UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA ... · o que seria de mim sem ter essa perfeita e...

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

ESTUDO DE PROCESSOS EROSIVOS: ANÁLISE

GEOTÉCNICA DE ÁREAS DEGRADADAS NO ENTORNO DO

RESERVATÓRIO DE BATALHA GO/MG

TANIA MARIELA MATAMOROS SEVILLA

ORIENTADOR: PROF. NEWTON MOREIRA DE SOUZA,

CO-ORIENTADORA: PROFa. PATRÍCIA DE ARAÚJO

ROMÃO

DISSERTAÇÃO MESTRADO EM GEOTECNIA

PUBLICAÇÃO: G.DM-273/16

BRASÍLIA / DF: JULHO / 2016

ii

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

ESTUDO DE PROCESSOS EROSIVOS: ANÁLISE

GEOTÉCNICA DE ÁREAS DEGRADADAS NO ENTORNO DO

RESERVATÓRIO DE BATALHA GO/MG

TANIA MARIELA MATAMOROS SEVILLA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E

AMBIENTAL DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS

PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE.

APROVADA POR:

_________________________________________

PROF. NEWTON MOREIRA DE SOUZA, DSc (UnB)

(ORIENTADOR)

_________________________________________

PROF. PATRICÍA DE ARAÚJO ROMÃO, DSc (UFG)

(CO-ORIENTADORA)

_________________________________________

JOSÉ CAMAPUM DE CARVALHO, DSc (UnB)

(EXAMINADOR INTERNO)

_________________________________________

RENATO RESENDE ANGELIM, DSc (UFG)

(EXAMINADOR EXTERNO)

BRASÍLIA/DF, 18 DE JULHO /2016.

iii

FICHA CATALOGRÁFICA

MATAMOROS SEVILLA, TANIA MARIELA

Estudo de Processos Erosivos: Análise Geotécnica de Áreas Degradadas no Entorno

do Reservatório de Batalha GO/MG 2016

xix, 151 p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Geotecnia, 2016)

Dissertação de Mestrado - Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

1. Erosão 2. Margens de Reservatórios

3. Caracterização Geotécnica 4. Ensaios de Erodibilidade

I. ENC/FT/UnB II. Título (série)

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

MATAMOROS SEVILLA, T.M. (2016). Estudo de Processos Erosivos: Análise Geotécnica

de Áreas Degradadas no Entorno do Reservatório de Batalha GO/MG. Dissertação de

Mestrado, Publicação G.DM-273/16, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental,

Universidade de Brasília, Brasília, DF, 151 p.

CESSÃO DE DIREITOS

AUTOR: Tania Mariela Matamoros Sevilla

TÍTULO: Estudo de Processos Erosivos: Análise Geotécnica de Áreas Degradadas no Entorno

do Reservatório de Batalha GO/MG

GRAU: Mestre ANO: 2016

É concedida à Universidade de Brasília a permissão para reproduzir cópias desta dissertação de

mestrado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e

científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte desta dissertação de

mestrado pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor.

_____________________________

Tania Mariela Matamoros Sevilla

E-mail: [email protected]

iv

DEDICATÓRIA

A minha Família, meus pais e irmãs

por serem simplesmente, os constituintes coesivos perfeitos,

que incrementam a resistência ao solo da minha vida.

v

AGRADECIMENTOS

Uma página de agradecimentos é insuficiente para agradecer a todo o pessoal que tem me

apoiado neste sonho. Primeiramente agradeço a Deus por me dar a força necessária e ter enviado

anjos a minha vida para não desistir nunca.

A minha família, meus pais (Rigoberto e Amanda), minhas irmãs (Amanda, Issa e Irina) sei lá

o que seria de mim sem ter essa perfeita e justa combinação de amor e apoio, por sempre me

fazer sentir perto mesmo estando distante, Obrigada.

A minhas sobrinhas (Karina e Mia) meus irmãos (Pablo e Juan Carlos) por ter trazido momentos

de felicidade em tempos difíceis.

A meu Orientador o Prof. Newton, por ter me dado a oportunidade de ser sua orientanda mesmo

as dificuldades e desafios que representaria. Pela orientação, sem deixar de acreditar na

iniciativa no trabalho, pela paciência extrema, Obrigada. Ao Professor Camapum pela

motivação, por acreditar e me dar apoio sempre nos momentos mais necessários.

A Professora Edi Mendes Guimarães, Professora Patrícia de Araújo (Co-orientadora) e

Professor Mauricio Sales pelo apoio dado no trabalho de pesquisa.

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Geotécnia; Prof. Gregório, Prof. Hérnan,

Prof. André Brasil, Prof. Luís Fernando, Prof. Renato, Prof. Ennio, Prof. Manoel, Prof. André

Assis, Prof. Marcio pela oportunidade. Ao Prof. José Eloi pela ajuda no último minuto. Ao

Senhor Arthur do Laboratório de Mecânica, e técnicos Vanilson, Thiago, Adolfo, Simon e Jonas

pela colaboração no laboratório.

A minha segunda família, a família de Pretis (Mamma Vittoria, Papá Aldo, Ivan, Fabio,

Annalisa, Zii e Cugine, Vi voglio bene). A meus amigos e colegas em Honduras e Colômbia

que estiveram sempre presente nesta etapa. A meus amigos e sistema de apoio incondicional

no Brasil Oisy, Elier, Gabriela (e Família), Liliane, Hugo, Janaina, Maria Paula. A Lucia e

Alberto pelos bons momentos em me receber no início desta etapa.

A meus amigos e colegas da Universidade de Brasília: Conrad, Maria Claudia, Ivonne, Jaime,

Yarisley, Noel, Elizabeth, Victoria e Prof. Marcos, Eleudo, Marcelo, Nelson, Johana, Carolina,

Felipe, Edel, Danilo, Renato, Carlos, Gabriel, Cristina, Jader Heidy, Javier, Jaime S, John,

Eduardo, Janneth, Yuri , Cida, Jakeline, pelo apoio e bons momentos.

A meus amigos: Geovanni, Thiago, Daniel, Vania, Patrícia, Eslaine, pelos bons momentos e

apoio. A Barbara (Grazie) e Hector (Gracias) pela ajuda no último minuto.

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Universidade

Federal de Goiás (UFG) e Furnas Centrais Elétricas S.A.

vi

RESUMO

A construção de reservatório implica no desenvolvimento de impactos ambientais. Uma das

principais consequências causadas é a mudança drástica no fluxo do rio, que passa a ter um

estado passivo diferente e não natural, provocando danos nos solos da bacia do rio onde se

instalou a barragem. Além disso, podem provocar eventualmente incrementos acelerados de

sedimentos no reservatório que prejudicarão no futuro a eficiência das turbinas e

consequentemente na geração de energia hidrelétrica. O Brasil já possui muitos reservatórios

parcialmente ou mesmo totalmente assoreados. Os sedimentos que ocasionam esses

assoreamentos são provenientes de áreas de drenagem ou também de toda a bacia hidrográfica,

e a quantidade desses dependem do processo erosivo que ocorre com o escoamento de água da

chuva e das características do transporte que carrega esses sedimentos dentro do curso da água.

Os processos erosivos são uma das principais causas dos assoreamentos em reservatórios, tenta-

se com esta pesquisa estudar os processos de erosões nas margens de um reservatório

(Reservatório da Usina Hidrelétrica de Batalha), localizado na divisa dos estados de Goiás e

Minas Gerais, na bacia do Rio São Marcos, que foi formado em março 2014.

O trabalho foi realizado em três etapas: a primeira que consistiu em trabalhos preliminares de

campo mediante análises geoespacializadas, a segunda no reconhecimento da área realizando

trabalho de campo onde foram definidos os locais de estudo e a terceira etapa de estudo

laboratorial para avaliação de erodibilidade do solo de áreas com processos de erosão. Os

estudos de erodibilidade tiveram como premissa executar ensaios que permitissem avaliar

indiretamente e diretamente o grau de erodibilidade dos solos em estudo. Para isso foram

escolhidos os ensaios para a obtenção de curva caraterística mediante psicrômetro WP4C,

erodibilidade pela metodologia MCT, furo de agulha, desagregação e erodibilidade Inderbitzen.

Os resultados dos trabalhos preliminares e de reconhecimento mostraram uma área de alta

susceptibilidade a degradação do solo, pelo que foram estudados cinco locais que apresentavam

processos erosivos. Os resultados do trabalho laboratorial mostraram solos com altos teores de

silte e argila com baixa dispersão, evidenciando altos níveis de material agregado. Os ensaios

de erodibilidade auxiliaram a compreender o comportamento dos processos erosivos que estão

sujeito a condições extrínsecas que acontecem em campo, mostrando assim, áreas com

processos que são influenciados pelos fatores intrínsecos do solo podendo ser agravados por

fatores extrínsecos naturais, como foi evidenciado nesta pesquisa.

vii

ABSTRACT

Reservoir constructions imply environmental impacts. One of these impacts may come from

drastic river flow changes, which cause an unnatural passive state and triggers soil damages

around the river basin where the dam was built. Furthermore, these flow changes could increase

sedimentation processes in the basin causing turbines inefficiency and eventually decreased

energy production. In Brazil there are already reservoirs which have been partially or

completely silted. Silting processes can be caused by sediments from drainage areas or areas

all around the hydrographic basin, and the quantity of sediments depends on the erosion

processes which occur in the surface runoff caused by rainwater and on how these sediments

are transported inside the water flow.

Considering that erosion processes are one of the principal causes of reservoirs silting, the

purpose of this research is to study the erosion process which occurs along the river banks of a

reservoir, located between the states of Goiás and Minas Gerais, on the São Marcos river basin

in Brazil: the reservoir of the hydropower plant of Batalha was put up into operation in March

2014.

This research was divided into three stages: (1) preliminary studies of the area based on

geospatial analysis, (2) field recognition based on visits to the basin from which specific study

locations were defined, and (3) a laboratory stage where erodibility tests were performed to

evaluate samples collected from areas presenting erosion processes observed in the field

recognition stage. The erodibility laboratory tests chosen for this last stage were the water

retention curve assessment through WP4C water potential meter, the erodibility assessment

through the MCT (miniature compaction evaluation for tropical soils) methodology, the pinhole

test, and the inderbitzen device test.

The results of the preliminary studies and field recognition stages showed a high susceptible

soil degraded area and defined five locations that presented erosion processes. The results of

the laboratory stage showed slightly dispersive soils with high silt and clay content, which has

also revealed high levels of aggregate material. The erodibility laboratory tests helped to

understand the behavior of the soil material of erosion processes facing extrinsic conditions that

occur on the field, revealing that these basin areas are influenced by intrinsic factors of the soil

that could be intensified by natural extrinsic conditions.

viii

ÍNDICE

Capítulo Página

1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................... 1

1.1 APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA ....................................................................................................... 1

1.2 OBJETIVOS............................................................................................................................................... 3

1.2.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................................... 3

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................................. 3

1.3 ESCOPO DA DISSERTAÇÃO ................................................................................................................. 3

2. REVISÃO DA LITERATURA ................................................................................................................... 4

2.1 IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS EM MARGENS DE

RESERVATORIOS. .......................................................................................................................................... 4

2.1.1 CASOS DE MONITORAMENTO DE EROSÕES EM USINAS HIDRELÉTRICAS ..................... 8

2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ................................................................................................................ 9

2.2.1 DEGRADAÇÃO DO SOLO E DEFINICÃO DOS PROCESSOS EROSIVOS ................................ 9

2.2.2 FASES DO PROCESSO EROSIVO ................................................................................................ 12

2.2.3 CLASSIFICAÇÃO E TIPO DE EROSÕES ..................................................................................... 13

2.2.4 FATORES QUE INFLUÊNCIAM OS PROCESSOS EROSIVOS ................................................. 20

2.2.5 FORÇAS QUE ATUAM EM MARGENS DE RESERVATÓRIOS ............................................... 22

2.2.6 PARÂMETROS PARA ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS ............................................... 23

2.2.7 MEIO FÍSICO DA AREA DE ESTUDO; BACIA DE SÃO MARCOS RESERVATORIO DE

BATALHA .................................................................................................................................................. 24

2.2.7.1 CONFLITOS NO USO DA ÁGUA E SOLO NA BACIA DE SÃO MARCOS ........................ 26

2.2.8 USO DE SIG NO ESTUDO DE EROSÕES .................................................................................... 27

2.2.9 ENSAIOS DE LABORATORIO NO ESTUDO DE EROSÕES ....................................................... 28

2.2.9.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA .............................................................. 28

2.2.9.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA - DIFRATOMETRIA DE RAIOS X ...................... 30

2.2.9.3 CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA WP4C............................................................................ 31

2.2.10 ENSAIOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE NO LABORATÓRIO ................................ 33

2.2.10.1 ENSAIO DE AVALIAÇÃO DA DESAGREGAÇÃO ............................................................. 34

2.2.10.2 ENSAIO DE FURO DE AGULHA DE AVALIAÇÃO DA DISPESIBILIDADE .................. 35

2.2.10.3 ENSAIO DE AVALIAÇÃO MEDIANTE O CRITÉRIO MCT .............................................. 38

2.2.10.4 ENSAIO DE INDERBITZEN PARA AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE ...................... 41

2.2.10.5 PREVISÃO DE TAXA DE ERODIBILIDADE COM O NOMOGRAMA DE WISCHMEIER

................................................................................................................................................................ 44

3. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................................................... 45

3.1 ETAPA I: ESTUDOS PRELIMINARES ................................................................................................... 45

3.2 ETAPA II: ESTUDOS DE RECONHECIMENTO ................................................................................... 46

3.3 ETAPA III: ESTUDO DE ERODIBILIDADE .......................................................................................... 55

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 64

4.1 ETAPA I: ANALISES DOS ESTUDOS PRELIMINARES ...................................................................... 64

4.2 ETAPA II: RESULTADOS DOS ESTUDOS DE RECONHECIMENTO ............................................ 76

4.2.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA ..................................................................... 81

4.2.1.1 GRANULOMETRIA POR SEDIMENTAÇÃO COM E SEM DEFLOCULANTE .................. 84

4.2.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA. ....................................................................................... 88

ix

4.3. ETAPA III RESULTADOS DE ESTUDOS DE ERODIBILIDADE ....................................................... 91

4.3.1 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E MINERALÓGICA T1-P CINZA E AMARELO ............ 91

4.3.2. ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO COM IMERSÃO TOTAL E PARCIAL .................................... 93

4.3.3 CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA .............................................................................................. 98

4.3.4 ENSAIO FURO DE AGULHA ........................................................................................................ 102

4.3.4.1 TENDÊNCIA DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DAS AMOSTRAS ESTUDADAS EM

CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO DIFERENTE ................................................................................. 105

4.3.4.2 COMPORTAMENTO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA AO LONGO DO PERFIL EM

CONFRONTO COM A SUCÇÃO E UMIDADE. ............................................................................... 106

4.3.5 ENSAIO DE AVALIÇÃO DE ERODIBILIDADE PELO CRITÉRIO MCT ................................. 108

4.3.5.1 AVALIAÇÃO DE ERODIBILIDADE POR CRITÉRIO MCT PROPOSTA VERTAMATTI E

ARAÚJO .............................................................................................................................................. 113

4.3.6 RESULTADOS DO ENSAIO INDERBITZEN ............................................................................... 114

4.3.6.1 AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE PELO NOMOGRAMA DE WISCHMEIER ............. 116

5. CONCLUSÕES........................................................................................................................................ 118

5.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS .................................................................................... 123

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................................ 124

APÊNDICE ........................................................................................................................................................ 130

APÊNDICE A- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREA DE RECONHECIMENTO NORTE E

SUL. ............................................................................................................................................................... 130

APÊNDICE B- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREAS DEGRADAS A ESTUDAR,

PONTOS T1, T2, T3, T4 E T5. ...................................................................................................................... 132

APÊNDICE C- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE COLETA DE AMOSTRAS ...................... 136

APÊNDICE D- TABELA DE INFORMAÇÃO ADICIONAL CALCULADO A PARTIR DA

CARACTERIZAÇÃO MECANICA COEFICIENTES DE CURVATURA, UNIFORMIDADE, D10, D30,

D60. ................................................................................................................................................................ 137

APÊNDICE E- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE ERODIBILIDADE POR

AVALIAÇÃO DO CRITERIO MCT. ........................................................................................................... 138

APÊNDICE F- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE FURO DE AGULHA. ......... 139

APÊNDICE G- GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO DO MATERIAL DESAGREGADO

IMERSÃO TOTAL. ....................................................................................................................................... 141

APÊNDICE H- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO INDERBITZEN. ....................... 143

APÊNDICE H1- CURVAS GRANULOMETRICAS DE SOLO ENSAIO INDERBITZEN ................ 144

APÊNDICE I- CURVAS GRANULOMETRICAS OBTIDAS MEDIANTE O GRANULOMETRO

LASER. .......................................................................................................................................................... 145

APÊNDICE J- DIFRATOGRAMAS DOS PONTOS T2, T3, T4, T5 T1-P CINZA E T1-P AMARELO. . 146

x

LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Quotas de fontes de Energia global no 2008 (Modificado IPCC, 2012)................................ 1

Figura 2.1 Esquema dos principais problemas ocasionados por depósitos de sedimentos em

Reservatórios. (Carvalho et al., 2000) ..................................................................................................... 5

Figura 2.2 Classificação de erosões segundo a interferência do homem (Modificado, Zachar, 1982). 13

Figura 2.3 Fatores Condicionante (Jesus, 2013) ................................................................................... 21

Figura 2.4 Classes de forma de relevo Valeriano,2008 apud (Guaselli et al., 2009) ............................ 21

Figura 2.5 Curvas de retenção de água para solos com várias texturas (Modificada- Gitirana Jr &

Fredlund, 2004). .................................................................................................................................... 32

Figura 2.6 Esquema de WP4C (Mascarenha, 2008) .............................................................................. 33

Figura 2.7 Esquema de ensaio de Furo de agulha (Modificada Sherard et al., 1976) ........................... 35

Figura 2.8 Fluxograma classificatório de solos quanto a sua dispersibilidade (Modificado ABNT 1998)

apud (Matheus, 2006) ............................................................................................................................ 36

Figura 2.9 Comportamento de solo erodível e não erodível (Santos & Camapum de Carvalho, 1998)

apud (Bastos, 2004) ............................................................................................................................... 37

Figura 2.10 Esquema do ensaio de sucção capilar (Storgatto et al., 2010) ........................................... 39

Figura 2,11 Curva de comportamento do ensaio de sucção capilar (Bastos, 2004) .............................. 39

Figura 2.12 Esquema do ensaio perda de massa por imersão (Storgatto et al., 2010) .......................... 39

Figura 2.13 Apresentação gráfica de Nogami &Villibor (Modificada-Nogami & Villibor, 1995)....... 40

Figura 2.14 Ábaco de erodibilidade (Vertamatti & Araújo, 1998 ......................................................... 41

Figura 2.15 Curva típica de perda de solo acumulada (Bastos, 2004) .................................................. 43

Figura 2.16 Nomograma de Wischmeier (1971) apud (Bastos, 2004) .................................................. 44

Figura 3.1 Áreas de Reconhecimento para visita de campo .................................................................. 47

Figura 3.2 Reconhecimento de área Norte, Margem direito, encosta convergente –convexa. .............. 48

Figura 3.3 Reconhecimento de área Norte, Margem direito, Movimento de massa ............................. 48

Figura 3.4 Reconhecimento de área Sul, Área de erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo. ............. 48

Figura 3.5 Reconhecimento de área Sul, área de grande extensão antrópizada. ................................... 48

Figura 3.6 Área delimitada de estudo, localização de pontos de estudo ............................................... 49

Figura 3.7 Amostradores e Balança utilizada para massa especifica em campo ................................... 50

Figura 3.8 Granulometro Laser Microtac S3500l .................................................................................. 51

Figura 3.9 Amostras durante o ensaio de sedimentação ........................................................................ 51

Figura 3.10 Amostra T2-P. Material separado por fração após ensaio com defloculante ..................... 52

Figura 3.11 Amostra T2-P. Material separado por fração após ensaio sem defloculante ..................... 52

Figura 3.12 Pentapicnometro ................................................................................................................ 53

Figura 3.13 Preparação fracção areia e silte .......................................................................................... 55

Figura 3.14 Lâminas de vidro escavadas ............................................................................................... 55

Figura 3.15 Colocação de amostras no processo de centrifugação. ...................................................... 55

Figura 3.16 Amostra após primeira centrifugação. ............................................................................... 55

Figura 3.17 Fracção argila já colocada em lâminas. ............................................................................. 55

Figura 3.18 Difratômetro RIGAKU-ULTMA IV ................................................................................. 55

Figura 3.19 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio Inderbitzen ..................... 56

Figura 3.20 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio desagregação ................. 56

Figura 3.21 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio furo de agulha ................ 56

Figura 3.22 Amostradores para coleta de amostras indeformadas do ensaio para avalição de

erodibilidade pelo critério MCT ............................................................................................................ 56

Figura 3.23 Material cor cinza em camada profunda ponto T1............................................................. 57

Figura 3.24. Material cor amarelo em camada profunda ponto T1 ....................................................... 57

Figura 3.25 Preparação de amostra para ensaio de MCT (exemplo geral). ........................................... 59

xi

Figura 3.26 Ensaio de Perda de Massa por Imersão. ............................................................................. 59

Figura 3.27 Ensaio de coeficiente de sucção capilar. ............................................................................ 59

Figura 3.28 Preparação de amostra a partir do solo excedente. ............................................................ 60

Figura 3.29 Psicrômetro WP4C ............................................................................................................. 60

Figura 3.30 Aparelho Inderbitzen ......................................................................................................... 63

Figura 3.31 Coletas de solo erodido durante ensaio Inderbitzen ........................................................... 63

Figura 4.1 Bacia de Batalha com ocorrência de erosões cadastradas Imagem Landsat 8 ..................... 64

Figura 4.2 Carta imagem de Tipo de Solo Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com

trabalho realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais. ..... 65

Figura 4.3 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha. ................................................ 65

Figura 4.4 b. Ocorrência de erosões vs Uso de solo na Bacia de Batalha ............................................. 66

Figura 4.5 b. Ocorrência de erosões vs Altitude na Bacia de Batalha não se observaram ocorrências de

erosões entre altitudes de 914-968 m. ................................................................................................... 67

Figura 4.6 b. Ocorrência de erosões vs Declividade na Bacia de Batalha............................................. 68

Figura 4.7 b. Ocorrência de erosões vs Densidade de drenagem na Bacia de Batalha. ........................ 69

Figura 4.8 b. Ocorrência de erosões vs Erodibilidade na Bacia de Batalha .......................................... 70

Figura 4.9 b. Ocorrência de erosões vs Erosividade na Bacia de Batalha ............................................. 71

Figura 4.10 b. Ocorrência de erosões vs Formas de Relevo na Bacia de Batalha ................................. 72

Figura 4.11 b. Ocorrência de erosões vs Geologia na Bacia de Batalha ............................................... 73

Figura 4.12 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha ............................................... 74

Figura 4.13 Ocorrência de erosões vs erosividade na bacia de Batalha ................................................ 75

Figura 4.14 Ocorrência de erosões vs formas de relevo na bacia de Batalha ........................................ 75

Figura 4.15 Ocorrência de erosões vs declividade na bacia de Batalha ................................................ 75

Figura 4.16 a. Área T1........................................................................................................................... 76

Figura 4.16 b. Área T1 .......................................................................................................................... 76

Figura 4.16 c. Área T1........................................................................................................................... 76

Figura 4.17 a. Área T2........................................................................................................................... 77

Figura 4.17 b. Área T2 .......................................................................................................................... 77

Figura 4.17 c. Área T2........................................................................................................................... 77

Figura 4.18 a. Área T3........................................................................................................................... 78

Figura 4.18 b. Área T3 .......................................................................................................................... 78

Figura 4.18 c. Área T3........................................................................................................................... 78

Figura 4.19 a. Área T4........................................................................................................................... 79

Figura 4.19 b. Área T4 .......................................................................................................................... 79

Figura 4.19 c. Área T4........................................................................................................................... 79

Figura 4.20 a. Área T5........................................................................................................................... 80

Figura 4.20 b. Área T5 .......................................................................................................................... 80

Figura 4.20 c. Área T5........................................................................................................................... 80

Figura 4.21 a Relação de umidade higroscópica vs densidade real ....................................................... 82

Figura 4.21 b Relação de umidade higroscópica vs índice de vazios .................................................... 82

Figura 4.22 Tendência da plasticidade de acordo o aumento da profundidade em áreas de estudo...... 83

Figura 4.23 Granulometria dos solos da erosão T1 com e sem defloculante ........................................ 85





Figura 4.28 Difratograma da erosão T1-S. ............................................................................................ 88

Figura 4.29 Difratograma da erosão T1-P ............................................................................................. 89

xii

Figura 4.30 Curva característica da amostra T1 .................................................................................... 99

Figura 4.31. Curva característica da amostra T2 ................................................................................. 100

Figura 4.32 Curva característica da amostra T3 .................................................................................. 101

Figura 4.33. Curva característica da amostra T4 ................................................................................. 102

Figura 4.34 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T1 saturado ................ 103

Figura 4.35 Gráfico de comportamento de vazão vs. carga hidráulica erosão T1 sem saturação ....... 103







Figura 4.42 Gráfico de tendência. Condutividade hidráulica T1 ........................................................ 105




Figura 4.46. Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T1 .................................... 106

Figura 4.47. Gráfico comportamento da umidade ao longo perfil da erosão T1 ................................. 106

Figura 4.48. Gráfico comportamento da condutividade hidráulica ao longo perfil da erosão T1 ....... 106

Figura 4.49. Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T2 .................................... 106



Figura 4.52 Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T3 ..................................... 107



Figura 4.55 Gráfico comportamento da sucção ao longo perfil da erosão T4 ..................................... 107

Figura 4.56 Gráfico comportamento da umidade ao longo perfil da erosão T4 .................................. 107

Figura 4.57 Gráfico comportamento da condutividade hidráulica ao longo perfil da erosão T4 ........ 107

Figura 4.58: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T1 condição natural .............. 109

Figura 4.59: Curva para determinação de coeficiente de sorção ponto T1 condição seca .................. 109







Figura 4.66 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural ........................................ 111

Figura 4.67 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural ........................................ 111

Figura 4.68 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas ....................... 112

Figura 4.69 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas ....................... 112

Figura 4.70 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural (Vertamatti e Araújo) .... 113

Figura 4.71 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas (Vertamatti e

Araújo) ................................................................................................................................................ 113

Figura 4.72 Gráfico da espessura vs. tempo condição natural ensaio Inderbitzen camadas superficiais

T1, T2 e T3 .......................................................................................................................................... 114

Figura 4.73 Gráfico da espessura vs. tempo condição embebida ensaio Inderbitzen camadas

superficiais T1, T2 e T3 ...................................................................................................................... 115

xiii

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, Margem direita, Forma de relevo convergente convexo.

............................................................................................................................................................. 130

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, borda com material predominante Filito. .................. 130

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, Margem esquerda, pivô central. ................................ 130

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem esquerda, movimento de massa perto de ponto

T2. ....................................................................................................................................................... 130

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem esquerda, área de reserva. ............................ 130

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem direita, bordas com líneas de drenagem bem

definidas. ............................................................................................................................................. 130

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo. ..... 131

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Tipo de solo Cambissolo originado do filito, material não

consolidado cor rosa intercalado com material amarelo ..................................................................... 131

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de erosões alagada, área com trabalhos de contenção.

