6 -Transporte de Massa (Erosão)

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

1
Transporte de Massa Transporte de Massa ““ErosãoErosão””
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: ESTABILIDADE DE TALUDES
 
Prof. FProf. Fáábio Lopes Soares, DSc. bio Lopes Soares, DSc. -- UFPBUFPB
Prof. Roberto Quental Coutinho, DSc. Prof. Roberto Quental Coutinho, DSc. -- UFPEUFPE
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
SumSumáário da Aulario da Aula
1 1 –– IntroduIntroduçção;ão;
2 2 –– Processos da Dinâmica Superficial;Processos da Dinâmica Superficial;
3 3 –– Erosão e Seus Efeitos nos Recursos Naturais;Erosão e Seus Efeitos nos Recursos Naturais;
4 4 –– ClassificaClassificaçção da Erosão;ão da Erosão;
5 5 –– Tipos de Erosão HTipos de Erosão Híídrica;drica;
6 6 –– Fatores Condicionantes da Erosão HFatores Condicionantes da Erosão Híídrica;drica;
7 7 –– Formas de OcupaFormas de Ocupaçção e Principais Problemas;ão e Principais Problemas;
8 8 –– Erosão Urbana;Erosão Urbana;
9 9 –– Ensaios de Erodibilidade;Ensaios de Erodibilidade;
10 10 –– Controle de ErosãoControle de Erosão
2
1 – Introdução;
A erosão é um processo da dinâmica superficial da terra onde 
ocorre à desagregação e remoção de partículas do solo ou de fragmentos 
de rocha, pela ação combinada da gravidade com a água, vento, gelo e 
organismos (plantas e animais). 
Os processos erosivos são comandados, por dois condicionantes 
principais: os fatores antrópicos e os fatores naturais, destacando-se como 
mais importante a chuva, a cobertura vegetal, o relevo e o tipo de solo. 
Em geral, distinguem-se duas formas de abordagem para os 
processos erosivos: a erosão natural ou geológica e a erosão acelerada. A 
erosão acelerada quando induzida por atividades humanas, é conhecida 
como erosão antrópica. A erosão por ação das águas, é predominante, 
responsável por danos como a queda de moradias, perda de solo 
agricultável, soterramento de estradas, assoreamento de rios e canais, 
poluição, redução da capacidade de armazenamento de reservatórios de 
água. 
2 – Processos da Dinâmica Superficial
AGENTES OU 
FATORES ATIVOS 
FLUXOS 
DE 
ENERGIA 
MATERIAIS 
NATURAIS 
PROCESSOS DO 
MEIO FÍSICO 
SoloGravidade
Água
Existe uma tendência da natureza para nivelar a superfície da terra, 
em um processo de pleniplanização ou gradação, que compreende 
dois processos exógenos (agregação e degradação).
3
3 – Erosão e Seus Efeitos nos Recursos Naturais
EROSÃO 
DO SOLO 
BAIXA 
PRODUTIVIDA
DEGRADAÇÃO 
DO SOLO 
POLUIÇÃO DOS 
MANANCIAIS 
ASSOREAMENTO 
O processo erosivo causado pela água das chuvas tem abrangência 
em quase toda a superfície terrestre, em especial nas áreas com clima 
tropical, onde os totais pluviométricos são bem mais elevados do que 
em outras regiões do planeta. Além disso, em muitas dessas áreas, as 
chuvas se concentram em certas estações do ano, o que agrava ainda 
mais a erosão. O processo tende a se acelerar, à medida que mais 
terras são desmatadas para a exploração de madeiras.
4
4 – Classificação da Erosão
Velocidade
Natural
Antrópica ou Acelerada
Agente 
Erosivo
Hídrica
Erosão Pluvial
Erosão Laminar
Erosão de Escoamento Difuso (Sulcos)
Erosão de Esc. Difuso Interno (Piping)
Erosão de Esc. Concentrado (Ravinas e Voçorocas)
Fluvial
Eólica
Glacial
Marinha
EROSÃO EM SULCOS
EROSÃO LAMINAR
EROSÃO EM VOÇOROCA
EROSÃO ENTRE SULCOS
Processo de Erosão Hídrica 
5
5 – Tipos de Erosão Hídrica
5.1 - Erosão Pluvial
Também denominada por embate, decorre da energia de 
impacto do agente de encontro ao solo, que além de desintegrar 
parcialmente os agregados naturais, libertam as partículas finas, 
projetando-as para fora do maciço, conforme apresentado na 
figura abaixo.
