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INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS Prof. Dr.: Carlos Augusto de Souza Oliveira Disciplina: Geologia – GEO007 1 Fonte: A maioria das figuras contidas nesta apresentação são de autoria de terceiros, utilizadas somente para fins didáticos. Universidade Federal de Itajubá Campus Itabira Curso Engenharia da Mobilidade 1. INTEMPERISMO 1.1 DEFNIÇÃO 1.2 FATORES QUE CONTROLAM A AÇÃO DO INTEMPERISMO 1.3 TIPOS 1.3.1 INTEMPERISMO FÍSICO 1.3.2 INTEMPERISMO BIOLÓGICO 1.3.3 INTEMPERISMO QUÍMICO 2 INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS 2. SOLO 2.1 DEFINIÇÃO 2.2 PROCESSO DE FORMAÇÃO 2.3 CLASSIFICAÇÃO 3. CONCLUSÃO 4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS 3 INTEMPERISMO 4 DEFINIÇÃO 5 INTEMPERISMO 6 INTEMPERISMO - DEFINIÇÃO Conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorar na superfície da terra. Também denominado Meteorização. O termo “intemperismo” vem da expressão “intempérie” que é usada para descrever a ação do sol, vento e da chuva sobre objetos. 7 INTEMPERISMO Cubos de gelo Cubos de gelo após alguns minutos Analogia: Por que as rochas intemperizam? FATORES QUE CONTROLAM A AÇÃO DO INTEMPERISMO 8 INTEMPERISMO 9 INTEMPERISMO Fatores que controlam a ação do intemperismo: • Clima: Δ Temperatura, distribuição de chuvas; • Relevo: Regime de infiltração e drenagem das águas; • Fatores Biológicos: Fauna e Flora => reações químicas 10 Fatores que Controlam a Ação do Intemperismo Tipos 11 INTEMPERISMO 12 INTEMPERISMO Tipos de Intemperismo • Intemperismo Físico: processos que causam a desagregação das rochas, com separação dos grãos e sua fragmentação, gerando um material descontínuo e friável. • Intemperismo Biológico: Fenômeno produzido pelas bactérias, levando a decomposição biótica de materiais orgânicos presentes nas rochas. As plantas também podem emitir ácidos orgânicos que podem penetrar à rocha e quebrá-la quimicamente. • Intemperismo Químico: decomposição química dos minerais das rochas, gerando outros minerais. físico 13 INTEMPERISMO 14 INTEMPERISMO FÍSICO - PROCESSOS Expansão Diferencial por Alívio de Pressão Rocha fraturada em chapas por alívio de pressão. 15 INTEMPERISMO FÍSICO - PROCESSOS • A expansão diferencial por alívio de pressão quando a rocha é exposta à superfícies; Rocha fraturada em chapas por alívio de pressão. 16 • O crescimento de cristais estranhos em fraturas ou poros da rocha (congelamento de água ou cristalização de sais); INTEMPERISMO FÍSICO - PROCESSOS 17 • A contração e expansão diferenciais durante rápido ou desigual aquecimento ou resfriamento. INTEMPERISMO FÍSICO - PROCESSOS BIOLÓGIco 18 INTEMPERISMO 19 INTEMPERISMO BIOLÓGICO Resultante de atividades orgânicas de bactérias, fungos, líquens, algas e musgos que acarreta na decomposição das rochas pela ação dos seus metabólitos (CO2, nitratos, ácidos orgânicos etc). DEPÓSITO DE “GUANU” (FEZES) As aves marinhas se alimentam dos peixes que se alimentam de plantas marinhas e que se depositam no solo ou sobre rochas através das fezes. 20 As plantas podem atuar como agentes de intemperismo (agente físico biológico), quando o crescimento de suas raízes exercem pressão sobre uma rocha, desde que a rocha possuam fendas por onde possam penetrar as raízes e a resistência oferecida pela rocha não seja muito grande. INTEMPERISMO BIOLÓGICO 21 Planta Atuando Como Agente Físico Biológico INTEMPERISMO BIOLÓGICO químico 22 INTEMPERISMO 23 INTEMPERISMO QUÍMICO Caracterizado pela reação química entre os minerais da rocha e soluções aquosas diversas. Esta ação é mais rápida quando a rocha já está preparada pelo intemperismo físico. 24 INTEMPERISMO QUÍMICO 25 INTEMPERISMO QUÍMICO Depende muito da estabilidade química dos minerais componentes da rocha. 