............................................................................................................................................................. 131

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área de grande extensão antropogenizada perto do ponto

T5. ....................................................................................................................................................... 131

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área ainda não influenciada por enchimento de

reservatório ponto T5. ......................................................................................................................... 131

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área consistente de formações de ravinas e sulcos. ....... 131

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 ........................................................................................... 132



Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T1 ........................................................................... 132


Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2, perfil exposto. .................................................................. 132

Apêndice B-: Cabeça Processo Erosivo Ponto T2. ............................................................................. 133

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 indícios de processos de erosão interna (piping). ............. 133

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 vista de presença de descontinuidades .............................. 133

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 descontinuidades observadas em campo se manifestando em

pequeno bloco coletado ....................................................................................................................... 133

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 vista desde a margem do Rio. ........................................... 133

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 entrando para a coleta da amostra. .................................... 133

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3, vista da extensão linear. ................................................... 134

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 perfil exposto a profundidade. .......................................... 134

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. .......................................................................................... 134

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. .......................................................................................... 134

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4 com trabalho de contenção realizada. ............................... 134

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito Roxo e amarelo ........................................ 135

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito amarelo também podendo ser encontrado na

superfície. ............................................................................................................................................ 135

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito Roxo com presença de descontinuidades

preenchidas. ......................................................................................................................................... 135

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito roxo com presença de descontinuidades

preenchidas. ......................................................................................................................................... 135

Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T5 ........................................................................... 135

Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T5. .......................................................................... 135

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T1 Coleta com amostrador para ensaio Inderbitzen. .............. 136

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4. Coleta com amostrador para ensaio de desagregação. ..... 136

xiv

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 Coleta com amostrador para ensaio de erodibilidade por

critério MCT. ....................................................................................................................................... 136

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta com amostrador para ensaio de furo de agulha .... 136

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de pequeno bloco indeformado a profundidade. .... 136

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta de pequeno bloco indeformado observasse material

amarelo intercalado. ............................................................................................................................ 136

Apêndice E-: Materiais usados para ensaio de sucção Capilar ........................................................... 138

Apêndice E-: Ensaio sucção capilar ponto T1-S evidenciando absorção da água na superfície. ........ 138

Apêndice E-: Preparação de corpo de prova em amostrador ponto T2-P ........................................... 138

Apêndice E-: Preparação da amostra ponto T2-P. ............................................................................... 138

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade natural dos pontos T1-S e T2-S ............................ 138

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade natural do ponto T2-P. .......................................... 138

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com secagem 72 hrs dos pontos T1-P, T3-P e T4-P ................ 138

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com secagem 72 hrs dos pontos T1-P. ..................................... 138

Apêndice F-: Materiais usados no ensaio de furo de agulha (2 kits) ................................................... 139

Apêndice F-: Colocação de guia para agulha durante a montagem do corpo de prova. ...................... 139

Apêndice F-: Colocação da malha 2 na montagem do corpo de prova ............................................... 139

Apêndice F-: Colocação de areia no extremo de entrada de fluxo. ..................................................... 139

Apêndice F-: Montagem de roscas e parafusos. .................................................................................. 139

Apêndice F-: Montagem do corpo de prova completo. ....................................................................... 139

Apêndice F-: Montagem final do aparelho pronto para o ensaio. ....................................................... 140

Apêndice F-: Corpo de prova ponto T1-P início do ensaio. ................................................................ 140

Apêndice F-: Coleta de água vazada no início do ensaio ponto T1-P ................................................. 140

Apêndice F-: Coleta de água vazada no final da carga hidráulica. ...................................................... 140

Apêndice F-: Corpo de prova no final do ensaio após etapa de descarga hidráulica.T1-P ................. 140

Apêndice F-: Corpo de prova no tubo de acrílico observa-se colapso e socavação do corpo de prova

ponto T1-P. .......................................................................................................................................... 140

Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T1-S ......................................................... 141

Apêndice G-: Curva granulométrica de solo desagregado T1-P ......................................................... 141







Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova do ponto T1-P ensaio Desagregação Imersão

total ...................................................................................................................................................... 142

Apêndice G-: Extração do Corpo de prova T1-P. observa-se a presença do material amarelo e cinza

ensaio Desagregação Imersão total. .................................................................................................... 142


total ...................................................................................................................................................... 142

Apêndice G-: Corpo de prova T2-P. observa-se a presença do material amarelo e cinza ensaio

Desagregação Imersão total. ................................................................................................................ 142


total ...................................................................................................................................................... 142

Apêndice G-: Extração do Corpo de prova T4-P. observa-se a presença do material roxo laminar

incrustrado ensaio Desagregação Imersão total. ................................................................................. 142

Apêndice H-: Corpo de prova pronto para ser colocado no aparelho Inderbitzen .............................. 143

xv

Apêndice H-: Proteção da amostra com membrana para proteger de qualquer desprendimento prévio a

estabilização do fluxo na rampa. ......................................................................................................... 143

Apêndice H-: Umedecimento da superfície da rampa para facilitar o direcionamento no fluxo no início

do ensaio. ............................................................................................................................................. 143

Apêndice H-: Rotâmetro com vazão proposta estabilizada durante o ensaio. ..................................... 143

Apêndice H-: Coleta de solo erodido nas peneiras. No. 40, 100, 200 e recipiente para coleta de

passante de peneira. No. 200 ............................................................................................................... 143

Apêndice H-: Coleta de solo transferida em cápsulas para depois colocar a secagem em estufa. ...... 143

Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição w nat T1-S ............................................ 144

Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen condição embebida T1-S ..................................... 144





Apêndice I-: Granulometria da erosão T1 em condições de umidade natural e seca ao ar ................. 145

Apêndice I-: Granulometria da erosão T2 em condições de umidade natural e seca ao ar. ................ 145


Apêndice I-: Granulometria da erosão T4 em condições de umidade natural e seca ao ar. ................ 145


Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-S. ........................................................................................ 146

Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-P ......................................................................................... 146







Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Integral ................................................ 150

Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Acumulada .......................................... 150

Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Integral ............................................ 151

Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Acumulada ...................................... 151

xvi

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Alguns reservatórios parcial ou totalmente assoreados no Brasil, Fonte: (Carvalho 1994 e

1998) encontrado em (Modificado, Carvalho et al., 2000). .................................................................... 6

Tabela 2.2 Principais tipos de causa de degradação do solo no Brasil, (Modificado-Zuquette et al.,

2004)...................................................................................................................................................... 11

Tabela 2.3 Classificação de erosão por agentes erosivos (Modificado- Camapum de Carvalho et al.,

2006)...................................................................................................................................................... 15

Tabela 2.4 Classificação das erosões exomórficas e criptomórficas (Modificado- Zachar, 1982). ..... 17

Tabela 2.5 Área ocupada pelas categorias de uso do solo e cobertura vegetal na bacia hidrográfica do

Rio São Marcos (Modificado- Florêncio et al., 2009) [sic.].................................................................. 27

Tabela 2.6 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais (Scapin, 2003) .............. 31

Tabela 2.7 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais em lâminas normais,

orientadas glicoladas e aquecidas (Scapin, 2003) ................................................................................. 31

Tabela 3.1. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa II . 50

Tabela 3.2. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa III 58

Tabela 4.1 Resumo dos resultados da caracterização geotécnica das amostras .................................... 81

Tabela 4.2 Resultados do gradiente da curva de fluidez das amostras .................................................. 83

Tabela 4.3 Fracções Granulométrica segundo a ABNT e classificação unificada dos solos em amostras

estudadas. .............................................................................................................................................. 87

Tabela 4.4 Resumo de avaliação qualitativo numérica dos minerais presentes nos pontos de estudo .. 90

Tabela 4.5 Resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo. ..................................... 92

Tabela 4.6 Continuação resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo ................... 92

Tabela 4.7 Resumo de caracterização mineralogica T1-P cinza e Amarelo.......................................... 92

Tabela 4.8 Índices físicos iniciais para ensaios de Desagregação Imersão Total e Imersão Parcial ..... 93

Tabela 4.9 Ensaio de desagregação imersão total T1 ............................................................................ 93

Tabela 4.10 Ensaio de desagregação imersão parcial T1. ..................................................................... 94

Tabela 4.11 Ensaio de desagregação imersão total T2 .......................................................................... 94





Tabela 4.16 Ensaio de desagregação imersão parcial............................................................................ 97

Tabela 4.17 Resumo de ensaio de desagregação imersão parcial ......................................................... 98

Tabela 4.18 Índices físicos iniciais para ensaio de Curva de Retenção ................................................ 99

Tabela 4.19 Índices físicos iniciais para ensaio de Furo de Agulha .................................................... 102

Tabela 4.20 Índices físicos iniciais para ensaio de perda de massa por imersão e sucção capilar ...... 108

Tabela 4.21 Resultados da avaliação de Erodibilidade MCT .............................................................. 110

Tabela 4.21 Índices físicos iniciais para ensaio de Inderbitzen ........................................................... 114

Tabela 4.22 Avaliação de taxa de erodibilidade condição natural ...................................................... 116

Tabela 4.23 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição embebida ............................................. 116

Tabela 4.24 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição w nat .................................................... 117

Apêndice D-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de pequeno bloco indeformado a profundidade ..... 137

xvii

LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIMBOLOS

% Porcentagem

√𝑡 Raiz do tempo

ϴ Ângulos de incidência, umidade volumétrica

ϴ’ Ângulos de reflexão

λ Comprimento de onda

ρ Massa especifica

ρd Massa especifica aparente seca

τh Tensão cisalhante hidráulica

Ψ Sucção total

a Área de secção transversal

𝐴 Índice de Atividade de Skempton

Å Angström

º Grau

ºC Celsius

Cc Coeficiente de curvatura

cm Centímetros

cm² Centímetro quadrado

cm3 Centímetro cubico

CU Coeficiente de não-uniformidade

d Distância interplanar

d´ Coeficiente d de ensaio MCT

D Diâmetro efetivo dos grãos

DR Densidade relativa

𝑒 Índice de vazios

e’ Coeficiente e de ensaio MCT

et.al E outros

𝐸 Coeficiente de erodibilidade ensaio de erodibilidade pelo critério

MCT

g Gramas

Gs Specific Gravity ou Peso especifico relativo

h Horas

i Gradiente hidráulico

k Coeficiente de permeabilidade

K Fator de erodibilidade, Taxa de erodibilidade

kg Quilograma

km Quilometro

m Metro

min Minutos

MJ Mega Joule

mm Milímetros

MPa Mega Pascal

𝑛 Porosidade

N Newton

N Número de golpes ensaio de limites de liquidez

xviii

rpm Revoluções por minuto

s Coeficiente de sorção

t Tonelada

w Teor de Umidade, umidade gravimétrica

wL Limite de Liquidez

wN Teor de umidade correspondente a N golpes ensaios limite de

liquidez

wP Limite de Plasticidade

ACESITA Agora Aperam South América

AID Área de Influência Direta

ANA Agencia Nacional do Água

APP Área de Preservação Permanente

Apud Junto a, perto de, em

ASTM American Society for Testing and Materials

ATG Análise Termogravimétrico

ATD Análise Termodiferencial

CEMAR Companhia Energética do Maranhão

CEMIG Companhia Energética de Minas Gerais

CERJ Companhia de Eletricidade do Estado do Rio de Janeiro

CESP Companhia de Eletricidade do Estado do São Paulo

CFLCL Companhia Força e Luz Cataguazes Leopoldin

CHESF Companhia Hidrelétrica do São Francisco

Consiliu Consultoria em meio ambiente e estruturação

CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

CVI Câmara de Valores Imobiliários

CXbd CAMBISSOLO HÁPLICO Tb Distrófico

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNOS Departamento Nacional de Obras e Saneamento

DRX Difratometria de Raios X

EA Equatorial Atlântico

EC Equatorial Continental Amazônico

EIA Estudo de Impacto Ambiental

EJ Exa Joule

ESCELSA Espírito Santo Centrais Elétricas S. A

FPA Frente Polar Atlântica

IC Índice de Consistência

ICDD International Centre for Diffraction Data

ICF International Inner City Fund

IG Instituto de Geociencias

IP Índice de Plasticidade

IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change

IPR Instituto de Pesquisas Rodoviárias

𝐿𝐿 ou IL Índice de Liquidez

LNEC Laboratório Nacional de Engenharia Civil (Portugal)

LVAd LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico

LVd LATOSSOLO VERMELHO Distrófico

xix

MCT Miniatura de Compactação para solos Tropicais

MCT-M MCT Modificado

MEV Microscopia eletrônica de varredura

MOLPP Microscopia ótica de luz polarizada plana

MS Espectroscopia de Mössbauer

N/A Não aplica

NBR (ABNT) Norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas

NE North East

NOVACAP Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil

NP Não Plástico

NW North West

P Profundidade

Pa Pascal

PA Polar Atlântico

PCE Projetos e Consultorias de Engenharia Ltda.,

pH Potencial Hidrogeniônico

pi Erodibilidade especifica

PVC Policloreto de polivinila

Q Vazão

RIGAKU-ULTMA IV X-ray diffractometer

S Superficial

S Seção do tubo horizontal ensaio Infiltrabilidade

sic. Literal "assim"

SIG Sistema de Informação Geográfica

sin𝜃 Seno de ângulo de incidência

Sr Grau de Saturação

SUDECAP Superintendência de Desenvolvimento da Capital (Belo

Horizonte)

SWCC Curva característica umidade-sucção do solo

SWRC Curva de retenção de água

TA Tropical Atlântico

tanβ Relação da inclinação da curva de fluidez

TC Sistema Tropical Continental

UHE Usina Hidrelétrica

USLE Universal Soil Loss Equation

UTM Universal Transversa de Mercator

V Volume

WP4C Water Potential Meter

wL Limite de liquidez

wP Limite de plasticidade

YR Yellish Red

vs versus

1

1. INTRODUÇÃO

1.1 APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA

Hoje em dia, é possível perceber o desenvolvimento de uma sociedade por meio da facilidade

que esta tem para satisfazer as necessidades básicas de seus habitantes. Os serviços de energia

são considerados de muita importância para o aperfeiçoamento da qualidade de vida do ser

humano ajudando a melhorar a comunicação, o transporte, a saúde e praticamente todas as

atividades humanas.

Devido à revolução industrial do século XVIII que trouxe o incremento das emissões de gases

do efeito de estufa e com ele o aquecimento global, almejam-se serviços de energia

economicamente sustentáveis e que apresentem baixo impacto ambiental. As fontes de energia

renováveis têm um papel na prestação de serviços de energia de forma sustentável e, em

particular, na mitigação das mudanças climáticas (IPCC, 2012).

Segundo o Intergovernmental Panel on Climate Change- IPCC (2012) no ano de 2008 as fontes

de energias renováveis representavam 12,9% das 492 EJ (Exa Joule = Joules) da oferta total

de energia primária no mundo, sendo deste total 2,3% de energia hidrelétrica. A energia

hidrelétrica consiste praticamente no aproveitamento do percurso da água de um nível alto a

um nível mais baixo. Para a geração deste tipo de energia podem-se construir usinas

hidrelétricas, que poderão gerar certa quantidade de energia hidrelétrica dependendo do

potencial hidrológico. A Figura. 1.1, apresenta as quotas das fontes de energia a nível global,

comprovando o que foi comentado anteriormente.

Figura 1.1 Quotas de fontes de Energia global no 2008 (Modificado IPCC, 2012)

2

No entanto, as usinas hidrelétricas trazem benefícios importantes as comunidades, quando essas

são hidrelétricas de armazenamento “storage hydropower” ou hidrelétricas de armazenamento

e bombeamento “Storage – Pumped Hydropower”, requerem da construção de um reservatório

minimizar a dependência do fluxo do rio. Desta forma, podem ter diversos usos, entre eles, água

para o consumo humano, resultando assim um melhor aproveitando deste recurso hídrico.

A criação de um reservatório implica no desenvolvimento de impactos ambientais que, apesar

de não incluir emissões de gás de efeito estufa esse, também pode trazer consequências, iguais

ou menores. Uma das principais consequências causadas é a mudança drástica no fluxo do rio,

que passa a ter um estado passivo diferente e não natural, provocando danos nos solos da bacia

do rio onde se instalou a barragem. Além disso, pode provocar eventualmente incrementos

acelerados de sedimentos no reservatório que prejudicarão no futuro a eficiência das turbinas e

consequentemente na geração de energia hidrelétrica.

Em relação ao aspecto sedimentológico, as barragens geram uma redução das velocidades da

corrente provocando a deposição gradual dos sedimentos carreados pelo curso d’água,

ocasionando o assoreamento do reservatório e a diminuição dos depósitos de sedimentos a

jusante. O Brasil já possui muitos reservatórios totalmente ou mesmo parcialmente assoreados.

O assoreamento visível normalmente é a menor parte do depósito, podendo-se dizer que é a

ponta do iceberg (Carvalho et al., 2000).

Os sedimentos que ocasionam esses assoreamentos são provenientes de áreas de drenagem ou

também de toda a bacia hidrográfica, e a quantidade destes dependem do processo erosivo que

ocorre junto ao escoamento de água da chuva e das características do transporte que carregam

esses sedimentos dentro do curso da água. (Carvalho et al., 2000)

Sendo os processos erosivos um dos principais causadores do assoreamento dos reservatórios

e da perda da produtividade do solo da bacia, procura-se com esta pesquisa estudar os processos

de erosões nas margens de um reservatório (Reservatório da UHE Batalha), localizado na divisa

dos estados de Goiás e Minas Gerais, na bacia do Rio São Marcos.

3

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVO GERAL

A presente dissertação tem como objetivo geral fazer um diagnóstico dos processos erosivos

que ocorrem nas margens do Reservatório da Usina Hidrelétrica de Batalha na bacia do rio São

Marcos que permita entender o comportamento da degradação do solo nesta região.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Têm-se como objetivos específicos os seguintes:

•. Cadastrar processos erosivos nas margens do reservatório de Batalha;

•. Definir as características geotécnicas: físicas - mecânicas e hidráulicas dos solos que integram

nos processos erosivos nas margens do reservatório;

•. Avaliar o comportamento geotécnico do solo presente nos processos erosivos nas margens

do reservatório;

1.3 ESCOPO DA DISSERTAÇÃO

Esta dissertação está estruturada em cinco capítulos. O Capítulo I contém a temática de estudo

ao nível global, a relevância da pesquisa e os objetivos gerais e específicos almejados da

dissertação.

O Capítulo II apresenta a revisão bibliográfica dos diferentes tópicos começando por conceitos

básicos dos processos erosivos e a sua integração no contexto de assoreamento de reservatório

assim bem como um estudo dos fundamentos teóricos e de fatores que interferem no seu

desenvolvimento. Este capítulo também abrange a descrição do meio físico da bacia de Batalha,

onde foi realizado o estudo. O Capítulo III abrange uma descrição das metodologias e materiais

utilizados nesta pesquisa, sendo dividida em três etapas a primeira contendo um analise espacial

das erosões realizado em escritório, a segunda realizada em campo e a terceira realizada em

laboratório.

O Capítulo IV apresenta os resultados das análises e ensaios desenvolvidos para a elaboração

desta dissertação, obtidos por meio das etapas descritas no Capítulo III. O Capítulo V, sendo o

capítulo de maior interesse, apresenta as conclusões gerais obtidas da pesquisa junto com as

sugestões para futuras pesquisas. Por último, apresentam-se os apêndices contendo informação

complementária dos análises e resultados.

4

2. REVISÃO DA LITERATURA

O capítulo a seguir apresenta uma revisão bibliográfica de trabalhos realizados para o estudo

de processos que permitiram compreender a importância e a influência que estes podem ter em

ambientes de áreas de reservatórios. Também, apresenta algumas formas de investigação de

interesse nesta pesquisa, que utilizadas no entendimento e diagnóstico de processos erosivos.

2.1 IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS EM MARGENS

DE RESERVATORIOS.

Segundo Carvalho (2001) apud Macedo ( 2009) a remoção, transporte e deposição de partículas

solidas, orgânicas e inorgânicas são os principais constituintes dos processos erosivos, os quais

têm influência nos processos sedimentológicos, quando acionados por agentes dinâmicos,

eventos naturais causadores de movimentos de massas naturais e atividades humanas. Alguns

agentes dinâmicos naturais são: a água, o vento, a gravidade, e os organismos vivos e exemplos

de atividades humanas tais como; construção de estradas, atividades agrícolas, desmatamento

e a mais importante para o estudo desta pesquisa modificação do regime do fluxo de água.

No momento em que um corpo hídrico é modificado por atividade humana como a construção

de uma usina hidrelétrica, existe um aumento na deposição de sedimentos já que existe um

aumento de seção transversal e uma diminuição de velocidade do corpo hídrico ao fluxo entrar

na área do reservatório criado. É assim que começam os problemas do processo de

assoreamento causando diversos tipos de deposição de sedimentos que ocasionaram diversos

problemas nos reservatórios (Carvalho et al., 2000)

Os depósitos de sedimentos ocasionados podem ser de remanso, que são aqueles observados a

montante, os deltas; que são aqueles depósitos de sedimentos grossos formados dentro do

reservatório, e os depósitos de leito que se formam dentro da área do reservatório com

sedimentos finos. As enchentes ocasionaram depósitos de planície ou inundação formados de

sedimento grosso e fino. Cada um destes depósitos ocasionará diferentes impactos dentro da

área do reservatório tais como: enchentes a montante, redução da capacidade de

armazenamento, abrações nas estruturas da barragem etc. (Carvalho et al., 2000).

A Figura. 2.1 apresenta um esquema de problemas em reservatórios ocasionados por diferentes

deposições de sedimentos.

5

Figura 2.1 Esquema dos principais problemas ocasionados por depósitos de sedimentos em Reservatórios.

(Carvalho et al., 2000)

Segundo o estudo realizado pelo Banco Mundial (Mahmood, 1987) o tempo de assoreamento

de um reservatório varia segundo o desenho e a magnitude da descarga dos sedimentos

enquanto a vida útil decresce de 100 anos para 22 anos. E sendo a perda do volume dos

reservatórios devido à deposição de sedimento de 1% em média anual, variando de um país

para o outro. No Brasil segundo um estudo realizado pela Eletrobrás citado em Carvalho et al.

(2000) a perda anual de capacidade de armazenamento de reservatórios é de 0.5%.

Na introdução deste trabalho comentou-se que dos 12,9% oferta de energia renovável gerada

no mundo 2,3% pertence à energia hidrelétrica. No Brasil segundo Carvalho et al. (2000) 90%

da sua matriz de energia elétrica é composta por fontes hídricas. Dessa matriz sabe-se que

existem muitos reservatórios total ou parcialmente assoreados. Mas, não se conhecem com

certeza a situação atual de todos devido à falta de divulgação e levantamentos sistemáticos. A

seguir se apresenta a Tabela. 2.1 com a lista de reservatórios parcial ou totalmente assoreados

no Brasil.

6

Tabela 2.1 Alguns reservatórios parcial ou totalmente assoreados no Brasil, (Modificado, Carvalho et al., 2000).

Esta Tabela 2.1 apresenta apenas uns poucos reservatórios assoreados mesmo assim pode-se

perceber que a problemática é grande. Segundo Guerra (1995), citado por Villalobos (2007) o

processo de assoreamento de uma bacia hidrográfica está intimamente ligado aos processos

erosivos, os quais geram desagregação de partículas que são arrastradas por corpos hídricos que

ao não ter energia suficiente para transportar o material (dado a redução de velocidade causada

pelo reservatório) são depositados nos diversos tipos de sedimentos comentados previamente.

Aproveitamento Curso d'água Proprietário Tipo

Itapecuruzinho Itapecuruzinho CEMAR UHE, 1,0 MW

Limoeiro Capibaribe DNOS Controle de cheias

Rio de Pedras Velhas CEMIG UHE, 10 MW

Paraúna Paraúna CEMIG UHE, 30 MW

Pandeiros Pandeiros CEMIG UHE, 4,2 MW

Acabamundo Acabamundo DNOS Controle de cheias

Arrudas Arrudas DNOS Controle de cheias

Pampulha Pampulha SUDECAP Controle de cheias

Funil Contas CHESF UHE, 30 MW

Pedras Contas CHESF UHE, 23 MW

Candengo Una, BA CVI UHE, -

Peti Santa Bárbara CEMIG UHE, 9,4 MW

Brecha Piranga ASCAN UHE, 25 MW

Piracicaba Piracicaba B.-MINEIRA UHE, -

Sá Carvalho Piracicaba ACESITA UHE, 50 MW

Dona Rita Tanque - UHE, 2,41 MW

Madeira Lavrada Santo Antônio CEMIG Armazenamento

Guanhães Guanhães CEMIG Armazenamento

Tronqueiras Tronqueiras - UHE, 7,87 MW

Bretas Suaçuí Pequeno - -

Sinceridade Manhuaçu CFLCL UHE,1,416 MW

Mascarenhas Doce ESCELSA UHE, 120 MW

Areal Areal CERJ UHE, -

Paraitinga Paraitinga CESP UHE, 85 MW

Ituerê Pombas CFLCL UHE, 4,0 MW

Funil Paraíba do Sul FURNAS UHE, 216 MW

Jaguari Jaguari CESP UHE, 27,6 MW

Una Una, SP PM Taubaté Abastec. D’água

Pirapora Tietê - -

Caconde Pardo CESP UHE, 80,4 MW

Euclides da Cunha Pardo CESP UHE, 108,8 MW

Americana Atibaia CPFL UHE, 34 MW

Jurumirim Paranapanema CESP UHE, 22 MW

Bacia do Tocantins

Bacias do Atlântico Norte

Bacia do São Francisco

Bacias do Atlântico/Leste

Bacia do Paraná

7

Os processos erosivos que mais influenciam no assoreamento de um reservatório são aqueles

que se localizam nas margens dos reservatórios, que podem ser; processos erosivos geológicos

da área da bacia que foram evoluídos devido ao enchimento do recente reservatório ou

processos erosivos que foram formados devido ao desequilíbrio de forças atuantes entre os

diversos fatores da zona, tais como tipo e uso do solo, cobertura vegetal, geomorfologia ao

enchimento do reservatório que provocam instabilidade nas encostas.

Azevedo & Duarte (2013) no estudo realizado no reservatório da UHE Sergio Motta sobre

alternativas de controle de erosões, confirmam que, a criação de um reservatório de barragem

promove profundas modificações em seu entorno, das quais as que mais interessam para o

estudo de erosões das margens são aquelas decorrentes da interação entre a água do reservatório

e os maciços, terrosos e/ou rochosos que o contém. Destas, destacam-se a elevação do lençol

freático e a atuação de ondas geradas no reservatório e que podem atuar continuamente,

provocando a erosão das margens e o subsequente transporte dos sedimentos para o interior do

reservatório.

Os autores em seu trabalho expõem que o comportamento das margens dos reservatórios é

produto da inter-relação entre diversos fatores, os quais determinam o tipo de processo erosivo

que irá se manifestar bem como a sua evolução. Estes fatores podem ser classificados como

fatores intrínsecos e extrínsecos aos maciços rochosos e/ou terrosos presentes. Além desses,

outras variáveis também podem potencializar o problema de erosão de margens de

reservatórios.

Segundo Azevedo & Duarte (2013) dentre os fatores intrínsecos, as características e

propriedades geológicas, geotécnicas, hidráulicas e estruturais dos maciços, as formas de

relevo, a declividade das margens e a posição relativa do nível d’água subterrânea no talude da

encosta são os que devem ser destacados.

Os fatores extrínsecos mais importantes que irão condicionar o comportamento das margens

estão associados à magnitude das ondas no reservatório, geradas tanto pela atuação dos ventos

como pela passagem de embarcações e a posição relativa do nível d’água do reservatório na

superfície do talude. Outro fator que pode potencializar os processos erosivos refere-se ao uso

e ocupação no entorno dos mesmos, pois a ocupação das margens do reservatório é intensificada

devido exatamente à sua formação e pode induzir outros processos erosivos, mais

especificamente, ravinas e voçorocas.

8

2.1.1 CASOS DE MONITORAMENTO DE EROSÕES EM USINAS

HIDRELÉTRICAS

Segundo Carvalho et al. (2000) a avaliação dos estudos sedimentológicos tem que começar com

o planejamento e estudo de viabilidade de um aproveitamento hidrelétrico. Alguns dos estudos

que se devem realizar nesta primeira etapa são: levantamento das condições de erosão da bacia

(uso do solo, desmatamentos etc.); levantamento de postos sedimentométricos existentes ou

desativados; estudos existentes sobre o tema para a bacia; coleta de dados hidrológicos e

sedimentológicos necessários (série de vazões, descarga sólida, granulometria do sedimento em

suspensão e do leito e outros).

No estudo de viabilidade é realizado também um estudo de impacto ambiental. Parte do trabalho

nesse estudo é cadastrar pontos suscetíveis a erosão que possam potencialmente evoluir com o

funcionamento do novo barramento. É por isso que após de ser construída a barragem se deve

realizar monitoramento desse trabalho de cadastro. Na etapa do monitoramento é importante

realizar uma delimitação da área onde se dará seguimento da possível evolução das erosões

cadastradas. Erosões que se acreditam serão influenciadas pelas novas áreas inundadas pelo

enchimento do reservatório.

Consiliu (2008) realizou um monitoramento de processos erosivos seguindo o cadastro

proposto no estudo de impacto ambiental do reservatório da UHE Foz do Rio Claro a

metodologia para a avaliação da influência de processos erosivos do aproveitamento da bacia

consistiu no seguinte; primeiro, do estudo de impacto ambiental onde se tinha um cadastro

inicial de erosões, em uma área dentro da faixa de 100 m constituíram um cadastro básico, onde

foram utilizadas fichas de registro, para descrever as caraterísticas principais encontradas nas

áreas que foram inicialmente assinaladas. Depois, foi realizado uma avaliação dos eventos que

poderiam estar causando a evolução destes processos, e monitoraram durante um ano, para após

realizar uma proposta de implantação de procedimentos para a reabilitação ou controle dessas

áreas.

No reservatório de UHE Jirau a ICF International (2011) seguiu um controle das erosões

cadastradas no estudo de impacto ambiental. Para a delimitação da área basearam-se em estudos

anteriores de previsão de comportamento do reservatório em temporada de operação, onde, por

exemplo, estabeleceu-se que áreas importantes de estudos eram aquelas que teriam efeitos de

remanso por deplecionamento e áreas de preservação permanente APP.

9

Com informações secundarias tais como; cartas de geologia, topografia, declividade, potencial

erosivo e mediante ferramentas SIG conseguiram delimitar a área para monitoramento de

pontos propensos a encostas e taludes instáveis.

No caso do reservatório UHE San Antônio avaliado por Santo Antônio Energia S.A. & PCE

Projetos e Consultorias de Engenharia (2012) em que se fez um trabalho de evolução dos

trechos com margens erodidas a área foi delimitada a partir da seleção de pontos cadastrados

em visitas de campo, com base nesse cadastro foram selecionados aqueles que apresentavam

características de evolução futura sendo descartados aqueles que já tenham sido controlados.

2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS

A seguir se apresentam conceitos básicos de processos erosivos, assim como também, os fatores

que influenciam a sua evolução em geral. Além disso, nesta seção se faz também uma breve

revisão bibliográfica do meio físico da Bacia de Batalha, área onde a pesquisa foi realizada.

2.2.1 DEGRADAÇÃO DO SOLO E DEFINICÃO DOS PROCESSOS EROSIVOS

Segundo Das (1999) o solo é constituído por grãos de minerais de agregados não cimentados e

matéria orgânica decomposta, com espaços de vazios entre partículas sólidas que podem ser

ocupadas por líquido e gás.

A formação do solo é um processo de degradação das rochas mediante o processo natural de

intemperismo ou seja o solo é formado dada a fratura e rotura de vários tipos de rochas por

processos químicos e mecânicos que passam a ter um tamanho menor (DAS, 1999).

Diversos autores têm pesquisado sobre a formação do solo. Bennet (1955) diz que o solo se

forma rapidamente em áreas que são de pouca profundidade, sugere que 2-3 cm de solo formado

por uma rocha matriz sob condições favoráveis, boa cobertura vegetal e proteção do solo,

demora de 200 a 1000 anos para se formar.

Kohnke e Bertrand (1959) afirmaram que em geral as taxas de formação de coberturas do solo

encontradas em áreas superficiais eram mais rápidas que aquelas que se encontravam em áreas

mais profundas.

10

Explicam que após ser atingido uma determinada profundidade (e dependendo das condições

naturais) o crescimento do solo sob condições de intemperismo se estabiliza. E destacam que

na maior parte dos casos de 20 cm a 30 cm de solo mostram formação devido a que a influência

das mudanças no microclima é grandemente atenuada a essa profundidade.

Eles detalharam que uma camada de 90 cm de espessura de solo havia sido formada em 16.000

anos, em ambiente temperado, sobre depósitos de moraina (depósitos glaciais); 5 cm de camada

de solo sobre material manipulado por ação humana tenha desenvolvido após de 100 anos; e

17,5- 25,0 cm de perfil de solo se desenvolveu sobre dunas de areia em 100 anos, após de sua

fixação.

Barshad (1959) então destaca que a argila é dos constituintes de detritos mais importantes

formados durante o intemperismo no solo. Esta se forma rapidamente nas camadas superiores

(2-10 cm de camada superior) e estima que por ano para cada 100 g de formação do material

de rocha matriz pode ter 0,00001 a 0,002g de argila, em caso de que o intemperismo aconteça

numa camada de solo de 1mm de espessura se forma uma média de 350kg de argila (por ano).

Confirmando assim o descrito por Kohnke e Bertrand (1959). Na sua vez Kukal (1964) ,fazendo

uma análise da literatura concluiu que a média de formação do solo na superfície total da Terra

é de 10 cm de solo por 1.000 anos.

Haberli et al, (1991) citado por Martins (2005) apud Mateus (2008) indicam que a formação

de uma camada de solo de 30 cm de espessura leva de 1.000 a 10.000 anos. O processo de

degradação do solo tem-se desenvolvido nas últimas décadas devido ao incremento de

atividades humanas, que fazem com que as taxas de degradação sejam maiores que as taxas de

regeneração e formação do solo. Dando assim, a degradação do solo uma conceituação de

processo negativo ao meio ambiente.

Barrow (1991) diz que a degradação do solo reduz de forma atual ou futura a capacidade do

solo em produzir, bens e serviços, em termos de quantidade e qualidade e que precisa ser

avaliado para compreender e controlar o grau de dano causado ao meio ambiente.

A interferência humana e os processos naturais causam diversos tipos de degradação do solo na

Tabela. 2.2 Zuquette et al. (2004) apresentam os principais tipos encontrados no Brasil.

