Cuiabá, onde inflete para a região da Bacia do Bananal/Araguaia, como mostra a figura 06. Figura 06 - Mapa Geológico da Faixa Paraguai nos estados de MT e MS e Bolívia, Alvarenga, (1988) 20 Almeida (1968) distinguiu três estágios estruturais na evolução da Faixa Paraguai separados por discordâncias e mudanças contrastantes de litologias, associados a uma zonalidade tectônica e dispostos em longas e estreitas faixas paralelas à borda do cráton. O estágio supostamente mais antigo (Grupo Cuiabá) é formado por rochas metamorfoseadas nas fácies xisto verde, intensamente dobradas, pelíticas com caráter de flysch (turbiditos) tendo na base camadas de quartzitos e calcários subordinados. O estágio médio foi definido pelos diamectitos do Grupo Jangada (Formação Puga), recoberto pelas sucessões carbonáticas do Grupo Corumbá. O estágio superior é representado pelo Grupo Alto Paraguai, com sedimentação continental“molássica” em sua parte superior. Alvarenga (1988) também apresentou estruturação da faixa de dobramentos, com base nas caracteristicas tectono-metamórficas, magmáticas e estratigráficas, subdividindo-a em zona externa (ocidental, menos deformada) e zona interna (oriental, mais deformada), cujos limites foram posteriormente, modificados por Alvarenga & Trompette (1993), retomando os limites das zonas estruturais definidas inicialmente por Almeida (1968). Estes domínios foram denominados mais recentemente por Ruiz et al. (1999) como Domínio Tectônico das Coberturas de Antepaís, ( composto pelas Formações Bauxi, Puga, Araras, Raizama e Diamantino que recobrem em discordância angular, largos trechos do embasamento pré-brasiliano, estando apenas afetadas por basculamentos provocados por falhamentos normais, Domínio Tectônico Externo (constituido de rochas metassedimentares das Formações Puga, Bauxi, Araras, Raizama e Diamantino, fortemente afetadas pela Orogênese Brasiliana) e Domínio Tectônico Interno ( composto pelo Grupo Nova Xavantina, restrito a região homônima, pelo Grupo Cuiabá e por corpos graníticos), respectivamente. Dentro do contexto evolutivo do magmatismo ácido da Faixa Paraguai, Lacerda Filho et al. (2004 e 2006) definem para rochas magmáticas tardi-tectônicos intrusivas em rochas do Grupo Cuiabá e a divisão em duas suítes magmáticas. O primeiro a descrever o Batólito São Vicente foi Almeida (1954) a leste da cidade de Cuiabá – MT. Almeida (1968) refere-se a este granito como uma intrusão batolítica de caráter diapírico e sua idade relacionada ao primeiro tectonismo que provocou o metamorfismo regional nas rochas do Grupo Cuiabá. Del’Arco et al. (1982) descrevem um conjunto de rochas de granulação fina a grossa, suavemente orientado, com registros de processos hidrotermais e metassomáticos. Godoy et al. (2007), individualiza nesse granito quatro fácies texturais: fácies equigranular grossa a porfirítica, com maior expressão nas bordas de contato, (faixa circunscrita); a fácies porfirítica com uma matriz média a 21 equigranular média, na porção central do corpo; fácies equigranular fina porfiritíca, ocupando a região sudeste do batólito e a fácies pegmatítica restrita à zona noroeste do maciço. Sua constituição é dada por biotita granitos e muscovita biotita granitos. São rochas isotrópicas, leucocráticas, inequigranulares, de coloração rósea ou localmente cinza, de granulação fina a grossa e/ou porfíritico, rapakiwi ou não, localmente cataclástico. 