RELATORIO GEOLOGIA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
GEOLOGIA APLICADA À ENGENHARIA CIVIL
RELATÓRIO DE POROSIDADE
GEOLOGIA APLICADA À ENGENHARIA CIVIL
INTRODUÇÃO:
	O objetivo central do presente estudo é conhecer e reconhecer conceitos básicos da geologia, englobando principalmente a parte de porosidade, capilaridade, rendimento específico e retenção específica, como um método de aperfeiçoando dos conhecimentos obtidos em sala de aula pertinente a disciplina de Geologia.
DESENVOLVIMENTO TEÓRICO:
- Porosidade: é a relação entre os volumes vazios, denominados poros, e o volume total da amostra. Pela matéria ser descontínua, existem espaços (poros) entre as partículas que formam qualquer tipo de matéria. Esses espaços podem ser maiores ou menores, tornando a matéria mais ou menos densa. Quanto mais e maiores poros, menor será a densidade desse elemento. Assim como, quanto menos e menores poros, maior será a densidade do elemento em questão. Entretanto, é necessário compreender que existe uma diferença entre porosidade e permeabilidade, já que um elemento pouco denso não necessariamente permite que a água flua com facilidade. Essa característica é atribuída a permeabilidade.
-Rendimento Específico: Corresponde a porcentagem de água que está livre para escoar sob influência da gravidade. Rendimento específico não é igual a porosidade porque as forças de tensão molecular e de superfície no espaço poroso mantém uma parte da água nos vazios. Rendimento específico reflete a quantidade de água disponível para desenvolvimento. 
-Retenção Específica: Expressa a quantidade de água que ficou retida na rocha após ser drenada por gravidade ou quantidade de água que fica bloqueada. Ou seja, é de certa forma a quantidade de água retida sobre o volume do material.
VALORES SELECIONADOS DE POROSIDADE, RENDIMENTO ESPECÍFICO E RETENÇÃO ESPECÍFICA :
	MATERIAL
	POROSIDADE
(%)
	RENDIMENTO ESPECÍFICO
(%)
	RETENÇÃO ESPECÍFICA
(%)
	Solo
	55
	40
	15
	Argila
	50
	2
	48
	Areia
	25
	22
	3
	Cascalho
	20
	19
	1
	Carbonato
	20
	18
	2
	Arenito (semiconsol.)
	11
	6
	5
	Granito
	0,1
	0,09
	0,01
	Basalto
	11
	8
	3
Outro conceito importante é o da capilaridade. Ela pode ser compreendida como a propriedade física que os fluidos possuem de subir ou descer em tubos finos. Essa ação pode fazer com que líquidos fluam mesmo contra a força da gravidade ou à indução de um campo magnético. Esta capacidade de subir ou descer resulta da capacidade de o líquido molhar ou não a superfície do tubo. Esse fenômeno é resultado da ação da interação das moléculas da água com o vidro. A região acima do nível estipulado, é denominada zona capilar, local onde a água sobe a partir do efeito da capilaridade da água. Em resumo é a zona onde ocorre a água capilar.
ALTURA APROXIMADA DE SUBIDA CAPILAR EM MATERIAS GRANULARES, na tabela:
	MATERIAL (Areia)
	SUBIDA (mm)
	Grossa
	125
	Média
	250
	Fina
	400
	Silte
	1000
DESENVOLVIMENTO PRÁTICO:
O primeiro teste realizado foi o da capilaridade. Pode ser resumido pela utilização de papel toalha (fibra de celulose) e um béquer com água. Inicialmente, faz-se marcas iguais em duas tiras iguais de papéis toalha, mergulha-se esse papel no béquer com água mantendo o papel imerso no ponto onde está marcado. Após esperar cerca de um minuto, observou-se que a água fluiu cerca de 4 centímetros acima da marcação inicial (zona capilar do nosso experimento). Realizou-se o processo mais uma vez, obtendo resultados semelhantes. Comprovou-se e se observou, assim, o processo da capilaridade.
	Segundamente, realizamos um teste de porosidade e permeabilidade. Para isso, comparamos dois sistemas de arranjos: o primeiro não homogêneo composto de resíduos granulares, brita, areia, silte e o segundo um arranjo com grãos semelhantes e selecionados (bolitas). Ambos estavam em béqueres de 250 ml. No primeiro béquer, adicionamos 50 ml de água a cada vez e o sistema ficou saturado com 76 ml de água. No segundo béquer, adicionamos 25 ml de água a cada vez, e observou-se que ela escorria bem mais rápido que no primeiro béquer, saturando com 125 ml de água. Tais constatações, são comprovadas pelos valores de porosidade encontrados para os arranjos. Os mesmos foram de , para o de bolitas e de para o arranjo não homogêneo.
O experimento principal consiste em ensaios de porosidade, rendimento especifico e retenção especifica.
MATERIAIS:
-4 peras de decantação;
- 4 suportes;
- Béquer de PVC;
- Pisceta com água destilada;
- Água destilada (sem presença de íons);
- Cronômetro;
- Brita;
- Pré-filtro;
- Arenito;
- Argilito;
As peras de decantação não possuíam tampa, ou seja, sofriam a pressão atmosférica. 
EXPERIMENTO:
Cada pera continha 250 ml dos materiais granulares, que são: brita, pré-filtro (grânulos), arenito e argilito. Primeiramente foram coletados dados básicos de cada elemento nas peras, para assim começar a inserir água destilada em cada uma das peras lentamente e moderadamente, usando a pisceta quando necessário. Os dados coletados estão representados a seguir:
	Materiais Granulares
(250 ml)
	Diâmetro das Partículas
	Volume gasto para saturar
(ml)
	Porosidade
(%)
	Brita
	1 a 2 cm
	110,4
	44
	Pré-Filtro (Grânulos)
	0,2 a 0,5 cm
	104
	41
	Arenito
	0,5 a 1 mm
	105
	42
	Argilito
	< 0,002 mm
	125
	50
Os valores do diâmetro e volume foram medidos na hora e são dados diretos. O cálculo para encontrar a porcentagem de porosidade de cada elemento é a partir da equação , onde VGS é o volume gasto para saturar o material e VT é o volume total do material no recipiente. Assim, para brita ,o cálculo realizado foi ; para o pré-filtro, ; para o arenito, e para o argilito, .
Logo após tais constatações, abre-se a torneira das peras de decantação, individualmente, e escoa-se a água que cada elemento não havia absorvido. No caso, esse volume escoado será denominado volume drenado e a partir dele conseguimos o volume retido no elemento. O tempo que a torneira permaneceu aberta, medido pelo cronômetro, foi diferente entre os arranjos. No caso da primeira pera, o da brita, o volume drenado foi de cerca 94 ml, retendo assim, apenas 16,4 ml dos 110,4 ml colocados, em cerca de 1,5 minutos. Observou-se um fluxo muito grande e turbulento de água ao se abrir a torneira, representando que a brita não retém muita quantidade de água.
Na segunda pera, com pré-filtro, a torneira permaneceu aberta cerca de 51 minutos, drenando cerca de 76 ml dos 104 ml de água destilada inserida, assim cerca de 28 ml ficaram retidos. Na terceira pera, com arenito, apenas 7,2 ml, dos 105 ml de água destilada inserida foram drenados, ou seja, 97,8 ml foram retidos pelo elemento, em 32 minutos. Por último, na quarta pera de decantação, composta de argilito, nada dos 125 ml de água destilada inserida foram drenados, tendo 125 ml retidos.
	Observando os resultados em cada pera e as características de cada material, observa-se que quanto maior o grão do arranjo, menos a água fica retida. Pode-se relacionar tal constatação com a definição, já vista, de rendimento específico e retenção específica, já que o primeiro é a quantidade de líquido drenado sobre volume do material e o segundo sendo a quantidade de água retida sobre o volume do material. A soma dos mesmos deve corresponder ao valor da porosidade.
Comprovando tal afirmação, apresenta-se:
	Materiais Granulares
(250 ml)
	Rendimento especifico
(%)
	Retenção especifica
(%)
	Porosidade
(%)
	Brita
	