Observando a Tabela. 2.2 pode-se notar que a interferência do homem no meio ambiente faz da

degradação do solo e das erosões dois processos que se relacionam; podendo ser tratada a erosão

como um dos diferentes tipos de degradação do solo.

11

Tabela 2.2 Principais tipos de causa de degradação do solo no Brasil, (Modificado-Zuquette et al., 2004).

Os processos erosivos são abordados na literatura de diversas formas e mesmo assim ainda não

têm uma definição internacionalmente aceita, podendo notar que a variação de sua definição

depende do foco o qual é tratado. Guerra (1997) explica que para um geólogo e geógrafo o

termo erosão implica em um conjunto de ações que modelam uma paisagem. De fato, o termo

erosão foi usado pela primeira vez na geologia para descrever a formação de cavas ocasionadas

pela ação da água, que desgastava e levava o material sólido do rio (Zachar, 1982); porém para

um agrônomo e pedólogo a erosão é um processo de destruição dos solos.

Segundo Bigarella et al. (2003) o conceito de erosão está ligado aos processos de desgaste da

superfície do terreno com a retirada e com o transporte dos grãos minerais. Implica na relação

de fragmentação mecânica das rochas ou na decomposição química das mesmas, bem como na

remoção superficial ou sub superficial dos produtos do intemperismo.

Suguio (2003) apud Corrêa (2006) define a “erosão como o conjunto de processos naturais que

causa a alteração das rochas, próximas da superfície terrestre, em produtos que não estejam

mais em equilíbrio com novas condições físico-químicas diferentes das que deram origem à

maioria dessas rochas”. Essa alteração, em certos tipos de solos susceptíveis e sob determinadas

condições climáticas, naturalmente relevantes, gera desagregação e ou dissolução, transporte e

deposição de partículas do solo.

Agricultura Urbana Industrial Mineração Solo/Rocha Geomorfologia Água Vegetação

Agua e Poluição do

Solo

Ar, solo e Poluição de

água

Ar, solo e

Poluição de água

Ar, solo e Poluição de

água

Redução de

Biodiversidade

Mudanças

morfometricas

Mudanças

morfometricas

Redução de

Biodiversidade

Compactação do

solo Compactação do solo Chuva Acida Taxa de Erosão Cimentação

Mudanças de

Canais

Mudanças de

Canais Infestação

Taxa de Erosão Taxa de Erosão Desmatamento

Mudança de

escoamento superficial Desertificação

Mudanças de

densidade de

Canais

Mudanças de

densidade de

Canais

Mudança de

biomassa

Formação de

crostas

Mudança de

escoamento superficial

Mudança de

escoamento

superficial Desmatamento

Mudanças

morfometricas

Balanço hídrico

Salinização

Desmatamento e

deposição de

sedimentos Inundações

Deposição de

sedimentos Mudanças

de densidade de

Canais

Lixiviação

Mudanças de

densidade de Canais

Mudanças

geomorfológicas

Redução em

biomassa, carbono

e biodiversidade

Mudanças

morfometricas Movimentos de massa

Desertificação,

assoreamento,

deflorestação

Movimentos de massa,

Inundações, mudanças

de relevo,

assoreamento. Mudanças de relevo

Interferência Humana Processos Naturais

12

Porém é importante compreender que os processos erosivos se constituem numa forma natural

de modelagem do relevo e atuam de modo conjugado aos processos pedogenéticos. De maneira

que, sob condições naturais, estes dois processos atuam equilibradamente, havendo certa

equivalência entre a quantidade de solo erodida e a quantidade produzida; denomina-se este

fenômeno de erosão natural ou erosão geológica. Quando se dá o rompimento deste equilíbrio

devido à interferência do homem e não é permitida ao solo à recuperação natural, dá-se origem

a erosão acelerada ou erosão antrópica (Camapum de Carvalho et al., 2006).

2.2.2 FASES DO PROCESSO EROSIVO

Segundo Mortari (1994) existem três fases, que nem sempre, consegue-se distinguir muito entre

elas dentro de um processo erosivos, as quais são: desagregação, transporte e sedimentação.

A primeira fase de desagregação ocorre devido ao escoamento da água na superfície do solo ou

ao impacto das gotas da chuva ao cair na superfície do solo que gera um desprendimento de

partículas.

A segunda fase segundo Mortari (1994) é a de transporte das partículas desagregadas, esta fase

depende principalmente do tamanho de partículas, da energia do agente transportador, da

topografia e presença ou não de obstáculos como a vegetação ou rochas. Nesta fase de

transporte pode ser feita uma classificação do transporte das partículas.

Shen (1976) classificou as formas de transporte de sedimentos em: 1) Arrastre que é o

rolamento ou deslizamento sobre a superfície do leito, considerando que as partículas estarão

em contato com o leito o tempo todo. 2) Saltação este é a elevação para dentro do escoamento

e posterior retorno a superfície do leito. 3) Suspenção que é a elevação e suporte do sedimento

pelo fluido envolvido durante o transporte.

A terceira fase reconhecida por Mortari (1994) é a deposição dos sedimentos que ocorre quando

o agente transportador perde a sua força.

Menezes (2010) também descreve três fases básicas do processo erosivo: destacamento,

transporte e deposição das partículas do solo; comenta que a energia para este trabalho é

fornecida por agentes erosivos, cuja magnitude e taxa de dissipação podem determinar o grau

de importância do processo erosivo, sendo as fontes desta energia do tipo física (incluindo o

vento, a água e a gravidade), química (que envolve reações) e do tipo antropogênicas (que

envolve ação humana).

13

Outros autores como Sidorchuk (1999) citado por Silva (2003) no estudo do modelo estático e

dinâmico em voçorocas (um tipo de erosão hídrica) sugere dois estágios para o

desenvolvimento de feições erosivas controlados por diversos processos geomorfológicos. 1)

Estágio inicial: onde ocorrem rápidos movimentos de massa nos lados da feição erosiva no leito

da erosão; a formação de canais é muito intensa, devido a caraterísticas morfológicas ainda não

se encontrarem estáveis comprimento, largura área e volume. 2) Estágio final: estágio onde o

transporte de sedimentos e a sedimentação são os principais processos que ocorrem no leito da

erosão. Neste caso, a morfologia da erosão é transformada devido à movimento de massa lento

nos lados da erosão e ao aumento na largura devido a erosão lateral.

Macedo (2009) sugere também duas fases que caracterizam os processos erosivos 1) A primeira

fase que é o destacamento das partículas sólidas e 2) A segunda fase que consiste no transporte

das partículas sólidas. Cada uma destas fases pode ocorrer de diversas formas nos processos

erosivos em função a algumas características mecânicas e geotécnicas do solo, que podem ser

estudadas e analisadas de diversas formas. Estes fatores característicos serão abordados mais à

frente nesta revisão bibliográfica.

2.2.3 CLASSIFICAÇÃO E TIPO DE EROSÕES

Do ponto de vista de formação do solo e conservação do solo Zachar (1982) comenta que uma

erosão do solo pode ser classificada com respeito à interferência do homem como é apresentada

na Figura. 2.2 a seguir

Figura 2.2 Classificação de erosões segundo a interferência do homem (Modificado, Zachar, 1982).

Uma erosão natural pode ser diferenciada de uma erosão alterada devido a sua intensidade e

limite crítico. Zachar (1982) pensava que a razão de perda do solo causada por uma erosão tinha

que ser a mesma ou menor que a razão de formação do solo. Ou seja, qualquer erosão que se

encontre entre estes limites ou menor que estes limites não teria que ser considerada como risco

para a existência do solo, sendo classificada como benigna, já quando a erosão excede esses

limites críticos é classificada como erosão maligna.

Normal

1. Natural Benigno

Anormal

Acelerado

2. Alterado Maligno

Inibido

14

Existe uma condição de equilíbrio entre esses dois níveis que Zachar (1982) chamou de erosão

de compensação na qual a cobertura do solo nem aumenta nem diminui. Pode-se dizer que essa

condição só acontecerá se não existir a interferência do homem para, e se as condições

geomorfológicas do terreno e o clima favorecem área onde a erosão ocorre.

A classificação das erosões pode ser complicada, já que existem muitos fatores condicionantes

que podem ocasionar ou agravar esse procedimento, além das características físicas que tem

cada região. É por isso que se pode encontrar diversos trabalhos onde dependendo da locação

do estudo poderá se notar diferentes classificações, predominando em algumas áreas processos

erosivos que em outras não são tão frequentes. A classificação também pode depender dos fins

para o qual é feito.

Anderson et al. (1986) como projeto de atualização para a avaliação de recursos naturais para

terras de cultivos nos Estados Unidos baseou-se na equação universal de perda de solos (USLE)

focalizando assim na classificação das erosões de uma forma mais quantitativa e de acordo a

sua susceptibilidade a erosão, realizando essas classificações, só em áreas apresentando erosões

de tipo hídrico e eólico.

Arnalds et al. (2001) na tentativa de fazer uma avaliação das erosões ocorrentes na Islândia

classificaram as erosões nessa região por erosões de forma, erosões por escala, erosões em solos

vegetados e erosões em terreno sem cobertura vegetal.

Camapum de Carvalho et al. (2006), por exemplo, nos diz que comumente uma erosão pode ser

classificada em quatro grupos que são: erosão hídrica, erosão eólica, erosão glacial e erosão

organogênica.

Zachar (1982) faz uma classificação ampliada baseada nos agentes que causam a erosão e

desenvolvimento que elas têm quando evoluem, sendo o maior fator causante da mudança do

seu estado, o movimento de massa de terra.

De um modo geral ele classifica as erosões em oito grandes grupos: 1) Classificação por agentes

erosivos; 2) Classificação por forma de erosão; 3) Classificação por intensidade de remoção; 4)

Classificação por desenvolvimento do fenômeno erosivo; 5) Classificação por solo erodido em

terras de diferente aptidão; 6) Classificação de restos de erosão; 7) Classificação por

sedimentos; 8) Classificação por terra erodida.

15

Consideram-se de relevância, nesta pesquisa as primeiras quatro classificações. A seguir se

apresenta um resumo de cada uma delas baseado na literatura obtida em Zachar (1982). A

classificação por agentes erosivos se refere àqueles fatores que atuam no solo provocando

consequentemente o processo erosivo tais como; água, vento, neve, gelo, organismos vivos e

ação humana. A Tabela. 2.3 apresenta a classificação por agentes erosivos junto ao termo

internacional usado e o fator causante da erosão discutida anteriormente.

Tabela 2.3 Classificação de erosão por agentes erosivos (Modificado- Camapum de Carvalho et al., 2006).

A erosão hídrica (por água) envolve aquelas destruições que se apresentam na superfície da

terra que são provocadas por gotas de chuva, escoamento superficial, por água fluvial, água

subterrânea e água no-fluvial (se referendo a aquela água não associada com rios nem riachos).

A erosão glacial (geleira) é muito comum em áreas frias com temperaturas abaixo de 0 °C, as

características deste tipo de erosão são dadas especificamente pelo movimento lento de massa

de gelo. Outra característica que se pode notar nesse tipo de erosão é o fato de que o solo é

danificado nas bordas do gelo, criando novos canais de gelo que depois se derreterão.

Erosão nival é aquela causada por danos ao solo mediante a neve, pode-se encontrar em áreas

com cobertura permanente de neve e se diferencia da erosão glacial já que o dano ocasionado

pela neve é um dano ativo, especialmente naqueles casos onde se tem canais com avalanches

onde devido às altas pressões e a velocidade da neve, essa pode causar sulcos rapidamente.

Fator Termo

1. Agua Erosão hídrica

1.1 Chuva Erosão pluvial

1.2 Fluxos Superficiais Erosão laminar

1.3 Fluxos concentradoErosão linear (sulco, ravina,

voçoroca)

1.4 Rio Erosão fluvial

1.5 Lago, reservatório Erosão lacustrina o límica

1.6 Mar Erosão Marinha

2. Geleira Erosão glacial

3. Neve Erosão nival

4. Vento Erosão eólica

5. Terra, detritos Erosão soligênica

6. Organismos Erosão organogênica

6.1 Plantas Erosão fitogênica

6.2 Animais Erosão zoogênica

6.3 Homem Erosão antropogênica

16

A erosão eólica (pelo vento) é tão importante no solo como é a erosão hídrica. Essa ocorre em

áreas onde existe falta de precipitação e apresentam também altas temperaturas como, por

exemplo; áreas áridas. Um fator muito importante e decisivo para a formação de uma erosão

eólica é a vegetação, já que ajuda a conservação do solo.

Erosão soligênica é àquela que se produz pelo efeito de fluxo de detritos. Finalmente Erosão

organogênica é causada por organismos vivos é bastante comum apesar de ser pouco conhecida

quanto ao seu comportamento, podem ser causadas por diferentes organismos vivos como por

exemplo raízes sendo chamada de fitogênica, animais (zoogênica) e pelo homem sendo

chamada de antropogênica.

A classificação por forma resulta dos fatores exógenos que afetam a erosão do solo, fazendo

com que as erosões apareçam de diferentes formas influenciando ao mesmo tempo

desenvolvimento da cobertura do solo e a morfologia da terra. Existem três fatores importantes

que tornam difícil estabelecer as formas nesta classificação.

A primeira é a falta de ter uma definição aceita de erosão; a segunda é a ausência de um critério

uniforme para a avaliação de erosões e o terceiro é o fato que se deve considerar que o fenômeno

de erosão é em tempo e espaço, um fenômeno muito complexo e diversificado que representa

apenas uma forma de modelação do terreno entre muitos, não representado na maior parte dos

casos os fenômenos seculares.

Porém, é importante ressaltar que a forma de uma erosão pode dar ideias de características

importantes dos processos erosivos. Existem dois aspectos importantes que se têm de considerar

para a avaliação da forma; um é a escala do processo erosivo e o outro é o lugar onde os fatores

destrutivos como o vento e a água estão agindo no terreno, ou seja, onde esses fatores estão

afetando podendo acontecer na superfície ou abaixo da litosfera ou pedósfera da Terra.

O fenômeno da escala da erosão deve ser considerado já que com a formação de uma erosão,

dependendo da escala (microerosão, mesoerosão e macroerosão), desenvolve-se diversas

dimensões geomorfológicas do relevo (microrelevo, mesorelevo e macrorelevo) e criam

diversas formas de erosão, onde os fatores (água e vento) ajam.

A classificação é dividida em dois grandes grupos que são em erosões cujas formas são

resultantes da precipitação e erosões cujas formas são resultantes do vento.

17

Sendo aquelas formas resultantes da precipitação divididas naquelas resultantes da atividade

superficial (exomórficas), e aquelas que são resultantes de atividades subterrâneas

(criptomórficas), erosões fluviais ou de rio e erosões de lago e oceano.

A seguir a Tabela. 2.4 apresenta algumas das formas encontradas dentro dos grupos resultantes

das atividades exomórficas e criptomórfica.

Tabela 2.4 Classificação das erosões exomórficas e criptomórficas (Modificado- Zachar, 1982).

Zachar (1982) indica que dentro do grupo de formas por erosões de lago e oceano podem ser

encontradas aquelas erosões que acontecem pelo confinamento do corpo de água criado por

uma barragem. Este tipo de erosão acontece por conta das mudanças de direção do fluxo nos

níveis da água que criam degraus ou escadas nas margens. Considerando-se assim um processo

de microabrasão, sendo chamada também de erosão de degrau ou erosão de etapa.

As erosões cujas formas são resultantes pelo vento normalmente se formam dependendo das

características da sua circulação do vento, da configuração da paisagem e estrutura do subsolo.

Distinguindo entre elas aquelas formas por deflação: onde o vento carrega as partículas soltas

principalmente em rochas e solos altamente intemperados ou soltos e, formas por abrasão ou

corrosão eólica: onde a abrasão que acontece é causada por partículas carregadas pelo vento e

agi principalmente em rochas duras.

A classificação por intensidade de remoção dependerá mais da quantidade, ou seja, nessa

classificação as erosões são medidas em termos de perda de solo ou remoção do solo e é medido

por metro cúbico por hectare; em quilograma por hectare em casos pequenos e isolados de

remoção de solo; ou para fenômenos que trabalham ao longo do tempo são quantificados por

valores médios ou valor agregado.

Erosão Termo

1. Erosão Superficial Erosão exomórfica

1.1 Erosão Laminar Erosão areal

1.2 Voçorroca Erosão linear (sulco, ravina)

1.1 Erosão Polimórfica Polimórfica (Erosão de terras más, ou baldias)

2. Erosão Subterrânea Erosão criptomórfica

2.1 Erosão de entresolo Erosão Intrasolum

2.2 Erosão interna (piping) Erosão suffosiva

2.1 Erosão sham-karst Polimórfica pseudokarstica

18

É importante para esta classificação controlar as dimensões da erosão medindo assim no caso

de voçorocas o seu comprimento e sua densidade. Também é feita uma análise da estabilização

do solo dependendo das taxas de formação do solo versus as perdas pela influência do fenômeno

erosivo; é pela intensidade de remoção que pode ser dado um melhor critério para definir se

uma erosão é benigna, de compensação ou maligna.

Nesta classificação são recomendados três grandes grupos que são: Erosões de compensação,

permissíveis e prejudiciais. As primeiras são aquelas que servem de critério para estabelecer se

a intensidade de solo removida foi severa já que está determinada com base nas taxas de

formação do solo sem interferência humana e mediante a avaliação do grau de intemperismo

da área a ser estudada. Ou seja, indica a taxa de remoção do solo que é permitida desde o ponto

de vista da conservação do solo.

A Erosão permissível; segundo Smith e Stamey (1964 ,1965) é aquela que considera a taxa de

formação do solo conservando num mesmo nível a fertilidade do solo, por exemplo, se no

momento de avaliação o solo se encontra já erodido as taxas de solo compensado deverão se

estabelecer-se com um valor menor àquele da formação do solo normal. E se, por exemplo, no

solo encontram-se depósitos de sedimentos altamente férteis poderá ser permitido que o valor

da taxa de erodibilidade do solo seja um pouco maior sem que o comprometer a fertilidade do

solo.

E o terceiro grupo desta classificação são as erosões estabelecidas como prejudiciais, que são

as que partem do critério da taxa em que é deteriorado ou destruído o manto do solo. Desde o

ponto de vista qualitativo podem ser expressas como fraca, mediana, grave, severa e

catastrófica.

Cada uma delas pode ser quantificada sendo consideradas como fracas quando a intensidade de

remoção do solo está menor que 0,5 mm do solo por ano sendo este também considerado como

o limite máximo tolerável em uma erosão. Aquelas cuja intensidade está entre 0,5- 1,5 mm por

ano são consideradas erosões médias, que não são consideradas tão graves, mas neste nível a

quantidade de nutrientes removidos é igual àquela que as plantas absorvem por ano.

Já acima destes níveis de remoção começam a ser consideradas mais prejudiciais sendo de 1,5-

5 mm grave, de 5-20 mm severa e maior para quantidades maiores catastróficas. Cabe-se

destacar a intensidade de remoção pode variar dependendo da forma da erosão, tendo diversos

graus de prejuízo.

19

A classificação pelo desenvolvimento do fenômeno erosivo é referida a como o fenômeno

acontece já que entendendo a sua gênese se pode compreender os efeitos prejudiciais que uma

erosão pode causar reduzindo assim os futuros problemas. É importante nessa classificação o

entendimento de que as caraterísticas dos processos erosivos dependem de dois grandes fatores.

O primeiro é composto de dois subfatores; o tempo de ocorrência e a magnitude do fator de

atividade, a influência destes fatores em conjunto, ajudam ao entendimento do andamento em

um processo erosivo podendo se manifestar no solo, de forma permanente, sazonal, periódica

ou por episódios.

Se a erosão tiver uma influência desses fatores a longo prazo normalmente encontram-se

estáveis ou cobertos por depósitos novos, chamando-se assim de fenômeno pretérito e

fenômeno de tipos fóssil respetivamente. Se em caso contrário estiver influenciado por esses

fatores em curto prazo estes são chamados de fenômenos contemporâneos tendo como

caraterísticos solos altamente ativos e em constante mudança.

O segundo fator importante para o entendimento das características de uma erosão são aqueles

fatores que determinam o desenvolvimento da forma do processo erosivo, os quais dependem

da textura do solo, da estrutura do material, da solubilidade dos constituintes, do grau de

intemperismo ou desintegração das rochas, da estratigrafia e do grau proteção do solo fornecida

pela vegetação.

A classificação pelo solo erodido em terras de diferente aptidão dá-se pela influência do

processo erosivo a longo prazo nas propriedades de solos com diferente aptidão tanto do ponto

de vista qualitativo como quantitativo. A classificação por restos de erosão é praticamente a

avaliação do processo erosivo nas suas últimas etapas, sendo diferenciadas pela sua forma e

caráter, podendo classificá-las como relíquias e restos de solo.

A classificação por sedimentos refere-se àquela que se faz de acordo com o tipo de sedimento

que foi depositado onde se forma o processo erosivo. Finalmente a classificação por terra

erodida, esta é a que diferencia de acordo com grau ou intensidade da influência do processo

em relação à camada ou espessura de solo erodida, e está normalmente dependente do relevo

do terreno. Vale a pena esclarecer que a classificação por forma e por intensidade de remoção

pode ser integrada na classificação por agentes erosivos.

20

2.2.4 FATORES QUE INFLUÊNCIAM OS PROCESSOS EROSIVOS

A classificação dos processos erosivos está fortemente ligada a fatores podem variar a sua

intensidade e frequência de região em região. Previamente na secção 2.1 se fez uma pequena

introdução a fatores que condicionam processos erosivos tenta-se nesta secção adentrar mais

um pouco neste assunto.

Segundo vários trabalhos de pesquisa tais como Lima, (1999), Martins, (2005), Silva, (2009),

entre outros citados por Jesus, (2013) tem constatado de modo geral que os fatores que

influenciam a capacidade do solo para agir e desenvolver processos erosivos na maioria das

vezes depende de características climáticas, geológicas, geomorfológica, pedológica, e de

cobertura vegetal e esses podem o não ser interdependente entre eles.

Esses fatores característicos podem ser organizados segundo alguns trabalhos (Arcaya, 2007;

Corrêa, 2006; Azevedo & Duarte, 2013) em 1) fatores extrínsecos podendo ser subdivididos

em: extrínsecos naturais e extrínsecos ocasionais ou antrópicos e 2) fatores intrínsecos.

Segundo o IBGE/ SEPLAN MS (1989) e Silveira (2002), apud Menezes (2010), esses fatores

podem ser também considerados como: 1) imutáveis a curto espaço de tempo os quais se

referem a fatores extrínsecos naturais e fatores intrínsecos e 2) mutáveis a curto espaço de

tempo atribuindo estes aos fatores extrínsecos ocasionais ou antrópicos.

Consideram-se fatores extrínsecos naturais a todos aqueles que tem a ver com o clima (tais

como; a intensidade pluviométrica e vento) e aqueles que tem a ver com a cobertura vegetal.

Fatores extrínsecos ocasionais ou antrópicos são aqueles que tem a ver com ação humana (tais

como desmatamento e manejo/ocupação/uso do solo). E finalmente os fatores intrínsecos os

quais são atribuídos a características e propriedades geológicas, geotécnicas, hidráulicas,

estruturais dos maciços ou solo, topografia, pedologia, forma de relevo, geomorfologia.

Na Figura. 2.3 se apresenta um resumo realizado por Jesus, (2013) onde se indica de que forma

podem agir alguns fatores extrínsecos e intrínsecos condicionando diretamente a evolução de

um processo de erosão.

21

Figura 2.3 Fatores Condicionante (Jesus, 2013)

Segundo Bertoni & Lombardi Neto (1999), citado por Arcaya, (2007) a chuva é um dos fatores

climáticos de maior importância na erosão dos solos. A capacidade da chuva em provocar

erosão é dita erosividade, que é função da intensidade, duração e frequência da chuva. A

intensidade é o fator pluviométrico mais importante na erosão. Quanto maior a intensidade,

maior as perdas por erosão devido ao destacamento de partículas do solo.

A geomorfologia é referida mais a forma do relevo cuja intensidade erosiva verifica-se,

principalmente, pela declividade e comprimento de rampa, da encosta ou da vertente, que

interferem diretamente na velocidade de escoamento superficial das águas pluviais.

Os terrenos com maiores declividades e maiores comprimentos de rampa apresentam maiores

velocidades do escoamento superficial e, consequentemente, maior capacidade erosiva, porém

uma encosta com baixa declividade e comprimento de rampa grande também pode ter alta

intensidade erosiva, desde que sujeita à grande vazão do escoamento das águas (Infanti Junior

& Fornasari Filho, 1998) citado por (Arcaya, 2007). Na Figura. 2.4 se apresenta classes de

forma de relevo dependendo de sua curvatura horizontal e curvatura vertical.

Figura 2.4 Classes de forma de relevo Valeriano,2008 apud (Guaselli et al., 2009)

22

A pedologia se refere as propriedades características de cada solo, podendo variar de camada

para camada sendo que, a sua capacidade de infiltração, matéria orgânica, natureza de complexo

coloidal, mineralogia mesmo sendo um mesmo tipo de solo possam variar tendo uma maior a

menor influência ou vice-versa. Isto é discutido a profundidade em trabalhos realizados por

(Santos, 1997) e (Cardoso, 2002)

Com relação a geologia Infanti Junior & Fornasari Filho (2001) e Díaz (2001), citados por

Jesus, (2013) expõem que em solos residuais e rochas meteorizadas, a erosividade está

relacionada intimamente com o tipo e as características da rocha parental. Destacam que em

rochas pré-cambrianas, a ocorrência de voçorocas e ravinas está associada aos solos resultantes

da alteração de rochas xistosas, gnáissicas e graníticas. Sendo que, quanto mais félsicas (ou

mais ricas em quartzo e muscovita), mais friáveis serão quando decompostas. A xistosidade e

a foliação também favorecem o desenvolvimento de erosões. Também analisam que as

principais características litológicas que podem condicionar a erosão são o grau de fraturamento

das rochas, a intensidade do intemperismo, a natureza do material alterado, especialmente no

que se refere à textura.

A cobertura vegetal é fator de muita relevância para o estudo de erosões, segundo Rodrigues,

(1998) apud Silva, (2003) o tipo de cobertura e a sua densidade fornecem maior proteção ao

solo sendo que se ela é removida e substituída favorecerá a outros agentes erosivo para a seu

desenvolvimento, no trabalho realizado por d´Armada, (2012) destaca por isso a importância

da mata ciliar em margens de reservatórios.

Referente a fatores de processos erosivos localizados especificamente em margens de

reservatórios são adicionados aos fatores extrínseco naturais; magnitude ou embate de ondas,

nível de água do reservatório, escoamento superficial, presença de mata ciliar. E aos intrínsecos

é adicionado o nível de lençol freático ou águas subterrâneas em relação aos taludes das

encostas em reservatórios (d’Armada, 2012) e (Azevedo & Duarte, 2013).

2.2.5 FORÇAS QUE ATUAM EM MARGENS DE RESERVATÓRIOS

Segundo Fendrich (1979), Muller (1995) e Souza (2004) apud d’Armada, (2012) existem forças

que atuam sobre as margens em reservatórios, produto da interacçao combinada entre as

diferenças de pressão atmosferica sobre a superficie do reservatório em conjunto com forças

tangenciais que existem entre o vento e a água.Tais forças transferem energia gerando assim

ondas que dissipam parte de energia sobre as bordas do reservatorio e o resto reflete.

23

É assim como as margens de reservatórios se convertem em vítimas de esforços constantes

(Furnas, 2004) apud (d’Armada, 2012); que gerarão desagregação no solo e junto com outros

obstaculos tais como propriedades do solo, escoamento superficial etc, terminam solapando

solo nas encostas (Muller, 1995).

2.2.6 PARÂMETROS PARA ESTUDOS DE PROCESSOS EROSIVOS

Na secção 2.2.4 conseguiu-se entender como os processos erosivos podem evoluir gerando

tendências a seu desenvolvimento de região em região, na secção 2.2.4.1 se destaca então como

áreas em margens de reservatório, além de ser condicionadas por fatores típicos em processos

erosivos são submetidas a forças constantes incrementadas pela operação de seu reservatório

que deverão ser consideradas.

Nesta secção considera-se de importância listar alguns parâmetros que podem ser avaliados

para um melhor estudo de processos erosivos em bordas de reservatórios sendo considerado

que tais processos são localizados em áreas tropicais constituídos na sua maioria por solos

lateríticos e saprólitos evidenciando assim seu comportamento não saturado.

Devido a operacionalidade do reservatório e pratica antrópica em áreas localizadas em margens

o solo é submetido a constante interação com a água, tendo mudanças de temperatura e umidade

que podem gerar consequências que instabilizem seu perfil (Camapum de Carvalho et al.,

2015).

Pode-se perceber então de trabalhos prévios citados como Menezes, (2010), d´Armada, (2012),

Azevedo & Duarte, (2013), e Camapum de Carvalho et al., (2015) a necessidade de focalizar a

avaliação em parâmetros de estrutura e textura do solo tais como: granulometria, limites de

consistência, índices físicos (saturação, índice de vazios, massa especifica seca); paramétrios

hidráulicos tais como: teor de umidade (w), valores de sucção total (Ψ), e finalmente parâmetros

químicos tais como: o pH da água.

O pH da água ao interagir com solo pode contribuir a processos de solubilização de partículas,

degradando e podendo provocar esqueletização do solo. O perfil de sucção pode ser alterado

devido a mudanças no microclima da área do reservatório, tendendo a instabilizar áreas das

encostas. Isto também acontece com mudanças na saturação e umidade do perfil que com o

aumento e o rebaixamento do nível de água no reservatório pode instabilizar as encostas.

24

A textura do solo pode determinar se ele e propenso a dispersão de suas partículas

compreendendo assim a capacidade de suporte do solo em encostas que ao gerar uma carga

hidráulica maior podem gerar processos de colapso interno denominado também como piping.

(Camapum de Carvalho et al., 2015).

2.2.7 MEIO FÍSICO DA AREA DE ESTUDO; BACIA DE SÃO MARCOS

RESERVATORIO DE BATALHA

A Usina Hidrelétrica de Batalha situa-se na bacia do rio São Marcos, rio que serve de limite

entre os estados de Goiás e Minas Gerais. O rio São Marcos é formado a partir do córrego

Samambaia, que nasce a uma altitude de cerca de 1000m, no Distrito Federal. Desde sua

nascente, até o encontro com o rio Paranaíba, percorre uma distância de cerca de 480km.

Constitui, em boa parte de seu percurso, a linha de fronteira entre os Estados de Goiás e Minas

Gerais. A bacia do rio São Marcos tem por afluentes, pela margem esquerda, os ribeirões

Soberbo, Mundo Novo e da Batalha e o rio São Bento, e, pela margem direita, o rio Samambaia

e os ribeirões Arrojado, São Firmino, Castelhano e Imburuçu. Abrange um território de

12.140km2 pertencente aos estados de Goiás e Minas Gerais e ao Distrito Federal. (Furnas et

al., 2005a)

O acesso ao local da barragem se dá a partir de Cristalina pelas rodovias BR-050 e GO-020,

numa distância de aproximadamente 95 km. O acesso, a partir de Paracatu, deve ser feito pela

rodovia BR-040 até Cristalina e, a partir daí, pela BR-050, em um total de aproximadamente

198 km. Já a partir da cidade de Campo Alegre de Goiás o acesso se dá pelas rodovias BR-050

e GO-020, em uma extensão de aproximadamente 84 km. (Furnas et al., 2005b).