5.2 GRUPO CUIABÁ O Grupo Cuiabá é constituído de uma sequência de rochas sedimentares dobradas, que integra a unidade tectônica denominada de Faixa Paraguai, cujo desenvolvimento está relacionado ao ciclo Pan-Africano/Brasiliano (1.000-500Ma). As primeiras referências sobre essas rochas devem-se a Evans (1894) que denominou de Cuiabá Slates as ardósias com clivagens e deformações bem acentuadas aflorantes no Rio Paraguai, próximo a São Luiz de Cáceres (Vila Maria) em direção norte-nordeste, a leste de Diamantino e oeste das águas superiores do rio Cuiabá, Estado de Mato Grosso. Apresentando uma evolução estrutural evidenciada pelo registro de três (Luz et al., 1980) ou quatro fases de deformação (Alvarenga, 1993), esta ultima adotada para este trabalho. O Grupo Cuiabá possui na fase D1, a mais importante no rearranjo tectônico e responsável pelo desenho dos principais dobramentos regionais, que invariavelmente são inversos ou recumbentes e associam-se às zonas de cavalgamento de baixo a médio mergulho, descrevendo expressivos transportes crustais para Sudeste ou Sul, em direção oposta ao Cráton Amazônico. A foliação S1 é penetrativa, mostrando direções que variam conforme traçado curvilíneo do cinturão, de N para ENE. Falhas direcionais e veios de quartzo auríferos, ambos ortogonais ao “trend” da Faixa Paraguai, são correlacionados a fase D1. A fase D2, menos penetrativa, provoca redobramentos assimétricos e clivagens de crenulação plano-axial (S2) com mergulhos entre 40˚ e 60˚ para E até S. A fase D3 caracteriza-se pela formação de dobras abertas e sanfonadas, com traço axial perpendicular ao” trend” do cinturão. (Manzano et al., 2009). Segundo Alvarenga & Trompette, (1993) a quarta deformação, (D4) possui o eixo de suas dobras de grande comprimento de onda dispostas perpendicularmente aos eixos das três primeiras deformações. Em escala de afloramento essa fase é vista como fortes 22 fraturamentos orientados N50-70W com mergulhos variando de vertical à 80SW, estanto presentes tanto na zona interna como na externa. Ainda segundo o mesmo autor, os veios de quartzo se desenvolvem paralelamente a esta forte direção de fraturamento, orientada em torno de N60W. Estes veios são de espessura variável (de alguns centímetros a até um metro). Esta fase representa para a região um evento tardiorogenético brasiliano. Em alguns locais, estes veios podem apresentar no contato com a encaixante uma zona limonitizada, originalmente sulfetada, muitas vezes associadas com as mineralizações auríferas da região. 5.2.1 ESTRATIGRAFIA Segundo Luz et al. (1980), o empilhamento estratigrafico do Grupo Cuiabá na região da Baixada Cuiabana subdividi-se em 9 unidades, como mostra a figura 07. Na base da seqüência, encontra-se às unidades 1 e 2, formadas por filitos, metarenitos e metarcósios, com contribuições variadas de grafita e níveis de mármore. A estas seguem-se metadiamictitos com intercalações de metarcósios, metarenitos, calcifilitos e mármores correspondentes à unidade 3. Na unidade 4 o litotipo mais freqüente é um metadiamictito cinza escuro com matriz silto-arenosa e clastos de quartzo, feldspato, quartzitos, rochas graníticas e básicas. Sobre esta ocorrem filitos, com intercalações de metaconglomerados e metarenitos finos a grossos, por vezes conglomeráticos, que correspondem à unidade 5. As unidades 6 e 7 consistem de metadiamictitos de matriz areno-argilosa com clastos de quartzo, quartzito, feldspato, calcário, rochas graníticas e básicas, subordinadamente lentes de metarenito. Na unidade 8 ocorrem mármores, metamargas e filitos. Luz et al. (1980) descreveram ainda uma unidade indivisa marcada pela ocorrência de metadiamictitos, quartzitos, filitos, filitos conglomeráticos e metarenitos. 23 Figura 07 - Comparação entre os modelos estratigráficos propostos e o adotado neste trabalho. (Tokashiki e Saes, 2008) Segundo Alvarenga (1990) as rochas do Grupo Cuiabá e as sedimentares da Zona Externa são interpretadas como partes de uma mesma bacia, depositadas em ambiente glácio-marinho nas partes proximais ao cráton, que passam a marinho com influência de correntes de turbidez nas áreas distais. Em sua interpretação estas rochas são divididas em três unidades: inferior, média e superior. As unidades propostas por Luz et al. (1980) representariam as unidades inferior e média de Alvarenga (1990). No presente trabalho optou-se pela denominação de Luz et al. (1980) por permitir uma correlação direta com as unidades litológicas mapeadas nas áreas mineralizadas. Diversos plutons tardiorogênicos são encontrados nas áreas mais internas da faixa, de composição granítica a granodiorítica, intrusivos no Grupo Cuiabá, sendo o granito São Vicente, situado a sudeste de Cuiabá, o mais conhecido. Del’Arco et al. (1981) referem-se à presença de rochas vulcânicas ácidas a intermediárias, cogenéticas ao granito São Vicente, na localidade de Mimoso. Outras intrusões graníticas tardi-cinemáticas estão parcialmente expostas ao longo de estreita faixa entre as Bacias do Paraná e do Pantanal e são representadas pelos granitos Taboco, Coxim, Rio Negro, Araguaiana e Lajinha (Ruiz et al. 1999). 