Mapeamento Geotécnico e Desenvolvimento de um SIG de Informações Geotécnicas para a Planície Costeira Sul do RS

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1 Mapeamento Geotécnico e Desenvolvimento de um SIG de Informações Geotécnicas para a Planície Costeira Sul do RS Miranda, T.C. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil Bastos, C.A.B.; Valente, A.L.S. e Schuler, A.R. Fundação Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, Rio Grande do Sul, Brasil RESUMO: Neste artigo são apresentados os métodos e os resultados até então obtidos no mapeamento geotécnico de uma porção da Planície Costeira Sul do RS e adjacências, destacando o Banco de Dados Geotécnicos gerado em ambiente de SIG (Sistema de Informações Geográficas). Neste banco de dados procurou-se armazenar e disponibilizar de forma organizada características geotécnicas de solos das unidades de mapeamento dos quais se dispõe de dados gerados no Laboratório de Geotecnia da FURG, ao longo de muitos anos de pesquisas e prestação de serviços em ensaios geotécnicos. PALAVRAS CHAVE: Mapeamento Geotécnico, SIG, Banco de Dados, Planície Costeira do RS 1 INTRODUÇÃO É indispensável o conhecimento das características do meio físico independente da forma de seu uso e ocupação. Na Planície Costeira Sul do Rio Grande do Sul vários projetos de infra-estrutura vêm sendo desenvolvidos. Grande parte destes projetos envolve importantes obras geotécnicas, como a duplicação de rodovias, a pavimentação ou melhoria de estradas vicinais, a construção de aterros sanitários, a implantação de complexos industriais nas áreas naval e de celulose e de novos núcleos urbanos. Estas obras vêm a empregar e/ou solicitar os solos encontrados na região. Frente a isso, o mapeamento geotécnico regional assume relevante papel no estabelecimento de políticas públicas nas áreas de desenvolvimento urbano e rural, na execução de projetos de infra-estrutura, na preservação ambiental, além de fornecer subsídios técnicos para projetos sociais com a finalidade de propiciar melhores condições de habitabilidade das populações. O emprego de técnicas de geoprocessamento para a integração de dados na estimativa de unidades geotécnicas pode viabilizar um conhecimento mais ágil e eficiente do terreno em zonas costeiras e adjacências. Esses novos recursos constituem, sobretudo, instrumentos poderosos para a implementação de metodologias inovadoras que visam a formulação de diagnósticos e a tomada de decisões sobre o meio físico. Neste artigo são apresentados os métodos e os resultados até então obtidos no mapeamento geotécnico de uma porção da Planície Costeira Sul do RS e adjacências, destacando o Banco de Dados Geotécnicos gerado em ambiente de SIG (Sistema de Informações Geográficas). Neste banco de dados procurou-se armazenar e disponibilizar de forma organizada características geotécnicas de solos das unidades de mapeamento dos quais se dispõe de dados gerados no Laboratório de Geotecnia da FURG, ao longo de muitos anos de pesquisas e prestação de serviços em ensaios geotécnicos. 2 ÁREA DE ESTUDO A pesquisa em mapeamento geotécnico foi conduzida numa porção da Planície Costeira Sul do RS e terrenos elevados adjacentes, envolvendo, em maior parte, áreas dos municípios de Rio Grande, Pelotas e São José do Norte (Figura 1).

