Aula 2 3 Intemperismo 08 08 e 15 08 Geologia II

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Geologia de Engenharia II – ENG05102
Intemperismo
Prof. Clovis Gonzatti
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Intemperismo - Conceituação
� É o conjunto de processos responsável pelas 
transformações ocorridas nas rochas, sejam elas 
transformações de caráter físico ou químico (nome 
derivado de intempérie - processo natural devido a 
agentes atmosféricos)
� É o conjunto de modificações de ordem física
(desagregação e fragmentação mecânica), química
(decomposição química dos minerais primários) e 
biológica (influência de raízes, matéria orgânica e ácidos 
orgânicos) que transformam rochas ígneas, sedimentares 
e metamórficas na superfície da Terra em materiais 
friáveis e solos (materiais inconsolidados)
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Produto Final do Intemperismo
� Solos ou Materiais Inconsolidados
� camada viva que recobre a superfície da terra
� sucessão de camadas e horizontes com diferentes 
espessuras
� proveniente da alteração das rochas e da atuação dos 
processos pedogenéticos
� possuem propriedades físicas, químicas e mineralógicas, 
assim como características geotécnicas diferentes dos 
materiais de origem
� “material inconsolidado” facilmente trabalhável
� material sobre o qual é construída a maior parte das obras 
de engenharia
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Fatores Intervenientes na Formação do 
Solo
fatuantes
(clima, organismos vivos)
fcondicionantes
(tipo de rocha, estrutura do maciço 
rochoso, relevo, tempo)
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Tipos de Intemperismo
� Físico - atua no processo de desagregação 
física da rocha
� Químico - atua no processo de 
transformação química dos minerais
� Biológico - atua no processo de dissolução 
química da rocha ⇒ ação de substâncias 
ácidas. Menos importante é a atuação no 
processo de desagregação da rocha 
� Ação dos fatores em conjunto
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Tipos de Intemperismo - Formas de 
Atuação
� Físico
� variação de temperatura
� alívio de pressões no maciço rochoso
� cristalização e hidratação de sais nos poros da rocha
� ação de organismos vivos
� Químico
� hidrólise
� hidratação
� dissolução
� oxidação
� carbonatação
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Clima
� Temperatura, Umidade e Vento
� atua no processo de desagregação da rocha
- dilatação térmica
- precipitação de sais
- congelamento da rocha
� atua na velocidade do intemperismo
- reações químicas
- atividade biológica
� ressecamento do solo
� influencia na profundidade do perfil de alteração
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Clima
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Clima
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Clima
Efeitos da 
chuva
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Organismos Vivos
� Atuam mecanicamente nas fraturas da rocha na fase 
inicial de intemperismo
� Atuam na diferenciação entre os horizontes de solo
� Macrofauna/macroflora⇒ superficial; 
Microfauna/microflora ⇒⇒⇒⇒ profundidade
� liberação de húmus em função da quantidade vegetal disponível
� Macrofauna melhora a aeração - escavação no solo
� Macroflora protege o solo contra erosão
� melhora a permeabilidade
� o enraizamento aumenta a resistência
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Organismos Vivos
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Fatores Atuantes na Formação do Solo -
Organismos Vivos
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Composição Mineralógica da Rocha
Ordem de cristalização 
dos minerais silicatados 
no magma - Série de 
Bowen
Feldspatos 
alcalinos
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Composição Mineralógica da Rocha
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Tipo de Rocha Ígnea/Composição 
Mineralógica/Textura
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Tipo de Rocha/Composição 
Mineralógica/Textura
solo arenoso 
grosseiro
solo arenoso 
fino
solo argiloso
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Estruturas
juntas
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Relevo
� Declividade acentuada
� pouca infiltração da água
� erosão acentuada
� solos com espessura fina
� Regiões planas 
� zonas baixas ⇒ excesso de água ⇒ solos orgânicos
� erosão incipiente
� solos espessos
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Relevo
TEIXEIRA et al. 
(2000)
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Tempo
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Fatores Condicionantes de Formação do 
Solo - Tempo
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Intemperismo Físico
� Variação da temperatura
� dilatação diferencial do minerais, congelamento da água ⇒ aumento de 9% no 
volume da água
� Alívio de pressões no maciço rochoso
� é comum em grandes vales devido à erosão
� abertura de fraturas paralelas à superfície
� Cristalização e hidratação dos sais nos poros 
da rocha
� aumento de volume durante o crescimento do cristal ou hidratação do sal
� Ação dos organismos vivos
� crescimento das raízes da árvores nas fraturas
� canais abertos pelas formigas - facilita a percolação da água
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Intemperismo Físico - Expansão Diferencial dos 
Minerais Devido à Variação de Temperatura
α≅ 4*10-3mm/moC
Feldspatos
α≅12*10-3mm/moC
Quartzo
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Intemperismo Físico - Alívio de Tensões
juntas de alívio de 
tensões
Importante para a determinação da permeabilidade e 
deformabilidade das ombreiras e da fundação de barragens!
