ESTUDO HIDROGEOLÓGICO E AVALIAÇÃO DAS DEPRESSÕES AO LONGO DA BR-135/MG

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1 ESTUDO HIDROGEOLÓGICO E AVALIAÇÃO DAS DEPRESSÕES AO LONGO DA BR-135/MG Donizeti Antonio Giusti 1 *; Carlos Aurélio Nadal 2 ; Pedro Luiz Faggion 3 ; Anival Antonio Leite 4 ; Rodrigo de Castro Moro 5 ; Leonardo Miranda 6 ; Sandra Martins Ramos 7 ; Eduardo Ratton 8 Resumo Para conhecer as características dos aquíferos associados a regiões cársticas faz-se necessário mapeamento geológico detalhado, levantamentos gravimétricos e determinação de parâmetros geotécnicos.o presente estudo teve como objetivo detectar estruturas geológicas associadas a hidrogeologia cárstica e as suas implicações em termos de geotecnia para suportar a implantação e pavimentação da rodovia BR-135/MG, trecho km 82 ao km 139 (Manga-Itacarambi). Dados obtidos em levantamento de campo, análise de imagens áreas, métodos geofísicos (gravimétria) permitiram concluir que na área de estudo as depressões entendidas num primeiro momento como dolinas, são de fato subsidências aluviais ou depressões interfluviais que ocorrem ao longo da rodovia. Não foram observados impactos significativos dessas feições na rodovia, nem tampouco da rodovia em relação a elas. As análises geológicas e gravimétricas indicam a improvável ocorrência de cavidades de grande porte sob o eixo BR-135 no trecho estudado onde, a ausência de feições de abatimento corrobora o pequeno potencial de colapsividade. Palavras-Chave VANT, Carste, Dolinas. HYDROGEOLOGICAL STUDY AND EVALUATION OF DEPRESSIONS ALONG THE BR-135 / MG BRAZIL Abstract To understand the characteristics of the aquifers associated with karst regions it is necessary detailed geological mapping, gravimetric surveys and determination of geotechnical parameters. This study aimed to detect geological structures associated with karst hydrogeology and its implications in terms of geotechnics to support the implementation and paving of highway BR-135 / MG - Brazil, stretch km 82 - km 139 (Manga-Itacarambi). Data acquired from field survey, aerial image analysis and gravimetric geophysical studies showed that in the area of study the depressions understood at first as dolines, are either alluvial subsidence event or interfluvial depressions that occur alongside of the axis of the highway. Neither were there significant impacts of these features on the highway nor from the highway toward them. Geological and gravimetric analyses indicate the unlikelihood of large cavities under the BR-135 shaft in the studied area, in which the absence of abatement features corroborates the small potential of collapse. Keywords VANT, Karst, Dolines. 1 Setor de Ciência da Terra UFPR. donizeti@ufpr.br 2 Departamento Geomáticoa UFPR. cnadal@ufpr.br 3 Setor de Ciência da Terra - UFPR - faggion@ufpr.br 4 Instituto Tecnológico de Transporte e Infraestrutura ITTI. anilteov57@yahoo.com.br 5 Instituto Tecnológico de Transporte e Infraestrutura ITTI. zedi.rodrigo@gmail.com 6 Graduação em Geografia - UFPR.leo_mir92@hotmail.com 7 Programa de Pós-Graduação em Geologia UFPR sandraramos_bio@yahoo.com.br 8 Setor de Tecnologia UFPR. ratton.eduardo@gmail.com * Autor Correspondente XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO O mapeamento hidrogeológico tem como característica determinar os aspectos piezométricos dos aquíferos que possam promover processos de colapsividade do solo. Para conhecer as características dos aquíferos, principalmente associados a regiões cársticas faz-se necessário mapeamento geológico detalhado, auxiliado por levantamentos gravimétricos e determinação de parâmetros geotécnicos. O presente estudo teve como objetivo detectar estruturas geológicas associadas a hidrogeologia cárstica e as suas implicações em termos de geotecnia, para suportar a implantação e pavimentação da rodovia BR-135/MG, trecho km 81 ao km 139 (Manga-Itacarambi). Os trabalhos foram desenvolvidos por equipe da Universidade Federal do Paraná, por meio do Setor de Ciências da Terra e Instituto Tecnológico de Transportes e Infraestrutura UFPR, através de Termo de