24 5.2.2 CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL E METAMÓRFICA O estudo deestruturas das rochas do Grupo Cuiabá na Baixada Cuiabana em escalas que vão da micro à macroscópicas, realizado por Silva (1999), permitiu caracterizar o efeito de quatro fases de deformação. Dentre as estruturas identificadas na área, destaca- se a foliação principal Sn com direção NE e mergulhos de alto ângulo para SE e NW, que passam para médio ângulo na porção SE da Baixada Cuiabana. Esta foliação é uma clivagem ardosiana, observada em todos os litotipos e ao longo de toda a área. A esta fase relacionam-se a lineação de estiramento definida pelo alongamento de cristaloclastos e litoclastos, a lineação mineral, definida pela orientação de cristais de turmalina e de micas, e a lineação de interseção entre S0 e Sn. Contemporaneamente a esta fase ocorreu o metamorfismo regional de fácies xisto verde, zonas da clorita e da biotita. Outra estrutura que sobressai na área é o acamamento sedimentar (S0), que encontra-se dobrado por Dn, porém bem preservado. Localizadamente, afetando a clivagem Sn, são reconhecidas duas fases, Dn+1 e Dn+2, representadas principalmente por crenulações ambas coaxiais às dobras Dn. Algumas vezes desenvolvem clivagem de crenulação (Sn+1, Sn+2) que diferem na orientação, tendo Sn+1 mergulhos de baixo ângulo para NW, e Sn+2 mergulhos de médio a alto ângulo para SE. A fase Dn+3 é caracterizada por dobras suaves com planos axiais de mergulhos íngremes para NE ou SW, paralelo aos quais ocorre intenso fraturamento. Esta evolução é coincidente com observações realizadas por Alvarenga (1990) e Alvarenga & Trompette (1993). Um modelo tectônico envolvendo escamamento através de falhas de empurrão com vergência para NW em uma fase D1, seguido pela formação de retrocalvagamento, para SE, em fases progressivas D2 e D3 foi proposto por Del’Rey Silva (1990). Entretanto a ausência de estruturas penetrativas de baixo ângulo na porção norte do domínio interno, e a geometria em leque da foliação principal, que passa progressivamente de mergulho para médio a suave para NW na porção sul do domínio interno, para mergulho íngreme para SE na porção norte, indicam que o modelo não é válido para explicar a evolução tectônica da Faixa Paraguai nesta região. O modelo apresentado por Del’Rey Silva (1990) também foi descartado nos trabalhos mais recentes que tratam da evolução tectônica da Faixa Paraguai (Alvarenga & Trompette, 1993, Silva, 1999 e Alvarenga et al., 2000) com base em argumentação semelhante à apresentada acima. 25 São poucas as datações radiométricas do Grupo Cuiabá. Uma única idade em filitos pelo método Rb/Sr fornece um valor de 481 ± 19 Ma (Ri = 0,743, Barros et al. 1982), sendo interpretada como a idade do final da evolução orogênica da Faixa Paraguai. Outra datação, realizada no Granito São Vicente tido como tardi-orogênico fornece idade de 504 + 12 Ma (Hasui & Almeida 1970). Já as rochas vulcânicas de Mimoso foram datadas em 480 Ma pelo método Rb/Sr por Del’Arco et al. (1981). Segundo Silva et al (2002) os veios encontrados na Baixada Cuiabana são classificados em função de sua relação geométrica com S0 e Sn: Tipo 1 – subparalelos a paralelos a S0; Tipo 2 - paralelos a Sn; e Tipo 3 – perpendiculares a subperpendiculares a Sn. Os veios tipos 1 e 2 são popularmente conhecidos como travessões e os do tipo 3 denominados de filão. Paralelos a subparalelos