5.2 - Erosão Laminar
Este tipo de erosão é também denominado de erosão em 
lençol e se processa durante as fortes precipitações, quando o solo 
superficial já está saturado, sendo produzido por um desgaste 
suave e uniforme da camada superficial. 
5.3 - Erosão Linear
Corresponde às formas de erosão por escoamento 
superficial concentrado, e que comanda o desprendimento e o 
transporte das partículas do solo, segundo as condições hidráulicas 
desse escoamento. (sulcos, ravinas e voçorocas).
6
9Sulcos: são, em geral, de profundidade e largura inferiores a 
cinqüenta centímetros, sendo que suas bordas possuem pequena 
ruptura na superfície do terreno.
Sulcos desencadeados pelo pisoteio do gado
9Ravinas: corresponde ao canal de escoamento pluvial 
concentrado, apresentando feições erosionais com traçado bem 
definido. A cada ano o canal se aprofunda, devido à erosão das 
enxurradas, podendo atingir alguns metros de profundidade.
Ravina desencadeada pelo escoamento superficial concentrado
7
9Voçorocas: é o estágio mais avançado da erosão acelerada, 
correspondendo à passagem gradual do processo de 
ravinamento, até atingir o lençol freático, com o aparecimento de 
água. Este tipo de processo atinge grandes dimensões, gerando 
vários impactos ambientais. 
Voçoroca desencadeada em área urbana
Nível de água 
Sulcos ou Ravinas 
Zona temporariamente 
encharcada 
Voçoroca 
8
6 – Fatores Condicionantes da Erosão (Naturais/Antrópico)
9 CHUVA – sua ação erosiva depende da distribuição pluviométrica 
e sua intensidade. Chuvas torrenciais ou pancadas de chuvas 
intensas, consiste a forma mais agressiva de impacto da água no 
solo. Durante estes eventos a aceleração da erosão é intensa.
9 COBERTURA VEGETAL – é a defesa natural de um terreno 
contra a erosão. Entre os principais efeitos da cobertura vegetal, 
destacam-se os seguintes:
a) Proteção contra o impacto direto das gotas de chuva;
b) Dispersão e quebra da energia das águas de escoamento 
superficiais;
c) Aumento da infiltração pela produção de poros no solo por ação 
das raízes;
d) Aumento da capacidade de retenção de água pela estruturação 
do solo, por efeito da produção e incorporação de matéria orgânica.
9 RELEVO TOPOGRÁFICO – Verifica-se principalmente, pela 
declividade e comprimento da rampa (comprimento da encosta). 
Estes fatores interferem diretamente na velocidade das enxurradas. 
As perdas de solo por erosão hídrica, crescem com o aumento da 
inclinação e comprimento da rampa, como conseqüência do 
incremento da velocidade e volume de escoamento superficial.
9
9 SOLOS – Por influenciar e sofrer a ação dos processos erosivos, 
conferindo maior ou menor resistência, constitui o principal fator 
natural relacionado à erosão.
Solos de textura arenosa são normalmente mais porosos, 
permitindo rápida infiltração das águas de chuva, dificultando o 
escoamento superficial.
Por efeito de compactação do solo, observa-se um aumento 
de densidade, como resultado da diminuição dos macroporos, em 
função disso, o solo se torna mais erodível. 
Fatores Condicionantes da Erosão Antrópicos:
9 desmatamento;
9 formas de uso e ocupação do solo (agricultura, obras civis, 
urbanização, etc.);
9 intervenções e soluções inadequadas (aterros com lixo, má
compactação, ausência de drenagem, etc.).
7 – Formas de Ocupação e Principais Problemas
Erosão (Laminar, sulcos, 
ravinas e voçorocas)
Movimento de terra, 
parcelamento do solo e 
ausência de infra-estrutura
Áreas urbanas em expansão
Inundação e enchentes, 
assoreamento
Impermeabilização, 
ocupação das baixadas, 
concentração das águas 
pluviais,estrangulamento do 
sistema de drenagem
Áreas Urbanas consolidadas
Erosão laminar, processos 
erosivos lineares e 
transporte de sedimentos
Cultivos sem práticas 
conservacionistasAtividades Agrícolas
Compactação do solo, 
aumento e concentração 
do escoamento e 
transporte de sedimentos
Retirada da cobertura
Pisoteio do gadoPastagens
Possibilidade
de 
desencadear processo 
erosivo e assoreamento
DesmatamentoMata/Reflorestamento
ConseqüênciasIntervençãoCategoria de uso
10
8 – Erosão Urbana
A alta freqüência de processos erosivos, resulta nas precárias 
condições de infra-estrutura, por projetos mal concebidos ou pela 
escolha de áreas naturalmente adversas.
