Intemperismo-erosão-solos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
DISCIPLINA: GEOLOGIA - CIV-0406 PERIODO 2013.2
PROF. MARIA DEL PILAR DURANTE INGUNZA
CONTEUDO 2 AVALIAÇÃO
INTEMPERISMO Conjunto de processos operantes na superfície terrestre que ocasionam a decomposição dos minerais das rochas, graças à ação de agentes atmosféricos e biológicos. 
TIPOS DE INTEMPERISMO 
Intemperismo por processos físicos ou mecânicos 
Neste tipo de intemperismo ocorre a desintegração física das rochas por ruptura inicialmente em fendas sem haver mudança na composição. Os agentes são:
variação da temperatura
congelamento da água
cristalização de sais
ação física de vegetais
atividadebiologica
Variação de temperatura
	A maioria das rochas é formada de vários minerais com diferentes coeficientes de dilatação térmica. Em um mesmo mineral geralmente há mudança no coeficiente de dilatação.A dilatação da rocha depende de:
Sua composição mineral. Principalmente do conteúdo de quartzo e calcita.
Intervalos de temperatura.
Estrutura do material.
Porosidade. Quanto maior for à porosidade, menor será a dilatação. 
A variação do coeficiente de dilatação dos diferentes minerais que compõem uma rocha faz com que estes recebam esforços intermitentes durante séculos e séculos, com o contínuo aquecimento diurno seguido do resfriamento noturno. Ocorre então a fadiga desses minerais, que serão facilmente desagregados e reduzidos a pequenos fragmentos. 
Cristalização de sais
	Em climas áridos e semi-áridos os sais solúveis não são removidos pelas águas, pois a precipitação pluviométrica é insuficiente. Pela ação capilar, os sais são trazidos do fundo do solo à superfície. Com isso, dissolvem-se muitos sais que são precipitados quando a água se evapora. 
	Quando a cristalização se da em fendas, estas tendem a ser aumentadas, graças ao esforço do crescimento dos cristais. A repetição deste fenômeno faz com que as rochas se desagreguem lentamente. Na superfície a água é evaporada e os sais cristalizam-se, formando as chamadas eflorescências. Tal fenômeno é observado nas regiões semi-áridas do nordeste brasileiro. Quando as eflorescências são de cloreto de sódio, as áreas, localmente conhecidas como barreiros, são favoráveis à caça e à criação de gado. 
Outro fenômeno ligado à cristalização ocorre com os sais são provenientes da brisa marinha, respingos das ondas e ressacas (maresia). A solução salina encontrar a superfície da rocha penetra em suas microfraturas e nos espaços intergranulares, abertos devido à fadiga por aquecimento e resfriamento solar.
A água da solução se evapora rapidamente em virtude da presença de vento e sol. Esta evaporação leva ao aumento da concentração dos sais, tendo início o crescimento de cristais, que desenvolvem pressões sobre as paredes das fraturas e poros das rochas, produzindo seu enfraquecimento e, finalmente sua ruptura. Assim, destacam os honeycombs, formas intempéricas produzidas pela desagregação de rochas pela ação conjunta da cristalização e do vento.
Intemperismo por processos químicos
Processo de intemperismo caracterizado pela reação química entre as rochas e soluções aquosas diversas. 	A presença de trincas (fendas) permite a circulação da água e de agentes químicos, que em contato direto com os diversos minerais existentes contribui para a sua decomposição (alteração da composição).
	a decomposição química consiste na desintegração da rocha pela alteração química de seus constituintes. Envolve uma série de reações químicas entre os elementos da atmosfera e aqueles dos minerais. A água é o agente mais importante do intemperismo químico.
	O processo de intemperismo químico depende do tipo de rocha, clima, coberta vegetal, topografia, tempo de duração. Em climas áridos e semi-áridos o intemperismo químico é pouco importante. A taxa de intemperismo químico aumenta com o aumento da temperatura. a decomposição química é mais importante em regiões quentes e úmidas (regiões tropicais).o quartzo é um dos poucos minerais resistentes ao ataque químico. os processos de decomposição química são classificados conforme a natureza da reação existente que predomina no processo: oxidação, hidrólise, hidratação, carbonatação e dissolução. 
Hidrólise e hidratação
	Processos intimamente relacionados. Na hidrólise dá-se a decomposição pela água, quebrando a estrutura cristalina.
		Exemplo: ataque dos silicatos pela água
		(feldspato: ortoclásio)
KAlSi3O8 + H2O(ortoclásio +água)→HAlSi3O8 + KOH(argila + solução dissolvida de K)
	Na hidratação ocorre a adição de moléculas de água aos minerais formando novos compostos. Provoca também o aumento de volume – desintegração
Exemplo: CaSO4 + H2O→CaSO4 .2H2O
Carbonatação (decomposição por CO2)
	OCO2 contido na água forma ácido carbônico.