Cooperação com o Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte (DNIT) para elaboração de estudo de alternativas locacionais da referida rodovia. ÁREA DE ESTUDO A área de estudo está localizada na região norte do estado de Mingas Gerais, entre os municípios de Itacarambi e Manga (Figura 1). Figura 1 Localização da área de estudo. BR-135 / MG, trecho entre Manga a Itacarambi. MATERIAIS E MÉTODOS O levantamento de campo foi realizado em duas etapas, sendo que na primeira etapa foi realiado o reconhecimento das feições das estruturas geológicas mapeadas com base nas interpretações da fotografia aérea obtida a partir do uso de um VANT (veículo aéreo não tripulado), que estivessem associadas ao desenvolvimento de possíveis dolinas calcárias. Na segunda etapa foram desenvolvidos os trabalhos de geofísica através de processo gravimétrico em três alvos, XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 selecionados em função da primeira etapa, para a averiguação mais detalhada, com o objetivo de identificar anomalias gravimétricas ao longo da referida rodovia, totalizando m. As estruturas mapeadas que pudessem ser associadas ao desenvolvimento de dolinas calcárias e a distância exata em relação ao eixo da rodovia foram obtidas através da foto-interpretação das imagens VANT. Com isso pôde-se identificar as áreas para realização dos trabalhos de campo detalhados, com aplicação de método geofísico gravimétrico, modelamento geotécnico e nivelamento topográfico. Em uma faixa de 400 metros paralela ao traçado da rodovia, incluindo as variantes préestabelecidas pelo projeto de engenharia, foram gerados inicialmente 97 alvos com características de feições circulares associados à possível processo de dissolução química do substrato rochoso. Dessas, apenas trinta e nove (39) foram selecionadas para averiguação em campo, por estarem a menos de 100 metros de distancia do eixo da rodovia. RESULTADOS Geologia A geologia regional se resume em poucos afloramentos de ortognaisses arqueanos, granitos grosseiros paleoproterozóicos pertencentes ao Embasamento Cristalino, recobertos por rochas carbonáticas e terrígenas que compõem o Grupo Bambuí, de idade neoproterozóica, por sua vez, sobrepostos pelos arenitos do Grupo Urucuia (Cretáceo) e coberturas terciárias e quaternárias (CODEMIG/CPRM, 2003). Na área de desenvolvimento da pesquisa ocorre principalmente uma base geológica constituída de calcários, metacalcários e dolomitos do Grupo Bambuí (Formação Sete Lagoas) compreendendo processos de dissolução, nas altitudes entre as cotas de 500 e 720 m (Figura 2). Nesse nível o relevo é acidentado, com grande variedade de feições cársticas, tais como cavernas, dolinas de abatimento ou colapso. Ocorrem também vales cársticos, maciços fissurados com rocha exposta esculpida com caneluras de dissolução abertas ao longo de fraturas e planos de acamamento. Observa-se ainda, torres ruiniformes, sumidouros, ressurgências, paredões escarpados e caneluras de dissolução de variadas dimensões. Importante destacar para essa unidade a ausência de uma rede de drenagem contínua. Na área já dissecada, ocorre uma cobertura de sedimentos, derivados principalmente do Arenito Urucuia, apresentando um conjunto de formas de dissolução em superfícies mascaradas por argila, areia, cobertura detríticas e solos. A área de cobertura detríticalaterítica foi mapeada ao longo do trecho, entre a cidade de Itacarambi e o povoado de Rancharia. Geologia e geofísica Com base na análise das informações geológicas, geofísica e observações de campo observouse que as feições circulares estão associadas à rede de drenagens intermitentes que se fecham a jusante, com a ocorrência aparente de sumidouros. Nesses locais geralmente ocorrem solos argilosos férteis, derivados do intemperismo das rochas calcárias, o que levam à maior exuberância da vegetação, dando impressão de tratar-se de dolina. Outra característica observada foi o pequeno desnível entre o traçado da rodovia e a áreas de acumulação fluvial, de forma plana do Rio São Francisco, não passando de 35 metros. Na porção sul, entre Itacarambi e o povoado de Rancharia, predomina o Carste coberto, onde é possível observar superfícies mascaradas por argilas e outros produtos de descaleificação, enquanto que entre Rancharia e Manga, ocorrem as coberturas detrítico-lateríticas,terciárias-quaternárias relativas à superfície aplanada. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Figura 2 Mapa geológico da área de estudo. BR-135/MG, trecho entre Manga a Itacarambi. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Os resultados obtidos pelo levantamento gravimétrico indicaram a presença de zonas frágeis com presença de rochas fragmentadas (baixos gravimétricos) característicos de vazios preenchidos por sedimentos e água em regime de fluxo variável (Figura 3). Figura 3 Resultado do levantamento gravimétrico da área de estudo. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 O trecho 02 da rodovia tem traçado em área com afloramentos de calcário e, os pontos indicados no mapa apresentam anomalias compatíveis com área de drenagem superficial e subterrânea com maior permeabilidade, de modo que, neste caso, deve-se elaborar um sistema de drenagem na rodovia que privilegie o escoamento das águas superficiais de forma rápida a fim de minimizar a infiltração em solo. Ao interpretar os dados gravimétricos associados ao mapeamento geológico verifica-se que, a maioria das depressões analisadas não são dolinas, mas sim áreas de paleocarste parecendo tratar-se de pseudodolinas. Certamente são depressões ou subsidências que evoluíram em consonância com eventos pluviométricos e respectivas variações dos níveis freáticos, a partir do terciário. São aparentemente feições cársticas rasas e apresentam baixas declividades em suas bordas colmatadas, marcando níveis de oscilação das águas provenientes de precipitações pluviométricas, variações de rios ou dos níveis freáticos da região. Hidrogeologia O mapeamento geológico e as análises do levantamento gravimétrico, além das observações de captações e nascentes na região, indicam que a disponibilidade de águas subterrâneas está associada aos sedimentos siltoarenosos da cobertura detríticalaterítica que ocorre desde Montalvania até Januária. Assim, a principal Unidade Aquífera refere-se a depósitos desenvolvidos durante o Cenozóico. Em razão da consagração destes termos na comunidade hidrogeológica todas as informações são baseadas em dados de poços tubulares profundos e poços cacimbas. A Unidade Aquífera Cenozóica, refere-se aos sedimentos derivados dos processos erosivos do Arenito Urucuia e depositados no terraço sedimentar da evolução da calha do rio São Francisco que abrange uma superfície de aproximadamente 1000 km², incluindo a região objeto deste estudo. O domínio poroso ocupa uma área superior a km 2 e possui as principais reservas explotáveis. A formação sedimentar possui uma espessura média da ordem de 35 m, sendo constituída de arenitos com granulação média a grosseira e matríz caulinítica; secundariamente, ocorrem arenitos conglomeráticos, arenitos finos e materiais silto-argilosos. Esses arenitos encontram-se pouco consolidados de modo que a ocorrência da água subterrânea está associada propriamente à sua porosidade primária. A profundidade média dos poços tubulares profundos é de 40 m, ultrapassando uma sequencia de sedimentos pouco consolidados intercalando entre arenosos, siltoarenosos e arenosos grosseiros. Sotoposta a esta cobertura cenozóica porosa laterítica-detrítica ocorre a Unidade Aquífera Cárstica que refere-se aos metassedimentos carbonáticos da Formação Sete Lagoas (Grupo Bambuí). Embora a região calcária seja considerada como unidade aquífera em muitas regiões, o paredão do Parque Peruaçu, representado pelas rochas carbonáticas do Grupo Bambuí não se constitui aquífero, porque o desnível topográfico em relação ao nível de base do rio São Francisco serve apenas para a aceleração da carstificação, onde as águas penetram no maciço calcário, dissolvem os minerais, desenvolvem cavernas, cavidades e dolinas e alimentam o aquífero sedimentar. Portanto, trata-se de áreas de passagem das águas subterrâneas, não caracterizadas como