ao acamamento (S0), os veios do (TIPO 1), geralmente tabulares e apresentando largura predominante entre 1 e 3 cm, comprimento preferencial entre 1 e 2 m, não superiores a 10 m, e terminações lentiformes. Já os veios do (TIPO 2) ocorrem encaixados nos planos de foliação Sn, apresentam formas e tamanhos variados, sendo mais freqüente a tabular com espessuras entre 1 e 2 cm. Ocorrem também escalonados. Por fim, os veios do (TIPO 3), são os predominantes, perfazendo 60 a 90% do total dos veios. Em geral são tabulares ou lenticulares, de espessura entre 5 e 40 cm, podendo alcançar até 2 m. Mais raramente, apresentam arranjo escalonado. Os veios são orientados N30-70W com mergulhos íngremes para NE ou SW e com atitude predominante de N55W/68SW. Apresentam estrutura planar ao plano da foliação (Sn) da encaixante e também ocorrência de veios alojados em necks de boudins de camadas metareníticas. 26 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO Na área de estudo foram encontradas as subunidades 5 e 6 do Grupo Cuiabá (Luz et, al., 1980) que correspondem ao contado entre as Formações Acorizal e Coxipó de Tokashiki e Saes, (2008). A subunidade 5 encontra-se representada por metapelitos seguidos por uma alternância entre metassiltitos, filitos e metarenitos finos. No presente trabalho optou-se pela descrição dos veios em duas familias, travessões e filões, que foram relacionados as descrições de Silva et al. (2002), sendo a primeira familia correspondente aos veios do Tipo 1 subpararelos a paralelos a So e veios do Tipo 2 paralelos a Sn e a segunda familia correspondente aos veios do Tipo 3, perpendiculares a subperpendiculares a Sn, como mostra a figura 08. Figura 08 - Afloramento de metadiamictito intercalado com camadas de filito entrecortadas pelas duas familias de veios travessão e filão. O filito sericítico apresenta estrutura foliada (S1) com atitude N40E/30-40NW como mostra a figura 09, onde a estrutura reliquiar So encontra-se paralela a esta foliação (S1). Apresenta granulação muito fina a fina, coloração cinza-esverdeada, com brilho sedoso. A figura 10 (B) mostra as camadas de filito com espessuras que variam de 10 a 40cm, entrecortadas por veios, descritos por Silva et al. (2002). 27 Figura 09 - Foliação tipo S1 no Filito. Diagrama de isofrequencia polo do plano. Projeção Schmidt Lambert, hemisfério inferior. O metadiamictito tem maior distribuição espacial na área estudada, apresentando-se intercalado com as camadas de filito sericitito e entrecortado por veios. O metadiamictito apresenta-se cor roxa acinzentada e em camadas com cerca de 30cm a vários metros. Utilizaremos aqui a nomenclatura acima citada dos veios chamando-os de travessões e filão. Os travessões cortam essas camadas e possuem espessuras variando de 4 a 60cm e já os filões espessuras médias na faixa de 20 a 50cm, chegando alguns a terem até 2m. Essa porção do Aterro é caracterizada como o contato entre as subunidades 5 e 6 de Luz et al. (1980). Os metadiamictitos são representados por espessos pacotes que variam quanto à composição da matriz em argilo-siltosa micácea, em parte feldspática, ou matriz arenosa, com grãos variando entre grosso a médio, de composição quartzosa. A figura 10 (C) mostra o diamictito em afloramento. Os metarenitos formam pequenos corpos alongados na direção NE-SW, sobressaindo no relevo devido a maior resistência a erosão. Apresentam cor cinza-claro a esverdeado quando inalterados, adquirindo tonalidade avermelhada quando alterados. Apresentam textura granoblástica, granulação fina a média e são friáveis e formados por grãos de quartzo subarredondados a angulosos, sericita e algum feldspato. A foliação S2 é 28 incipiente e o sistema de fraturas mostra duas direções principais: N30o-60oW e N30o- 50oE. A figura 10 (A) mostra um afloramento de metarenito na área de estudo. Figura 10 – (A) Metarenito cortado por veios da Familia filão, (B) Filito sericitico foliado, (C) Contato entre metadiamictito e filito, em ambos presença de veios das duas familias, travessão e filão e (D) Duas familias de juntas no filito sericitico. Após a interpretação das estruturas e litologias, observadas em campo, elaborou-se um bloco diagrama com o intuito de ilustrar o maciço rochoso na região do aterro sanitário de Cuiabá e o possível comportamento do contaminante. A figura 11 apresenta o bloco diagrama, elaboradocom a interpretação dos dados de campo. 