2 Figura 1. Região alvo do mapeamento geotécnico na Planície Costeira Sul do RS 3 ASPECTOS METODOLÓGICOS Neste item são apresentados os métodos utilizados na definição das unidades no mapeamento geotécnico regional, assim como na elaboração do SIG voltado ao armazenamento e gerenciamento de dados geotécnicos. Os softwares citados retratam a preferência e/ou disponibilidade pelos autores, logo, a aplicação da metodologia proposta não está restrita aos mesmos. 3.1 Definição de Unidades Geotécnicas A metodologia seguida para a obtenção das unidades geotécnicas para a área de estudo foi desenvolvida pelo LAMGEO-UFRGS/UFSC (Laboratório de Mapeamento Geotécnico e Comportamento de Grandes Áreas), publicada em Davison Dias (1995). Esta metodologia, largamente aplicada no sul do Brasil, baseia-se no cruzamento de dados geológicos e pedológicos para definição de unidades de mapeamento de solos com provável comportamento geotécnico similar. O uso de ferramentas de geoprocessamento otimiza a aplicação da metodologia no cruzamento dos dados e viabiliza a base cartográfica para a implementação de um SIG destinado so armazenamento e gerenciamento de informações geotécnicas dos solos das unidades. A Figura 2 esquematiza a metodologia do LAMGEO. Os resultados com a aplicação da metodologia do LAMGEO estão condicionados às peculiaridades do meio físico da área alvo de estudo. A região costeira do extremo sul do Brasil caracteriza-se por uma extensa planície, com pequenos desníveis topográficos, geologia sedimentar e condições desfavoráveis ao desenvolvimento de solos mais evoluídos. Neste ambiente, existe uma relação muito próxima entre o substrato geológico, os solos formados e a morfologia dos terrenos. Já na porção oeste, junto à encosta do sudeste, ocorrem solos de rochas cristalinas em relevo mais movimentado, portanto sujeitos a uma gênese diferenciada. As várias etapas no método de trabalho aplicado na definição da carta de unidades geotécnicas são ilustradas no esquema da Figura 3. O detalhamento descritivo destas etapas é encontrado em Bastos et al.(2006). 3.2 Implementação de um SIG de Dados Geotécnicos A Carta de Unidades Geotécnicas obtida serviu de base cartográfica para a construção de um Banco de Dados Geotécnicos dos solos regionais. O software ArcView foi a ferramenta computacional para a implementação do SIG. Foram lançados nesta base, dados de investigações de perfis e de jazidas de solos, georreferenciados em campo com auxílio de um GPS (Global Position System) de navegação. Dentre os dados armazenados até então temse: caracterização geotécnica clássica (granulometria e limites de Atterbeg) e parâmetros de compactação e de capacidade de suporte e expansão (ensaios Proctor e CBR), de ensaios pela Metodologia MCT (mini-mcv, perda por imersão, mini-cbr e expansão, infiltrabilidade, contração ao ar) e de adsorção de azul de metileno.

3 ABC base cartográfica XYZ abc banco de dados geotécnicos (perfis e jazidas) levantamento de solos levantamento geológico xyz carta de unidades geotécnicas XYZxyz ABCabc B C Zona urbana A A D perfis geotécnicos (perfis de pesquisa, jazidas, sondagens) Figura 2. Metodologia do LAMGEO na definição unidades geotécnicas Reunião e interpretação de dados digitais do meio físico (carta-base, geologia, solos) Generalização taxonômica das unidades geológicas e pedológicas Cruzamento dos dados geológicos e pedológicos: definição das unidades geotécnicas Generalização cartográfica final e edição da carta de unidades geotécnicas Descrição das unidades geotécnicas Figura 3. Etapas na aplicação da metodologia do LAMGEO na definição de unidades geotécnicas Os dados geotécnicos disponíveis advêm do estudo de propriedades de materiais de empréstimo empregados em obras de terra e pavimentação na região e de relatórios de prestação de serviços em ensaios pelo Laboratório de Geotecnia da FURG. 4 RESULTADOS 4.1 Mapeamento das Unidades Geotécnicas Quanto a geologia da área de estudo, tem-se a presença de sedimentos quaternários ao longo da Planície Costeira. Estes