Segundo Furnas et al., (2005b) o Estudo de Impacto Ambiental- EIA feito para a bacia do rio

São Marcos está sujeita às principais correntes de circulação do continente sul-americano. Os

sistemas; Equatorial Continental Amazônico (EC), Tropical Atlântico (TA) e Equatorial

Atlântico (EA) são os mais atuantes na bacia, mas também o Polar Atlântico (PA), a Frente

Polar Atlântica (FPA) e o Sistema Tropical Continental (TC) exercem controle sobre o clima

da região. Sendo frequentes calmarias, o vento sopra em geral de NE a NW.

O trimestre mais chuvoso corresponde aos meses de novembro, dezembro e janeiro,

responsável por 60% da precipitação anual. O trimestre mais seco corresponde aos meses de

junho, julho e agosto, com apenas 2% da precipitação anual.

25

A duração do período seco varia de 4 a 6 meses. Estas conclusões foram obtidas a partir da

análise dos registros das estações instaladas em pontos ao longo da bacia.

O Estudo de Impacto Ambiental (EIA) apresentado por Furnas et al., (2005b) reporta que a

temperatura média anual da bacia do rio São Marcos é de aproximadamente 22 °C, devido,

principalmente, à conjugação do fator relevo, com base na altitude, com o fator latitude, que

propicia maior inclinação dos raios solares e maior participação do ar frio polar na região. De

modo geral, o trimestre mais quente corresponde aos meses de janeiro, fevereiro e março, com

temperaturas máximas absolutas da ordem de 37 °C, e o trimestre mais frio corresponde aos

meses de maio, junho e julho.

Em termos de evaporação, na bacia do rio São Marcos registra-se um valor médio anual da

ordem de 1.500mm. E a umidade relativa do ar atinge valores médios anuais da ordem de 70%,

com médias mensais máximas de 80% (dezembro e janeiro) e mínimas de 55% (agosto).

(Furnas et al., 2005b)

O informe (EIA) apresenta um analise da geologia da bacia que conclui que ocorrem as

unidades litoestratigráficas do Grupo Canastra (Neoproterozóico/Mesoproterozóico), Grupo

Bambuí, representado pela Formação Paraopeba (Neoproterozóico) e Coberturas Detrítico-

Lateríticas do Terciário/ Quaternário.

Em quanto à pedologia da área e aptidão agrícola das terras, encontraram-se dados importantes

sobre os tipos de solos sendo concluído que os tipos de solo mais encontradas foram:

LATOSSOLO VERMELHO Distrófico – LVd; com boa resistência à erosão, requerendo,

contudo, trato conservacionista adequado, conforme o declive do terreno em uso. Distribuem-

se ao longo de toda a área de influência direta (AID), principalmente na margem direita do rio

São Marcos.

LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico – LVAd; Apesar de o Latossolo

Vermelho-Amarelo ser mais susceptível à erosão, quando esse se encontra em áreas com

declividades altas, não se diferencia do Latossolo Vermelho quanto aos tratos conservacionistas

para o controle de erosão. Distribuem-se ao longo de toda a AID, principalmente na região

central e na margem esquerda do rio São Marcos.

26

CAMBISSOLO HÁPLICO Tb Distrófico – CXbd; São solos pouco evoluídos, de

características bastante variáveis, mas em geral pouco profundos ou rasos e com teores de silte

relativamente elevados. Ocorrem nas áreas mais movimentadas da área de influência direta

(AID), compreendendo as áreas de morros, morros residuais, rebordos erosivos e,

principalmente, nas vertentes íngremes referentes a calha do rio São Marcos. São solos que,

embora possam ser utilizadas com pastagens, apresentam alto risco de degradação, sendo,

classificados como de forte suscetibilidade à erosão. (Furnas et al., 2005b).

Segundo o EIA a bacia do rio São Marcos apresenta um relevo de colinas medias com topos

arredondados e levemente ondulado nos trechos superior e médio superior, em contraste com o

trecho médio inferior e parte do trecho inferior, caracterizado pelo relevo de colinas amplas.

(Furnas et al., 2005b)

Uma análise mais profundo sobre a caracterização da Bacia de Batalha poderá ser encontrado

no estudo de impacto ambiental realizado por (Furnas et al., 2005b).

2.2.7.1 CONFLITOS NO USO DA ÁGUA E SOLO NA BACIA DE SÃO MARCOS

Quanto ao uso de água da bacia do rio São Marco se conhecesse que a sua utilização sobrepasso

as aquelas estabelecidas pelas outorgas dadas pela ANA (Agencia Nacional do Água).

(Guimarães et al., 2013)

A Agência Nacional de Águas instituiu o marco regulatório do uso da água, onde o volume

outorgado para a irrigação agrícola foi estipulado em 8,6 m3/s, suficiente para a irrigação de

63.500 hectares, Resultados mostraram a existência de 1.445 corpos d’água na bacia, ocupando

uma superfície total de cerca de 32.000 hectares, e a existência de 1.005 pivôs de irrigação,

ocupando uma área de 87.670 hectares (Guimarães et al., 2013). Este recente crescimento de

pivôs centrais de irrigação a montante do Reservatório de Batalha também geram importantes

impactos antrópicos na bacia. (Costa & Hora, 2013).

A Tabela. 2.5 apresentada por Florêncio & et al., (2009) analisa a disponibilidade hídrica na

bacia hidrográfica completa do Rio São Marcos (isto quer dizer que nesse estudo se considera

a área da bacia onde que compreende até Catalão, GO), com a finalidade de identificar sua

demanda em função do uso do solo, para planejar as atividades agropastoris, encontraram-se

nove categorias de uso de solo na bacia, onde das nove estabelecidas, as pastagens ocupam a

maior parte, com 36%, o que equivale a 4.393.850 km² [sic.].

27

Isso significa que as áreas de vegetação nativa estão bastante degradadas e, devido às condições

do relevo local, deve-se considerar o problema que o uso do solo por pastagens representa. Pois

este tipo de ocupação interfere diretamente no desequilíbrio ambiental e impossibilita a

proteção do solo de maneira adequada.

A agricultura irrigada, apesar de representar apenas 1,15% da área, deve ser considerada como

um problema em potencial. Isto porque, o uso da água se faz nas áreas de superfícies planas de

cimeiras, onde as mesmas funcionam como reservatórios das águas pluviais que originam as

nascentes e contribuem para a formação do Rio São Marcos (Florêncio et al., 2009).

A agricultura de sequeiro representa a terceira categoria de alteração antrópica com uso

concentrado principalmente durante o período chuvoso, percebe-se que nas áreas de agricultura

se localizam muitas nascentes e a vegetação de mata ciliar encontra-se bastante escassa. Este

fato denota os problemas relativos ao uso indiscriminado dos recursos hídricos e da necessidade

de um planejamento para este fim (Florêncio et al., 2009).

Tabela 2.5 Área ocupada pelas categorias de uso do solo e cobertura vegetal na bacia hidrográfica do Rio São

Marcos (Modificado- Florêncio et al., 2009) [sic.].

2.2.8 USO DE SIG NO ESTUDO DE EROSÕES

Ao dispor de uma área determinada para o estudo de processos erosivos é importante conhecer

a intensidade e frequência desses eventos de degradação da área para poder obter uma melhor

visão de áreas que apresentam uma maior relevância para amostrar. Segundo Iwasa &

Frendrich, (1998) apud Arcaya, (2007) o cadastramento de erosões estabelece um nível de

criticidade das erosões que possibilita a determinação daquelas que são prioritárias para a

correção, fornecendo os elementos necessários para a alocação de recursos, visando o controle

das erosões, do município em questão.

Categorias %

Agricultura irrigada 140.068 1.15

Agricultura sequeira 2.387.860 19.65

Área de mineração 5 0

Cerradão 80.198 0.66

Cerrado 3.281.654 27.01

Corpo D agua 151.943 1.25

Mata Ciliar 979.827 8.06

Pastagem 4.393.850 36.16

Silvicultura 734.949 6.04

Total 12.150.350 100

2km

28

A avaliação da prioridade de áreas as quais devem ser estudadas pode ser realizada mediante

ferramentas de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), que podem ser utilizadas como

suporte para analise espacial de fenômenos, e como um banco de dados geográficos, com

funções de armazenamento e recuperação de informação espacial. Nesta tecnologia podem ser

encontrados enormes benefícios devido a sua capacidade de manipular a informação espacial

de forma precisa, rápido e sofisticada Câmara (1995) apud (Macedo, 2009).

É a intenção desta pesquisa com a ajuda de um cadastro de processos erosivos fazer uso dessas

ferramentas para realizar uma analises espacial prévia ao trabalho em campo que ajudará a focar

as áreas de interesse para a coleta de amostras do trabalho.

2.2.9 ENSAIOS DE LABORATORIO NO ESTUDO DE EROSÕES

Se apresenta nesta secção revisão bibliográfica dos ensaios laboratoriais propostos nesta

pesquisa que são de caracterização geotécnica (granulometria, limites de consistência, massa

especificas), ensaios de difratometria de raios X DRX para caracterização mineralógicas,

Ensaio de obtenção de curva de retenção de água mediante o psicrômetro WP4C e ensaios para

a avaliação de erodibilidade, furo de agulha, Inderbitzen, desagregação por imersão parcial e

total e perda de massa por imersão, sucção capilar (para critério MCT).

2.2.9.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA

A caracterização geotécnica tem sido realizada com o intuito de estudar atributos de textura e

estrutura do solo, esses atributos são estudados mediante ensaios de granulometria do solo,

obtenção de limites de consistência, determinação da densidade relativa, densidade especifica

aparente seca e natural.

Os ensaios de granulometria podem ser executados com ou sem uso de defloculante para poder

identificar o nível de agregação do solo que a sua vez influi na estabilidade de sua estrutura, e

comportamento das partículas do solo. Segundo Camapum de Carvalho et al., (2006) altos

níveis de agregados aumenta a porosidade a nível de macroporos aumentando também a sua

capacidade de infiltração.

A consistência do solo é definida mediante ensaios de limite de plasticidade e liquidez (este

último determinado mediante uso do aparelho de Casagrande). Segundo Cardoso, (2002) a

plasticidade dos solos pode variar ao longo do perfil devido a variação de teores de óxido

hidróxido de ferro o que também influencia na estabilidade do solo.

29

Mediante o ensaio de limite de liquidez pode ser realizado uma análise da relação de teor de

umidade vs. número de golpes mediante a inclinação da curva de fluxo isto, com o intuito de

fazer uma relação da resistência do solo com a umidade sendo que quanto maior a inclinação

da curva pode-se deduzir que a umidade tem menor influência na resistência quando comparada

com curvas de baixa inclinação onde para pequenas variações da umidade temos grande

variação da resistência.

A relação da inclinação da curva de fluxo foi definida na mecânica de solos clássica como

tan 𝛽, o corpo de engenharia do exército Americano (1949) apud Das, (2012) realizaram um

estudo em centenas de ensaios de limite de liquidez e propuseram a Eq.(2.1) empírica de cálculo

de limite de liquidez

𝑤𝐿 = 𝑤𝑁(𝑁

25)tan 𝛽 (2.1)

Onde N representa o número de golpes; - 𝑤𝑁 -é o teor de umidade correspondente a N golpes

e segundo norma DNER ME-44 (1971) tan 𝛽= 0,121. O valor da tan 𝛽 foi calculado para solos

britânicos obtendo o valor de 0,092 (Head, 1993), de onde se entende que esse valor pode variar

segundo o tipo de solo.

A determinação da massa específica aparente e seca, determinação da massa específica relativa

dos grãos segundo Guerra & Botelho, (1996), podem influenciar ao processo erosivo sendo que

uma densidade relativa alta pode contribuir a uma maior resistência ao destacamento de

partículas por escoamento superficial. A massa específica aparente é relacionada ao grau de

compactação do solo sendo que uma maior densidade aparente dificulta a infiltração da água

no solo aumentando o escoamento superficial. Se considera que a densidade aparente em solos

varia de 0,8 a 2,0 g/cm3 destacando que valores menores a 1,3 g/cm3 são considerados como

valores baixos e valores maiores a 1,6 g/cm3são considerados como altos.

A porosidade é calculada mediante fórmulas dependentes do índice de vazios e que a sua vez

dependem das densidades aparente e dos grãos, mas enquanto se refere a porosidade Morgan,

(1984) e Prado (1995) apud Guerra & Botelho (1996) apontam que tem um comportamento

inverso a densidade aparente, ou seja, à medida que aumenta a densidade aparente a porosidade

diminui, dificultando em consequência, a infiltração da água nos solos e aumentando o

escoamento superficial.

30

Os autores comentam também que nesse caso não se deve considerar que solos arenosos

possuem alta porosidade, particularmente, aqueles com teor de areia fina altos já que a

compactação provocada pela mecanização irá aumentar a densidade aparente reduzindo assim

a sua porosidade.

Muitas vezes solos argilosos apresentam maiores porcentagens de porosidade isto devido a

índices elevados de floculação, facilitando assim a infiltração no solo. Todos esses parâmetros

afetam diretamente fatores que condicionam os processos erosivos já que influenciam a

estabilidade de seus agregados ao entrar em contanto com a água.

2.2.9.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA - DIFRATOMETRIA DE RAIOS X

A importância de avaliar a mineralogia do solo em processos erosivos tem muito a ver com o

grau de intemperismo do perfil. Solos lateríticos são ricos em Caulinita e oxido e hidróxidos de

alumínio e ferro, apresentando características de elevada permeabilidade e agregação. Solos

saprolíticos denominados também de residuais jovens contem minerais primários ainda em

decomposição e argilominerais tais como a Ilita e Caulinita e apresentam características de fácil

desagregação e expansibilidade (Camapum de Carvalho et al., 2006).

Os métodos analíticos para a caracterização mineralógica podem ser: os de microscopia ótica

de luz polarizada plana (MOLPP), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises

térmicas (ATG e ATD), espectroscopia de Mössbauer (MS) entre outros. Nesta pesquisa foi

usado a difração de raios X (DRX).

O DRX é um método utilizado desde a década dos trinta, utiliza um difratômetro que consiste

de o conjunto de produção de raios-X e o goniômetro. A produção dos raios-X se dá em um

tubo fechado, contendo um filamento de tungstênio (catodo) separado, por vácuo, do anodo,

que pode ser de cobre, ferro, cobalto, ou outros, menos comuns.

O goniômetro consiste de um sistema de engrenagem, conjunto de fendas, porta amostra e

detector, que obedece a uma geometria de focalização e reflexão. A análise é realizada mediante

a relação da distância interplanar (d) de um dado plano do cristal, com o comprimento de onda

(λ) e os ângulos de incidência (ϴ) e reflexão (ϴ’) da onda com o plano, segundo a Eq. (2.2) de

Bragg:

𝑛𝜆 = 2𝑑 sin 𝜃 (2.2)

31

A equação, mostra a relação entre os ângulos de incidência e de reflexão, o comprimento da

radiação – λ e a distância interplanar - d - do cristal, essas distâncias variam de mineral para

mineral, ao difratômetro não conseguir a identificação de algum mineral interestratificado ou

expansivo esse é submetido a processos de aquecimento e glicolado (Guimarães, 2013).

Nas Tabela. 2.6 e Tabela. 2.7 apresentam-se as distâncias interplanares características de alguns

minerais e as reflexões 001 características dos argilominerais mais comuns, em lâminas

normais, orientadas glicoladas e aquecidas, respectivamente.

Tabela 2.6 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais (Scapin, 2003)

Distância Interplanar (Å) Pico

Principal

Distância Interplanar (Å) Pico

Secundário

Argilomineral Grupo

7 3,58 Caulinita

10 5,0 e 3,33 Ilita

14 7,0; 4,7 e 3,5 Clorita

14 7,0; 4,7 e 3,5 Clorita expansível

12 ou 14 5,1 e 3,5 Esmectita

14 Vermiculita

Tabela 2.7 Distâncias Interplanares características de alguns argilominerais em lâminas normais, orientadas

glicoladas e aquecidas (Scapin, 2003)

d(Å) N d(Å) G d(Å) A Argilomineral

7 7 --- Caulinita

10 10 10 Ilita

14 14 14 Clorita

14 17 14 Clorita expansível

12 17 10 Esmectita (Montmorilonita-12 Å) 14 17 10 Esmectita (Montmorilonita-14 Å) 14 14 10 Vermiculita

4,27 4,27 4,27

Quartzo 3,43 3,43 3,43

2.2.9.3 CURVA DE RETENÇÃO DE ÁGUA WP4C

Segundo Cordão Neto (2005) apud Otálvaro, (2013) o comportamento hidráulico de solos não

saturados está relacionado à capacidade de armazenamento e à facilidade de transporte de

fluidos através do elemento de solo. A relação entre a quantidade de água armazenada nos poros

do solo e a sucção é conhecida como curva de retenção de água (SWRC) ou curva característica

umidade-sucção do solo (SWCC). A quantidade de água é geralmente colocada em termos de

conteúdo de umidade gravimétrica (w), grau de saturação (Sr) ou umidade volumétrica (ϴ).

32

A Figura. 2.5 apresenta curvas de retenção de água com comportamento típico de solos

estudados, destaca-se que o comportamento dessas curvas varia dependendo da estrutura e

distribuição de poros no solo (Gitirana Jr & Fredlund, 2004). Tendo comportamento unimodal

aqueles solos que não apresentam mudanças de micro a macroestrutura e comportamento

bimodal aqueles que sim apresentam variação.

Figura 2.5 Curvas de retenção de água para solos com várias texturas (Modificada- Gitirana Jr & Fredlund,

2004).

Para uma representação tanto gráfica como de modelação numérica da curva de retenção

precisam-se de equações matemáticas apropriadas, (Gitirana Jr & Fredlund, 2004). Existem

várias propostas para isso, nesta pesquisa foi utilizada a proposta de Van Genuchten (1980),

que segundo Mello et al., (2005) apresentam boa precisão em alguns solos.

Existem também diferentes equipamentos e técnicas para medição de sucção total e matricial,

tanto em laboratório como em campo, os quais são divididos em métodos diretos e indiretos.

Os métodos diretos medem a umidade relativa do solo (sucção total) e a tração da fase líquida

(sucção matricial). Os métodos indiretos utilizam diferentes fenômenos físicos associados ao

teor de umidade em um meio poroso em contato ou não com o solo. (Mascarenha, 2008). Nesta

pesquisa foi utilizado foi método indireto por psicrômetro para a medição da sucção.

Os psicrômetros são dispositivos de medição de sucção baseados no princípio da umidade

relativa. O WP4C (Dewpoint Potential Meter) mostrado na Figura. 2.6, consiste em uma câmara

selada constituída de um espelho, um sensor fotoelétrico, um par termoelétrico, um termômetro

infravermelho e um ventilador. Uma amostra de solo em equilíbrio com o ar e colocada dentro

da câmara. A presença de água condensada no espelho é detectada pelo sensor fotoelétrico,

devido à redução de reflexo do espelho.

33

Um par termoelétrico determina a temperatura em que ocorreu a condensação, enquanto um

termômetro infravermelho determina a temperatura da amostra. A diferença entre essas duas

temperaturas fornece a umidade relativa do solo e, consequentemente, o valor da sucção. A

função do ventilador é a de simplesmente circular o ar dentro da câmara para reduzir o tempo

de equilíbrio (Decagon Device, 2013)

Os intervalos de sucção do WP4C estão entre 0-300 MPa com acurácia de ± 0.05 MPa de 0

para 5 MPa e de 1% de 5 para 300 MPa, o dispositivo deve estar localizado em um ambiente

com temperatura controlada, devido à sua grande sensibilidade a variações de temperatura. Esse

equipamento fornece valores de sucção de forma rápida, normalmente em um tempo inferior a

10 a 15 minutos tratando-se de amostras de solo.

Figura 2.6 Esquema de WP4C (Mascarenha, 2008)

2.2.10 ENSAIOS DE AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE NO LABORATÓRIO

A erodibilidade pode ser avaliada por ensaios, que podem determinar a susceptibilidade do solo

a erosão submetido a condições especificas. Os resultados de tais avaliações podem-se dar de

forma direita o indireta, Camapum de Carvalho et al., (2006) e Bastos, (2004) enunciam que a

erodibilidade pode ser avaliada de forma direta, por meio de ensaios específicos ou ainda por

meio de ensaios indiretos, tais como os realizados durante a caracterização física, química e

mineralógica, ensaios esses comumente utilizados nos estudos geotécnicos.

De outro ponto de vista nesta pesquisa trata-se de ensaios de avaliação direta como aqueles

cujos resultados finais apresentam uma taxa de perda de solo ou fator de erodibilidade (ensaio

de Inderbitzen). E trata como ensaios de avaliação indireta aqueles que avaliam a erodibilidade

do solo mediante alguma característica do solo por métodos qualitativos (Ensaio de

desagregação, erodibilidade por critério MCT e furo de agulha). Esses ensaios serão abordados

a seguir.

34

2.2.10.1 ENSAIO DE AVALIAÇÃO DA DESAGREGAÇÃO

O ensaio de desagregação tem-se convertido em um ensaio popular em investigações de

processos erosivos no âmbito geotécnico. Alguns autores têm destacado que o ensaio foi uma

evolução do ensaio crumb test, mas primeiramente ele foi usado na área da agronomia para o

controle de erosões superficiais e é usado em conjunto com ensaios que avaliam dispersão.

(NSW Agriculture, 2000)

Na área geotécnica o ensaio começou a ser utilizado no1958 para fins de estudo de solos para

fundações com a construção de Brasília pela Engenheira Anna Margarita de Fonseca, (Ferreira,

1981). O ensaio tem como objetivo principal verificar a estabilidade de uma amostra de solo

indeformada quando da imersão em água destilada, independente da dispersão os resultados são

avaliados de forma puramente qualitativa, apud (Camapum de Carvalho et al.2006).

O ensaio foi utilizado como critério de erodibilidade de solos em talude de estradas na pesquisa

realizada pela IPR-COPPE-TRAFECON, (1975-1978) apud Bastos, (2004). A metodologia

usada consistia na imersão parcial (1/3) de cubos de 6cm de amostra indeformada e eram

anotados o tempo saturação, inicio de fissura e tempo de desagregação parcial e total. Fonseca

(1981) apud Bastos, (2004) propõe a avalição do ensaio mediante a velocidade de desagregação.

Em pesquisas geotécnicas focadas a erodibilidade do solo tais como as de Santos, (1997); Lima,

(1999); Bastos, (2004); Jesus, (2013); Guilherme et al., (2015) entre outros, foram utilizadas

metodologias de imersão total e parcial de amostras indeformadas, que a seguir se descreve.

Na imersão parcial as amostras são colocadas primeiramente sobre uma pedra porosa com o

nível d’água sendo mantido na altura do topo das mesmas (base da amostra) por um período de

tempo de trinta minutos. Seguidamente, o nível d’água é aumentado sucessivamente para 1/3

da altura do corpo de prova, depois 2/3 e a completa imersão das amostras, mantendo-se, em

cada uma destas fases, um intervalo de tempo de quinze minutos, exceto o último estágio, que

é mantido por 24 horas.

Na imersão total as amostras são imersas totalmente por um período de 24 horas, os resultados

para ambas metodologias devem descrever as etapas de resposta da amostra, como, fissuração,

abatimento, fraturamento, se existem partículas dispersas, etc.

35

Nos trabalhos citados anteriormente fizeram-se comparações de seus resultados com resultados

obtidos do ensaio Inderbitzen e verificaram-se assim, que esses ensaios tinham uma boa

correlação entre eles.

As dimensões e forma para esses ensaios variaram de ser cubos de 6cm para pequenos cilindros

de 10 cm de altura com 5 cm de altura. Observou-se que a variação se devia as condições de

como a amostra era coletada. Por exemplo, cubos eram amoldados de blocos indeformados em

quanto que os cilindros eram coletados em amostrados diretamente em campo.

2.2.10.2 ENSAIO DE FURO DE AGULHA DE AVALIAÇÃO DA DISPESIBILIDADE

O ensaio de furo de agulha é baseado no trabalho de Sherard et al., (1976) sob a concepção de

avaliar de forma direta e qualitativa a dispersibilidade do solo. O ensaio praticamente consiste

em fazer percolar água, sob uma certa carga hidráulica, através de um furo de 1 mm de diâmetro

feito no centro de um corpo de prova cilíndrico, na tentativa de simular o efeito de piping. A

metodologia precisa do ensaio é apresentada nas normas ASTM D 4647, (1998) e NBR

14114/98.

A metodologia original propõe uma simulação do fluxo de água aplicando diferentes gradientes

hidráulicos mediante um pequeno orifício. O fluxo da água (destilada) flui através da amostra

por um período de 5 min para cada gradiente hidráulico. O ensaio é realizado com o aumento

gradual da carga.

Ambas as normas propõem uma avaliação de resultados qualitativos realizando uma

classificação entre materiais não dispersivos e altamente dispersivos em função a vazão gerada

do ensaio, a cor da água, e a variação no diâmetro do furo ao final do ensaio. Na Figura. 2.7 e

Figura. 2.8 se mostram o detalhe esquemático do ensaio e o fluxograma classificatório do ensaio

segundo a ABNT. Destaca-se no trabalho de Matheus (2006), uma descrição ilustrativa de cada

etapa da montagem do aparelho de furo de agulha.

Figura 2.7 Esquema de ensaio de Furo de agulha (Modificada Sherard et al., 1976)

36

Figura 2.8 Fluxograma classificatório de solos quanto a sua dispersibilidade (Modificado ABNT 1998) apud

(Matheus, 2006)

Para propósitos de um melhor entendimento do comportamento do solo dispersivo susceptível

a piping Santos (1997) realizou uma proposta para a execução do ensaio onde sugeriu a

realização de uma etapa adicional ao final do ensaio denominada descarregamento, a qual

consiste em uma vez alcançada a carga máxima proposta no ensaio original, continuar aplicando

o fluxo para as mesmas cargas só que desta vez em ordem inversa diminuindo a carga ou

descarregando.

37

Cabe destacar que na metodologia proposta por Santos (1997) também é proposta uma

saturação mediante ascensão capilar da amostra descartando assim as possíveis interferências

por bolhas de ar em áreas de porosidade alta por agregações características de materiais

lateríticos. Nadal-Romero et al. (2011) substituem essa condição de saturação para amostras

deformadas realizando uma preparação previa a compactação padrão, onde o solo é secado

durante três dias para depois ser submetido a uma simulação de chuva por um período de uma

hora .

A implementação desta etapa adicional foi seguida em vários trabalhos de pesquisa (Santos,

(1997); Lima, (1999); Bastos, (2004); Matheus, 2006); e Jesus, (2013) ) mostrando resultados

similares onde as amostras que eram susceptíveis a erosão apresentavam uma inflexão marcante

no gráfico; enquanto que aquelas não erodíveis apresentavam um comportamento quase linear,

na Figura. 2.9 é apresentado esse comportamento.

Figura 2.9 Comportamento de solo erodível e não erodível (Santos & Camapum de Carvalho, 1998) apud

(Bastos, 2004)

Santos (1997) considera também que seguindo a Lei de Darcy apresentada na Eq. (2.3) deveria

ser esperado um comportamento linear para os gráficos de vazão versus gradiente hidráulico

relativo naqueles solos que não são erodíveis.

𝑄 = 𝑘 𝑖 𝑎 (2.3)

O autor observou também que quando a área de secção do furo é mantida constante durante o

ensaio e que o único fator modificado for o gradiente hidráulico, os gráficos manifestaram uma

ligeira inflexão para baixo podendo ser deduzido que esse comportamento foi devido a uma

possível redução do coeficiente de permeabilidade (k). Nesta pesquisa é utilizado esse critério

para o cálculo da permeabilidade das amostras no ponto de maior carga hidráulica

considerando-se esta como condição extrema no solo.

38

2.2.10.3 ENSAIO DE AVALIAÇÃO MEDIANTE O CRITÉRIO MCT

Os critérios para avaliação de erodibilidade segundo a metodologia “Miniatura de Compactação

para solos Tropicais” (MCT) envolve dois ensaios que buscam representar bem a erodibilidade

em solos tropicais. Esses ensaios foram propostos por vários autores entre eles inicialmente por

Nogami & Villibor, (1979) e modificados por Vertamatti & Araújo, (1995-1998).

A proposta de Nogami e Villibor, (1979) é baseada em duas propriedades de solos tropicais

frente a erosão que são a infiltrabilidade (ou penetração da água por capilaridade) e

erodibilidade específica essas propriedades são avaliadas mediante os ensaios de sucção capilar

encontrado também na literatura referente a avalição de erodibilidade, como ensaio de

infiltrabilidade e ensaio de perda de massa por imersão.

O ensaio sucção capilar (ou Infiltrabilidade) consiste na colocação de uma amostra cilíndrica

confinada lateralmente por um tubo de amostragem a um fluxo ascendente por ascensão capilar.

A velocidade é quantificada com a cronometragem do fluxo por um tubo capilar de 7 mm

diâmetro externo colocado horizontalmente no nível da base da amostra. Os resultados das

leituras da distância percorrida no tubo capilar são plotados pelo tempo cronometrado (em

min½). A curva obtida ajustada aos pontos mostrara um encurvamento, com um trecho íngreme

retilíneo inicial seguido de outro de tendência horizontal (evidenciando que a água atingiu a

superfície do corpo de prova). O valor de “s” (denominado assim ao coeficiente de sorção

obtido) e dado pelo gradiente no trecho retilíneo inicial da curva e é expressado em (cm/ min½).

O coeficiente de sorção é dado pela Eq. (2.4)

𝑠 =(𝐿𝑏−𝐿𝑎)×S

10 ×(𝑡𝑏−𝑡𝑎)×𝐴 (2.4)

Onde s = coeficiente de sorção em cm/min1/2; (ta, La) = coordenadas do ponto a, da parte

retilínea da curva obtida; (tb, Lb) = coordenadas do ponto b da parte retilínea da curva obtida

(ver na Fig. 2.11); S = seção do tubo horizontal (cm²) A = seção do corpo de prova, em (cm²).

(Bastos, 2004). Ver para mais detalhe também norma DNER-ME 194/88, (1988).

Detalhes da montagem do aparelho usado e materiais são especificados na norma DNER-ME

194/88, (1988). Na Figura. 2.10 e Figura. 2.11 apresenta-se a curva típica obtida deste ensaio e

o esquema do aparelho usado.

39

Figura 2.10 Esquema do ensaio de sucção capilar

(Storgatto et al., 2010)

Figura 2,11 Curva de comportamento do ensaio de

sucção capilar (Bastos, 2004)

O ensaio de perda de massa é parecido com aquele utilizado para a classificação MCT

diferenciando unicamente em que nesta metodologia Nogami e Villibor (1979) propuseram de

realizar o ensaio com amostras indeformadas, confinadas lateralmente pelo tubo de amostragem

com o topo coincidente a borda do tubo. Os corpos são submersos por vinte horas. O valor de

erodibilidade especifica (pi) é dado mediante o porcentual de perda do solo seco em massa em

relação ao peso seco total da amostra. A Figura. 2.12 mostra o esquema do ensaio.