Os principais fatores que influem na erosão das áreas urbanas 
e relacionadas com o escoamento superficial são:
9 Vazão do escoamento das águas pluviais;
9 Declividade do terreno e 
9 Natureza do terreno
As principais causas do desencadeamento e a evolução da 
erosão urbana são:
9 Loteamentos populares sem drenagem de águas pluviais e 
servidas;
9 Expansão Urbana Descontrolada.
11
9 – Ensaios de Erodibilidade
• DETERMINAÇÃO DA PORCENTAGEM DE DISPERSÃO
( )
( )tedefloculancommm
tedefloculansemmmPD
005.0%
005.0%
〈
〈=
• PD > 50% - SOLOS ALTAMENTE DISPERSIVOS - (erodibilidade 
muito alta)
• 20% < PD < 50% - SOLO MODERADAMENTE DISPERSIVO -
(erodibilidade alta)
• PD < 20% - SOLO NÃO DISPERSIVO - (erodibilidade média)
- Determinado a partir dos ensaios de granulometria
• ENSAIO DE DESAGREGAENSAIO DE DESAGREGAÇÇÃOÃO
Etapas do ensaio de 
desagregação.
12
••Sem respostaSem resposta: quando a amostra mant: quando a amostra mantéém sua forma e m sua forma e 
tamanho originais;tamanho originais;
ƒƒAbatimentoAbatimento: quando a amostra se desintegra : quando a amostra se desintegra 
formando uma pilha de material desestruturado;formando uma pilha de material desestruturado;
ƒƒFraturamentoFraturamento: quando a amostra se quebra em : quando a amostra se quebra em 
fragmentos, mantendo a forma original das faces fragmentos, mantendo a forma original das faces 
externas;externas;
ƒƒDispersãoDispersão: as paredes da amostra se tornam difusas : as paredes da amostra se tornam difusas 
com o surgimento de uma com o surgimento de uma ““nuvemnuvem”” coloidal que coloidal que 
cresce a medida que a amostra se dissolvecresce a medida que a amostra se dissolve
• ENSAIO DE DESAGREGAENSAIO DE DESAGREGAÇÇÃO ÃO –– CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO ÃO 
• ENSAIO DE FURO DE AGULHA (PINHOLE TEST)ENSAIO DE FURO DE AGULHA (PINHOLE TEST)
Detalhe do equipamento, 
para o ensaio de furo de 
Agulha, (HEAD, 1984).
Medida da vazão 
durante o ensaio
13
.
Comportamento de amostras submetidas ao ensaio pinhole 
(SANTOS e CAMAPUM DE CARVALHO, 1998).
• ENSAIO DE FURO DE AGULHA ENSAIO DE FURO DE AGULHA 
Detalhes do ensaio com o aparelho de Inderbitzen
(FERREIRA, 1981)
• ENSAIO DE INDERBTZENENSAIO DE INDERBTZEN
14
10 – Controle de Erosão
O controle corretivo das erosões consiste na execução de um 
conjunto de obras, cuja finalidade é evitar ou diminuir a energia do 
escoamento das águas pluviais sobre os terrenos desprotegidos, que 
pode ser conseguido com obras do sistema de drenagem: 
pavimentação, guias, sarjetas, galerias etc. O controle destes 
processos, é fundamental na análise da bacia de contribuição para 
elaboração de projetos de microdrenagem e macrodrenagem.
DICIPLINAMENTO DE ÁGUAS SUPERFICIAIS
“PREOCUPAÇÕES BÁSICAS:
9 CAPTAÇÃO E CONDUÇÃO DAS ÁGUAS SUPERFICIAIS 
PARA UM LOCAL ADEQUADO;
9 DIMINUIÇÃO GRADUAL DA ENERGIA DAS ÁGUAS 
CAPTADAS.