		Exemplo: CO2 + H2O →H2CO3
		CACO3 + H2CO3→Ca(HCO3)2
	(calcita) + (ác. carb.) →(bicarbonato de cálcio)
			feldspato ortoclásio+ acido carbônico + água→ carbonato de potássio+ argilo-mineral+ sílica.
Oxidação
	Decomposição dos minerais pela ação oxidante de O2 e CO2 dissolvidos na água – hidratos, óxidos, carbonatos, etc. É um dos primeiros fenômenos na decomposição química. Devido tanto aos agentes orgânicos, resultantes do metabolismo das bactérias como aos inorgânicos. Os elementos mais susceptíveis de oxidação são o ferro e o manganês. O ferro bivalente (fe2+) é oxidado a ferro trivalente (fe3+) provocando modificações na estrutura cristalina. Assim, a mudança de cor para cores vermelhas ou amarelas é o primeiro indício de decomposição.
Ex: 	Fe(HCO3)2 + O2→Fe2o3H2O + HCO3
Dissolução
	Os carbonatos são os compostos mais facilmente solubilizados.
CaCO3→ Ca 2+ + CO32-
	Em água pura a dissolução é mínima. Se houver gás carbônico a dissolução é mais intensa. Destaca como problema ambiental a dissolução de mármores em fachadas de edifícios quando expostos à chuva. Quando uma região calcária apresenta intensa circulação de água subterrânea a dissolução através de fendas formará cavernas 
SOLOS
Terzaghi e Peck definem o solo com enfoque em Engenharia como um agregado natural de grãos minerais que podem ser separados por meios suaves, como agitação da água. 
Já a rocha é um agregado de minerais ligados por fortes forças coesivas e permanentes.
Evolução do solo: formação de horizontes 
O perfil do solo se define como o conjunto das diversas camadas, denominadas horizontes do solo, que se dispõem horizontalmente, umas por cima das outras, a partir da rocha mãe que lhes deu origem.
. Perfil em zona de lixiviação intensa: tipo ABC (fig 1)
Os deslocamentos da água para baixo provocam a lixiviação e são freqüentes nas zonas de clima com forte pluviosidade. Os deslocamentos ascendentes são dominantes nos climas onde predomina a evaporação.
Perfil em zona de alta evaporação: tipo BAC (fig. 1)
Ocorre a mobilização dos elementos solúveis e coloidais, através de movimentos ascendentes e descendentes de água que dependem de numerosos fatores, entre os quais a pluviosidade, o teor do solo em cálcio e a natureza do húmus formado.
FONTE: www.campus.fortunecity.com
Figura 1- Tipos de perfil do solo
TIPOS DE SOLO 
SOLO RESIDUAL
Conjunto de materiais resultantes da intemperização da rocha e que se comporta como solo.Como conseqüência do intemperismo, as rochas ao fragmentadas, seus minerais perdem as fortes ligações entre si e/ou transformam-se em outros, e o conjunto deixa de apresentar a resistência mecânica original, tornando-se desagregável. Nessa transição de rocha a solo podemos distinguir alguns estádios:
Rocha alterada é um material com resistência diminuída, mas que ainda se comporta como rocha.
Saprólito é um material em que os feldspatos e ferromagnesianos já estão quase todos alterados. Apresenta a estrutura da rocha e certa resistência. A piçarra pode ser considerada rocha alterada ou saprólito e se refere a um material granular formado por fragmentos de rocha alterada ou fraturada. Os matacões são bolas de rochas,pouco ou não intemperizadas,
que ficam imersas no saprólito. Ocorrem geralmente em rochas maciças, pouco fraturadas principalmente de composição granítica. A localização desses matacões no solo é importante para a engenharia porque indicará dificuldades em escavações, na cravação de estacas, resistências diferenciadas ou ilusórias nas fundações de um prédio.
Solo saprolítico. Com o avanço da intemperização todos os minerais alteráveis se modificam e o material se desagrega com facilidade podendo ser considerado em termos mecânicos como um solo. As rochas graníticas ou gnáissicas produzem, neste estado um material conhecido como saibro.
SOLOS TRANSPORTADOS
As partículas de um solo podem ser arrancadas por algum agente erosivo, transportadas e depositadas ou sedimentadas. Estes depósitos de sedimentos recentes, não consolidados, são os chamados solos transportados, cuja consolidação gera as rochas sedimentares. Destacam os seguintes tipos:
Aluviões: solos que sofreram transporte pela água. Podem ser aluviões fluviais, lacustres, deltaicos, marinhos.
Eólicos: são os solos transportados pelo vento.
Colúvios: são depósitos de encostas que se deslocaram pela ação do próprio peso e por ação das águas da chuva. Incluem-se os depósitos de tálus, constituídos por fragmentos de rocha.
