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Aula 1: Apresentação da Disciplina e introdução Prof. Daniel Mesquita Faculdade Estácio de Belém Engenharia Civil Disciplina Geologia Contextualização O conhecimento de elementos geológicos é de fundamental para a análise de problemas de Engenharia, tendo em vista a necessidade da correta utilização dos recursos minerais e a aplicação dos conhecimentos geológicos em projetos e obras de engenharia. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Objetivos Definir geologia, mostrando a sua importância na compreensão do mundo em que vivemos. Apresentar os fenômenos do nosso planeta, a partir da perspectiva integrada pela dinâmica global da teoria da tectônica de placas. Mostrar a importância da geologia na formação do profissional de engenharia civil DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Unidade 1: Geologia na engenharia 1.1 - Conceito de Geologia e sua importância nas diversas áreas de conhecimento. 1.2 - A geologia e sua aplicação na engenharia Unidade 2: Composição e Estrutura Interna da Terra 2.1 - Estrutura Interna da Terra 2.2 - Modelos de Estruturação 2.3 - Composição da Terra Unidade Conteúdo DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Unidade 3: Geologia e Tempo Geológico 3.1 - Cronologia da Terra 3.2 - Tabela de Tempo geológico 3.3 - Datação relativa 3.4 - Datação absoluta Unidade 4 : Minerais e Rochas 4.1 – Conceito e Propriedades dos Minerais 4.2 - Rochas 4.3 - Tipos de Rochas (Magmáticas; Sedimentares e Metamórficas) Conteúdo DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Unidade 5: Tectônica Global 5.1 - Surgimento da Teoria da Deriva Continental 5.2 - Surgimento da Teoria da Tectônica Global 5.3 - Placas Tectônicas 5.4 - Tectônica de Placas e aplicações. Unidade 6: Processos que moldam a Superfície da Terra 6.1 - Intemperismo e tipos de Intemperismo 6.2 - Erosão 6.3 - As Reações do Intemperismo 6.4 - Distribuição dos Processos de Alteração na Superfície da Terra 6.5 - Fatores que controlam a ação intempérica 6.6 - Produtos do Intemperismo 6.7 - Sedimentos Conteúdo DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Unidade 7: Sedimentos e Processos Sedimentares 7.1 - Transporte e deposição de sedimentos 7.2 - Do sedimento à rocha sedimentar 7.3 - Transporte químico transporte mecânico 7.4 - Processos oceânicos e a fisiografia dos fundos marinhos Unidade 8: Deformação das Rochas 8.1 - Como as rochas são fraturadas 8.2 - Como as rochas são dobradas Conteúdo DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Unidade 9: Elementos dos Solos e utilização das rochas 9.1 - Conceito de solo para o geólogo e para o engenheiro 9.2 - Tipos de Solo 9.3 - Propriedades gerais dos solos 9.4 - Classificação granulométrica dos solos 9.5 - Obtenção dos materiais industriais e de construção 9.6 - Rochas e solos mais comuns e sua aplicação Conteúdo DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO BIBLIOGRAFIA BÁSICA CHIOSSI, José N. Geologia de Engenharia, 3. ed, São Paulo: Oficina de Textos, 2013. POPP, José Henrique. Geologia geral, 5. ed, Rio de Janeiro: LTC, 2004. PRESS, Frank et al. Para entender a terra, Porto Alegre: Bookman, 2006. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR MONROE, JAMES S., WICANDER, REED. Fundamentos de Geologia. 1 Ed. CENGAGE, 2009. Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard, Stéphane Guillot Princípios de Geologia 14º Ed.São Paulo: Bookman, 2013 ARAGÃO, MARIA JOSÉ. História da Terra. 1Ed. Interciência, 2008. TEIXEIRA, WILSON [et. al.] organizadores. Decifrando a Terra. 1Ed. 2ª reimpressão, 2003. GEOFF BROWN [et. al.] organizadores. Os Recursos ´Físicos da Terra (S238) - Bloco 2 - materiais de construção e outros matérias brutas. 1 Ed. UNICAMP, 1995. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Bibliografia DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 11 ATIVIDADES PRINCIPAIS DO GEÓLOGO No Brasil as Universidades estão preparando o geólogo não- especialista. A finalidade é formar um técnico em condições de atuar no mapeamento, na prospecção, na lavra, na pesquisa científica, etc., com uma visão crítica da sua atuação no plano social e da interferência de sua atividade no meio-ambiente: - O conteúdo geológico é importante para o 1 e 2 graus, pois fornece a criança a tomada de consciência do Planeta e da história do seu desenvolvimento. Deve ser concebido de forma integrada com as outras ciências; DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO “O presente é a chave do passado.” JamesHutton(1726–1797) “Compreender os processos passados nos ajuda a entender a dinâmica da Terra e criar modelos para futuras mudanças no cenário do planeta” Importância da Geologia DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Primeira Fotografia completa da Terra de 1972. Missão Apollo 17. Fonte:NASA. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO •Geologia–ciência que estuda a Terra (composição, estrutura, história e a vida no passado geológico); Do grego geo= Terra +logos= saber, conhecimento. O registro geológico contém as informações preservadas na formação das rochas originadas ao longo da história da Terra. Conceito Importância da Geologia A Geologia é uma ciência histórica. Ela estuda fenômenos que não se repetem, únicos em cada tempo, resultantes de processos próprios das rochas (como as suas alterações pelas variações climáticas, ou o seu desgaste pelos rios, geleiras, etc.), que são regidos por leis físicas e químicas. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 15 GEOLOGIA E SOCIEDADE As Geociências, como um todo, estudam a Terra, seus materiais, seus processos, história e posição no espaço. Permitem assim uma visão ampla e integrada dos fenômenos da natureza. Em tempos geológicos recentes surgiu no mundo um ser que, aparentemente, passou a se relacionar com o meio-ambiente de maneira diferente dos demais seres vivos - O Homem. O homem tem provocado alterações na composição química das diversas partes do ambiente terrestre (ar, água, terra, fabricado substâncias não naturais: plásticos, etc.), modificado o relevo, a vegetação, o clima a sua própria sobrevida e distribuição no planeta. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Divisões da Geologia –Geologia Física Materiais constituintes da Terra; estrutura e feições (formas) superficiais; processos envolvidos na estrutura e aparência; DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO –Geologia Histórica: História e evolução da terra (mudanças ao longo do tempo). DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Principais Ramos de Estudo da Geologia Mineralogia – estudo da composição, propriedades, formação e ocorrência dos minerais; Petrologia – estudo da origem e ocorrência das rochas. Petrografia – subdivisão da petrologia que estuda a descrição das rochas e análises estruturais; . DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Geofísica – estuda a estrutura, composição e a dinâmica da Terra por métodos físicos (magnetometria, gravimetria e sismologia); Principais Ramos de Estudo da Geologia Geologia Marinha – Estudo da geomorfologia do substrato oceânico, processos associados a interação entre oceano e continente, feições geomorfológicas costeiras; DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Estratigrafia – é a ciência que ordena as rochas, sistematizando-as a partir das mais antigas até as mais jovens. Principais Ramos de Estudo da Geologia Paleontologia – é a ciência que descreve e classifica os antigos seres viventes que se encontram nas rochas (fósseis) no tempo pré-histórico e sua evolução durante o tempo geológico; Geologia Médica – (recente) estuda os fatores e riscos geológicos à saúde humana e animal; DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Histórico da Geologia Xenófanes (540 a. c. ) Descreve fósseis de peixes e conchas encontrados em depósitos nas montanhas. Aristóteles (384 – 322 a. c.) Reconhece processo de erosão e deposição dos materiais; Leonardo da Vinci (1452-1519) Reconhece fósseis como seres vivos que viveram no passado e que houve mudanças entre a terra e o mar. George Bauer (1494- 1556) Considerado pai da mineralogia, publição tratado de mineração e metalurgiaDe re metálica (1556) JamesUssher– Annalsoftheworld,1658 difundem ideia que o mundo foi criado há cerca de 6.000 CRIAÇÃO DO MUNDO - 23 DE OUTUBRO DE 4004 A. C. ADÃOE EVA - 10 DE NOVEMBRO DE 4004 A.C. ARCA DE NOÉ - 5 DE MAIO DE 2348 A. C James Hutton(1726 – 1797) A geologia se Torna Ciência – (Uniformitarismo) Recusou a criação da Terra a partir de um dilúvio (como evento único) DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Histórico da Geologia Netunismo = Todas as rochas se formaram a partir de um grande oceano primordial– rochas com minerais – solúveis se formaram no início; rochas + solúveis à medida que o oceano evaporasse–Abraham Werner; -Conceitos Primitivos - até meados do século XVIII persistiu o obscurantismo (desinteresse decorrente da observância ao Livro Gênese), considerava que todo o tempo geológico não ultrapassava alguns milhares de anos. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Plutonismo = Considerava 3 processos formadores de rochas: sedimentar, magmático e metamórfico; •Importância do calor no interior da Terra na formação das rochas; Histórico da Geologia DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Histórico da Geologia Nicolau Steno(1638–1686): Reconheceu dentes fósseis de tubarões (glossopetrae); a. Superposição – sedimentos se depositam em camadas, com antigas na base e mais novas acima; b. Horizontalidade Original – depósitos sedimentares se acumulam, geralmente, em camadas horizontais (partindo disto é possível reconhecer pacotes deformados); c. Continuidade Lateral – camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até as margens da bacia de deposição, ou afinando-se lateralmente (pode-se reconstruir a distribuição geográfica original de uma camada disse cada pela erosão por correlação física dos vestígios); DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Histórico da Geologia Publica o livro Teoria da Terra(1795): Todo o registro geológico pode ser explicado por causas naturais (vulcanismo, erosão, intemperismo, etc.) DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Histórico da Geologia CharlesLyell(1797-1875): Autor dos livros “Principles of Geology” (1830 - 1833), popularizou os conceitos de James Hutton - uniformitarismo; William Smith (1769 –1839): Publicou o primeiro mapa geológico (Inglaterra) em 1815; 28 Atuações do Profissional Geólogo: Além de atuar nos órgãos governamentais, como base para a produção do melhor conhecimento geológico do País, o geólogo pode também atuar na : Urbanização e Industrialização: ordenamento da ocupação urbana, confecção de mapas (geologia, estruturas, solos, etc.), selecionando áreas para proteção ambiental, agricultura, indústrias, estradas, barragens, etc. Mineração: otimizar a atividade mineira em cada município, buscando fontes de matéria prima para construção, agricultura, etc. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 29 Atuações do Profissional Geólogo: DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Aproveitamento de água e disposição de efluentes: planejar o melhor aproveitamento da água, seu abastecimento para as cidades, evitar a poluição dos mananciais. Localizar a melhor forma de eliminar águas servidas e como reciclá-las; Vias de transporte: planejamento das vias secundárias, em termos de material para a confecção de estrada e estudos topográficos com ordenação das curvas de nível no sentido de evitar interrupções de tráfego nos períodos chuvosos; Desenvolvimento e ocupação agrícola: zoneamento da ocupação agrícola, junto com outros técnicos (engenheiros, agrônomos, etc), estabelecer as áreas mais aptas para cada tipo de cultura. 30 Atuações do Profissional Geólogo: DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Prospecção: na procura de bens minerais, utilizando diversas técnicas de metalogênese e prospecção mineral. Elucidação da História da Terra : baseado nas diversas pesquisas de cunho paleontológico. Construção Civil: análise do arranjo estrutural e seleção de locais favoráveis à edificações. Sismologia : previsão de terremotos em diversas escalas, com proteção populacional. Recursos Energéticos: busca de recursos renováveis e não- renováveis, como petróleo, urânio, etc... Atuações do Profissional Geólogo: DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO IMPORTANCIA GEOLOGIA NA ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO trabalhos de um engenheiro civil envolvem elementos naturais do nosso planeta; projeto de estrutura de uma obra; melhor tipo de fundação a ser utilizada; construção de estradas, corte em geral e minas a céu aberto utilização de materiais para construção (materiais de construção, blocos para revestimento de fachadas de edifícios, proteção de taludes de barragens, etc. Barragens de terra e aterro em geral Túneis e escavações subterrâneas DISCIPLINA: GEOLOGIA E PEDOLOGIA INTRODUÇÃO • necessidade de conhecimento geológico • o local para localização da Barragem. Exemplo de Tucuruí no rio Tocantins ■ O Desenvolvimento da Geologia de Engenharia – As grandes obras hidroelétricas ■ O Desenvolvimento da Geologia de Engenharia – As grandes obras hidroelétricas • St. Francis-USA em 1923. • Vaiont – Itália em 1963 DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO Aplicação da geologia na engenharia civil 1. Obtenção de materiais para construções em geral (pedras, saibros, areia ou cascalho, argilas). A localização adequada das jazidas que forneçam materiais de boa qualidade é um dos fatores que mais influem no custo e no andamento das grandes obras civis. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 2. Construção de estradas, corte em geral e minas a céu aberto. Para que sejam asseguradas as condições de conforto, segurança e economia na construção de uma rodovia, além das condicionantes geométricas de traçado, há que se proceder as investigações de natureza geológica e geotécnica da região a atravessar. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 3. Fundações de Edifícios A escolha do tipo de fundação é responsabilidade do engenheiro projetista e é feita baseada nas informações geológicas, as quais devem fornecer dados sobre o terreno de fundação. Ex: Sondagem (perfil com a descrição das camadas do solo) DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 4. Obtenção de água subterrânea. O interior da Terra, composto de diferentes rochas, funciona como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se infiltram. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 5. Barragens de terra e aterros em geral. As barragens são estruturas construídas em vales e destinadas a fechá-los transversalmente, proporcionando assim um represamento de água. A escolha do local para implantação de uma barragem é feita segundo um planejamento geral em que interferem as condições geológicas e geotécnica da região e ainda fatores hidráulicos, hidrelétricos e político-econômicos. DISCIPLINA: GEOLOGIA INTRODUÇÃO 6. Túneis e escavações subterrâneas O objetivo dos túneis é permitir uma passagem direta através de certos obstáculos, que podem ser elevações, rios, canais, áreas densamente povoadas, etc. Na maioria dos casos, o traçado, tamanho e forma da seção do túnel são estabelecidos anteriormente ao reconhecimento geológico
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