Figura 2.12 Esquema do ensaio perda de massa por imersão (Storgatto et al., 2010)

Um melhor detalhe dos materiais usados para esse ensaio pode ser encontrado na norma

(DNER- ME 256/94, 1994).

A partir dos ensaios de sucção capilar e erodibilidade especifica se estabelece relação pi/s, onde

os autores (Nogami e Villibor) identificaram os solos erodíveis quando esta relação for superior

a 52. O critério tem sido utilização em vários trabalhos (Alcântara (1997); Bastos et al. (2002);

Higashi e Spricigo (2003); Higashi et al. (2004); Higashi (2006) Meirelles e Dias (2004) ) apud

(Grando et al., 2009). Mostrando ser essa metodologia boa para a identificação de solos

erodíveis. Em 1995 esse mesmo critério foi proposto pelos autores graficamente e é mostrado

na Figura. 2.13

40

Vertamatti & Araújo, (1990) propuseram um critério de erodibilidade baseado sempre na

metodologia MCT e adicionando a curva de sucção (caracterizada pelo método de curva de

retenção da agua) em 1998 aperfeiçoam a sua proposta com o ábaco de erodibilidade de solos

tropicais.

Os autores baseiam seu critério em dois fatores aos quais chamaram de fator genético sendo

considerado mediante a caracterização por “Miniatura de Compactação para solos Tropicais-

Modificado” MCT-M e o fator de retenção da água considerado com base nas curvas de sucção

avaliadas mediante pastilhas cortadas de corpos de prova compactados.

O ábaco proposto pelos Vertamatti & Araújo, (1995, 1998) e utilizados nesta pesquisa tem

como valores de entrada os parâmetros (100 tanϴ) e (100 e’). Onde (ϴ) represente o gradiente

obtido da curva de sucção no trecho correspondente as sucções de 0 para 10 kPa. E (e’) é aquele

que utilizado para a classificação na metodologia MCT-M, relacionado à sua vez com perda de

imersão (e’= [Pi/100 + 20/d]). Na Figura. 2.14, se apresenta o ábaco de erodibilidade onde pode

ser visualizado a divisão de três faixas. A faixa I: de solos pouco erodíveis; faixa II: de solos

medianamente erodíveis; e por último a faixa III: solos muito erodíveis.

Figura 2.13 Apresentação gráfica de Nogami &Villibor (Modificada-Nogami & Villibor, 1995)

41

Figura 2.14 Ábaco de erodibilidade (Vertamatti & Araújo, 1998

2.2.10.4 ENSAIO DE INDERBITZEN PARA AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE

Nesta pesquisa são abordadas duas metodologias de avaliação a erodibilidade (susceptibilidade

a erosão). O ensaio Inderbitzen que avalia a perda de solo em uma área superficial e o método

clássico de avaliação de fator de erodibilidade parte da USLE (Universal Soil Loss Equation) a

partir do nomograma de Wischmeier & Smith, (1978) que será apresentado na secção 2.2.10.5.

O ensaio de Inderbitzen data desde os anos sessenta com a proposta de Inderbitzen (1961) apud

Facio, (1991) de criar um ensaio que pudera determinar em laboratório a quantidade de solo

erodido em uma amostra, quando submetida a uma determinada tensão cisalhante hidráulica

proporcionada por um fluxo de água.

O ensaio introduzido no Brasil no âmbito geotécnico como ensaio de erodibilidade e o esboço

do aparelho foi enviado pelo LNEC na década dos setentas, para um estudo do IPR onde foram

realizados ensaios em solos de alteração de gnaisse de taludes da Via Dutra. O ensaio ressurgiu na

década dos noventas com a proposta de Facio, (1991) apud (Bastos et al., 2000).

42

O ensaio em geral consiste da simulação de escoamento superficial em um corpo de prova

indeformado ou compactado, que deverá ser colocado num aparelho contendo uma rampa

inclinada. A inclinação da rampa simulará as condições de declividade em campo ou estado

crítico de destacamento de partículas de solo na superfície de um terreno. A simulação do

escoamento superficial no ensaio é dada por água regulada por um rotâmetro que mede a vazão

desejada.

O aparelho Inderbitzen construído pela NOVACAP em associação com a Universidade de

Brasília UnB consiste de um sistema de abastecimento de água regulado por um rotâmetro, um

reservatório de água, um sistema de três rampas que podem ser também reguladas para 5, 10,

20, 40 e 60 graus de inclinação, as rampas tem um orifício onde são colocadas mediante um

sistema de rosqueado, os tubos das amostras e por último contem três caixas coletoras da vazão

escoada. Detalhes desse aparelho, condições do corpo de prova e metodologia do ensaio poderá

ser consultado no trabalho de Fácio (1991).

Embora a proposta de Fácio (1991) tenha sido bem projetada, Santos (1997) visando melhorar

a qualidade dos resultados obtidos, realizou algumas modificações no aparelho e na

metodologia proposta por Fácio.

Santos, reduziu a largura da rampa para 100 milímetros, assegurando que todo o fluxo da água

gerado corresse unicamente sobre a amostra e não ao seu lado, devido a essa redução foi

também proporcionalmente reduzida a vazão para 17,5 ml /s sem alteração das condições do

ensaio propostas por Fácio (embebimento de 15 min, ver detalhe em Fácio, (1991)).

O tempo de ensaio foi aumentado para 30 min visando caracterizar o comportamento da curva

perda de solo versus tempo. O material carregado pelo fluxo foi coletado em peneiras com

0,0074 mm de abertura (#200), sendo depois secado em estufa. Jesus (2013) considerou o tempo

de ensaio de 30 minutos com seis ciclos de 5 minutos cada um, visando assim, melhorar a

caracterização da curva de perda de solo versus tempo. Em cada ciclo a amostra era novamente

nivelada à rampa e o material erodido era coletado em um jogo de peneiras de número (#40,

#100 e #200) dispostas a partir da superior nessa sequência.

O material retido em cada peneira foi colocado em cápsulas individualizadas e levadas para

estufa para posterior pesagem. Não foi feito nenhum tratamento quantitativo do material

passante na # 200.

43

Bastos (2004) considerou um tratamento para a coleta do material passante na #200, que

consistiu na medição indireta de sedimentos, a partir de uma amostra representativa da mistura

de água com finos, obtida com um recipiente após cuidadosa homogeneização.

Os resultados obtidos do ensaio são representados em uma curva que pode expressar a

quantidade de solo da amostra erodida em (g/cm2) ou também com o conhecimento da massa

especifica pode ser expressa em espessura erodida em (cm) versus o tempo de evolução do

ensaio, na Figura. 2.15. Esses dados podem ser processados para a obtenção da taxa de

erodibilidade (K) expressa em (g/cm2/min/Pa).

O cálculo da taxa de erosão acumulada é realizado a partir da perda de solo expressa

(g/cm2/min) (onde o tempo adequado do solo para o cálculo desse termo é aquele que registre

a maior quantidade de solo erodido, (Santos, 1997)) divido pela tensão cisalhante hidráulica τh

em (Pa) atuante no ensaio (ver detalhe de cálculo da tensão cisalhante hidráulica no trabalho de

(Bastos, 2004)).

Figura 2.15 Curva típica de perda de solo acumulada (Bastos, 2004)

O ensaio de Inderbitzen tem sido utilizado em diferentes pesquisas (Bastos et al., (2000); Silva

et al., (2009); Silva, (2009); Grando et al., (2009); Nacinovic, (2009); Storgatto et al., (2010);

Jesus, (2013); Silva et al., (n.d.)) sendo que os resultados apresentados têm demostrados que

representam bem as condições de campo observadas em campo.

44

2.2.10.5 PREVISÃO DE TAXA DE ERODIBILIDADE COM O NOMOGRAMA DE

WISCHMEIER

A susceptibilidade a erodibilidade pode ser avaliada a partir do fator de erodibilidade (K) que

pode ser avaliado mediante o nomograma desenvolvido por Wischmeier et al., (1971) , que foi

criado como uma solução pratica para a previsão deste parâmetro que forma parte da equação

universal de perda de solos (USLE) a qual apresenta múltiplas variáveis que mesmo sendo

estatística e tecnicamente validavas resultavam muito complexa para os profissionais de campo

(Fernádez & Santos, 1980).

O nomograma apresentado na Figura. 2.16, estima o fator K (em t.h/(MJ.mm)) relacionando

cinco parâmetros do solo que são: 1) teores de silte + areia muito fina, 2) areia 3) matéria

orgânica, 4) permeabilidade e 5) estrutura. Os últimos dois podem ser obtidos por observações

de campo sem necessariamente a realização de ensaios.

Figura 2.16 Nomograma de Wischmeier (1971) apud (Bastos, 2004)

45

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo será apresentada com detalhe as metodologias e materiais usados nesta pesquisa,

destacando o trabalho realizado em três etapas principais a primeira que consistiu numa análise

geoespacializado relacionando um cadastro de erosões com fatores que interferem na sua

formação, a segunda em visitas de campo para reconhecimento da área com coleta das amostras

e ensaios de caracterização geotécnica e mineralógica e, uma terceira etapa de estudo de

erodibilidade dos solos das áreas com processos erosivos.

3.1 ETAPA I: ESTUDOS PRELIMINARES

As atividades do planejamento do trabalho de campo basearam-se na análise prévia da área de

estudo para fazer assim o trabalho de campo mais objetivo, para isso foram coletados dados já

existentes da bacia e disponibilizados pela equipe de pesquisa da Universidade Federal de Goiás

(UFG) consistindo de um registro de erosões cadastradas mediante fotointerpretação de

imagens de satélites (interpretação de feições de processos erosivos lineares e laminares)

disponíveis no Google Earth e um conjunto de cartas (imagens PNG) temáticas geradas com

cartas base na escala 1:100.000.

Para analisar o cadastro de erosões em conjunto com as cartas temáticas foi preciso fazer um

trabalho de georreferenciamento para poder se ter uma melhor geoespacialização com respeito

a seus atributos físicos.

O georreferenciamento foi realizado mediante imagens satélites LANSAT 8 disponíveis no site

da USGS. Essas Imagens foram tratadas primeiramente com um trabalho de ré- projeção de

hemisfério norte para o sul das suas bandas (B4, B5, B6 e B8 Pancromática) para assim poder

gerar o mosaico a ser utilizado. Depois usaram-se as nove cartas imagens (PNG) da bacia,

disponibilizadas pela UFG tipo de solo, declividade, altitude, uso do solo, densidade de

drenagem, formas de relevo, geologia, erodibilidade e erosividade realizadas por Nascimento

& Romão (2016) as quais foram georreferenciadas com o mosaico obtido do trabalho de

geoprocessamento.

As erosões foram seguidamente geoespacializadas nas cartas já georreferenciadas para poder

analisar as caraterísticas das erosões cadastradas. Isto foi realizado mediante a ferramenta de

Sistema de Informação Geográfica SIG, ARC GIS 10.1. O resultado desta análise será

apresentado como parte do Capítulo 4.

46

Tendo estudado e analisado as erosões e área do reservatório que iria ser visitado, se definiram

as atividades a ser executadas que consistiriam em duas visitas de campo; a primeira visita

(Etapa II), com o propósito de fazer um reconhecimento visual da área e de coleta de amostra

deformada para ensaios de caraterização geotécnica e mineralógica do solo em pontos onde

existiam erosões desenvolvidas e de interesse para a pesquisa.

A segunda visita (Etapa III) com o propósito de fazer uma coleta de amostras indeformadas

para ensaios específicos de avaliação de erodibilidade do solo.

3.2 ETAPA II: ESTUDOS DE RECONHECIMENTO

Nesta etapa foi feito o primeiro trabalho de campo (Outubro 2014), onde foram selecionados

os locais para o estudo detalhado e coletadas de amostras para a caracterização geotécnica e

mineralógica a ser realizada na pesquisa. No capítulo 4 será apresentada a descrição desses

locais junto com os resultados dos ensaios realizados com amostras coletadas nessa visita.

Os trabalhos de reconhecimento foram realizados com a finalidade de fazer um reconhecimento

de campo e conferir aquilo que foi observado nas análises realizadas nos estudos preliminares

e fazer coleta de amostras de solo em pontos de interesse para a pesquisa. Selecionou-se pontos

de interesse naquelas áreas localizadas nas margens do reservatório que apresentavam

processos de degradação avançada e que pudessem ter indícios de evolução recente.

O trabalho consistiu em percorrer a área delimitada seguindo como guia o histórico de 19

(dezenove) erosões (resultado da delimitação de área da bacia realizada nos estudos

preliminares). A área foi então dividida em duas áreas; área de reconhecimento norte e área de

reconhecimento sul. A seguir na Figura. 3.1 se mostra a área delimitada de estudo destacando

os percursos empreendidos para a área de reconhecimento norte e sul.

Na área de reconhecimento norte percorreu-se em barco para assim, poder observar as

características das margens do reservatório sendo a visita realizada no início do período

chuvoso da área (outubro 2014) destaca-se que o reservatório se encontrava 7m abaixo da cota

máxima de enchimento (800m) pelo que se deu para notar com mais destaques se existiam

processos erosivos recentemente evoluídos.

47

Figura 3.1 Áreas de Reconhecimento para visita de campo

Observou-se nesta área sulcos e ravinas presentes, junto com alguns movimentos de massa, o

tipo de solo confirmou-se ser do tipo Cambissolo mais também ocorriam do tipo Latossolo

Vermelho, o relevo observado nesta área variou de divergente-convexo a convergente-convexo

afastando-se um pouco da análise prévia realizada nos estudos preliminares. Observou-se que

a área está altamente modificada para uso de cultivos de soja, milho e, eucalipto.

Na margem esquerda puderam ser observadas áreas de reserva enquanto que na margem direita

encontrou se áreas com linha de drenagem bem definidas e áreas com plantios. Nesta área se

observou áreas visivelmente alagadas pelo reservatório.

A área de reconhecimento sul foi uma área já influenciada pelo enchimento do reservatório.

Nessa área, várias das erosões existentes tinham sido alagadas principalmente aquelas mais

próximas a barragem. O tipo de solo observado nesta área foi do tipo Cambissolo, área com alta

ação antrópica principalmente com plantios de soja. Pode-se notar que várias erosões existentes

perto das margens do reservatório tinham sido tratadas por proprietários das áreas, com

pequenos barramentos para deter a evolução das erosões.

48

Nas Figura. 3.2; Figura. 3.3; Figura. 3.4; e Figura. 3.5 se mostra imagens da área de

reconhecimento norte onde poderão ser notadas as formas do relevo encontrado, movimentos

de massa e imagens de reconhecimento sul onde poderá ser notado o tipo de solo Cambissolo

encontrado evidência de áreas antrópizada, respectivamente. No Apêndice A poderão ser

encontradas mais imagens das áreas de reconhecimento estudadas nesta pesquisa.

Figura 3.2 Reconhecimento de área Norte, Margem

direito, encosta convergente –convexa.

Figura 3.3 Reconhecimento de área Norte, Margem

direito, Movimento de massa

Figura 3.4 Reconhecimento de área Sul, Área de

erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo.

Figura 3.5 Reconhecimento de área Sul, área de

grande extensão antrópizada.

Simultaneamente ao reconhecimento das áreas norte e sul da primeira vista foram definidos

cinco locais de estudo de interesse para a pesquisa. Três desses foram locais aos quais deu-se

seguimento ao cadastro do estudo preliminar e dois sendo pontos que chamaram o interesse

durante o reconhecimento de campo. Os pontos que se consideraram de interesse foram aquelas

erosões que se apresentavam nas margens, evidenciando recentes movimentos de massa,

marcas de batimento de ondas no perfil da encosta e agua turbulenta por suspensão de

sedimentos na água. Na Figura. 3.6 apresenta-se a área da bacia de Batalha delimitada com a

locação dos locais T1, T2, T3, T4 e T5 que foram estudados nesta pesquisa

49

Figura 3.6 Área delimitada de estudo, localização de pontos de estudo

Definidos os pontos de estudo para a pesquisa fizeram-se as coletas de amostras. A primeira

coleta de amostras deformadas realizada neste primeiro trabalho de campo, foi destinada para

os ensaios de caracterização geotécnica e mineralógica. Em campo foi calculada a massa

especifica aparente úmida, a partir da relação massa / volume obtida das amostras indeformadas

moldadas em campo com amostradores de 50mm de diâmetro e 20mm de altura, Figura. 3.7.

Essas amostras foram levadas para o laboratório onde foi determinada a umidade, para depois

calcular a massa especifica aparente seca.

Além de fazer coletas de amostras deformadas se fizeram análises do pH da água em dois pontos

o primeiro sendo dentro do leito do rio e o segundo na borda do reservatório. Essas analises

foram realizados com o multiparâmetro modelo: HANNA hi 9829 que permite medir o pH e

temperatura da água.

50

Figura 3.7 Amostradores e Balança utilizada para massa especifica em campo

Com o objetivo de entender o comportamento mecânico e de evolução dos processos erosivos

nos pontos de interesse, se estabeleceram duas coletas de amostras para cada ponto de estudo o

primeiro sendo na parte superficial e o segundo a uma profundidade (de 3m aproximadamente)

que pudessem mostrar uma diferença na estratigrafia ou pedologia com respeito a camada

superficial.

Os ensaios laboratoriais foram efetuados na Universidade de Brasília, no Laboratório de

Geotécnia no prédio da Engenharia Civil sendo que a análise da mineralogia que foi realizada

no Laboratório de Difratometria de Raios-X do IG-UnB. Consistiram na realização de ensaios

de caracterização geotécnica e mineralógica em amostras deformadas coletadas na primeira

visita de campo. A Tabela 3.1 se apresenta o resumo dos ensaios executados nesta Etapa.

Tabela 3.1. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa II

A identificação para cada erosão estudada é denominada ¨S¨ quando corresponde a parte

superficial e ¨P¨ quando corresponde a parte profunda da área estudada, essas siglas são

precedidas pelas siglas T1, T2, T3, T4 e T5 cada uma delas correspondentes aos locais

estudados e identificados previamente na Figura 3.6.

51

Nos ensaios de caraterização geotécnica a granulometria foi realizada mediante duas

metodologias: granulometria a laser por difração de raio laser sem aplicação do ultrassom que

foram realizadas com o equipamento Microtrac S3500 do Laboratório de Geotécnica da UnB

sob duas condições com amostra na umidade natural de coleta de campo e com amostra com

secagem ao ar, isto foi para poder verificar se existia alguma diferença que pudesse ser de

relevância.

O granulômetro a laser mostrado na Figura. 3.8 analisa o tamanho das partículas mediante três

diodos de raio laser vermelho colocados de justamente para caracterizar o tamanho dos grãos

de modo preciso. Mede partículas na faixa de 0,02 a 2800 µm. A segunda metodologia para

análise da granulometria foi a convencional com sedimentação e peneiramento, mostrados nas

Figura. 3.9;utilizando a norma 7181 (ABNT, 1984a).

Figura 3.8 Granulometro Laser Microtac S3500l Figura 3.9 Amostras durante o ensaio de sedimentação

Realizados os ensaios de Granulometria por sedimentação foi calculado o grau de dispersão do

solo ensaiado, seguindo a norma NBR-13602 ABNT (1996) de avaliação da dispersibilidade

de solos argilosos pelo ensaio SCS (Soil Conservation Service), que mede a tendência

dispersiva de argilas considerando solo susceptível á dispersibilidade se seu grau de dispersão

é maior que 40%, Matheus (2006). O cálculo é realizado mediante a formula (3.1) apresentada

a seguir:

Porcentagem de dispersão (%) = (𝐴

𝐵) × 100 (3.1)

Onde (A) representa a fração de finos obtida sem defloculação e (B) a fração de finos obtida

com defloculação. A fração de finos considerada para o cálculo nesta pesquisa foi a da fração

argila apresentada a Tabela 4.3 apresentada no capítulo 4.

52

Na Figura 3.10 e Figura 3.11 se mostra o exemplo do material separado por fração após ser

ensaiado, onde pode ser observado uma leve variação de cor nas frações retidas na #100 e na

#200 para ambas condições (com e sem defloculante). Podendo ser resultado da presença de

caulinita (no caso do material na condição com defloculante) e a presença de outros minerais

como ilita e quartzo (na condição sem defloculante partículas que ainda podem não ter

defloculado). A determinação da umidade natural e higroscópica foi realizada seguido a norma

da norma ABNT, (1986) de determinação do teor de umidade de solos.

Figura 3.10 Amostra T2-P. Material separado por

fração após ensaio com defloculante

Figura 3.11 Amostra T2-P. Material separado por

fração após ensaio sem defloculante

A determinação da massa especifica dos grãos foi feito utilizando o equipamento Pentapyc

5200e do Laboratório de Geotécnica da UnB que pode ser visto na Figura 3.12. Já foi

comprovado por pesquisas anteriores como a de Gómez, (2013) que não há muita diferença

entre o valor obtido por este equipamento e os obtidos com a aplicação da NBR 6508/84

(ABNT, 1984b). O pentapicnometro funciona com o princípio de Arquimedes e a Lei de Boyle,

sendo que usa gás para penetrar com maior acurácia nos poros finos dos materiais permitindo

assim um melhor desempenho para a determinação da densidade e o volume verdadeiro dos

materiais sólidos.

Os limites de consistência (limites de Attemberg) foram realizados seguindo o procedimento

da norma NBR 7180/1984 (ABNT, 1984c) para o limite de plasticidade e a NBR 6459/1984

(ABNT, 1984d) para o limite de liquidez determinado graficamente usado o método de

Casagrande. Destaca-se que deste ensaio se apresenta também uma avalição do gradiente da

curva de fluidez com o intuito de estabelecer se existem diferenças em seus valores ou se tem

relação com valor aproximado estudado no Capítulo 2.

53

Figura 3.12 Pentapicnometro

A partir desses ensaios básicos de caracterização e da obtenção da massa especifica natural em

campo foram determinados os seguintes índices físicos com as seguintes equações:

Massa especifica aparente seca 𝜌𝑑 = 𝜌𝑛

1+𝑤𝑛 (3.2)

Índice de vazios 𝑒 =𝜌𝑠

𝜌𝑑− 1 (3.3)

Porosidade 𝑛 =𝑒

1+𝑒∗ 100 (3.4)

Saturação 𝑆𝑟 =𝜌𝑠∗𝑤𝑛

𝑒∗𝜌𝑤 onde- 𝜌𝑤 -é a massa especifica do água. (3.5)

Índice de atividade de Skempton-, 𝐴 =𝐼𝑝

% 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑑𝑒 2 𝜇𝑚 (3.6)

Adicionalmente foram calculados os coeficientes de curvatura, uniformidade, e diâmetros

efetivos D10, D30 e D60 que são apresentados no Apêndice D deste documento. A classificação

do solo foi realizada seguindo a metodologia ASTM, D 2487 (1987) (Classificação Unificada).

Além se determinou a cor especifica do solo mediante a carta de cores de Munsell.

Para o ensaio por difratometria de raios X (DRX) a preparação das amostras consistiu de duas

etapas; aquelas que foram analisadas para a identificação de minerais das frações silte e areia

(se referindo a fração que passa na #200 a qual em geotécnia é chamada de fração de finos e

constituída de silte e argila) e aquelas obtidas por centrifugação que corresponde a fração argila

e foram analisadas para a identificação de argilominerais.

54

Para a primeira análise, isto é, da fracção que passa na #200, se utilizou o método do pó não

orientado. Se colocou a amostra para secagem ao ar até chegar à umidade hidroscópica, foi

cuidadosamente destorroada em almofariz com mão de graal coberta com borracha para não

quebrar a estrutura dos minerais, depois, foi passada pela peneira de malha #200, para fazer a

montagem da lâmina de vidro escavada, pressionando a amostra com auxílio de outra lâmina

de vidro. Na Figura.3.14 se pode ver as laminas montadas.

A análise da fração argila foi realizada pela separação das partículas por dispersão em água

destilada seguida pela decantação. Obedecendo a lei de Stokes é possível permite determinar o

tempo de coleta de frações granulométricas definidas segundo o raio das partículas e a

velocidade de decantação

A partir dessa premissa, se utilizou a centrifugação para aumentar a velocidade de

sedimentação. A centrifugação da amostra foi realizada a 750 rpm por 7 min, para assim separar

a fracção silte e o material em suspensão é transferido em um novo tubo e centrifugado

novamente só que desta vez a velocidade de 3000 rpm por 30min o que faz decantar a argila.

A fracção argila resultante deste processo foi colocada em duas lâminas cuja preparação foi

orientada usando a técnica do esfregaço, posteriormente foram analisadas por difração de raios

X. Depois foram solvatadas com etileno glicol sob vácuo por um período de 12 horas e

aquecidas a 490 °C por 3 horas, e analisadas novamente mediante DRX, isto com a intenção de

identificar minerais que têm distancias interplanares de 14 Å, assim como de minerais

interestratificados.

Na Figura. 3.13, Figura 3.15, Figura 3.16, Figura 3.17, consegue-se ver imagens do processo

de preparação descrito. As análises foram realizadas no laboratório de difratometria de raios X

do Instituto de Geociências da Universidade de Brasília, no difratômetro RIGAKU- ULTMA

IV, operado com tubo de cobre e filtro de níquel, sob 30 kV e 15 mA. Para as análises utilizou-

se uma velocidade de varredura de 2° /min com passos de 0,05 °. (Figura. 3.18).

Para a identificação dos minerais se realizou primeiramente com o software JADE 9.0 da MDI,

as rotinas de busca automática de picos e pesquisa de possíveis minerais no banco de dados

mineralógicos do International Centre for Diffraction Data (ICDD).

55

Figura 3.13 Preparação fracção areia

e silte

Figura 3.14 Lâminas de

vidro escavadas

Figura 3.15 Colocação de amostras

no processo de centrifugação.

Figura 3.16 Amostra após primeira

centrifugação.

Figura 3.17 Fracção argila já colocada

em lâminas.

Figura 3.18

Difratômetro RIGAKU-

ULTMA IV

Com base nos resultados dos difratogramas de raio X e a observação da intensidade dos picos

e presença dos minerais identificados nos diferentes processos de preparação foi possível se

fazer uma avaliação qualitativa- numérica que será apresentada no capítulo 4 de analises de

resultados.

3.3 ETAPA III: ESTUDO DE ERODIBILIDADE

Nesta etapa foi realizada a segunda visita de campo destinada para a coleta de amostras

indeformadas para ensaios específicos de avaliação de erodibilidade (Outubro 2015). Para ela

foi preciso ter definidos os ensaios que iriam ser feitos para a avaliação do solo. Da revisão

bibliográfica se compreendeu a utilidade e importância de alguns ensaios que permitem avaliar

direta e indiretamente o grau de erodibilidade do solo.

56

Os ensaios escolhidos para isso foram; 1) obtenção da curva característica mediante o WP4C

para avaliação do comportamento hidráulico, 2) avaliação indireta: mediante os ensaios de

desagregação furo de agulha e critério de erodibilidade pelo critério MCT (mediante os ensaios

de sucção capilar e perda de massa por imersão) e 3) avalição direta; mediante o ensaio de

Inderbitzen. As coletas de amostras para esses ensaios foram feitas na condição indeformada

por motivo de tempo, espaço e também praticidade da pesquisa, assim se optou por

confeccionar amostradores que cumprissem com as características para cada ensaio.

Os amostradores confeccionados para a coleta consistiram em tubos de PVC de espessura

grossa (5mm) isto com a intenção de garantir um risco menor de fratura ou deformação da

amostra moldada no momento de ser armazenada na caixa de isopor em campo. No caso dos

tubos de PVC para os ensaios de desagregação e para o ensaio de avaliação de erodibilidade

MCT, foram biselados um extremo do amostrador para facilitar e aliviar as tensões inicias que

se apresentam no início da moldagem.

No caso dos amostradores para os ensaios Inderbitzen foi feita rosca no PVC para depois poder

ser colocados na rampa do aparelho descrito no capítulo 2. Os amostradores do ensaio do furo

de agulha, foram confeccionados em tubo de acrílico segundo as especificações da norma do

ensaio. Na Figura. 3.19 a Figura.3.22 se apresentam os amostradores confeccionados para a

coleta de amostras indeformadas.

Figura 3.19 Amostradores para coleta de amostras

indeformadas do ensaio Inderbitzen


indeformadas do ensaio desagregação


indeformadas do ensaio furo de agulha


indeformadas do ensaio para avalição de erodibilidade

pelo critério MCT

57

Destaca-se que nesta etapa, na coleta, ao se estudar a erosão T1 se fez uma nova identificação

de material, abaixo da camada de solo superficial a qual consiste de um saprólito formado pela

mistura de um material de cor cinza e outro amarelo com camadas intercaladas que variam de

poucos centímetros a decímetros, tendo o material de cor cinza uma consistência rígida e forma

laminar e o material de cor amarelo tendo textura sedosa, aspecto homogêneo com algumas

manchas vermelhas e consistência mole, ver Figura 3.23 e Figura 3.24.

Uma vez que as coletas das amostras indeformadas para realização dos ensaios não permitirem

a obtenção de amostras isoladas desses materiais, foi feita uma coleta especifica de cada um

desses materiais para ensaios de caracterização e DRX no intuído de melhor entender o processo

erosivo ali instalado.

Figura 3.23 Material cor cinza em camada profunda

ponto T1

Figura 3.24. Material cor amarelo em camada

profunda ponto T1

No Apêndice B se apresenta parte de um registro fotográfico das campanhas de coleta descritas

anteriormente.

Os ensaios nesta etapa tiveram como premissa executar ensaios que permitissem avaliar

indiretamente e diretamente o grau de erodibilidade dos solos em estudo. Para isso foram

escolhidos os ensaios para a obtenção de curva caraterística mediante psicrômetro WP4C,

erodibilidade pela metodologia MCT, furo de agulha, desagregação e erodibilidade Inderbitzen.

Apresenta-se na Tabela. 3.2 o resumo dos ensaios realizados.

Destaca-se que os ensaios foram executados no Laboratório de Geotecnia da Universidade de

Brasília a exceção da mineralogia das amostras T1-P matéria cinza e amarelo que foram

executados nos laboratórios de FURNAS S.A

58

Tabela 3.2. Resumo de ensaios propostos e executados nas amostras das erosões estudadas Etapa III

* Escolheram-se só os pontos superficiais para os ensaios Inderbitzen já que ele e propostos como ensaio de avalição de erosão

superficial.

** Não se conseguiu coletar amostra indeformada nestes pontos

Destaca-se que nos ensaios de sucção capilar que forma parte do critério de erodibilidade MCT

desta etapa, logo que eles foram secos por 72h foram novamente ensaiados a sucção. A seguir

serão descritas as metodologias usadas para os ensaios de avaliação de erodibilidade do solo

direta e indireta, mediante ensaios de avaliação por critério MCT, comportamento hidráulico

do solo a partir da curva de retenção, furo de agulha, desagregação e Inderbitzen.