26 INTEMPERISMO QUÍMICO As rochas, quando expostas à superfícies, tendem a se intemperizar por reações exotérmicas, como a oxidação, mais comum, que provoca aumento de volume na rocha. 27 Reação de Oxidação na Rocha 28 INTEMPERISMO QUÍMICO Analogia: Reação de oxidação na rocha. Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2 (reação básica de oxidação do ferro) 29 INTEMPERISMO QUÍMICO Outras reações comuns são: . Carbonatação; . Hidratação; . Troca de bases. O poder da água como solvente destas reações e a sua tensão superficial são maiores que a de qualquer outro fluido. 30 INTEMPERISMO QUÍMICO A solução ácida provoca a decomposição da rocha e formando- se produtos solúveis, facilmente removidos pela ação das chuvas. 31 INTEMPERISMO QUÍMICO Gruta de Maquiné: Cordisburgo - MG 32 INTEMPERISMO QUÍMICO Todas reações do intemperismo químico envolvem água. 33 INTEMPERISMO QUÍMICO 34 INTEMPERISMO QUÍMICO Igreja Basílica do Bom Jesus de Matosinhos Congonhas – MG. 35 INTEMPERISMO QUÍMICO Visão de parcial de um dos 12 profetas pertencente ao conjunto artístico da Igreja Basílica do Bom Jesus de Matosinhos Congonhas – MG. 36 INTEMPERISMO QUÍMICO Esteatito (também pedra de talco ou pedra-sabão) é o nome dado a uma rocha metamórfica, compacta, composta sobretudo de talco (também chamado de esteatite ou esteatita). É uma rocha muito branda e de baixa dureza, por conter grandes quantidades de talco na sua constituição. Pode ser encontrada em cores que vão de cinza a verde. Ao tato, dá uma sensação de ser oleosa ou saponácea, derivando-se daí sua designação de pedra-sabão. Existem grandes depósitos, de valor comercial no Brasil, em maior escala no estado de Minas Gerais. Mg3Si4O10(OH)2 Pedra sabão= talco 37 INTEMPERISMO QUÍMICO - ESTÁGIOS • 1o estágio - Caracteriza-se pelo início do ataque químico à rocha, que pode perder seu brilho e tornar-se embaçada ou perder sua coloração característica. A textura da rocha permanece inalterada. • 2o estágio - Os minerais são totalmente decompostos, mas a textura original da rocha ainda é observada. O material resultante é chamado popularmente de saibro. • 3o estágio - Decomposição total da rocha, desaparecendo por completo sua textura original. O material resultante chama- se solo. SOLO 38 DEFINIÇÃO 39 SOLO 40 SOLO - DEFINIÇÃO Material resultante da desintegração e decomposição de rochas por agentes atmosféricos e biológicos. O solo é um recurso natural e renovável (escala não humana) que deve ser utilizado como patrimônio da coletividade, independente do seu uso ou posse. 41 SOLOS É no solo onde realizamos atividades diversas: • Sustentamos-nos; • Construímos; • Plantamos; • Retiramos minerais. Torre de Pisa. 42 SOLO – Como Material de Construção 43 SOLO – Como Material de Construção Barragens de Terra 44 SOLO – Extração de Minerais 45 SOLOS – DEFINIÇÕES POR ÁREA Engenharia civil: material escavável, que perde sua resistência quando em contato coma água. Agronomia: camada superficialde terra arável, possuidora de vida microbiana. Arqueologia: material no qual se encontram registros de civilizações e organismos fósseis. Pedologia: camada viva que recobre a superfície da terra, em evolução permanente, por meio da alteração das rochas e de processos pedogenéticos comandados por agentes físicos, biológicos e químicos. 46 SOLOS Geologia: produto do intemperismo físico e químico das rochas. O nome técnico para o solo, em geologia, é manto de intemperismo, e ele se localiza logo acima da litosfera. PROCESSO DE FORMAÇÃO 47 SOLO 48 SOLOS – PROCESSO DE FORMAÇÃO Todo este processo leva muito tempo para ocorrer. Calcula-se que cada centímetro do solo se forma num intervalo de tempo de 100 a 400 anos, que compreende a passagem da rocha sã (material de origem) ao solo. Esse processo esse denominado de intemperismo. Os solos usados na agricultura demoram entre 3000 a 12000 anos para tornarem-se produtivos. 