29 Fig u ra 11 – Blo co diag ram a esq u em ático d o m aciço ro ch o so n a região d o aterro sanitário d e C uiabá . 30 As rochas encontradas na área de estudo fazem parte das subunidades 5 e 6 de Luz et al. (1980) que interpretam a existência de dois ambientes deposicionais distintos para o Grupo Cuiabá: as sub-unidades 1, 2, 3, 5 e 6 sugerem ambiente marinho onde as instabilidades tectônicas deram origem a correntes de turbidez, e conseqüentes fluxos de lamas. Os turbiditos assim depositados apresentam intercalações de rochas carbonáticas, características dos períodos de quiescência tectônica. Propõem ainda que a fácies conglomeráticas seja o produto de fluxo de detritos, ocasionado por correntes de turbidez, enquanto que o material pelítico evidenciaria períodos de quiescência. Os veios chamados de travessões fazem parte dos do tipo 1 e 2 de Silva et al. (2002) e possuem orientação subpararelos a paralelos a So e paralelos a Sn respectivamente, estes através das comparações feitas assumem um papel menos importante na influências dos contaminantes locais, pois seguem quase a mesma orientação das duas estruturas principais locais, (So e Sn). A figura 08 mostra a disposição das duas famílias de veios em afloramento. Segundo Silva et al. (2002) os veios do tipo 1 têm, ao menos em parte, sua origem relacionada a um processo de deslizamento flexural, entre as camadas durante o dobramento Dn. Este processo permite a formação de veios paralelos e oblíquos aos planos de acamamento. Ainda para esse mesmo autor o mecanismo de formação dos veios do tipo 2 reside na percolação volumosa de fluidos metamórficos, facilitada pelo desenvolvimento da foliação Sn. A precipitação do quartzo pode estar associada a aumento da pressão de fluidos ao longo destes planos, talvez durante a atenuação dos esforços Dn. Os veios de quartzo que afetaram essas rochas metamórficas possuem um caráter de grande importância na área estudada. Sabendo-se da existência das 2 famílias aqui neste trabalho adotadas (travessões e filões). Os filões, através de evidencias levantas por Silva et al., (2002) indicam que estes são contemporâneos ao desenvolvimento da foliação Sn, em um estágio tardio da fase Dn. Estes veios perpendiculares a subperpendiculares a Sn são os mais freqüentes, espessos e volumosos na área. Neste contexto, observou-se grande importância estrutural desta família de veios na percolação dos fluídos contaminantes, possuindo um posicionamento sub-vertical, os fluídos “aproveitam” esta abertura para escoarem para as camadas mais profundas de rochas. Concomitantemente a isso, ocorre o fato das particularidades de cada material existente. Os mais peliticos possuem uma maior resistência a passagem de fluidos, ou seja, possuem uma maior porosidade, porém, uma menor permeabilidade, devido a sua 31 composição argilosa onde sua estrutura constitui-se de grãos menores e mais próximos uns aos outros. Já os materiais mais arenosos, como os arenitos da subunidade 5, devido a sua composição ser de grãos maiores não tão próximos uns aos outros, possui menor porosidade, mas uma permeabilidade maior, inferindo à rocha uma maior capacidade de percolação de fluido entre seus interstícios. Outra importante feição encontrada nos filitos da subunidade 5 é a presença de juntas, que seguem um padrão em toda área e são descritas por Migliorini, Ruiz e Santos (1998) como sendo mais abundantes nos metapelitos. Estas juntas agrupam-se em duas famílias principais, ortogonais a S1, Familia 1 N30W/72SW e Familia 2 N60W/85SW, como mostra a figura 12. A figura 