Para cada ensaio desta etapa foram realizados: umidade natural obtida do solo retirado no

momento de preparação das amostras; massa especifica natural obtida da relação massa-volume

correspondente a cada amostrador de ensaio; e sucessivamente foram calculados os índices

físicos das condições de início mediante as equações: Eq. (3.2), Eq. (3.3), Eq. (3.4), Eq. (3.5) e

Eq. (3.6) mostradas na secção 3.2

A preparação geral das amostras para cada ensaio consistiu em tirar cuidadosamente o solo

excedente que ficou no amostrador da coleta realizada em campo e deixar pronto o amostrador

com o solo indeformado para só então colocar nos diferentes equipamentos e aparelhos dos

ensaios propostos. Em alguns casos (T2, T4) foi preciso moldar os corpos de prova no

laboratório a partir de pequenos blocos de solo coletados em campo, isto, devido a condição

delicada do solo no campo que não permitiu moldar os corpos de prova nos amostradores

confeccionados. Na Figura. 3.25, se apresenta um exemplo desta preparação para o ensaio de

avaliação de erodibilidade por critério MCT.

59

O ensaio de avaliação direta de erodibilidade mediante o critério MCT como foi estudado

previamente na revisão bibliográfica é um ensaio que deve ser realizado mediante dois testes

que separadamente levam ao cálculo de um coeficiente de erodibilidade (E). Esse coeficiente é

calculado com a equação (3.7).

𝐸 =𝑝𝑖

𝑠 (3.7)

O ensaio foi desenvolvido seguindo a proposta de Nogami & Villibor, (1979), usando as

dimensões descritas por Bastos, (2004) ver no capítulo 2. Onde “pi” representa a porcentagem

de perda de massa por imersão calculado com base na formula descrita na norma DNER -ME

256/94, (1994) e onde “s” representa o coeficiente de sorção ou sucção capilar do água

calculado a partir da metodologia MCT com a norma DNER-ME 194/88, (1988).

Esses ensaios foram realizados sob duas condições a primeira com umidade natural de coleta

de campo e a segunda com um período de secagem de 72 horas. No Capítulo 4 se apresentam

os resultados obtidos destes ensaios sendo avaliados na Tabela. 4.21 aqueles coeficientes de

sucção capilar obtidos da maior e também da menor inclinação da curva V/A vs √𝑡 explicada

previamente no Capítulo 2, e apresentadas também como parte dos resultados. Na Figura. 3.26

e Figura. 3.27, apresentam-se imagens dos ensaios de perda de massa por imersão e sucção

capilar d´água respectivamente. No Apêndice E registro fotográfico desse ensaio.

Figura 3.25 Preparação de amostra para ensaio de MCT (exemplo geral).

Figura 3.26 Ensaio de Perda de

Massa por Imersão.

Figura 3.27 Ensaio de coeficiente de sucção capilar.

60

Para a obtenção dos pontos da curva de retenção o ensaio foi realizado mediante o Psicrômetro

(WP4C). As dimensões da amostra são de aproximadamente 37mm de diâmetro com altura de

5 -7 mm, estas foram moldadas no laboratório a partir do solo indeformado excedente das

amostras coletadas para o ensaio de desagregação e para a obtenção dos valores da curva as

amostras foram submetidas a processos de secagem e molhagem com intervalos de 12 horas

para sua homogeneização. Na Figura. 3.28 e Figura. 3.29 se apresenta imagens do processo de

preparação da amostra e do dispositivo WP4C. O ajuste da curva de retenção foi realizado pela

metodologia proposta por Van Genuchten, (1980).

Figura 3.28 Preparação de amostra a partir do solo excedente.

Figura 3.29 Psicrômetro WP4C

Para a montagem do aparelho, materiais e do processo de execução do ensaio de furo de agulha

foram utilizadas como guias as normas NBR 14114 (1998); ASTM D 4647 (1998) e o trabalho

realizado por Matheus (2006) A metodologia do ensaio foi adicionada a proposta realizada por

Santos (1997), e além disso o ensaio foi realizado sob duas condições de estudo na condição de

umidade de coleta de campo natural (não saturada) e na condição saturada, onde se fez uma

saturação por ascensão capilar de 20 horas para cada amostra estudada.

No Capítulo 4 se apresenta um analise a partir dos resultados obtidos deste ensaio, onde se

estuda a tendência da condutividade hidráulica nas amostras com base na Lei de Darcy,

proposta estudada no Capítulo 2. No Apêndice F se apresenta um registro fotográfico da

montagem da amostra junto com os materiais, execução e evolução do ensaio.

61

O ensaio de desagregação foi realizado incialmente com a metodologia proposta no trabalho de

Santos, (1997) onde se estudam dois corpos de prova dos quais um deles é submetido a imersão

total em água destilada dentro de recipientes plásticos acompanhando-se o processo de

desagregação por um período de 24 horas e outro corpo é submetido a imersão parcial tal como

explicado com mais detalhe no Capítulo 2.

Da coleta de amostras se moldaram dois corpos de prova em amostradores com dimensões de

10 cm de diâmetro e 6 cm de altura. As amostras foram extraídas cuidadosamente dos

amostradores, e talhadas até a altura de 5 cm segundo a proposta de Bastos (2004). Embora ter

tido o planejamento das coletas com amostradores confeccionados especificamente para esse

ensaio, no caso do ponto T4 se precisou fazer coleta de um bloco pequeno de solo para depois

moldar cuidadosamente no laboratório o corpo de prova nas dimensões segundo a proposta de

Santos (1997) com cubos de 6cm de aresta.

Na analises de resultados se apresentam as Tabela. 4.9 até Tabela. 4.16 com o resumo da

evolução do ensaio nas duas condições estudadas. Com a intenção de conhecer mais sobre a

amostra ensaiada. Após ensaiado os corpos de prova foi realizada a granulometria do material

desagregado apenas por peneiramento procedendo com a norma ABNT 7181 (1984a). Isto foi

possível transferindo o solo que ficou desagregado dos recipientes plásticos a bandejas

metálicas e colocando-os para a secagem ao ar. Se destaca que a umidade hidroscópica utilizada

para o cálculo da massa total seca foi a obtida dos ensaios realizados da etapa II de

reconhecimento de campo. Essas granulometrias são apresentadas no Apêndice G

conjuntamente com algumas imagens extra da evolução do ensaio.

O ensaio Inderbitzen foi realizado com o aparelho confeccionado da proposta de Facio (1991)

onde poderão ser encontrados mais detalhes sobre as suas dimensões e construção desta versão.

Nesta pesquisa foi utilizado só uma das rampas do aparelho para poder obter uma melhor

observação da amostra e uma melhor manipulação dos recipientes no momento da coleta do

solo erodido no ensaio.

Fizeram-se algumas modificações para melhorar a uniformidade do fluxo, segundo a proposta

de Santos (1997), comentado previamente. Para a execução do ensaio foi adotada a rampa a

uma inclinação de 10˚, deixando uma vazão constante de 17,5 ml/s seguindo a proposta de

Santos (1997) também utilizada por Jesus (2013).

62

O ensaio foi executado sob duas condições a primeira sendo com a umidade natural e a segunda

com saturação da amostra por ascensão capilar por um tempo de 15 min sendo embebida em

água destilada.

As amostras tiveram uma preparação geral descrita no início da secção, com dimensões de 10

cm de diâmetro por 10 cm de altura. Os amostradores confeccionados foram rosqueados para

serem acoplados no aparelho e serve de auxilio em caso de a amostra precisar ser nivelada

durante a execução do ensaio.

O tempo definido para o ensaio foi de 30 min, e a coleta do solo erodido no ensaio se fez nos

minutos 1, 5, 10, 15, 20, 25 e 30. As coletas foram realizadas com as peneiras N˚ 40, 100 e 200,

realizando coleta também do material passante pela peneira #200 seguindo a proposta descrita

no trabalho de Bastos (2004). Essas coletas foram depois transferidas cuidadosamente em

cápsulas de alumínio para depois serem colocadas para secar em estufa e posteriormente serem

pesadas.

Adicionalmente foi realizada a granulometria por peneiramento do material erodido durante o

ensaio com o intuito de definir as dimensões dos grãos que constituem o corpo de prova e

conferir a granulometria suscetível a erosão de cada ponto estudado.

Na Figura. 3.30, e Figura. 3.31 são mostradas imagens do ensaio e coleta do material erodido

respetivamente, no Apêndice H e Apêndice H1 apresentam-se mais imagens do processo de

execução do ensaio assim como também as curvas granulométricas que serão comentadas no

capítulo de análise de resultados.

No capítulo de analises de resultados são também apresentadas uma previsão de erodibilidade

avaliada mediante o nomograma de Wischmeier & Smith (1978) e o ábaco de erodibilidade

para solos tropicais proposto por Vertamatti & Araújo, (1995 e 1998) apud Bastos (2004),

ambas propostas apresentadas na revisão.

Para realizar esta avaliação de previsão por essas propostas foi preciso estabelecer alguns

parâmetros que não foram, avaliados diretamente nesta pesquisa, mas que foram estudados em

pesquisas de áreas degradadas contendo solos Latossolo e Cambissolo considerando assim ter

propriedades mecânicas similares que serviriam para essa previsão.

63

Figura 3.30 Aparelho Inderbitzen

Figura 3.31 Coletas de solo erodido durante ensaio Inderbitzen

No caso da proposta para avaliação no nomograma de Wischmeier os parâmetros considerados

foram: Matéria orgânica por observação em campo e manipulação das amostras dentro do

laboratório (cor, matéria encontrada, etc.). Definiu-se que os solos continham baixo teor de

matéria orgânica; permeabilidade que foi avaliada mediante os valores obtidos das análises

realizadas no ensaio de furo de agulha; estrutura foi avaliada em campo e os valores de silte

mais areia e areia foram avaliadas a partir da granulometria por sedimentação com

defloculante.

No caso da proposta para avaliação com o ábaco de Vertamatti e Araújo (1995;1998) foi preciso

definir a faixa para o cálculo de inclinação da curva de retenção (tan 𝜃) obtidas do ensaio.

Assim ficou definida a faixa de 10 a 50 kPa já que as sucções mais baixas nos pontos de estudos

foram atingidas nessa faixa. Foi também preciso definir o coeficiente d’ isto considerando que

as granulometrias dos solos estudados podem ser consideradas dentre argilas lateríticas a areias

finas argilosas. Segundo Villibor & Alves, (2015) as argilas lateríticas, em geral possuem d’

acima de 20 (kg/m³) /%, ao passo que as argilas não lateríticas não atingem esse valor, ficando

abaixo de 10 (kg/m³)/%, e que as areias puras possuem d’ baixo, ao passo que as areias finas

argilosas podem ter d’ elevado, ultrapassando 100 (kg/m³)/%. Desta forma se definiu o- 𝑑′ =

70 -(kg/m³)/% para após com o coeficiente Pi obtido dos ensaios de perda de massa por imersão,

calcular finalmente o coeficiente e’ exigido e poder entrar no ábaco

64

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

A seguir, esse Capítulo apresenta todas as análises e resultados realizados dos ensaios nesta

pesquisa. Começando a Etapa I com estudos preliminares as visitas de campo; na etapa II os

locais foram descritos a partir do reconhecimento de campo apresentando os resultados da

caracterização geotécnica e mineralógica executadas e finalmente a etapa III, apresentando os

resultados e analises obtidas dos ensaios de erodibilidade propostos.

4.1 ETAPA I: ANALISES DOS ESTUDOS PRELIMINARES

Mediante fotointerpretação se conseguiu a identificação dos tipos de feições das 43 erosões

listadas na área, sendo que 60% eram do tipo linear e que o restante era do tipo laminar.

Analisaram-se as tendências dessas ocorrências e se observou que 51% ocorrem do lado direito

do rio São Marcos, que pertence ao município de Cristalina no estado de Goiás e 49% do lado

esquerdo que pertence ao município de Paracatu no estado de Minas Gerais. Nas Cartas de

erodibilidade e de erosividade se observou que 35% das erosões cadastradas (43) ocorrem em

áreas onde a erosividade é média alta e alta sendo as demais onde a erosividade e média e baixa.

Quanto a erodibilidade 95% ocorrem em áreas classificadas como muito alta. Na Figura. 4.1

apresenta-se a imagem de parte da Bacia de São Marco onde os pontos em cor amarela

representam a incidência das 43 erosões.

Figura 4.1 Bacia de Batalha com ocorrência de erosões cadastradas Imagem Landsat 8

65

Continuando a análise das demais cartas se observou que 51% das erosões pertencem a unidade

geológica do grupo Paracatu; 47% apresentam-se em áreas com relevos de forma divergente

retilíneo; 44% se desenvolvem em áreas cujas declividades estão entre 4-7 graus; 95% são

encontradas em áreas classificadas como de Cambissolo e 77% das erosões podem ser

encontradas em áreas de uso antrópico. A Figura. 4.2 e Figura. 4.3 apresentam respetivamente

a carta dos tipos de solo e o gráfico obtido após a análise de geoespacialização realizada.

Figura 4.2 Carta imagem de Tipo de Solo Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho

realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.

Figura 4.3 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Erosões Totais

%

Tipo de Solo em areas das erosões

Cambisolo

Lat-Ver-Am

66

Na Figura 4.4 até Figura 4.11 se apresenta as análise das informações geoespacializadas

utilizando as cartas adicionais disponibilizadas pela UFG.

Figura 4.4 a. Carta imagem de Uso de Solo Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho


Figura 4.4 b. Ocorrência de erosões vs Uso de solo na Bacia de Batalha

00%

20%

40%

60%

80%

100%

Erosões Totais

%

Uso de Solo em areas das erosões

Cobert. Ant

Cobert. Veg

67

Figura 4.5 a. Carta imagem de Altitude Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho realizado

de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.

Figura 4.5 b. Ocorrência de erosões vs Altitude na Bacia de Batalha não se observaram ocorrências de erosões

entre altitudes de 914-968 m.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Erosões Totais

%

Altitude em areas das erosões (m)

764-860

860-914

968-1060

1060-1254

68

Figura 4.6 a. Carta imagem de Declividade Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho


Figura 4.6 b. Ocorrência de erosões vs Declividade na Bacia de Batalha

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Erosões Totais

%

Declividade em areas das erosões (Graus)

0-4

4-7

7-12

12-19

69

Figura 4.7 a. Carta imagem de Densidade de drenagem Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com

trabalho realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.

Figura 4.7 b. Ocorrência de erosões vs Densidade de drenagem na Bacia de Batalha.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Erosões Totais

%

Densidade de drenagem em areas das erosões (m/km2)

0-28

28-54

54-80

80-109

109-179

70

Figura 4.8 a. Carta imagem de Erodibilidade Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho


Figura 4.8 b. Ocorrência de erosões vs Erodibilidade na Bacia de Batalha

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Erosões Totais

%

Tendência a erodibilidade das erosões

Baixa

Media

Muito Alta

71

Figura 4.9 a. Carta imagem de Erosividade Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho


Figura 4.9 b. Ocorrência de erosões vs Erosividade na Bacia de Batalha

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Erosões Totais

%

Tendência a erosividade das erosões

Baixa

Média

Média-Alta

Alta

72

Figura 4.10 a. Carta imagem de Formas de vertentes Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com

trabalho realizado de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.

Figura 4.10 b. Ocorrência de erosões vs Formas de Relevo na Bacia de Batalha

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Erosões Totais

Forma de Relevo em areas das erosões

Converg-Conc

Converg-ret

Diverg-Conv

Diverg-ret

Planar-ret

73

Figura 4.11 a. Carta imagem de Geologia Bacia de Batalha (Nascimento & Romão, 2016) com trabalho realizado

de georreferenciamento e geoespacialização das ocorrências de erosões totais.

Figura 4.11 b. Ocorrência de erosões vs Geologia na Bacia de Batalha

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Erosões Totais

%

Geologia em areas das erosões

Cobert-D-L

Paracatu

Paranoa 3

Paranoa 4

Serra do Ladim

74

Nesta análise se observou que pelo menos 37% das erosões cadastradas eram localizadas fora

das margens do reservatório, área de interesse, e assim se delimitou a área de estudo sendo

definida por um retângulo contendo uma linha reta de 35 km de comprimento seguindo a

direção do leito do rio (38º Sudeste). Na Figura. 4.12 a bacia hidrográfica é apresentada com a

delimitação comentada.

Foi então definida essa área como a área de concentração para o estudo de erosões, sendo que

se encontra mais próxima ao reservatório de Batalha e diretamente influenciada por este.

Figura 4.12 Ocorrência de erosões vs tipo de solo na Bacia de Batalha

Aplicando a mesma metodologia de análise anterior para a nova área de estudo selecionada se

encontram 44% (19 de 43 erosões) das erosões cadastradas, todas localizadas na margem

esquerda do rio São Marcos (lado pertencente ao município de Paracatu, MG), pertencentes a

áreas da unidade geológica do Grupo Canastra formação de Paracatu. com litologias de quartzo-

sericita-clorita xistos, por vezes carbonosos, onde também são observadas algumas lentes ou

níveis centimétricos a métricos de ortoquartzitos brancos e quartzo-sericita- clorita xisto às

vezes intercalados com xisto carbonoso, quartzito fino ou metassiltito (CPRM, 2003), com solo

de tipo Cambissolo, em áreas de cobertura antrópica, em altitudes variando entre 764-860m, e

zonas classificadas com erodibilidade muito alta.

75

Percebeu-se mediante a técnica de fotointerpretação que 56% das erosões apresentam feições

características de erosões lineares e 44% apresentam feições características de erosões

laminares. A seguir na Figura 4.13; Figura 4.14; Figura 4.15 apresenta-se três gráficos

mostrando a classificação das áreas erosivas, formas de relevo, e declividade observadas

segundo as cartas estudadas e localização das erosões dessa área.

Dos gráficos mostrados na Figura 4.15, vale a pena notar que 89% das erosões formaram-se em

áreas com declividades relativamente baixas (0-7 graus), e áreas com baixa tendência a

erosividade.

Figura 4.13 Ocorrência de erosões vs erosividade na

bacia de Batalha

Figura 4.14 Ocorrência de erosões vs formas de

relevo na bacia de Batalha

Figura 4.15 Ocorrência de erosões vs declividade na bacia de Batalha

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Erosões em area de estudo

Tendência a erosividade das erosões

Baixa

Média

Média-Alta

Alta00%

20%

40%

60%

80%

Erosões em area deestudo

Forma de Relevo em areas das erosões

Converg-Con

Converg-ret

Diverg-Con

Diverg-ret

Planar-ret

00%

20%

40%

60%

80%

Erosões em area de estudo

Declividade em areas das erosões (Graus)

0-4

4-7

7-12

12-19

76

4.2 ETAPA II: RESULTADOS DOS ESTUDOS DE RECONHECIMENTO

A seguir se apresenta a descrição dos locais definidos para o estudo desta pesquisa, como

resultado do trabalho de reconhecimento em campo.

O ponto de estudo T1 encontrado durante o reconhecimento da área norte com coordenadas

UTM, zona 23K X: 254.277m E, Y: 8.101.317 m S, na margem esquerda do rio, trata-se de um

processo erosivo tipo voçoroca com três ramificações, encontrando nos arredores material de

rocha bastante alterada, e dentro do processo erosivo com concreções lateríticas aflorando no

perfil. Além de observar o solo de tipo Latossolo, se observou no perfil indícios de batimento

de ondas, que podem ter agravado o processo erosivo.

Figura 4.16 a. Área T1

Figura 4.16 b. Área T1 Figura 4.16 c. Área T1

77

O ponto T2 forma parte do cadastro estudado na etapa I, e com locação também na área de

reconhecimento norte margem esquerda, com coordenadas UTM, 23K X: 252.199 m E, Y:

8.100.945 m S, processo erosivo de tipo linear, rocha filito, se observou solo Latossolo

vermelho amarelado com camadas mosqueadas, afloramento de rocha na porção montante do

processo erosivo que aparenta evoluir desde suas camadas mais profundas. Observa-se na sua

camada superficial concreções lateríticas, e na camada profunda indícios de solo propenso a

processos de erosão interna (ou piping). A camada profunda apresenta também um material

mosqueado amarelado-branco e se conseguiu identifica a presença de uma família de

descontinuidades preenchidas com um material rochoso branco quartzoso com orientação Sul-

Este.



78

O ponto T3 tratasse de um processo erosivo de tipo linear encontrado durante o reconhecimento

da área norte, na margem esquerda com coordenadas UTM, 23K X: 242.598 m E, Y: 8.087.641

m S, localizada em área de pastagem, observasse alguns indícios de batimento de ondas que

poderiam ser a causa do agravamento do processo erosivo na margem.

Adentrando na erosão observou-se que a evolução era de forma intermitente tendo áreas que

podiam ter se estabilizado naturalmente com as mudanças do relevo ao longo do tempo. A

camada profunda apresenta também um material mosqueado vermelho- amarelado.



79

O ponto T4 definido no reconhecimento da área sul do reservatório, parte do cadastro estudado

na seção 3.1, com coordenadas UTM, 23K X: 240.792 m E, Y: 8.079.905 m S, está localizada

em uma área alagada, produto do aumento do nível de água do reservatório tendo já sido tratada

com barramento de terra mantendo estável a evolução do processo de degradação por erosão.

Observa-se material agregado e laterítico na superfície, de cor rosa intercalado com material

amarelado, granular, tipo de solo Cambissolo, de saprólito de filito, destaque-se que neste ponto

foi encontrado também a presença de descontinuidades de material rochoso quartzoso branco

orientado horizontalmente mais predominante ao encontrar material na superfície com cor rosa

de estrutura laminar.



80

Finalmente o ponto T5, parte também do cadastro estudado na etapa de estudos preliminares,

com coordenadas UTM, 23K X: 244.277 m E, Y: 8.083.910 m S, encontrada em área afastada

da área alagada (1000 m aproximadamente), observou-se ser de solo tipo Latossolo vermelho,

tendo perfil com abundante vegetação, tendo indício de estabilização do processo de

degradação.



Nas Figuras foram apresentados detalhes do ponto T1, T2, T3, T4 e T5 respectivamente. Porém

no Apêndice B poderá se encontrar imagens adicionais de cada ponto com o material descrito.

A seguir se apresenta os resultados obtidos dos ensaios de caracterização geotécnica e

mineralógica. Vale a pena ressaltar que os resultados dos cinco locais com processos erosivos

foram analisados de forma conjunta, isto é, com o intuito de poder compreender o

comportamento e tendências de evolução dos processos dos solos localizados nessa área do

reservatório.

81

4.2.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA

Os ensaios de caracterização geotécnica, ajudaram a coletar informação inicial de importância

na pesquisa. Na Tabela 4.1 se mostra um resumo dos resultados obtidos.

Tabela 4.1 Resumo dos resultados da caracterização geotécnica das amostras

Local Umidade

(%) DR

Limites de Consistencia

(%)

Índices

Massa Especifica Aparente Natural (g/cm3)

Massa Especifica Aparente

Seca (g/cm3)

Nat. Higro.

Wp Wl IP Cons.

IC Liquid.

IL Ativ.

A Vaz.

e Poros. n (%)

Sat. Sr (%)

T1-S 15,7 2,2 2,83 36 50 14

2,5

-1,45

0,18

1,55

61

29 1,29 1,11

T1-P 17,3 1,4 2,87 44 49 6

5,3

-5,3

0,08

1,93

66

25 1,15 0,98

T2-S 18,9 1,1 2,86 32 38 6

3,34

-2,18

0,12

1,18

54

46 1,55 1,31

T2-P 6,5 0,5 2,8 NP 33 NP

N/A

0,20

N/A

1,09

52

17 1,43 1,34

T3-S 19,6 2,6 2,85 37 43 6

3,99

-2,90

0,10

1,71

63

33 1,26 1,05

T3-P 19,5 1,5 2,85 36 43 7

3,40

-2,36

0,12

1,39

58

40 1,43 1,19

T4- S 14,4 1,0 2,98 37 44 7 3,96 -3,23 0,40 1,21 55 36 1,54 1,35

T4- P 13,8 1,8 2,9 43 58 14 3,10 -1,95 0,28 0,68 40 59 1,96 1,73

T5- S 18,3 1,5 2,89 39 53 14 2,50 -1,48 0,23 1,45 59 36 1,39 1,18

T5- P 12,1 2,0 2,93 40 49 9 4,19 -3,10 0,14 1,40 58 25 1,36 1,22

82

Observa-se como os perfis a profundidade são os que apresentam um teor de umidade menor,

tanto natural quanto higroscópico, a exceção do ponto T1 que apresenta na umidade natural um

aumento.

Essa variação de umidades pode ser o resultado de mudanças no clima, típico do tempo de

coleta (início do período de chuva), podendo ter caído as primeiras chuvas da temporada

deixando a camada superficial úmida e mantendo a camada em profundidade na condição

característica de solos com uso antrópico, onde se apresenta déficit hídrico nas camadas

profundas devido a que o sistema radicular extrai maior água dessas camadas no período de

estiagem.

Os resultados obtidos para a densidade relativa (comumente chamado de peso especifico real

dos grãos) das amostras variam de 2,8 a 2,9 típicos para solos lateríticos com argila e silte,

suspeitando da possível presença de minerais com altas massas especificas tais como, Hematita,

Goethita que serão conferidas mais na frente. A seguir nas Figuras 4.21 se apresentam as

tendências dos solos estudados em relação a umidade higroscópica, densidade relativa e índice

de vazios.

Figura 4.21 a Relação de umidade higroscópica vs densidade real

Figura 4.21 b Relação de umidade higroscópica vs índice de vazios

83

Considerando que a umidade higroscópica é uma propriedade que tem a ver com a natureza do

material presente no solo, se observou das Figuras (4.21 a e b) anteriores que as amostras

estudadas têm uma tendência ao incremento da sua densidade relativa e índices de vazios

dependente aos materiais presentes no solo. Evidenciando assim, a formação de agregados e

baixa massa especifica aparente.

A Tabela 4.1 mostra os resultados obtidos para os limites de consistência indicando que são

solos não plásticos e de baixa a mediana plasticidade. Nos resultados se observa uma tendência

a se ter baixa a nula plasticidade em camadas profundas dos locais T1, T2 e T5 e vice-versa nos

pontos T3 e T4. A Figura 4.22 mostra o gráfico de plasticidade proposto por Casagrande (1932)

apud Das (1999) com as tendências de plasticidade dos pontos estudados. Seguidamente a

Tabela 4.2 mostra os valores de tan 𝛽-obtidos das curvas de fluxo as quais mostraram que -

tan 𝛽 - varia dependendo das características do solo.

Figura 4.22 Tendência da plasticidade de acordo o aumento da profundidade em áreas de estudo.

Tabela 4.2 Resultados do gradiente da curva de fluidez das amostras

Local tan β

T1-S 0,0412

T1-P 0,0864

T2-S 0,1187

T2-P 0,2710

T3-S 0,1271

T3-P 0,0839

T4-S 0,2073

T4-P 0,1504

T5-S 0,1751

T5-P 0,2353

84

Observou-se também com a Tabela 4.2 dos resultados obtidos dos gradientes da curva de

fluidez das amostras T1, T2 e T5 ângulos menores no nível superficial, pudendo evidenciar

uma tendência de sensibilidade à água nestas camadas enquanto que nos pontos T3 e T4 os

valores de gradientes menores se apresentaram a nível a profundidade evidenciando uma maior

sensibilidade à água nessas camadas.

Com os índices apresentados na Tabela. 4.1 pode ser observada a predominância de amostras

com solos que contém consistência dura, isto pode ser percebido no momento de manipulação

do solo, onde frequentemente eram encontrados torrões bastantes duros que só no momento de

aplicar um esforço com a mão de borracha no almofariz podiam ser desagregados.

O índice de liquidez calculado apresentou valores menores que zero (negativos) indicando a

presença de solos altamente sobre adensados, as condições de sobre adensamento pode ser o

resultado de solos expostos a tensões no passado. No caso da área estudada a carta geológica

analisada apresenta três estruturas geológicas que poderiam ter ocasionado essa condição.

Destaca-se também que o sobre adensamento em níveis superficiais pode ser dado sob efeito

de ciclos de secagem e molhagem.

Os resultados mostrados também indicam uma possível ausência de minerais de argila

expansivos classificando os solos das amostras como solos inativos, podendo ser observado na

Figura 4.22, onde as tendências das plasticidades se apresentam abaixo da línea A.

Foram obtidos valores altos de índices de vazios, ou seja, alta porcentagens de porosidade.

Destaca-se nos valores das massas especificas secas encontrados que elas aumentam levemente

com a profundidade do perfil, podendo ser resultado da presença de minerais com altos valores

de densidade relativa e também de diminuição da porosidade nas profundidades.

4.2.1.1 GRANULOMETRIA POR SEDIMENTAÇÃO COM E SEM DEFLOCULANTE

Das Figura 4.23 a 4.27 apresentam-se as curvas granulométricas das amostras coletadas na

primeira campanha.

Das curvas granulométricas apresentadas se obtêm a Tabela. 4.3 que mostra um resumo das

frações granulométricas segundo a ABNT e conjuntamente com os resultados da Tabela. 4.1 se

faz a classificação unificada do solo mediante a normativa ASTM D2487. A Tabela 4.3 mostra

os resultados obtidos também no granulômetro a laser apresentados como parte do Apêndice I.

Destaca-se que a fração pedregulho para esses ensaios foi desprezado.

85

Figura 4.23 Granulometria dos solos da erosão T1 com e sem defloculante




86


Observam-se das curvas das amostras nos locais T1, T3 e T5 que ao ser estudadas sem

defloculante a nível profundo essas apresentam material mais agregado que as curvas estudadas

ao nível superficial. Mas ao ser estudadas com defloculante percebe-se que esse material é

desagregado e tendo semelhança muito grande com as de curvas granulométricas a nível

superficial.

Das frações granulométricas podemos aprender que os solos das amostras apresentam maiores

quantidades na fração argila na condição com defloculante, e sendo maior a porcentagem da

fração de silte na condição onde não foi aplicado o defloculante, pode ser destacado que as

amostras ensaiadas contem valores de porosidades altos os valores para argila dispersa não

foram altos característico de solos intemperizados.

Os solos dos locais T1, T3 e T5 mostram ter quantidades similares de argila dispersa tanto em

superfície quanto a profundidade. No local T2 se observa mais argila dispersa a profundidade

enquanto que no local T4 apresenta mais argila dispersa na superfície. Na classificação dos

solos se observa a predominância de solos silte arenoso (MH e ML) e argila silto arenosa (CL-

ML).

Foi estudado conjuntamente a cor dos solos amostrados tendo a predominância das cores

vermelho e amarelo, típica em Latossolo embora que no ponto T4 o solo tenha cores

características de um Cambissolo. Vale a pena notar que na análise do meio físico realizada na

secção 4.1 o solo predominante da área de estudo é o Cambissolo.

87

Tabela 4.3 Fracções Granulométrica segundo a ABNT e classificação unificada dos solos em amostras

estudadas.

Local

Frações Granulométricas ABNT

(%)

Classificação Unificada

ASTM D 2487

Cor do Solo

Nat Laser Seco Ar/

Laser C/

Def. S/

Def.