49 SOLOS – PROCESSO DE FORMAÇÃO 50 SOLOS – PROCESSO DE FORMAÇÃO O clima é o fator determinante na formação dos solos. A quantidade de água disponível para o intemperismo e a temperatura afetam o desgaste de tal forma que as rochas diferentes podem originar o mesmo tipo de solo, desde que submetidas ao mesmo clima. 51 Depende muito da estabilidade química dos minerais componentes da rocha. SOLOS – PROCESSO DE FORMAÇÃO 52 FORMAÇÃO DOS SOLOS Ao resultado desse processo damos o nome de solo, que é dividido em 4 camadas – também chamadas de horizontes, de acordo com sua composição e profundidade. A primeira e mais superficial camada do solo é o horizonte O, com cerca 5cm de profundidade e rica em organismos decompositores e matéria orgânica. 53 SOLOS – PROCESSO DE FORMAÇÃO 54 FORMAÇÃO DOS SOLOS Abaixo do horizonte O encontra-se o horizonte A, formado por uma grande concentração de minerais misturada à matéria orgânica decomposta, como o húmus produzido pelas minhocas. A próxima camada, o horizonte B, possui pouca matéria orgânica e grande concentração de argila, óxido de ferro e óxido de alumínio. 55 FORMAÇÃO DOS SOLOS O horizonte C, o mais profundo, é rico em sais, com pouca modificação com relação a rocha que deu origem ao solo. A matéria orgânica é quase inexistente e há ausência de processos biológicos 56 FORMAÇÃO DOS SOLOS 57 FORMAÇÃO DOS SOLOS 58 FORMAÇÃO DOS SOLOS Solos Residuais Solos bastante comuns no Brasil, principalmente na região centro-sul, em função do próprio clima. Todos os tipos de rochas formam solo residual. Sua composição vai depender do tipo e da composição mineralógica da rocha que lhe deu origem. 59 FORMAÇÃO DOS SOLOS Solos Residuais Tabela: Tipo de rocha versus tipo de solo originado Ex.: A decomposição do basalto forma um solo típico denominado “terra roxa”, com cor marrom-chocolate e de composição argilo- arenosa. Possui bastante plasticidade 60 Terra roxa FORMAÇÃO DOS SOLOS 61 O nome terra roxa é dado a esse tipo de solo devido aos imigrantes italianos que trabalhavam nas fazendas de café. Esses imigrantes referiam-se ao solo pelo nome terra rossa, já que rosso, em italiano, significa vermelho. Os brasileiros aportuguesaram o termo italiano, então, para terra roxa. FORMAÇÃO DOS SOLOS 62 FORMAÇÃO DOS SOLOS Perfil Esquemático de Solos Residuais. Fonte: LEINZ E AMARAL, 1982. composição 63 SOLO 64 SOLO CLASSIFICAÇÃO 65 SOLO 66 SOLO - CLASSIFICAÇÃO Não existe consenso sobre um sistema definitivo de classificação de solos, sendo que os mais utilizados no Brasil são: Classificação Granulométrica - técnica pela qual os diversos tipos de solos são agrupados e designados em função das frações preponderantes dos diversos diâmetros de partículas que os compõem; 67 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA Silte: solo que apresenta baixo ou nenhuma plasticidade, baixa resistência quando seco ao ar A distribuição granulométrica dos materiais granulares, areias e pedregulhos, será obtida através do processo de peneiramento de uma amostra seca em estufa, enquanto que, para siltes e argilas se utiliza à sedimentação dos sólidos no meio líquido. 68 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA 69 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA 70 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA Matacão – fragmento de rocha transportado ou não, comumente arredondado por intemperismo ou abrasão, com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1,0m (NBR NBR 6502 - Rochas e Solos). Na prática geotécnica matacões correspondem a grandes blocos isolados de rocha, com diâmetros médios variando de algumas dezenas de centímetros a vários metros. 