sedimentos, predominantemente arenosos, são formados por depósitos de origem lagunar, marinha e eólica e menos comumente fluvial. Na transição para o Escudo Sul-Riograndense, têm-se sedimentos de encosta do Terciário e Quaternário e na porção do Escudo abrangida encontram-se rochas granitóides do Pré-Cambriano (Tagliani, 2002). Quanto às classes de solos encontradas na região, destacam-se os Podzólicos Vermelho- Amarelo (Argissolos Vermelho-Amarelo 1 ) como solos mais evoluídos. Estes solos são formados da pedogênese dos produtos de alteração dos granitóides do Escudo e dos sedimentos de encosta, em ambiente continental (unidade Camaquã 2 ), e dos sedimentos de barreira pleistocênicos, em ambiente costeiro (unidade Tuiá 2 ). Ainda no Escudo têm-se perfis menos evoluídos de Solos Litólicos (Neossolos Litólicos 1 da unidade Pinheiro Machado 2 ) e Podzólicos Bruno-Acizentados (Luvissolos Hipocrômicos 1 da unidade Bexigoso 2 ). Na Planície Costeira ocorrem Planossolos (Planossolos Hidromórficos Solódicos 1 da unidade Pelotas 2 ); Solos Glei e Solonchak (Gleissolos 1 da unidade Itapeva 2 ); Areias Quartzosas (Neossolos Quartzarênicos 1 das unidades Curumim 2 e Dunas 2 ); Solos Aluviais (Neossolos Flúvicos 1 da unidade Guaíba 2 ) e Solos Orgânicos (Organossolos 1 da unidade Taim 2 ) (Tagliani 2002). Cruzados os planos de informações geológico e pedológico, generalizados sob o enfoque geotécnico, foram geradas as unidades geotécnicas para a área de estudo. A carta de unidades geotécnicas é ilustrada na Figura 4 e as unidades relacionadas na Tabela 1. Detalhes sobre a descrição das unidades são encontrados em Bastos et al. (2005). 4.2 SIG de Dados Geotécnicos Regionais Tomando como base cartográfica a carta de unidades geotécnicas foi elaborado um Banco de Dados Geotécnicos em ambiente SIG. Este foi estruturado de forma a permitir fácil acesso 1 Segundo Embrapa (1999) 2 Segundo Embrapa (1973)

4 ao usuário, interpretado como sendo este um engenheiro civil ou geólogo de engenharia. Figura 4. Carta de unidades geotécnicas para a Planície Costeira Sul Tabela 1. Unidades geotécnicas obtidas Unidade Classificação Rg Solos Litólicos substrato granitóides; PVg Podzólicos Vermelho-Amarelo substrato granitóides; PVstqe Podzólicos Vermelho-Amarelo substrato sedimentos terciários e quaternários de encosta; PVsqpc Podzólicos Vermelho-Amarelo substrato depósitos transicionais costeiros, de cristas e praias lagunares; PVsqbcd Podzólicos Vermelho-Amarelo substrato depósitos eólicos de dunas litorâneas e marinhos praiais e mantos de aspersão eólica; PBg Podzólicos Bruno-Acinzentado substrato granitóides; PLstqe Planossolos e Hidromórfico Cinzento substrato sedimentos terciários e quaternários de encosta; PLsqpc Planossolos e Hidromórfico Cinzento substrato depósitos transicionais costeiros, de cristas e praias lagunares; PLsqbcd Planossolos substrato depósitos eólicos de dunas litorâneas e marinhos praiais e mantos de aspersão eólica; Gsqpc Glei Húmico e Glei Pouco Húmico substrato depósitos transicionais costeiros, de cristas e praias lagunares; Tabela 1. Unidades geotécnicas obtidas (continuação) Unidade Classificação Gsqbcd Glei Húmico e Glei Pouco Húmico substrato depósitos eólicos de dunas litorâneas e marinhos praiais e mantos de aspersão eólica; Gsqf Glei Húmico e Glei Pouco Húmico substrato depósitos de planície e canais fluviais; Aqsqpc Areias Quartzosas e Areias Quartzosas Hidromórficas substrato depósitos transicionais costeiros, de cristas e praias lagunares; Aqsqbcd Areias Quartzosas e Areias Quartzosas Hidromórficas substrato depósitos eólicos de dunas litorâneas e marinhos praiais e mantos de aspersão eólica; Ssqpc Solonchak e Solonetz substrato depósitos transicionais costeiros, de cristas e praias lagunares; Hosqpc Solos Orgânicos substrato depósitos transicionais costeiros, de cristas e praias lagunares; Asqf Solos Aluviais substrato depósitos de planície e canais fluviais; Dunas Depósitos eólicos de dunas litorâneas e lagunares ativas e dunas atuais de retrabalhamento eólico.