Argila Dispersa

(%)

T1-S

Areia 22 12 10 44

7,0

MH silte elástico

com areia

Vermelho

Silte 70 80 19 52

Argila 8 8 71 5

T1-P

Areia 28 12 10 54

4,0

ML Silte com areia

Vermelho

Silte 66 86 15 43

Argila 6 2 75 3

T2-S

Areia 4 4 18 25

6,8

CL-ML Argila silto

arenosa

Avermelhado

Amarelo Silte 90 90 38 72

Argila 6 6 44 3

T2-P

Areia 16 2 42 27

22,7

ML Silte arenoso

75% Avermelhado Amarelo

5% Branco 20% Amarelo

Silte 80 95 36 68

Argila 4 3 22 5

%

T3-S

Areia 16 16 23 40

5,4

CL-ML Argila silto

arenosa

Bruno Forte

Silte 76 83 21 57

Argila 8 1 56 3

T3-P

Areia 12 19 28 68

5,7

CL-ML Argila silto arenosa

60% Amarelo

40% Vermelho Silte 76 80 19 29

Argila 12 1 53 3

%

T4- S

Areia 16 2 20 17

29,4

CL-ML Argila silto

arenosa

Vermelho Pálido

Silte 82 95 63 78

Argila 2 3 17 5

T4- P

Areia 8 4 18 19

6,8

MH Silte elástico

com areia

Amarelo

Silte 88 94 38 78

Argila 4 2 44 3

%

T5- S

Areia 12 11 9 29

1,7

MH Silte elástico

com areia

Amarelado Vermelho

Silte 78 86 32 70

Argila 10 3 59 1

T5- P

Areia 12 11 11 40

3,4

CL Argila magra

arenosa

Amarelado Vermelho

Silte 81 85 31 58

Argila 7 4 58 2

88

4.2.2 CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA.

Na Figura 4.28 e Figura 4.29 são mostrados os difratogramas do solo da amostra coletada no

ponto T1 em superfície e profundidade respectivamente, neles se apresentam (T) amostra total,

material passante da #200 silte e argila; (N) lâmina da fração argila, orientada, seca ao ar; (G)

lâmina da fração argila, orientada, solvatada com etileno-glicol; e (A) lâmina da fração argila,

orientada, aquecida.

Sendo comparado os difratogramas com a Tabela. 2.6 e 2.7, no Capítulo 2, do resultado no

difratograma da amostra total de T1-S na figura 4.28 se pode identificar a presença dos picos

de Gibbsita (d = 4,85 Å) e Quartzo (d = 4,28 Å) no intervalo de 2ϴ entre 15˚-30˚; Caulinita (d

= 7 Å) e Ilita (d = 10 Å) no intervalo de 2ϴ entre 6˚-14˚; e a presença de Goethita entre 20˚-22˚,

mostrando maior intensidade de reflexão a Gibbsita e Quartzo. As presenças desses picos são

mantidas na fração argila notando uma diminuição na intensidade do pico de Quartzo e um

aumento na intensidade dos picos da Caulinita e Ilita. Verificou-se mediante os difratogramas

nas condições solvatadas e aquecidas a ausência de minerais expansivos ou interestratificados.

Figura 4.28 Difratograma da erosão T1-S.

89

Na figura 4.29 no difratograma de T1-P se pode identificar a presença dos picos de Gibbsita (d

= 4,85 Å) e Quartzo (d = 4,28 Å) no intervalo de 2ϴ entre 15˚-30˚; Caulinita (d = 7 Å) e Ilita (d

= 10 Å) no intervalo de 2ϴ entre 6˚-14˚; Goethita entre 20˚-22˚ e a presença de Hematita no

intervalo de 2ϴ entre 31˚-34˚, mostrando maior intensidade de reflexão sempre a Gibbsita e

Quartzo

As presenças desses picos são mantidas na fração argila notando uma diminuição na intensidade

do pico de Quartzo, Hematita e Goethita e um aumento na intensidade dos picos da Caulinita e

Ilita. Verificou-se mediante os difratogramas de nas condições solvatadas e aquecidas a

ausência de minerais expansivos ou interestratificados.

Figura 4.29 Difratograma da erosão T1-P

A mesma metodologia de analises foi implementado para todos os difratogramas obtidos e

apresentados no Apêndice L desta pesquisa, se realça que a determinação dos picos de quartzo

foi determinada pelo pico secundário de 4.28 Å, já que este apresentava uma alta refração no

seu pico principal suspeitando assim a presença de ilita no solo. A presença de Ilita e Caulinita

foi conferida na fração argila aumentando o pico principal na amostra solvatada com etileno

glicol e aquecida no caos de ilita e no caso da Caulinita diminuindo o pico.

90

Com a identificação dos minerais e observação da intensidade dos picos na fração silte areia e

fração argila se fez uma avaliação qualitativa numérica apresentada na Tabela. 4.4, nela

podemos observar que no ponto T1 as quantidades de Ilita e Caulinita aumentam na fração

argila tanto na camada superficial como na profunda e se observa que a camada superficial não

conte com Hematita, e em ambas camadas predomina a Gibbsita e Quartzo.

No ponto de estudo T2 se observou a presença de minerais de Caulinita, Quartzo, Goethita e

Gibbsita, sendo o Quartzo abundante na fracção total para ambas camadas e a Caulinita e Ilita

sendo a abundante na fração argila, se observa que neste ponto baixa quantidade de Goethita e

Gibbsita para ambas camadas.

Os minerais identificados no ponto T3 foram a Caulinita, Goethita, Gibbsita, Ilita, Quartzo e

Hematita, a última estando ausente na camada superficial, e sendo o Quartzo o mineral

predominante na fração total para ambas camadas e apresentado quantidades predominantes e

proporcionais de caulinita, Gibbsita e Ilita na fração argila.

O ponto T4 apresenta ausência de Gibbsita e predominância de Quartzo na fração total para

ambas camadas. E verifica-se a predominância de Ilita na fração argila, a Hematita só se faz

presente na camada profunda, e tem quantidades similares de Caulinita e Goethita em ambas

camadas. O ponto T5 se verifica a predominância de Quartzo para ambas camadas na fracção

total e a predominância de Caulinita e Ilita na fração argila, neste perfil a Gibbsita, Goethita e

Hematita se fazem pressentes em pequenas quantidades.

Tabela 4.4 Resumo de avaliação qualitativo numérica dos minerais presentes nos pontos de estudo

91

Da Tabela 4.2 pode ser observado na avaliação qualitativa numérica da fração de finos (Silte+

Argila), as quantidades de filosilicatos de alumínio (Caulinita, Gibbsita e Ilita) obtendo sempre

menores quantidades nas camadas superiores nos locais T1, T3 e T5. Os locais T2 e T4

obtiveram uma quantidade menor na camada a profundidade.

Considerando então, que o grau de dispersão das amostras é baixo evidenciando altos níveis de

material agregado, destaca-se que na análise qualitativo numérica da fração de finos das

amostras estudadas nesta etapa da pesquisa, os locais T1, T2 e T3 obtiveram características de

solos transportados em níveis de superiores podendo atribuir sua baixa massa especifica

aparente seca a deposição de sedimentos ao longo do tempo.

Na avaliação qualitativa numérica da fração argila pode ser observada a predominância de

filosilicatos de alumínio tendo quantidades levemente menores nas camadas superiores a

exceção do local T4 que obteve uma quantidade levemente menor na camada a profundidade.

Evidenciando que os solos estudados ao ser apresentados em condições desagregadas (não

características de campo) mostram predominância de filosilicatos de alumínio indicativo de

solos residuais.

4.3. ETAPA III RESULTADOS DE ESTUDOS DE ERODIBILIDADE

A seguir se apresentam os resultados obtidos nos ensaios executados, primeiramente mostrando

os resultados obtidos da caracterização do material encontrado no local T1-P cinza e amarelo,

dos ensaios para o estudo de erodibilidade.

Apresenta- se no início, para cada ensaio de erodibilidade uma tabela mostrando as condições

iniciais dos corpos de prova. Observando-se camadas profundas que apresentaram condições

mais úmidas que as camadas, superiores para alguns dos locais, condição que não foi a

observada na etapa II.

4.3.1 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E MINERALÓGICA T1-P CINZA E

AMARELO

As Tabelas 4.5 a 4.7 apresentam os resultados obtidos para a caracterização do material

encontrado em maior profundidade coletado na segunda campanha, sendo ambos materiais o

cinza e amarelo classificados como silte arenoso não plástico, apresentando valores altos de

densidade relativa apesar de ser a ilita e caulinita os minerais presentes na sua composição.

92

Tabela 4.5 Resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo.

Local Frações Granulométricas ABNT

(%) Umidade (%) Gs

Limites de

Consistencia

%

Sed.

c/Def.

Sed.

s/Def.

Argila

Dispersa

W

Nat.

W

Higr.

WP

(%)

WL

(%)

IP

(%)

T1-P Cinza

Areia 4 10

56

17,6 1,0 3,02 NP 37 NP Silte 78 80

Argila 18 10

T1-P

Amarelo

Areia 40 49

44

30,7 1,7 2,85 NP 31 NP Silte 35 40

Argila 25 11

Tabela 4.6 Continuação resumo de caracterização do material em T1-P cinza e Amarelo

Local Índices Diâmetros de Referência

(mm) Coeficientes

Cor do

Solo

Classificação

Unificada

IC IL A D10 D30 D60 Cu Cc

T1-P

Cinza N/A 0,48 N/A 0,0020 0,0180 0,0220 11 7

10YR 7/1;

Cinza

Claro

ML Silte

arenoso

T1-P

Amarelo N/A 1,08 N/A 0,0020 0,0310 0,0700 35 7 10YR 8/5;

Amarelo

ML Silte

arenoso

Tabela 4.7 Resumo de caracterização mineralogica T1-P cinza e Amarelo

Local T1-P Cinza T1-P. Amarelo

Procedimento A. Total

%

Argila

%

A. Total

%

Argila

%

Caulinita 10,1 19,7 33,1 64,0

Goethita - - - 1,0

Gibbsita - - - 1,2

Diopsita 2,6 - 2,7 -

Ilita 52,7 73,0 13,9 33,5

Quartzo 7,0 - 44,3 -

Silicon -Ox 4,5 4,4 - -

Silicon - - 6,0 -

Muscovita 10,2 - - -

Albita 7,6 2,9 - -

Sepiolita - - - 0,3

Cloroapatita. 5,3 - - -

Se observa que o índice de liquidez para o solo T1-P cinza é próximo a zero podendo ser

resultados de argilas que provavelmente foram submetidas a tensões no passado deixando elas

em condições de pré-adensamento, enquanto que o solo T1-P amarelo apresenta um índice de

liquidez maior a um característico de argilas extrassensíveis. As quantidades de Ilita na fração

argila do material cinza são predominantes enquanto que a caulinita predomina no material

amarelo. Observou-se em campo que esses dois materiais se apresentavam em conjunto sempre.

Mostrando um material cinza aparentemente resistente intercalado do material mole amarelo.

93

4.3.2. ENSAIO DE DESAGREGAÇÃO COM IMERSÃO TOTAL E PARCIAL

Os resultados dos ensaios de desagregação foram realizados para os pontos T1, T2, T3 e T4 a

seguir se apresenta os resultados dos índices físicos obtidos no início de cada ensaio dando

assim informação da condição na qual o corpo de prova se encontrava no momento de fazer o

ensaio e se apresenta também as tabelas com a descrição da evolução do ensaio em cada

amostra. Na Tabela 4.8 mostra as condições iniciais das amostras ensaiadas para o ensaio de

desagregação com imersão total, onde pode ser observado condições de saturação altas para os

solos dos locais T1-P; T3-P; T4-S e T4-P. Para o ensaio de imersão parcial se observa condições

de saturação altas para os solos dos locais T1-P; T2-P; T3-P; T4-S e T4-P

Tabela 4.8 Índices físicos iniciais para ensaios de Desagregação Imersão Total e Imersão Parcial

DESAGREGAÇÃO 24 horas DESAGREGAÇÃO imersão parcial

Amostra

w

nat

%

Índice de

vazios

(e)

Porosidade

(n) %

Grau de

Saturação

(Sr) %

w nat

%

Índice de

vazios

(e)

Porosidade

(n) %

Grau de

Saturação

(Sr) %

T1-S 17,3 1,91 66 25 24,1 2,08 68 32

T1-P (C/A) 28,5 1,33 57 62 28,2 1,32 57 61

T2-S 19,4 1,66 62 33 19,1 1,66 62 32

T2-P 10,3 0,83 45 34 17,4 0,95 49 50

T3-S 22,3 2,03 67 31 23,7 2,07 67 32

T3-P 34,1 1,49 60 64 36,1 1,53 60 66

T4-S 22,4 0,71 42 92 21,9 0,71 41 91

T4-P 21,4 1,13 53 54 33,4 1,34 57 71

Nas Tabelas de 4.9 a 4.16 se apresenta uma descrição da evolução observada em cada uma das

amostras estudadas começando pelo ensaio de imersão total e seguido pelo ensaio de imersão

parcial.

Tabela 4.9 Ensaio de desagregação imersão total T1

94

Tabela 4.10 Ensaio de desagregação imersão parcial T1.


95



96



97

Tabela 4.16 Ensaio de desagregação imersão parcial.

Os solos das amostras nos locais T1 e T2 mostraram instabilidade ao ser imersas em água para

as camadas localizadas em maior profundidade, devido a presença do material amarelado silte

arenoso, as camadas superiores mostraram-se estáveis, tendo uma rápida ascensão capilar da

água, e seguida de um período de saturação lenta. Os solos das amostras coletadas no ponto T3

tiveram também rápida ascensão capilar e mostraram instabilidade em ambas camadas ao

atingir uma saturação rápida.

Se destaca que a amostra T3-P sendo um material mosqueado teve instabilidade em áreas da

amostra onde apresentava material granular amarelado. O solo do ponto T4 mostrou

estabilidade em ambas camadas (superficial e profunda) e se observou que o material

desagregado acontecia em áreas onde ocorriam pequenos preenchimentos de quartzo, tendo

também quebras por planos preferenciais na amostra.

98

Na Tabela 4.17 mostra-se o resumo das granulometrias obtidas para o material ensaiado com

imersão total, considerando que só puderam ser quantificados grãos de silte e areias já que a

argila não foi possível de reter no momento coleta do material na água.

Tabela 4.17 Resumo de ensaio de desagregação imersão parcial

Verifica-se as quantidades maiores de areia fina e silte obtidos nos pontos T1-P e T2-P ajudando

assim o solo a ser mais susceptível a erosão nesta camada. Observa-se também que no ponto

T3 não tem quantidades altas de silte e areia fina, mas sim se observa altas porcentagens de

porosidade, sua instabilidade no ensaio pode ser atribuída possivelmente a que a absorção

rápida de água, atingindo saturação total e eventualmente se instabilizando.

Se observa em ambas amostras do ponto T4 que a granulometria é grosseira atribuindo a sua

estabilidade ao arranjo dos grãos que é laminar na camada superficial e na camada profunda é

predominada por uma estrutura mais granular, tendo sido observando forte ligação de seus

agregados (concreções).

4.3.3 CURVA DE RETENÇÃO DA ÁGUA

Nesta secção se apresentam as curvas de retenção obtidas mediante o WP4C os ensaios

começaram com a trajetória de secagem a partir da umidade natural de coleta em campo. Na

Tabela 4.18 se apresentam as condições iniciais do solo, tendo algumas amostras cujas

umidades foram altas, saturadas quase em 100% como foi o caso da amostra T4-S ou as

amostras T1-P, T2-P, T3-P e T4-P com porcentagens de saturação de 62%, 50%, 64% e 63%

respectivamente, observando que essas amostras são pertencentes as camadas profundas dos

pontos de estudo.

Amostra Silte %

Areia

Fina %

Areia

Media %

Areia

Grossa %

T1-S 12 26 27 35

T1-P 36 36 7 15

T2-S 18 18 27 40

T2-P 70 26 2 2

T3-S 29 11 38 22

T3-P 7 13 23 57

T4-S 28 10 12 50

T4-P 9,5 8,5 17 65

99

Tabela 4.18 Índices físicos iniciais para ensaio de Curva de Retenção

WP4C

Amostra

w nat

%

Índice de

vazios (e)

Porosidade

(n) %

Grau de Saturação

(Sr) %

T1-S 17,3 1,91 66 25

T1-P (C/A) 28,5 1,33 57 62

T2-S 19,4 1,66 62 33

T2-P 17,4 0,95 49 50

T3-S 22,3 2,03 67 31

T3-P 34,1 1,49 60 64

T4-S 22,4 0,71 42 92

T4-P 27,5 1,24 55 63

Observou-se que durante a trajetória de secagem as amostras perdiam umidade rapidamente

conseguindo obter poucos pontos para essa parte da curva e obtiveram-se melhores resultados

na trajetória de umedecimento da amostra, conseguindo obter uma curva mais completa

atingindo maiores faixas de sucção. Nas Figuras 4.30 até 4.33 apresentam-se as curvas obtidas

para os pontos T1, T2, T3 e T4. Cada figura exibe as curvas ajustadas pelo método de Van

Genuchten (1980) de secagem e umedecimento para a camada superior e profunda de cada

ponto estudado.

Na Figura 4.30 observam-se as curvas características das amostras T1-S e T1-P, ambas

apresentaram valores de correlação no ajuste entre 0,9935 a 0,9999 considerando valores bons

para uma análise precisa do comportamento hidráulico. Observou-se então no ponto T1 curvas

típicas de solos com comportamento bimodal tendo também visivelmente leves histereses entre

as trajetórias de secagem e molhagem para ambas amostras (superficial e profunda). Nota-se

também que a amostra T1-P apresenta valores de sucção similares aos da amostra T1-S com

umidades mais baixas, evidenciando pouca capacidade do solo para reter água na camada

profunda deste ponto de estudo.

Figura 4.30 Curva característica da amostra T1

100

A Figura 4.31 mostra as curvas de retenção de água das amostras T2-S e T2-P, ambas

apresentaram valores de correlação no ajuste entre 0,9832 a 0,9994 considerando também

valores bons para uma análise precisa do comportamento hidráulico.

Observou-se então na amostra T2-S curva típica de solos com comportamento bimodal tendo

relativamente pouca histerese entre as trajetórias de secagem e molhagem comparado com as

amostras dos outros locais. A amostra T2-P mostra um comportamento unimodal típico em

solos argilosos, a curva apresenta também pouca histerese entre as trajetórias de secagem e

molhagem.

Nota-se também que a amostra T2-P em valores de sucção similares aos da amostra T2-S tem

valores baixos de umidade evidenciando pouca capacidade do solo para reter água na camada

profunda deste ponto de estudo.

Figura 4.31. Curva característica da amostra T2

A Figura 4.32 mostra as curvas características das amostras T3-S e T3-P, ambas apresentaram

valores de correlação no ajuste entre 0,9944 a 0,9997 considerando também valores bons para

uma análise precisa do comportamento hidráulico. Observou-se então no ponto T3 curvas

típicas de solos com comportamento unimodal de argilas tendo também visivelmente leves

histereses entre as trajetórias de secagem e molhagem para ambas amostras (superficial e

profunda).

101

Nota-se neste caso o comportamento diferente aos casos no ponto T1 e T2 onde se observa que

a amostra T3-S (camada superficial) se posiciona abaixo da curva de retenção da amostra T3-

P (camada profunda), apresentando assim, valores de umidade menores àqueles apresentados

pela camada profunda para sucções similares, evidenciando pouca capacidade do solo para reter

água na camada superficial deste ponto de estudo.

Figura 4.32 Curva característica da amostra T3

A Figura 4.33 mostra as curvas características das amostras T4-S e T4-P. Ambas apresentaram

valores de correlação no ajuste entre 0,9907 a 0,9997 considerando também valores bons para

uma análise precisa do comportamento hidráulico, neste caso as curvas da amostra T4-P exibem

comportamento unimodal que poderia bem ser de solos com argila e areia, evidenciando

também histerese. A curva da amostra T4-S mostra o comportamento unimodal inicial, se

observa também que sua histerese entre as trajetórias de secagem e molhagem é praticamente

imperceptível, se observa que a amostra T4-S em valores de sucção similares aos da amostra

T4-P tem valores menores de umidade evidenciando pouca capacidade do solo para reter na

camada superficial deste ponto de estudo.

102

Figura 4.33. Curva característica da amostra T4

4.3.4 ENSAIO FURO DE AGULHA

Nesta seção serão comentados os gráficos obtidos durante a realização do ensaio de furo de

agulha, representando a trajetória da vazão de saída que o corpo de prova permitia no momento

de aumento de carga hidráulica assim como também ao diminuir a carga hidráulica.

Na Tabela 4.19 mostra as condições iniciais de as amostras ensaiadas para o ensaio, onde pode

ser observado condições de saturação altas para os solos dos locais T1-P; T3-P; T4-S e T4-P.

Tabela 4.19 Índices físicos iniciais para ensaio de Furo de Agulha

FURO DE AGULHA

Amostra w nat % Indice de vazios (e) Porosidade (n) %

Grau de Saturação (Sr)

%

T1-S 17,1 1,53 60 31

T1-P (C/A) 27,5 0,99 50 80

T2-S 19,9 1,30 57 43

T2-P 10,7 0,87 47 34

T3-S 24,3 2,05 67 33

T3-P 30,9 1,34 57 65

T4-S 22,0 1,23 55 52

T4-P 21,2 0,89 47 68

103

A Figura 4.34 e Figura 4.35 apresentam o comportamento da vazão de saída que tiveram os

corpos de prova indeformados coletados no ponto T1, na condição saturada e natural

respectivamente. Observa-se que foram obtidos maiores valores de vazão para a condição

saturada da amostra evidenciando assim o aumento de permeabilidade nesta condição. Note-se

também que para ambas condições se obtiveram maiores valores de vazão nas camadas

profundas mostrando por sua vez indícios de ocorrência de processo de erosão interna ou piping

destacado pela inflexão acentuada da curva assim como também da mudança notória na

trajetória da vazão no momento de descarga hidráulica.

Figura 4.34 Gráfico de comportamento de vazão vs.

carga hidráulica erosão T1 saturado


carga hidráulica erosão T1 sem saturação

A mesma tendência é percebida nos corpos de prova do ponto T2 mostrada na Figura 4.36 e

Figura 4.37 onde o comportamento da vazão de saída que tiveram os corpos de prova

indeformados coletados na condição saturada e natural respectivamente obtiveram maiores

vazões nas camadas profundas mostrando a sua vez indícios de ocorrência de processo de

erosão interna ou piping





104

Os corpos de provas do ponto T3 mostrado na Figura 4.38 e Figura 4.39 manifestam a mesma

tendência nos gráficos das curvas dos solos coletados em T1 e T2, notando uma leve variação

na camada superficial na condição saturada mostrando susceptibilidade a erosão interna com

baixas carga hidráulica. Contudo na condição natural não exibe comportamento dispersivo

interno, mas matem a tendência de maiores de vazões de saída na camada profunda. Esse local

obteve maiores valores de vazão quando ensaiada na condição natural evidenciando maior

permeabilidade.





Na Figura 4.40 e Figura 4.41 se apresentam os resultados para o ponto T4, as amostras neste

ponto tiveram uma variação na condição natural (sem saturação) onde a camada superior mostra

maior vazão assim como também apresenta mudança na trajetória de descarga junto com

inflexão na curva que sugerem susceptibilidade a erosão interna.



Figura 4.41 Gráfico de comportamento de vazão

vs. carga hidráulica erosão T4 sem saturação

105

Seguindo as normas do ensaio de furo de agulha as amostras ensaiadas podem também ser

classificadas segundo o grau de dispersão de partículas que se observa na coleta da água que

passou pela amostra e o volume coletado. As amostras T1-S, T2-S, T3-S, T3-P, T4-S e T4-P

foram classificados como não dispersivas (ND1) e só os as amostras T1-P e T2-P diferiram

sendo classificadas como D1 e D2 altamente dispersiva e dispersiva respetivamente. Se destaca

que essa classificação não se afasta do comportamento inferido pela análise das curvas obtidas

nos gráficos.

4.3.4.1 TENDÊNCIA DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA DAS AMOSTRAS

ESTUDADAS EM CONDIÇÕES DE SATURAÇÃO DIFERENTE

Com os valores da vazão obtidos nos ensaios, dimensões da amostra e aplicando a lei de Darcy

se faz uma estimativa da condutividade hidráulica da amostra no ensaio, com isso se consegue

fazer uma pequena avaliação das tendências da amostra do solo na condição natural e saturada

a Figura 4.42, Figura 4.43, Figura 4.44 e Figura 4.45 mostram essas tendências.

Figura 4.42 Gráfico de tendência. Condutividade

hidráulica T1


hidráulica T3


hidráulica T2


hidráulica T4

A ordem de grandeza da condutividade hidráulica calculada para as amostras foi de 10-2 (cm/s),

os valores menores sendo para as camadas superiores e observando que para as amostras dos

pontos T1 e T2 a tendência dos valores era a aumentar quando a amostra era saturada, enquanto

nos pontos T3 e T4 os valores tanto para as camadas superiores como inferiores as tendências

eram mantidas ou diminuíam.

106

4.3.4.2 COMPORTAMENTO DA CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA AO LONGO DO

PERFIL EM CONFRONTO COM A SUCÇÃO E UMIDADE.

Nesta secção é analisado o comportamento da condutividade hidráulica entre a camada

superficial e profunda considerando também o comportamento da umidade e sucção, os valores

foram obtidos das condições da amostra no início do ensaio. Em seguida, se apresenta, nas

Figuras 4.46; 4.47 e 4.48 os gráficos destas tendências.

Figura 4.46. Gráfico

comportamento da sucção ao

longo perfil da erosão T1


comportamento da umidade ao



comportamento da condutividade

hidráulica ao longo perfil da

erosão T1










erosão T2

107

A condutividade hidráulica tem muito a ver com a capacidade do solo em poder reter água pelo

que o comportamento da sucção entre camadas influi significativamente nos resultados

observados nos gráficos apresentados acima, no caso do ponto T1 na Figura 4.46 a 4.48

podemos observar que enquanto a camada superior estiver em uma condição seca a camada

inferior terá uma condição de umidade e condutividade maior. As amostras no T2 mostrado na

Figura 4.49 a 4.51 indicam que enquanto a camada superior se encontra numa condição de

umidade e sucção maior à camada inferior permanece em condição seca com baixa sucção e

valor maior de condutividade.

Figura 4.52 Gráfico









erosão T3










erosão T4

108

As amostras no ponto T3 na Figura 4.52; Figura 4.53 e Figura 4.54, apresentam

comportamentos similares em ambas camadas podendo notar que estando a camada superior

numa condição úmida a camada inferior se encontra mais úmida e por sua vez também mais

permeável, se observa também como a sucção aumenta, comportamento característico em solos

finos não saturados. Os gráficos dos solos das amostras do ponto T4 salientam um

comportamento inverso aos outros pontos, sendo que a camada condutividade hidráulica

diminui com o aumento do teor de umidade assim como também os valores de sucção

aumentam.

4.3.5 ENSAIO DE AVALIÇÃO DE ERODIBILIDADE PELO CRITÉRIO MCT

Na Tabela 4.20 pode ser observado as condições inicias das amostras nos ensaios de avalição

por critério MCT. Destaca-se que para esses ensaios os solos que obtiveram condições de

saturação maior foram os solos nos locais T1, T2-P, T3-P, T4-S e T4-P.

Tabela 4.20 Índices físicos iniciais para ensaio de perda de massa por imersão e sucção capilar

MCT PERDA DE MASSA MCT SUCÇÃO CAPILAR

Amostra

w

nat

%

Índice de

vazios

(e)

Porosidade

(n) %

Grau de

Saturação

(Sr) %

w

nat

%

Índice

de

vazios

(e)

Porosidade

(n) %

Grau de

Saturação

(Sr) %

T1-S 24,3 1,96 66 34 19,4 1,84 65 29

T1-P (C/A) 26,9 1,11 53 70 29,2 1,15 53 73

T2-S 20,3 1,55 61 37 19,9 1,54 61 36

T2-P 14,5 0,80 44 50 13,6 0,79 44 47

T3-S 23,3 2,40 71 27 22,2 2,37 70 26

T3-P 34,1 1,28 56 74 34,7 1,29 56 75

T4-S 18,8 0,98 50 56 21,9 1,04 51 62

T4-P 28,7 1,39 58 59 27,5 1,37 58 57

Os resultados na Tabela 4.21 são dos cálculos obtidos mediante os ensaios de perda de massa

por imersão e sucção capilar, ambos ensaios foram realizados em duas condições, natural e com

secagem previa de 72 horas. As curvas de velocidade de sucção capilar são apresentadas na

Figura 4.58 a 4.65 nessas podem ser observadas que em todas as amostras a curva apresenta

duas inclinações, uma com pendente maior resultante da rápida ascensão da água pelo corpo de

prova na parte inicial do ensaio e outra com uma pendente menor resultante da estabilização da

ascensão capilar do fluxo através da amostra indicando lenta saturação, provavelmente

enchendo os vazios na parte da micro estrutura. Observou-se que no caso do T1, T2 e T3 as

amostras coletadas a profundidade mostraram maiores velocidades de sucção. No caso do T4 a

amostra da camada superficial mostrou uma maior velocidade de sucção.

109

Figura 4.58: Curva para determinação de coeficiente

de sorção ponto T1 condição natural


de sorção ponto T1 condição seca

Figura 4.60: Curva para determinação de coeficiente de

sorção ponto T2 condição natural

Figura 4.61: Curva para determinação de

coeficiente de sorção ponto T2 condição seca

Figura 4.62: Curva para determinação de

coeficiente de sorção ponto T3 condição natural

Figura 4.63: Curva para determinação de coeficiente de

sorção ponto T3 condição seca


de sorção ponto T4 condição natural


de sorção ponto T4 condição seca

110

A Tabela 4.21 mostra-se os locais susceptíveis a erosão segundo o critério estabelecido por

Nogami e Villibor discutido no capítulo 2, e pode-se notar que aqueles solos mais sensíveis a

erosão por uma rápida e repentina presença de água são os pontos T1-P e T2-P em condição

natural de coleta de campo e em condição de secas.

Esses resultados tornaram-se mais interessantes no momento de os corpos de prova ter atingido

uma velocidade de fluxo próxima a saturação mostrando susceptibilidade a erosão nas amostras

T1-S, T1-P, T2-S, T2-P e T4-P na condição natural de campo, nas amostras T1-S, T1-P, T2-P,

T3-S, e T4-P na condição seca. Destaca-se que a umidade natural de coleta nas amostras para

esses ensaios mostrou saturação maior a 50% nos pontos T1-P, T3-P, T4-S e T4-P.

Tabela 4.21 Resultados da avaliação de Erodibilidade MCT

Local

Critério MCT com umidade Natural Critério MCT com secagem de 72 horas

Sat.

(%)

Perda

por

imersão

(%)

Maior

inclinação

Menor

inclinação Sat.