10 (D) mostra estas juntas no filito em afloramento. Figura 12 - Familias de juntas no filito. Diagrama de isofrequencia polo do plano. Projeção Schmidt Lambert, hemisfério inferior. Adotou-se nesse trabalho as 4 deformações de Alvarenga e Trompette, (1993) ocorridas nas rochas do Grupo Cuiabá. Vemos na fase D1 a mais importante geradora das feições tectônica, que geraram dobras nos metassedimentos, como nos filitos, tendo elas um mergulho médio de 40-60W. A foliação S1, gerada pela D1, é penetrativa e mostra 32 direções próximas ao traçado curvilíneo do cinturão, de N para ENE. A primeira geração de veios poderá estar associada aos processos de compactação e diagênese pré-orogênese e foi anterior a deformação, sendo dobrada pela fase D1 (Travessões). Já a fase D2 que gerou redobramentos assimétricos e clivagens de crenulação plano-axial (S2) não foi vista localmente, pois ela é menos penetrativa nas rochas do Grupo Cuiabá, já a fase D3 também não é vista, sendo marcada por dobras abertas e clivagem plano axial S3. Essas duas fases ao contrário da D1, não mostram uma clara evolução regional, em parte pelo fato de não estarem presentes dentro de toda a faixa. Alvarenga e Trompette (1993). A fase D4 localmente é observada nas dobras abertas, de grande comprimento de onda vistas no filito e um sistema de juntas com orientação preferencial N30W/72SW que é ortogonal a foliação (S1) de atitude N50E/40-50NW. Os veios de quartzo da família dos filões possuem tamanhos variados de poucos centimentros a um metro, alguns chegam até dois metros. Estes veios, apresentando contato com a encaixante, podem ter ocorrências de zona limonitizada, originalmente sulfetada e que muitas vezes são associadas às mineralizações auríferas da região, Alvarenga e Trompette (1993). Próximo ao aterro essas mineralizações podem ser comprovadas pela existência do Garimpo do Mineiro de onde é lavrado o ouro principalmente dos filões, que são os mais produtivos segundo Silva et al. (2002). As juntas encontradas nos filitos com duas atitudes preferenciais e neste trabalho chamadas de Familia 1 (N30W/72SW) e Familia 2 (N60W/85SW) podem também ser um possível reflexo do último registro dos efeitos da Orogênese Brasiliana associado ao estágio rúptil e distensivo, como conseqüência do resfriamento. Alvarenga e Trompette (1993). Todas as fases D1, D2, D3 e D4 pertencem a Orogênese Brasiliana. A fase D1 é a fase principal da orogênese brasiliana, enquanto D2, D3 e D4 representam episódios sucessivos da deformação. Alvarenga e Trompette (1993). 33 Figura 13 - Familias de Veios 1 e 2. Diagrama de isofrequencia polo do plano. Projeção Schmidt Lambert, hemisfério inferior. 7.1 AQUISIÇÃO DE DADOS COM USO DE SIG Neste item encontram-se os dados obtidos com análise de banco de dados em ferramenta SIG. Como exemplificado no item 4.1, utilizou-se da base de dados da CPRM (2004) na escala de 1:2.500.000 para a confecção de mapa de aterros sanitários sobre rochas metamórficas de baixo grau (RMBG) em comum no Grupo Cuiabá e em todo o Brasil. A figura 14 apresenta os resultados obtidos com as análises realizadas, em ambiente SIG, sobre o número de municípios inseridos em RMBG com raio de interferência de 15km. 34 Figura 14 – Mapa de municípios brasileiros sobre rochas metamórficas de baixo grau. As rochas metamórficas de baixo grau selecionadas para o estudo, somadas a uma área de interferência de 15km totalizaram 172.591,70 km², correspondendo a 1,99% da área do território nacional. Esta área, considerada sensível a ocupação urbana, engloba 417 municípios, cerca de 7% do total de municípios brasileiros, que correspondem a 39.297.833,00 de habitantes. O mapa demonstra concentração urbana em lugares que provavelmente possuem camadas não muito espessas de solo, o que dificulta o vínculo entre desenvolvimento sustentável e a instalação de cidades, construções e antropisações advindas do crecimento demográfico, pois estes solos pouco espessos podem representar áreas
Compartilhar