	
	44
	Pré-Filtro (Grânulos)
	
	
	41
	Arenito
	
	
	42
	Argilito
	
	
	50
 Por fim, a cada volume drenado eram observadas as características da mistura liquida formada e à mesma era aplicada o condutivímetro. Aparelho que permite medir a condutividade de diversas amostras.Na pera das britas, observou-se que a água antes destilada, agora estava bem turva, com bastante impurezas. Na pera com pré-filtro e com arenito, a turvatura era bem mais amena. No argilito, caso houvesse sido drenado algum volume, provavelmente seria bem turvo. Tendo como a condutividade elétrica da água destilada de 0,3 μS/cm, já que não apresenta íons. A da água drenada do pré-filtro analisada foi de 5600μS/cm, e a da brita foi de 450μS/cm. A condutividade do arenito não foi medida devido à falta de bateria do equipamento e a do argilito também não foi coletada por que não houve liquido drenado. Quanto maior o valor encontrado, maior a capacidade de conduzir corrente elétrica. 
	Nas figuras 1, 2, 3 e 4, em anexo, ilustram-se diferentes ensaios com materiais granulares.
CONCLUSÃO:
A partir dos testes e experimento relatados, conseguimos alcançar sucesso em representar os conceitos de porosidade, retenção especifica, rendimento especifico assim como capilaridade e permeabilidade. Tal trabalho, permite observar o comportamento dos materiais e da água diante das mesmas circunstâncias em rochas diferentes. Os resultados podem ser considerados condizentes com a realidade, já que os mesmos são coerentes com a teoria vista, também, em sala de aula. Qualquer pequena distorção ou erro, deve ser atribuído a qualidade do equipamento, ao tempo, influências externas, como também, ao possível erro humano. Portanto, meios práticos de aprendizagem, como o deste experimento, devem ser considerados como uma maneira mais clara e organizada de representar e compreender conceitos muitas vezes só abrangidos de forma teórica.
ANEXOS:
PERA 1- BRITAS
PERA 2- PRÉ FILTRO
PERA 3- ARENITO
PERA 4- ARGILITO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
Rendimento específico Disponível em <http://pb.termwiki.com/PB/specific_yield_%E2%82%84> acessado em 23 de novembro de 2016.
Porosidade e permeabilidade das rochas Disponível em <https://mineracaosenainiq.wordpress.com/2015/06/23/porosidade-e-permeabilidade-das-rochas/ > acessado em 23 de novembro de 2016.
Capilaridade e a passagem natural do líquido Disponível em <http://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/capilaridade-a-passagem-natural-do-liquido-por-um-tubo-muito-fino.htm> acessado em 23 de novembro de 2016.
Artigo em PDF sobre capilaridade Disponível em < http://www.igc.ufmg.br/index.php?option=com_content&view=category&id=32&Itemid=248 > acessado em 23 de novembro de 2016.
Artigo Em PDF sobre geologia Disponível em <http://www.ufrgs.br/ufrgs/ensino/graduacao/cursos/exibeCurso?cod_curso=332> acessado em 23 de novembro de 2016.
Heath, R. C. Basic ground-water hydrology, 1982. U.S. Geological Survey Water-Supply Paper 2220, p.7-9, 16.