(%)

Perda

por

imersão

(%)

Maior

inclinação

Menor

inclinação

s nat pi/s s nat pi/s s sec pi/s s sec pi/s

T1-S 30

3,6 0,20 17,5 0,01 252,5 26 10,9 0,35 30,7 0,01 847,8

T1-P 73

2,5 0,01 266,9 0,01 266,9 8 65,5 0,19 344,1 0,02 2821,4

T2-S 37

1,5 0,23 6,6 0,02 89,9 28 0,9 0,44 2,1 0,02 37,1

T2-P 48

66,4 0,20 324,0 0,03 2235,0 12 65,4 0,26 255,3 0,04 1864,4

T3-S 27

0,3 0,68 0,5 0,01 33,0 35 19,4 0,90 21,7 0,01 1703,4

T3-P 77

0,1 0,05 0,9 0,01 2,9 32 0,2 0,18 1,0 0,01 15,1

T4-S 63

0,3 0,01 18,8 0,03 8,1 18 0,6 0,06 10,1 0,06 10,1

T4-P 58

0,9 0,08 10,8 0,01 71,5 48 1,9 0.19 9,9 0,02 107,6

A apresentação gráfica desta Tabela 4.21 é mostrada nas Figura 4.66; Figura 4.67; Figura 4.68

e Figura 4.69 onde os pontos com susceptibilidade a erodibilidade aparecem abaixo da reta (s),

na Figura 4.66 e 4.67 aparecem a avaliação na condição de umidade de coleta natural e na

Figura 4.67 e 4.68 na condição de secagem por 72 horas. As abcissas nas Figuras (4.66, 4.67,

4.68 e 4.69) representam a porcentagem (Pi) e as ordenadas o coeficiente (s).

111

Figura 4.66 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural

Figura 4.67 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural

112

Figura 4.68 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas

Figura 4.69 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas

113

4.3.5.1 AVALIAÇÃO DE ERODIBILIDADE POR CRITÉRIO MCT PROPOSTA

VERTAMATTI E ARAÚJO

Nesta secção nas Figura 4.70 e Figura 4.71 se faz a aplicação da proposta dos autores Vertamatti

e Araújo com o intuito de fazer uma comparação entre os critérios propostos e rapidamente se

percebe a similaridade entre a proposta feita por Nogami e Villibor a diferença é que a proposta

de Vertamatti e Araújo classifica aqueles pontos não erodíveis como solos I pouco erodíveis,

atribuindo essa variação nos resultados a falta de precisão dos parâmetros usados nesta

pesquisa.

Figura 4.70 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição natural (Vertamatti e Araújo)

Figura 4.71 Gráfico de avaliação de Erodibilidade MCT condição secagem 72 horas (Vertamatti e Araújo)

114

4.3.6 RESULTADOS DO ENSAIO INDERBITZEN

A Seguir na Tabela 4.23 pode ser observado as condições iniciais das amostras nos ensaios de

Inderbitzen, poder ser observado como os níveis de saturação das amostras dobraram com o

curto período de tempo.

Tabela 4.21 Índices físicos iniciais para ensaio de Inderbitzen

INDERBITZEN - UMIDADE NATURAL

INDERBITZEN - APÓS 15 MIN

EMBEBIDO

Amostra

w nat

%

Indice de

vazios

(e)

Porosidade

(n) %

Grau de

Saturação

(Sr) %

w nat

%

Indice de

vazios

(e)

Porosidade

(n) %

Grau de

Saturação

(Sr) %

T1-S 16,9 1,60 61 29 27,5 1,60 61 48

T2-S 17,0 1,43 59 33 29,0 1,43 59 57

T3-S 25,3 2,39 71 30 40,3 2,39 71 47

São apresentados na Figura 4.72 e Figura 4.73 os gráficos resultantes dos ensaios realizados

nas camadas superficiais dos pontos T1, T2 e T3, onde as abcissas representam o tempo de

execução do ensaio e as ordenadas a espessura em milímetros de solo que foi erodido. Destaca-

se que durante o ensaio não foi preciso nivelar a amostra. Na figura 4.71 e 4.72 apresentam-se

os resultados na condição natural e de embebimento de 15 minutos respectivamente.

Figura 4.72 Gráfico da espessura vs. tempo condição natural ensaio Inderbitzen camadas superficiais T1, T2 e

T3

115

Figura 4.73 Gráfico da espessura vs. tempo condição embebida ensaio Inderbitzen camadas superficiais T1, T2 e

T3

A partir das Figuras 4.72 e 4.73 se consegue observar que as espessuras dobram nos pontos T2

e T3 quando embebidos previamente, e ocorre o inverso com o solo no ponto T1. Observa-se

também que o tempo de estabilização de material erodido das amostras foi diferente para cada

condição sendo de 15 min na condição natural e de 10 min para a condição embebida.

No Apêndice H são apresentados também as curvas granulométricas do material que foi erodido

e o material do solo que ainda ficou no amostrador. Essas curvas só representam grãos com

tamanhos entre areia grossa e silte, ou seja, diâmetros maiores que o da #200, e observa-se que

no ponto T1 58% do material erodido na condição natural foi areia fina em quanto que o na

condição embebida a porcentagem maior de 39% foi de areia media. O solo no amostrador

consistia predominantemente de areia grossa.

No ponto T2 37% do material erodido na condição natural foi areia fina e na condição

embebida a porcentagem de areia fina maior, atingindo 40%. O solo no amostrador na condição

natural apresentou uma porcentagem de 40% de areia grossa enquanto que o solo no amostrador

ensaiado na condição embebida apresentou quantidades similares de areia media e grossa (33%

e 32% respectivamente).

116

O ponto T3 apresentou quantidades similares de areia media (51% e 52% respectivamente) para

ambas condições enquanto que o solo no amostrador na condição natural apresentou uma

porcentagem do 32% e na condição embebida apresentou 42% de areia média.

Na Tabela 4.22 e Tabela 4.23 são mostradas as taxas de erodibilidade calculada para ambas

condições mostrando que as amostras apresentam um potencial de erodibilidade de baixo a

médio porte. Destaca-se que os pontos T1 e T2 tiveram comportamentos inversos ao ser

ensaiados em diferentes condições sendo que o solo do ponto T1 passou de ser medianamente

erodível (ensaio condição natural) a erodibilidade baixa (condição embebida). E T2 passou de

erodibilidade baixa (ensaio condição natural) a medianamente erodível (condição embebida).

Tabela 4.22 Avaliação de taxa de erodibilidade condição natural

Local

Tensão

cisalhante

hidráulica

(Pa)

Taxa de Erosão

Acumulada

(15 min)

(g/cm2/min)

Taxa de

Erodibilidade K

(15 min)

(g/cm2/min/Pa)

Avaliação

Qualitativa

T1-S 4,34 0,0055 0,0013 MEDIANA

T2-S 4,34 0,0066 0,0015 MEDIANA

T3-S 4,34 0,0016 0,0004 BAIXA

Tabela 4.23 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição embebida

Local

Tensão

cisalhante

hidráulica

(Pa)

Taxa de Erosão

Acumulada (10min)

(g/cm2/min)

Taxa de

Erodibilidade K

(10 min)

(g/cm2/min/Pa)

Avaliação

Qualitativa

T1-S Embebido 4,34 0,0021 0,0005 BAIXA

T2-S Embebido 4,34 0,0181 0,0042 MEDIANA

T3-S Embebido 4,34 0,0125 0,0029 MEDIANA

4.3.6.1 AVALIAÇÃO DA ERODIBILIDADE PELO NOMOGRAMA DE

WISCHMEIER

Com o intuito de fazer uma comparação com outros critérios de erodibilidade com os

parâmetros descritos no capítulo metodológico se fez uma previsão de taxa de erodibilidade por

critério da equação de perda de solos proposta por Wischmeier utilizando o nomograma. (Figura

2.15 capítulos 2).

117

A Tabela 4.24 mostra as taxas de erodibilidade obtidas mediante o nomograma e conhecendo

segundo Baptista (2003), que os valores de K para solos do Distrito Federal variaram de 0,013

a 0,042 t.h/(MJ.mm), para solos pouco a altamente erodíveis, respectivamente. Se classificam

os solos das camadas superficiais do ponto T1 como não erodível, T2 como medianamente

erodível e T3 como pouco erodível. Mostrando uma similitude na classificação em relação ao

critério utilizado no ensaio Inderbitzen.

Tabela 4.24 Avaliação de taxa de erodibilidade na condição w nat

Amostra K nomograma

Fator de

conversão SI K (t.h/(MJ.mm))

Potencial de

Erodibilidade

T1-S 0,05 0,1317 0,00659

Não erodível

T2-S 0,19 0,1317 0,02502

Mediano

T3-S 0,11 0,1317 0,01449

Pouco

118

5. CONCLUSÕES

O trabalho de geoespacialização realizado para esta pesquisa permitiu visualizar melhor as

ocorrências dos processos erosivos da bacia de Batalha onde foi observado um grande número

de processos instalados. O arquivo do cadastro de ocorrências de processos erosivos, mostra

que a maior parte de erosões se manifestam na margem direita do rio São Marcos (51% do lado

de GO), sendo o 37% do total localizadas fora da área de margens do reservatório. Pelo que se

decide delimitar a área, reduzindo também o número de erosões de um 100% para um 44%.

A área delimitada de estudo, reúne condições de proximidade as margens do reservatório e

proximidade ao local do barramento de Batalha, considerando assim abordar áreas de maior

influência por alagamentos devido à recente operação da UHE se verificou que 44% dos

processos erosivos ocorriam no lado da margem esquerda (MG), notando a ocorrência de

processos classificados como hídricos de tipo linear, se manifestando em áreas de baixa

erosividade e alta erodibilidade com capacidade de drenagem e declividades baixas na faixas

de 0 a 7 graus, a altitudes de 764-860 m, ocorrendo em áreas de unidade do grupo Canastra na

formação geológica de Paracatu, com litologias de quartzo-sericita-clorita xistos, por vezes

carbonosos, onde são também observadas algumas lentes ou níveis centimétricos a métricos de

ortoquartzitos brancos e quartzo-sericita- clorita xisto às vezes intercalados com xisto

carbonoso, quartzito fino ou metassiltito (CPRM, 2003). O tipo de solo predominante é

Cambissolo, formas de relevo divergente retilíneo, e áreas totalmente antropizadas.

Os trabalhos de campo permitiram conferir a maioria do estudo de geoespacialização

previamente realizado tendo diferenças com a predominância de formas de relevo encontradas,

e tipo de solo que não representaram as condições observadas em campo, podendo atribuir essa

variação de atributos encontrados em campo com uma possível falta de detalhe (escala) dos

mapas com os quais foram analisados.

Do trabalho em campo foram determinados cinco locais com processos erosivos à margem do

reservatório, para o estudo. Dois deles foram locais que não pertenciam ao cadastro previamente

estudado em escritório. Se estabeleceu nesta etapa a coleta de amostras no nível superficial e

profundo para um maior entendimento do comportamento da evolução destes processos

erosivos nestes locais.

119

Estabeleceu-se a realização de ensaios de caracterização geotécnica (granulometria, limites,

densidades), de mineralogia, de comportamento hidráulico a partir da curva de retenção de água

e erodibilidade (desagregação, furo de agulha, MCT e Inderbitzen) para cada coleta realizada.

Se concluiu nesta etapa a relevância do uso de amostradores para a coleta em campo que

permitiram que os trabalhos fossem executados com maior praticidade e economia de tempo.

Os resultados da caracterização geotécnica mostraram de modo geral as mesmas tendências

para os cinco locais estudados tendo solos com altos teores de silte e argila, com baixa

dispersão, evidenciando altos níveis de material agregado. Podendo ser classificados como

solos de tipo Latossolo vermelho – amarelado para os pontos T1, T2, T3 e T5 e Cambissolo

para o ponto T4.

Os cinco pontos T1, T2, T3, T4 e T5 apresentaram massa especifica aparentes baixas sem

mostrar mudanças relevantes desses valores da camada superficial para profunda a exceção dos

pontos T1 cujos valores foram baixos e tiveram uma diminuição de camada superficial para

profunda importante. E o ponto T4 que apresentou um aumento importante em massa especifica

aparente de camada superficial para camada profunda. Os resultados de porosidade e índices de

vazios mostraram valores inversos aos obtidos da massa especifica aparente.

Os resultados obtidos com os índices de consistência mostram plasticidade de medias para

baixas nos cinco pontos podendo notar também que a relação do ângulo –tan β- apresenta

diferentes valores para cada material, observando valores menores para as amostras nas

camadas superficiais e menores nas amostras das camadas a profundidade dos locais T1, T2 e

T5 e valores maiores nas camadas superficiais, nos locais T3 e T4 se observou que os valores

maiores aconteceram nas amostras das camadas superficiais e os valores menores nas amostras

das camadas a profundidade. Os solos caracterizados mostraram ter consistências duras, argilas

inativas evidenciando por sua vez a consistência de material com efeito laterização (ou talvez

um efeito de pre-adensamento). Isto pode ser atribuída as características geológica da Formação

Paracatu do Grupo Canastra a qual tem contato com falhas de empurrão do Grupo Paranoá.

A caracterização mineralógica evidenciou a presença de minerais secundários (se referindo a

minerais secundários aqueles formados de minerais primários que sofreram intemperismo) dos

grupos da Caulinita, Ilita e oxido hidróxidos de ferro e alumínio. O ponto T1 mostrou a presença

dos minerais: Caulinita, Goethita, Gibbsita, Ilita, Hematita e Quartzo minerais para ambas

camadas de solo a exceção da Hematita a qual não se apresentou na camada superficial.

120

No ponto T2 foram destacados a presença de picos de Caulinita, Goethita, Gibbsita, Ilita, e

Quartzo, destacando que em ambas camadas desse ponto a intensidade do pico de quartzo foi

leve, podendo ter por sua vez uma presença menor que o resto dos minerais, observou-se

também uma leve intensidade dos picos de Goethita e Gibbsita desaparecendo na camada

profunda e evidenciando a alta presença da Caulinita ao longo do perfil neste ponto.

Em relação ao local T3 foram destacados presença forte de picos de Caulinita, Gibbsita e Ilita

para ambas camadas com presença menor também de minerais de Quartzo e Goethita e

presenciando levemente a Hematita na camada profunda.

No ponto T4 é predominado pela presença de Ilita em ambas camadas seguida da presença de

caulinita, apresentando hematita só no perfil profundo Goethita aumenta sua presença a

profundidade enquanto que o quartzo diminui. No ponto T5 se evidencia também como no

ponto T3 presença forte de picos de Caulinita, Gibbsita e Ilita para ambas camadas, tendo

presença de Goethita e Hematita leve e apresentando pouca Gibbsita só no perfil a

profundidade.

Os ensaios de erodibilidade ajudaram grandemente a dar um entendimento do comportamento

do material destes processos frente a condições extrínsecas que acontecem em campo. Os

ensaios de desagregação mostram que os solos dos locais T1 e T2 são instáveis quando esses

são imersos em água sendo que suas camadas profundas são ainda mais instáveis que as

camadas superficiais se desagregando aos poucos minutos de execução do ensaio.

O local T3 apresentou maior instabilidade na sua camada superior que na sua camada profunda

isto pode ser atribuído a que a camada profunda apresenta material consistente de um material

mais agregado amarelo e outro de um material de textura argilosa vermelha tendo uma ligeira

estabilidade aquela de textura argilosa. O ponto T4 mostrou estabilidade para ambas camadas.

O comportamento hidráulico do material avaliado pela curva de retenção demostrou que os

pontos estudados T1 e T2 apresentavam curvas de comportamento bimodal tendo uma maior

capacidade de retenção de água aquelas camadas superficiais em relação aquelas camadas

profundas. Os pontos T3 e T4 apresentaram comportamento de curvas unimodais, tendo maior

capacidade de retenção de água as camadas profundas com relação as camadas superficiais.

121

Os ensaios de furo de agulha mostram uma boa relação com resultados obtidos da curva de

retenção de água sendo que para amostras ensaiadas nos pontos T1 e T2 apresentaram maiores

vazões de saída em amostras coletadas em camada profunda, evidenciando também

susceptibilidade a erosão interna, essas camadas foram classificadas como altamente a

medianamente dispersivas (D1 e D2) para as amostras a profundidade T1-P e T2-P

respetivamente.

O ponto T3 apresentou também maior saída de vazão na amostra coletada em camada profunda,

mas observa-se nesse ponto uma leve variação na amostra da camada superior em condição

saturada apresentando susceptibilidade a erosão, mas mesmo assim esta não tem características

dispersivas sendo classificada como ND1.

O ponto T4 foi também classificado como ND1, esse ponto apresentou maior saída de vazão

de água da amostra superficial quando foi ensaiada em condições naturais apresentando também

susceptibilidade a erosão interna. As variações observadas no ponto T3 e T4 em amostras

coletadas a superfície pode ser atribuída a baixa condição de retenção de água nessas camadas

conferindo mais uma vez a boa relação entre estes ensaios.

Destaca-se que a boa correlação existente entre os ensaios de curva de retenção e furo de agulha

pode ser verificado com detalhe na secção de avaliação de tendência de condutividade

hidráulica realizado neste documento.

Os ensaios de avaliação de erodibilidade por critério MCT estudado sob condições de umidade

natural de campo e condições secas evidenciaram mais uma vez a susceptibilidade a erosão das

amostras coletadas a maior profundidade nos pontos T1 e T2, porém, se destaca que a

susceptibilidade a erosão em amostras tais como T1-S, T2-S, T3-S e T4-P se evidenciou

unicamente quando essas atingiam uma estabilização na curva de sucção capilar, tendo valores

do coeficiente de sorção menores, podendo atribuir o aumento a susceptibilidade de erosão a

instabilidade de seus agregados frente a submissão da água evidenciado também nos ensaios de

desagregação e atribuídos a sua vez a baixa densidade aparente mostrados nos ensaios de

caracterização geotécnica.

122

A avaliação do critério de erodibilidade pelo ábaco proposto por Vertamatti & Araújo apresenta

resultados evidenciando como solos medianamente erodíveis as amostras coletadas a

profundidade do ponto T2. O ponto T1-P mostrou ser medianamente erodível quando foi

avaliado em condições secas. As amostras restantes foram classificadas como pouco erodíveis

para ambas condições de umidade, podendo também ter sido a falta de valores mais precisos

de alguns parâmetros que foram estimados com base na literatura.

Os resultados das amostras ensaiadas para a avalição de erodibilidade pelo ensaio Inderbitzen

mostraram suscetibilidade a erosão superficial de baixa a mediana tendo mudanças na sua

susceptibilidade quando ensaiadas a diferentes condições de umidade (pontos T1-S e T3-S). O

ponto T2-S não apresentou nenhuma mudança ao ser ensaiada em diferentes umidades. A

variação dos resultados observados no ponto T1-S e T3-S pode ser atribuída a umidade natural

de coleta no que se encontravam no momento do ensaio, as quais influenciaram grandemente,

sendo que o ponto T1-S se encontrava sob uma condição seca podendo obter maior

destacamento de partículas devido à instabilidade de seus agregados por sua massa especifica

aparente baixa.

A amostra T3-S se encontrava sob uma condição de maior umidade que a T1, mas sua variação

pode ser atribuída a seu comportamento hidráulico que não permite obter uma boa retenção da

água, fazendo que o fluxo de água simulado pelo ensaio infiltrasse na amostra gerando uma

suficiente de tensão hidráulica crítica que permitiu o rápido destacamento de suas partículas

superficiais. As taxas de erodibilidade do ensaio erodibilidade de Inderbitzen foram

confrontadas com as taxas do nomograma Wischmeier mostrando uma boa relação para os

pontos T2-S e T3-S. A variação de critério para o ponto T1-S pode ser atribuída a falta de

valores mais precisos dos parâmetros que foram estimados teoricamente.

Foi observado de forma geral nesta pesquisa que os processos erosivos ocorrentes na margem

esquerda são resultantes das condições geológicas como do tipo de solos que existe na área. E

essa ocorrência de processos tem tendências a evoluir devido fatores intrínsecos do solo que

podem ser agravados por fatores extrínsecos naturais como pelo alto uso antrópico como foi

mostrado nesta pesquisa.

123

5.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

Recomenda-se a programação mais extensa para trabalhos de campo, assim como também a

coleta de maior quantidade de amostras para conferir os comportamentos dos solos a estudar.

É muito relevante os estudos preliminares assim também a coordenação de trabalho em campo

para poder registrar com mais detalhe cada evento. Como pedologia, geologia, geomorfologia,

descrição dos eventos encontrados na coleta etc.

Recomenda-se realizar estudos de erodibilidade das amostras por outros critérios para

confrontar seus resultados com os ensaios laboratoriais convencionais. Assim como também

realizar maiores estudos de correlação de resultados entre ensaios.

Devido à alta tendência de evolução de ocorrências de processos erosivos nas margens. Resulta

de interesse a realização de estudos sedimentológico detalhado do reservatório, assim como

também realizar um programa de monitoramento prévio a implementação de trabalhos de

controle e após da implementação de trabalhos de controle.

Se sugere realizar um programa de implementação de controle de erosões, especificamente em

áreas de margens de reservatórios, que sejam ambientalmente sustentáveis tais como estruturas

de tubo geossintético, proteção com gabiones tipo caixa, proteção de margem com geossintético

tipo geoweb.

Sugere-se realizar trabalhos de monitoramento das erosões selecionadas neste trabalho de

Pesquisa.

124

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130

APÊNDICE

APÊNDICE A- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREA DE

RECONHECIMENTO NORTE E SUL.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte,

Margem direita, Forma de relevo convergente

convexo.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, borda

com material predominante Filito.


Margem esquerda, pivô central.


margem esquerda, movimento de massa perto de

ponto T2.


margem esquerda, área de reserva.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Norte, margem

direita, bordas com líneas de drenagem bem definidas.

131

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de

erosões alagada, Tipo de solo Cambissolo.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Tipo de

solo Cambissolo originado do filito, material não

consolidado cor rosa intercalado com material

amarelo

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área de

erosões alagada, área com trabalhos de contenção.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área de

grande extensão antropogenizada perto do ponto T5.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, Área

ainda não influenciada por enchimento de

reservatório ponto T5.

Apêndice A-: Reconhecimento de área Sul, área

consistente de formações de ravinas e sulcos.

132

APÊNDICE B- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE AREAS DEGRADAS A

ESTUDAR, PONTOS T1, T2, T3, T4 E T5.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T1 Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T1

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2, perfil

exposto.

133

Apêndice B-: Cabeça Processo Erosivo Ponto T2. Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 indícios de

processos de erosão interna (piping).

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2 vista de

presença de descontinuidades

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T2

descontinuidades observadas em campo se

manifestando em pequeno bloco coletado

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 vista desde a

margem do Rio.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3 entrando

para a coleta da amostra.

134

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3, vista da extensão

linear.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T3

perfil exposto a profundidade.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4 com trabalho de contenção realizada.

135

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4.

Material Filito Roxo e amarelo

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito

amarelo também podendo ser encontrado na superfície.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4.

Material Filito Roxo com presença de

descontinuidades preenchidas.

Apêndice B-: Processo Erosivo Ponto T4. Material Filito

roxo com presença de descontinuidades preenchidas.

Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo

Ponto T5

Apêndice B-: Apêndice Processo Erosivo Ponto T5.

136

APÊNDICE C- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DE COLETA DE

AMOSTRAS

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T1 Coleta com

amostrador para ensaio Inderbitzen.

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4. Coleta com

amostrador para ensaio de desagregação.

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 Coleta

com amostrador para ensaio de erodibilidade

por critério MCT.

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta com

amostrador para ensaio de furo de agulha

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de

pequeno bloco indeformado a profundidade.

Apêndice C-: Processo Erosivo Ponto T2. Coleta de

pequeno bloco indeformado observasse material

amarelo intercalado.

137

APÊNDICE D- TABELA DE INFORMAÇÃO ADICIONAL CALCULADO A

PARTIR DA CARACTERIZAÇÃO MECANICA COEFICIENTES DE CURVATURA,

UNIFORMIDADE, D10, D30, D60.

Apêndice D-: Processo Erosivo Ponto T4 coleta de pequeno bloco indeformado a profundidade

Local Diâmetros de Referencia (mm) Coeficientes

D10 D30 D60 Uni. Cu

Curv. Cc

T1-S 0,0023 0,007 0,021 9,1 1,0

T1-P 0,0027 0,012 0,031 11,5 1,7

T2-S 0,005 0,013 0,024 5,2 1,1

T2-P 0,0027 0,0065 0,014 4,8 1,4

T3-S 0,0023 0,0091 0,022 9,6 1,6

T3-P 0,0015 0,0051 0,018 12,0 1,0

T4- S 0,006 0,013 0,024 4,0 1,2

T4- P 0,003 0,007 0,018 6,0 0,9

T5- S 0,002 0,006 0,018 9,0 1,0

T5- P 0,0023 0,0065 0,0185 8,0 1,0

138

APÊNDICE E- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE

ERODIBILIDADE POR AVALIAÇÃO DO CRITERIO MCT.

Apêndice E-: Materiais usados para ensaio de sucção Capilar Apêndice E-: Ensaio sucção capilar

ponto T1-S evidenciando absorção da

água na superfície.

Apêndice E-: Preparação de corpo de prova em

amostrador ponto T2-P

Apêndice E-: Preparação da amostra ponto T2-P.

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade

natural dos pontos T1-S e T2-S

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa na umidade

natural do ponto T2-P.

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com secagem 72 hrs

dos pontos T1-P, T3-P e T4-P

Apêndice E-: Ensaio Perda de massa com

secagem 72 hrs dos pontos T1-P.

139

APÊNDICE F- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO DE FURO DE

AGULHA.

Apêndice F-: Materiais usados no ensaio de furo de agulha

(2 kits)

Apêndice F-: Colocação de guia para agulha

durante a montagem do corpo de prova.

Apêndice F-: Colocação da malha 2 na montagem

do corpo de prova

Apêndice F-: Colocação de areia no extremo de entrada

de fluxo.

Apêndice F-: Montagem de roscas e

parafusos.

Apêndice F-: Montagem do corpo de prova completo.

140

Apêndice F-: Montagem final do

aparelho pronto para o ensaio.

Apêndice F-: Corpo de prova ponto T1-P início do ensaio.

Apêndice F-: Coleta de água vazada no início do ensaio ponto T1-P Apêndice F-: Coleta de água

vazada no final da carga

hidráulica.

Apêndice F-: Corpo de prova no final do ensaio após etapa

de descarga hidráulica.T1-P

Apêndice F-: Corpo de prova no tubo de

acrílico observa-se colapso e socavação do

corpo de prova ponto T1-P.

141

APÊNDICE G- GRANULOMETRIA POR PENEIRAMENTO DO MATERIAL

DESAGREGADO IMERSÃO TOTAL.

Apêndice G-: Curva granulométrica de solo

desagregado T1-S


desagregado T1-P


desagregado T2-S


desagregado T2-P


desagregado T3-S


desagregado T3-P

142


desagregado T4-S


desagregado T4-P

Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de

prova do ponto T1-P ensaio Desagregação Imersão

total

Apêndice G-: Extração do Corpo de prova T1-P.

observa-se a presença do material amarelo e cinza

ensaio Desagregação Imersão total.

Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova

do ponto T2-P ensaio Desagregação Imersão total

Apêndice G-: Corpo de prova T2-P. observa-se a

presença do material amarelo e cinza ensaio

Desagregação Imersão total.

Apêndice G-: Durante a preparação do corpo de prova do

ponto T4-P ensaio Desagregação Imersão total

Apêndice G-: Extração do Corpo de prova

T4-P. observa-se a presença do material roxo

laminar incrustrado ensaio Desagregação

Imersão total.

143

APÊNDICE H- REGISTRO FOTOGRÁFICO PARCIAL DO ENSAIO

INDERBITZEN.

Apêndice H-: Corpo de prova pronto para ser

colocado no aparelho Inderbitzen

Apêndice H-: Proteção da amostra com membrana para

proteger de qualquer desprendimento prévio a estabilização

do fluxo na rampa.

Apêndice H-: Umedecimento da superfície da

rampa para facilitar o direcionamento no fluxo no

início do ensaio.

Apêndice H-: Rotâmetro com vazão proposta

estabilizada durante o ensaio.

Apêndice H-: Coleta de solo

erodido nas peneiras. No. 40, 100,

200 e recipiente para coleta de

passante de peneira. No. 200

Apêndice H-: Coleta de solo transferida em cápsulas para depois colocar

a secagem em estufa.

144

APÊNDICE H1- CURVAS GRANULOMETRICAS DE SOLO ENSAIO

INDERBITZEN

Apêndice H1-: Granulometria Ensaio Inderbitzen

condição w nat T1-S


condição embebida T1-S









145

APÊNDICE I- CURVAS GRANULOMETRICAS OBTIDAS MEDIANTE O

GRANULOMETRO LASER.

Apêndice I-: Granulometria da erosão T1 em

condições de umidade natural e seca ao ar


condições de umidade natural e seca ao ar.


condições de umidade natural e seca ao ar


condições de umidade natural e seca ao ar.

Apêndice I-: Granulometria da erosão T5 em condições

de umidade natural e seca ao ar

146

APÊNDICE J- DIFRATOGRAMAS DOS PONTOS T2, T3, T4, T5 T1-P CINZA E T1-

P AMARELO.

Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-S.

Apêndice J-: Difratograma da erosão T2-P

147



148



149


150


Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Integral

Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P cinza – Análise Acumulada

Reg. 2155.2015 - Análise Integral

01-070-2066 (N) - Chlorapatite - Ca5(PO4)3F0.17Cl0.8

00-010-0490 (N) - Muscovite-2M2, barian - (Ba,K)Al2(S

01-087-2070 (I) - Diopside, ferroan - (Fe0.35Al0.20Mg0

01-089-7499 (*) - Silicon Oxide - SiO2

00-046-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2

00-041-1480 (I) - Albite, calcian, ordered - (Na,Ca)Al(Si

00-058-2004 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)4

00-058-2016 (I) - Illite-2M2, glycolated - (K,H30)Al2(Si3

2155.2015-I - File: 2155.2015-I.raw - Type: 2Th/Th lock

Lin

(C

ou

nts

)

0

500

1000

2-Theta - Scale

3 10 20 30 40 50 60 70

9,9

74

9

7,1

27

7

4,9

65

3

4,4

80

3

3,4

84

43

,32

34

3,2

00

9

2,9

84

32

,85

88

2,7

81

9

2,5

68

22

,48

50

2,3

89

2

2,1

27

1

1,9

88

6

1,6

42

4

1,5

05

2

4,2

39

1

3,8

84

1

151

Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Integral

Apêndice J-: Difratograma da amostra T1-P amarela – Análise Acumulada

Reg. 2154.2015 - Análise Integral

01-088-1154 (C) - Silicon Oxide - Si112O224

01-089-7499 (*) - Silicon Oxide - SiO2

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00-058-2004 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)4

00-058-2016 (I) - Illite-2M2, glycolated - (K,H30)Al2(Si3

00-046-1045 (*) - Quartz, syn - SiO2

2154.2015-I - File: 2154.2015-I.raw - Type: 2Th/Th lock

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA ... · o que seria de mim sem ter essa perfeita e...

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