5 A estrutura do Banco de Dados Geotécnico é ilustrada na Figura 5. Os parâmetros geotécnicos apresentados são representativos das propriedades dos solos estudados e resultam de ensaios conduzidos segundo as normas técnicas vigentes (ABNT, DNIT e DER/SP) e na inexistência destas, segundo reconhecidas referências bibliográficas. A Figura 6 ilustra uma tela do Banco de Dados, onde uma tabela com dados de caracterização geotécnica é visualizada. O Banco de Dados permite o armazenamento de imagens, permitindo o acesso a registros fotográficos de perfis de solos e de ações extrativas em jazidas (Figura 6). 5 CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS FUTURAS As pesquisas em mapeamento geotécnico desenvolvidas na FURG têm atingido os resultados esperados. O uso de geoprocessamento na aplicação da metodologia do LAMGEO tornou o processo ágil e produtivo, permitindo a obtenção de produtos cartográficos de melhor qualidade. O georreferenciamento de jazidas e perfis de solos estudados e a inserção dos dados geotécnicos sobre os solos num banco de dados relacional, em ambiente SIG, está permitindo uma análise espacial aprimorada dos resultados. O ambiente SIG favorece o armazenamento, o gerenciamento e o acesso a informações desta natureza. A pesquisa encontra-se atualmente focada no aprimoramento do SIG, análise espacial dos dados e no desenvolvimento paralelo de outras estruturas de armazenamento de dados geotécnicos. Como exemplo, um banco de dados para armazenamento e consulta a dados de sondagens geotécnicas do tipo cone dinâmico, serviço realizado pelo Laboratório de Geotecnia da FURG desde a década de 70 passada, foi elaborado para a área urbana do município de Rio Grande e Balneário Cassino (Bastos e Schuler, 2006). As pesquisas convergem para um maior conhecimento técnico e científico dos solos regionais. Este conhecimento do meio físico com o qual interagimos é pressuposto para o sucesso dos empreendimentos de engenharia, sob o ponto de vista técnico, econômico e ambiental. AGRADECIMENTOS Ao corpo técnico do Laboratório de Geotecnia da FURG (pesquisadores, técnicos e bolsistas), responsável pela obtenção dos dados que permitiram, ao longo de mais de 20 anos, consolidar o estado de conhecimento sobre os solos da região. Ao Prof. Dr. Carlos Tagliani, do DGEO/FURG, pelos dados geológicos e pedológicos em meio digital e pelo apoio nas operações de geoprocessamento. Ao CNPq pelo apoio a pesquisa. REFERÊNCIAS Bastos, C.A.B.; Valente, A.L.S.; Miranda, T.C. e Schuler, A.R. (2005) Pesquisas em mapeamento geotécnico conduzidas na FURG utilizando técnicas de geoprocessamento e sistemas de informações geográficas (SIG), III Simpósio de Engenharia Geotécnica Geors 2005, UPF/ABMS-NRRS, Passo Fundo/RS. CD-ROM. Bastos, C.A.B.; Valente, A.L.S.; Miranda, T.C. (2006) Mapeamento geotécnico da Planície Costeira Sul do Rio Grande do Sul com vistas a caracterização de solos para pavimentação, XIII Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica COBRAMSEG, ABMS, Curitiba/PR (no prelo). Bastos, C.A.B.; e Schuler, A.R. (2006) Desenvolvimento de um SIG de sondagens tipo CPT Dinâmico visando o mapeamento geotécnico da área urbana do município de Rio Grande/RS, XIII Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica COBRAMSEG, ABMS, Curitiba/PR (no prelo). Davison Dias, R. (1995) Proposta de metodologia de definição de carta geotécnica básica em regiões tropicais e subtropicais, Revista do Instituto Geológico, IG/SP, São Paulo/SP, Vol. especial, p Embrapa (1973) Levantamento de Reconhecimento dos Solos do Estado do Rio Grande Sul, Boletim Técnico n.30, Embrapa DNPA-DPP, Recife/PE, 279p. Embrapa (1999) Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, Embrapa CNPS, Brasília/DF, 412p. Tagliani, C.R. (2002) A mineração na porção média da Planície Costeira do RS: Estratégia para gestão sob um enfoque de Gerenciamento Costeiro Integrado, Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre/RS, 248 p.

6 BANCO DE DADOS GEOTÉCNICOS PARA A PLANÍCIE COSTEIRA SUL DO RS IDENTIFICAÇÃO DAS JAZIDAS GRANULOMETRIA CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA LIMITES DE ATTERBERG CLASSIFICAÇÃO PESO ESPECÍFICO DOS GRÃOS CARACTERIZAÇÃO METODOLOGIA MCT ATIVIDADE COLOIDAL (AZUL DE METILENO) MÉTODO PEJON MÉTODO FABBRI SUCS AASHTO-HRB CLASSIFICAÇÃO MCT MINI- PROCTOR INFILTRABILIDADE E PERDA P/ IMERSÃO CONTRAÇÃO AO AR MINI-CBR E EXPANSÃO Figura 5. Estrutura do banco de dados implementado no SIG de dados geotécnicos da Planície Costeira Sul Figura 6. Ilustração do SIG de dados geotécnicos da Planície Costeira Sul