SOLOS PROPRIAMENTE DITOS
Sobre os materiais acima descritos passam a agir os processos edafológicos ou pedológicos. Como principais fatores destacam clima-pluviosidade e a vegetação. É o solo superficial.
A tabela a seguir apresenta a classificação dos solos em bases geológicas:
	GRUPO
	AGENTE DE TRANSPORTE
	AMBIENTE 
DE FORMAÇÃO
	CLASSIFICAÇÃO
	Solos residuais
	Nenhum
	Rocha ígnea
Rocha metamórfica 
Rocha sedimentar
	Residual de rocha ígnea
Residual de rocha metamorfica
Residual de calcário, residual de folhelho, residual de arenito.
	Solos
Transportados
	vento
	continental
	Dunas de areia, loess
	
	água-rio
	continental
	depósitos lacustres, pântanos
	
	água-lago
	continental
	leques, terraços e planícies aluviais
	
	água-mar
	costeiro
	deltas, praias e mangues
	
	água-mar
	marinho
	mar raso, intermediário e profundo
	
	gelo
	glacial
	till
	
	gravidade
	pé de talude
	talus e coluvios
	Solos orgânicos
	atividade
orgânica
	paludal
	turfas, diatomitas e solos carbonosos
COMPOSIÇÃO DOS SOLOS
Fragmentos de rochas
Ocorrem principalmente em solos transportados como tálus, coluviões, aluviões. Em solos residuais pouco evoluídos ocorrem fragmentos da rocha ainda não totalmente intemperizada. Os matacões são casos especiais.
Minerais primários
O mais freqüente é o quartzo, que é praticamente inalterável. Os feldspatos podem dar o grau de evolução dos solos pois são alteráveis. Assim, quanto mais feldspatos menos evoluídos os solos.
Minerais secundários
São os minerais de argila, os óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio (gibsita, goetita e hematita) e o calcário.
Matéria orgânica ou húmus
Composição complexa. Trata-se de um material amorfo, extraordinariamente poroso e de fraca densidade, com elevado poder de retenção para a água.
CLASSIFICACAO DOS SOLOS
CLASSIFICAÇAO PEDOLOGICA (Quadro 5.2)
Os grupos de solos são divididos em zonais intrazonais e azonais. Os zonais são os solos maduros, os intrazonais são solos jovens, com características pedogenéticas pouco desenvolvidas e influenciados por condições locais especiais, e os azonais são solos jovens sem características pedogenéticas desenvolvidas. Os conceitos mais importantes para o entendimento da classificação pedológica são:
Laterização
Processo que ocorre nas regiões tropicais e subtropicais úmidas, onde o intemperismo e mais intenso. As bases solúveis (Ca, Mg, K, Na) são rapidamente liberadas, o pH se aproxima de 7, aumenta a solubilidade da sílica e diminui a do alumínio. Os argilominerais tem uma proporção de Sílica:alumínio de 2:1 (esmectita) o 1:1 (caulinita). Pela laterização tende a ficar 11 ou só sesquióxidos de alumínio. Se a drenagem e satisfatória há intensa lixiviação e fixação de ferro. O regolito atinge grande profundidade, o horizonte B torna-se espesso.
 Latossolo e o termo aplicado a solos de regiões tropicais e equatoriaiscujas características predominantes estão associadas com baixos coeficientes sílica-sesquióxidos das frações de argilas, reduzida atividade da argila, reduzido teor dos componentes solúveis, elevado grau de estabilidade dos agregados.
Podzolização
Processo que ocorre onde a temperatura, precipitação e vegetação, alem de outros fatores, devem auxiliar na abundante concentração de matéria orgânica, denominada camada humífera. Esta matéria orgânica forma ácidos húmicos, tornando o pH baixo (4-4,5). A abundancia de água e esses ácidos dissolvem os carbonatos e outros sais, deixando o horizonte A2 drasticamente lixiviado, com aspecto acinzentado e descolorido, fortemente acido e silicoso. Os óxidos de ferro e alumínio depositam-se no horizonte B.
Hidromorfia
Processo caracterizado por um excesso de umidade. A drenagem e insuficiente quer pelas características do perfil que impossibilita a filtração normal da água, quer pela localização muito baixa da área. Há presença de horizontes clamados Glei. São horizontes mosqueados com colorações irregulares são indicativos de solos insuficientemente drenados.Os planossolos são insuficientemente drenados de terras altas.
CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA 
Sistema Unificado de Casagrande (Quadro 5.3)
Esta classificação utiliza dois critérios: a granulometria e os limites de consistência. Neste sistema os solos são classificados em três grupos:
Solos grossos- Nos quais o diâmetro da maioria absoluta dos grãos é maior que 0,074 mm.