71 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA Esses blocos rochosos criam problemas especialmente em três situações: Fundações, encostas naturais e taludes e serviços de terraplenagem. - Para as fundações profundas: são um impedimento físico de difícil superação. - Terraplenagem, são obstáculos que complicam e atrasam os serviços. 72 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA - Encostas e taludes: há riscos de os matacões rolarem e atingirem edificações ou veículos, por conta do descalçamento promovido por intervenções de engenharia. 73 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA Sedimentação: siltes e argilas no meio líquido. 74 SOLO - CLASSIFICAÇÃO Não existe consenso sobre um sistema definitivo de classificação de solos, sendo que os mais utilizados no Brasil são: Sistema Rodoviário de Classificação (HRB ou TRB) - sistema de classificação de solos, baseado na granulometria e nos limites de consistência (limites de Atterberg – LL e LP) do material além da matéria orgânica; 75 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 76 SOLO - CLASSIFICAÇÃO Ensaio Limite de Liquidez - LL Ensaio Limite de Plasticidade - LP 77 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 78 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 79 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 80 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 81 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 82 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 83 SOLO - CLASSIFICAÇÃO Sistema Unificado de classificação de solos (USCS) - foi criado pelo engenheiro Arthur Casagrande (década de 40) para aplicação em obras de aeroportos, contudo seu emprego foi generalizado sendo muito utilizado atualmente pelos engenheiros geotécnicos, principalmente em barragens de terra; Classificação tátil-visual - sistema baseado no tato e na visão, por isso, para sua realização, é necessário um técnico experiente e bem treinado, que tenha prática nesse procedimento. 84 SOLO - CLASSIFICAÇÃO 85 SOLO – CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA Figura: diferentes tipos de granulometria 86 INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS conclusão 87 INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS Conclusão: O conhecimento sobre os mecanismos de formação dos diversos tipos de solo é imprescindível quando se pensa: Tecnicamente: Todas as obras de engenharia civil, de uma forma ou de outra, apoiam-se sobre o solo, e muitas delas, além disso, utilizam o próprio solo como elemento de construção, como por exemplo as barragens e os aterros de estradas. 88 INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS Conclusão: Economicamente: O solo é a base da agricultura edos diversos ramos da cadeia produtiva. Ex.: Dele extraímos insumos para indústria da cerâmica, do cimento Portland, do papel, etc. Assim sendo, conhecer a sua distribuição espacial é um ponto relevante para a economia de uma país. 89 INTEMPERISMO E FORMAÇÃO DOS SOLOS Conclusão: Socialmente: O processo de ocupação das grandes cidades se encontra de forma desordenada. Isso acarreta em construções em áreas de risco geológico, etc. Durante o período chuvoso podem ocorrer deslizamentos de encostas corroborando em mortes e perdas de patrimônio. REFERÊNCIAS LEINZ, V. e AMARAL, S. E., 1982. Geologia Geral. Cia Editora Nacional, São Paulo,. 397p. POPP, J. H., 1979. Geologia Geral. Livros Técnicos e Científicos Editora, São Paulo, 220p. TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M.; FAIRCHILD, T. R. & TAIOLI, F. 2000. Decifrando a Terra. Oficina de Textos, São Paulo, 568p. 90
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