ESTRUTURAS DE CAPTAESTRUTURAS DE CAPTAÇÇÃO E CONDUÃO E CONDUÇÇÃOÃO
• CONSISTEM DE CANAIS, CANALETAS OU TUBULAÇÕES
DIMENSIONADAS A PARTIR DO CÁLCULO DE VAZÃO DAS
ÁGUAS NA ENCOSTA ERODIDA;
15
ESTRUTURAS DE COMBATE E DISSIPAESTRUTURAS DE COMBATE E DISSIPAÇÇÃOÃO
• SÃO OBRAS COM FUNÇÃO DE DIMINUIR A ENERGIA DO 
ESCOAMENTO DAS ÁGUAS NOS PONTOS DE DESCARGA E AO LONGO 
DAS OBRAS DE CONDUÇÃO.
Dissipador de energia.Dissipador de energia.
ESTRUTURAS DE COMBATE E DISSIPAESTRUTURAS DE COMBATE E DISSIPAÇÇÃOÃO
Controle de Erosão com Técnicas de Engenharia
Naturalística (Vertical Green, 1999).
16
ESTRUTURAS DE COMBATE E DISSIPAESTRUTURAS DE COMBATE E DISSIPAÇÇÃOÃO
Estrutura de combate e dissipação às margens da BR 101
DISCIPLINAMENTO DAS DISCIPLINAMENTO DAS ÁÁGUA SUBTERRÂNEASGUA SUBTERRÂNEAS
99 O TRATAMENTO CONVENCIONAL O TRATAMENTO CONVENCIONAL ÉÉ FEITO COM FEITO COM 
DRENOS ENTERRADOS, COM FILTRO, VISANDO DRENOS ENTERRADOS, COM FILTRO, VISANDO 
IMPEDIR A REMOIMPEDIR A REMOÇÇÃO DAS PARTÃO DAS PARTÍÍCULAS DE SOLOS;CULAS DE SOLOS;
99 ÉÉ UMA DAS PRINCIPAIS CAUSAS DO UMA DAS PRINCIPAIS CAUSAS DO 
DESENVOLVIMENTO LATERAL E REMONTANTE DAS DESENVOLVIMENTO LATERAL E REMONTANTE DAS 
EROSÕES DO TIPO VOEROSÕES DO TIPO VOÇÇOROCA;OROCA;
99 OS PRINCIPAIS TIPOS SÃO:OS PRINCIPAIS TIPOS SÃO:
DRENO CEGO; DRENO COM MATERIAL GEOSINTDRENO CEGO; DRENO COM MATERIAL GEOSINTÉÉTICO;TICO;
DRENO DE BAMBU; DRENOS SUBHORIZONTAIS.DRENO DE BAMBU; DRENOS SUBHORIZONTAIS.
17
DISCIPLINAMENTO DAS DISCIPLINAMENTO DAS ÁÁGUA SUBTERRÂNEASGUA SUBTERRÂNEAS
Dreno Simples – filtrar e conduzir 
água de maneira controlada.
Dreno Tapete - rebaixar o lençol freático.
ESTABILIZAESTABILIZAÇÇÃO DAS EROSÕESÃO DAS EROSÕES
FINALIDADE BÁSICA:
RETALUDAMENTO DA ENCOSTA;RETALUDAMENTO DA ENCOSTA;
estabilizar os taludes estabilizar os taludes àà erosão / escorregamentos erosão / escorregamentos 
causada pelas causada pelas ááguas das chuvas e subterrâneas.guas das chuvas e subterrâneas.
ATERRO DAS EROSÕES;
REVEGETAREVEGETAÇÇÃO (PROTEÃO (PROTEÇÇÃO SUPERFICIAL);ÃO SUPERFICIAL);
OBRAS DE CONTENÇÃO;
18
ESTABILIZAESTABILIZAÇÇÃO DAS EROSÕES ÃO DAS EROSÕES 
Sistema de Confinamento Celular
ESTABILIZAESTABILIZAÇÇÃO DAS EROSÕESÃO DAS EROSÕES
Aplicação de Compósito 
Biotécnico (Biomanta).
Aplicação de sucessivas paliçadas
19
CONSERVACONSERVAÇÇÃO DAS OBRASÃO DAS OBRAS
INSPEÇÕES PERIÓDICAS PARA VERIFICAÇÃO DAS 
ESTRUTURAS HIDRÁULICAS;
MONITORAMENTO ESPECÍFICO PARA AVALIAR O 
FUNCIONAMENTO DOS DRENOS E FILTROS;
O COLAPSO DE UMA SIMPLES ESTRUTURA PODE 
COMPROMETER TODA A OBRA;
LIMPEZA E DESOBSTRUÇÃO DOS CANAIS E 
TUBULAÇÕES;
VERIFICAÇÃO DA COBERTURA VEGETAL;