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Intemperismo Físico - Alívio de Tensões
juntas de alívio de 
tensões
Importante para a determinação da permeabilidade e 
deformabilidade das ombreiras e da fundação de barragens!
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Intemperismo Físico
PROCESSO DE INTEMPERISMO
PRESSÃO 
EXERCIDA
(MPa)
Congelamento/Degelo 200
Cristalização de sais 2-20
Hidratação de sais 100
Expansão de argilominerais 2
FOOKES et al. (1988)
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Intemperismo Físico
O intemperismo FÍSICO
abre caminho para o 
intemperismo QUÍMICO
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Intemperismo Físico - Síntese
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Intemperismo Físico - Síntese
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Aula Prática:
Explicação do efeito do congelamento e degelo em rocha - chapa 
de ardósia
Explicação do processo de dilatação diferencial dos minerais 
devido à variação da temperatura - chapa de granito azul boreal
Demonstração de alívio de tensões - carga/descarga em pilha de 
papelão
Intervalo
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� Principal fator: água
� Hidrólise⇒ formação de argilominerais
� ação da água: reação química entre os íons H+ e OH- e os cátions alcalinos e 
alcalinos terrosos
� atua na quebra da estrutura cristalina (pH = 5 a 9)
� substituição de elementos K+, Na+, Ca2+ e Mg2+ nos feldspatos por H+ e OH-
formando minerais secundários
� Hidratação ⇒ formação de argilominerais, óxidos de ferro
� adição de água formando um novo mineral ⇒ Al2O3 . 3H2O (hidrargilita), 
Fe2O3+H2O (hematita)⇒ 2FeO(OH) (goetita)
Intemperismo Químico
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Intemperismo Químico
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Intemperismo Químico
� Dissolução
� ação da água sobre cloretos, sulfatos e carbonatos
� minerais são solubilizados por ácido
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Intemperismo Químico
� Dissolução
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Intemperismo Químico
� Oxidação
� reação com oxigênio ⇒⇒⇒⇒ minerais com ferro ferroso (Fe2+) que se oxida 
em ferro férrico (Fe3+)
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Intemperismo Químico
� Oxidação
TEIXEIRA et al. 
(2000)
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Intemperismo Químico
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Intemperismo Químico
� Carbonatação
� bicarbonato de cálcio (30 vezes mais solúvel que a calcita)
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Perfil Típico de Solo
Horizonte A
Rico em matéria orgânica, é o horizonte de 
maior atividade biológica - Solo de Topo.
Horizonte B
É o mais importante na classificação do solo, 
onde ocorrem com maior intensidade o 
intemperismo químico e as transformações 
químicas, com ganhos de constituintes minerais 
e/ou matéria orgânica provenientes de outros 
horizontes - Solo Maduro
Horizonte C
É onde ainda se processa o intemperismo físico, 
pouco afetado pelos processos pedogenéticos. 
Predominam materiais granulares ou 
fragmentos de rocha. O solo mantém as feiçõesestruturais da rocha mãe. Constitui o material 
de origem dos solos - Solo Jovem, Solo 
Residual ou Saprolito.
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Processos Atuantes no Intemperismo Químico na 
Formação dos Horizontes A e B do Solo
Adição
- incorporação de matéria orgânica no 
solo
- sedimentação
Remoção
- lixiviação de elementos para o lençol 
freático
- erosão
Transformação
- ruptura da rede cristalina dos 
minerais
- gênese dos minerais de argila
- decomposição da matéria orgânica
Translocação
- movimentação de matéria orgânica, 
argila silicatada e óxidos do horizonte 
A para B
- movimentação de minerais dentro 
do perfil 
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Intemperismo Físico e Químico em 
Pacotes Sedimentares (Minas de Carvão)
Intemperismo químico e 
físico na camada de 
carvão (hidaratação de 
argilominerais e oxidação)
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Intemperismo Físico e Químico em 
Pacotes Sedimentares (Minas de Carvão)
Intemperismo na camada 
de carvão, ocasionando a 
degradação dos pilares da 
mina
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Intemperismo Físico e Químico em 
Pacotes Sedimentares (Minas de Carvão)
Oxidação do siltito 
do teto da galeria
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Intemperismo Químico - Oxidação em 
Rocha Vulcânica
Oxidação em rocha 
basáltica
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Aula Prática:
Oxidação em rocha ornamental - chapa de granito
Oxidação de sulfeto em rocha carbonosa - carvão da camada 
Bonito
Intervalo