Solos finos- Nos quais o diâmetro da maioria absoluta dos grãos é menor que 0,074 mm.
Turfas- Solos altamente orgânicos, geralmente fibrosos e extremamente compressíveis.
Classificação geotécnica MCT
MCT (Miniatura, Compactado, Tropical).
Esta classificação divide os solos tropicais em duas grandes classes:
Classe L- Solos de comportamento laterítico.
Classe N- Solos de comportamento não laterítico.
O termo comportamento se refere Às propriedades mecânicas e hídricas de corpos de prova compactados e não à morfologia e ou gênese.
Assim muitos solos de comportamento laterítico podem não ser considerados como pedologicamente lateríticos.
Nesta classificação se entende por solo laterítico aqueles que constituem as camadas mais superficiais das áreas bem drenadas, predominando matizes vermelho e amarelo. Possuem grãos mecânica e quimicamente muito resistentes, na fração areia e pedregulho, e elevada percentagem de partículas de hidróxidos e óxidos de Fe e Al, na fração argila. o argilomineral geralmente presente é a caulinita.
Solos de comportamento não laterítico: Solos saprolíticos, Vertissolos (solos com propriedades de argilas expansíveis), solo massapé (solo residual de textura fina- argila expansiva, resultado do intemperismo de rochas sedimentares), e alguns solos transportados.
TIPOS DE SOLOS NO BRASIL 
O Brasil situa-se quase inteiramente no domínio tropical úmido (exceto a região Sul e o Nordeste semi-árido). Esta situação, aliada a estabilidade estrutural de seu embasamento, que desde final do Cretáceo não sofreu movimentações de grande porte, leva a predominância de uma cobertura pedológica que reflete de maneira acentuada o fator climático como preponderante na sua formação. 
As três classes mais frequentes em relação à representação geográfica no Brasil são:
LATOSSOLOS (solo bem evoluído, laterizado, rico em argilominerais e oxi-hidroxidos de ferro e alumínio).
ARGISSOLOS (solo bem evoluído, argiloso, apresentando mobilização de argila da parte mais superficial)
CAMBISSOLOS (solo pouco desenvolvido, com horizonte B incipiente).
MOVIMENTOS DE MASSA
São movimentos que envolvem uma massa ou volume de solo ou rocha que se desloca em conjunto. Diferem da erosão por este ser um fenômeno que ocorre grão a grão.
RASTEJOS OU REPTAÇÃO
Movimentos lentos
e contínuos (cm/ano) de material de encostas com limites, via de regra, indefinidos. Podem mobilizar qualquer tipo de material: solo rocha ou mistura dos dois. Sinais típicos são: deslocamento de postes e cercas, trincas em elementos rígidos, deformação de elementos estruturais de rocha ou solo.
CORRIDAS
São formas rápidas de escoamento (m/h) de caráter essencialmente hidrodinâmico ocasionadas pela perda de atrito interno em virtude da destruição da estrutura, em presença de excesso de água.
Corridas de terra: geralmente provocadas por encharcamento do solo por pesadas chuvas ou longos períodos de chuva de meor intensidade.
Corridas de silte ou areia: causadas por um colapso da estrutura do material associado a um acréscimo rápido, porém temporário, da pressão intersticial.
Corridas de lama: exemplo de corridas de extrema fluidez. Produzidas geralmente pela ação da lavagem e remoção de solos por cursos de água., durante enchentes e tempestades.
Avalanches de detritos representam uma das formas mais catastróficas de movimentos de massa.
São movimentos bruscos que iniciam na forma de escorregamento normal, mas se tornam acelerados devido à elevada inclinação da encosta na qual ocorrem, à extensão, ao estado de saturação e fluidez da massa.
ESCORREGAMENTOS
Sõ movimentos rápidos de duração relativamente curta, de massas de terreno geralmente bem definidas quanto ao seu volume, cujo centro de gravidade se desloca para baixo e para fora do talude.
QUEDA DE BLOCOS
Definida por uma ação de queda livre a partir de uma elevação, com ausência de superfície de movimento.
EROSÕES
RAVINA: Sulco em que o agente erosivo é a água da chuva.
VOÇOROCAS Sulco em que o agente erosivo é a água da chuva e a água subterrânea. Neste caso há uma fonte com fluxo permanente ou quase.
O processo erosivo de abertura do valo constituinte da ravina ou voçoroca progride de jusante para montante.
	Em termos de controle significa que obras feitas à jusante vão controlarou inibir o progresso do ravinamento à montante. Uma das principais obras de controle das voçorocas são as barragens. O topo do vertedouro da barragem funciona como um nível base de erosão.
BIBLIOGRAFIA
BIBLIOGRAFIA BÁSICA DA DISCIPLINA
www.geologia.ufjf.br
www.campus.fortunecity.com
www.soartigos.com