aquífero, conforme observado no mapa hidrogeológico eprocesso evolutivo da carstificação (Figura 4). O mapa hidrogeológico indica a tendência das linhas de fluxo subterrâneo no sentido oeste-leste, sendo a alimentação do aquífero na zona oeste, paredão de calcário do Grupo Bambuí, e a descarga no canal do rio São Francisco, base dos sedimentos detrítico-lateríticos.o índice de precipitação na região é de 350 mm/ano e a vazão média dos poços, conforme cadastramento feito durante o mapeamento regional é da ordem de 10 m³/h. A produtividade dos sistemas aquíferos foi baseada, principalmente, nas informações disponíveis no banco de dados de poços da CPRM, o Sistema de Informações de Águas Subterrâneas (SIAGAS). XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 Figura 4 - Processo evolutivo da carstificação da bacia do rio São Francisco. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 Os dados relativos à qualidade das águas subterrâneas na região evidenciam que os valores médios dos parâmetros analisados estão dentro dos padrões de potabilidade, com exceção do ferro com valores elevados, provavelmente relacionados aos processos de lateritização, que concentram o alumínio e ferro em determinados níveis no subsolo e que, posteriormente, liberam o ferro para a água (ANA, 2006). No domínio Cárstico-fraturado, do sistema aquífero Bambuí, a ocorrência de elevados valores médios de dureza das águas, normalmente é influenciado pela contribuição da dissolução das rochas calcárias, que aumentam a presença de íons dissolvidos na água. CONCLUSÕES As depressões entendidas num primeiro momento como dolinas, são de fato subsidências aluviais ou depressões interfluviais que ocorrem ao longo de todo o eixo da rodovia e, em alguns casos, posicionadas no próprio eixo da mesma. Certamente evoluíram em consonância com eventos pluviométricos e respectivas variações dos níveis freáticos desde o proterozóico superior. São, aparentemente, feições cársticas rasas e apresentem baixas declividades em suas bordas colmatadas, marcando níveis de oscilação das águas provenientes de precipitações pluviométricas, variações de rios ou dos níveis freáticos que ali ocorrem. Não foram observados impactos significativos dessas feições na rodovia, nem tampouco da rodovia em relação a elas, no entanto, é possível que a impermeabilização do solo e uma eventual mudança no traçado das drenagens alterem a dinâmica natural de evolução dessas feições. As análises geológicas e gravimétricas apontam para a improbabilidade da ocorrência de cavidades de grande porte (sem entrada conhecida cavernas oclusas) sob o eixo BR-135/MG, o que poderia provocar abatimentos superficiais. Esta constatação baseia-se no fato de que, devido à proximidade com o rio São Francisco, eventuais cavernas na planície de inundação estariam na zona freática, o que vem a conferir boa estabilidade estrutural às mesmas. A ausência de feições de abatimento ao longo da rodovia corrobora o pequeno potencial de colapsividade. A evolução cárstica observada no planalto do Parque Peruaçu, ocorre paralelo ao traçado da rodovia e não se caracteriza como Unidade Hidrogeológica na região, uma vez que sua constituição litológica apenas faz o processo de passagem das águas pluviais, se tornando zonas de recarga para abastecimento e alimentação da Unidade Aquífera Cenozóica, representado pelas coberturas porosas dos terraços areno-siltosos e coberturas lateríticas da calha do rio São Francisco. AGRADECIMENTOS Agradecemos a oportunidade da realização dos estudos, incluindo levantamentos de campo. Ao DNIT, órgão financiador do Projeto, através de Termo de Cooperação com a Universidade Federal do Paraná nos permitiu a participação dos projetos. REFERÊNCIAS CODEMIG/CPRM. (2003). Mapa Geológico do Estado de Minas Gerais. BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes DNIT EIA/RIMA da implantação, pavimentação e melhorias na BR-135/MG, Trecho: Div. BA/MG - Fim Contorno Curvelo, Subtrecho: Manga - Itacarambi. Segmento: km 88,7 - km 134,4. Elaborado pelo consórcio CLS/Magna. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8