GEOTÉCNICA Bibliografia

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1 GEOTÉCNICA Intemperismo - Físico - Químico - Solução ou carbonatação Bibliografia: Notas de aula (apostila) de Geotécnica, Prof. Reno Reine Castello (1998) Teixeira, W.; Toledo, M.C.M.; Fairchild, T.R.; Taioli, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, pp

2 Intemperismo 2 As rochas expostas à superfície da Terra são submetidas a condições ambientais bem diferentes daquelas onde se formaram, entrando em contato com novos processos físicos e químicos, que diferem em muito das condições originais. Conjunto de processos que ocasiona a desintegração e a decomposição das rochas e dos minerais por ação de agentes atmosféricos e biológicos (Chiossi,1979), transformando as rochas em solo. Intemperismo: Físico Químico

3 Intemperismo Físico 3 Atua pela desintegração física e mecânica das rochas, transformando-as em pedaços menores (promovendo um aumento da superfície específica), sem alteração alguma em sua constituição química. Quanto menor o fragmento, mais difícil é sua fragmentação e assim as menores partículas formadas pelo intemperismo físico são do tamanho do silte.

4 Intemperismo Físico 4 Agentes físicos: Variações térmicas Expansão quando a água congela-se nas fissuras das rochas Impacto da água Abrasão: partículas sólidas na água ou nos ventos, ação de geleiras... Alívio de pressões: surgem fissuras na parte exterior, menos confinada. Ação da gravidade Acunhamento de raízes

5 Intemperismo Químico 5 Tem como condição fundamental, a presença da água e temperatura, favorável ao desenvolvimento das reações, transformando os minerais primários, da rocha original, em minerais secundários. A água pura é relativamente inerte em relação à maioria dos minerais. Porém, ela carrega da atmosfera substâncias dissolvidas, com por ex. O 2, CO 2, e às vezes, nitratos e nitritos.

6 Intemperismo Químico 6 Mineral I + solução de alteração = mineral II + solução de lixiviação Solução de alteração = (água da chuva carregada em elementos/substâncias dissolvidas) Solução de lixiviação = (água da chuva modificada pelas reações do intemperismo) Esta água, ao penetrar no subsolo, pode-se impregnar de ácidos, sais e produtos orgânicos. Essas substâncias têm a capacidade de iniciar um ataque às rochas, através de processos como a hidrólise, hidratação, oxidação, etc.

7 Principais tipos de reações químicas: 7 Hidrólise: reação entre os átomos constituintes da água e um dado mineral Oxidação: reação com oxigênio. Redução: perda de oxigênio pelo mineral original Hidratação: adição química de água aos minerais da rocha.

8 Principais tipos de reações químicas: 8

9 Principais tipos de reações químicas: 9 Hidrólise: reação entre os átomos constituintes da água e um dado mineral. Fig.:

10 Fig.: 10

11 11 Principais tipos de reações químicas: Oxidação: reação com oxigênio.

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13 Intemperismo Químico 13 O intemperismo químico altera os minerais presentes em uma rocha em outros mais estáveis no ambiente de superfície do terreno. Produtos mais estáveis são principalmente: óxidos de ferro e alumínio e os minerais argílico. O quartzo é inerte ao intemperismo químico. Os outros minerais que compõem a rocha matriz se decompõem em volta do quartzo que permanece inalterado geralmente no tamanho de grãos de areia e no mínimo silte.

14 Solução ou Carbonatação 14 Carbonatação Decomposição por CO 2 Processo de decomposição na qual o CO 2 contido na água forma pequena quantidade de ácido carbônico, que é o principal agente na solução de rochas. H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3 Certas rochas, principalmente calcáreas, podem ser parcialmente dissolvidas e carregadas para outros lugares. Neste novo ambiente, perdem a solubilidade (por ex. aumento de temperatura provoca o desprendimento de gás carbônico e precipitação dos carbonatos) e se precipitam. CaCO 3 + H 2 CO 3 = Ca(HCO 3 ) 2 Calcita Bicarbonato de cálcio solúvel

15 Intemperismo 15 Na natureza os agentes do intemperismo (físico e químico) trabalham simultaneamente, com um processo ajudando o outro. Por exemplo: O intemperismo físico reduz a rocha a fragmentos menores, e assim aumenta a superfície exposta ao ataque químico. ou Havendo intemperismo químico de uma rocha, esta se torna mecanicamente mais fraca e pode então desintegrar-se mais facilmente e ser transportada pela gravidade. Nova superfície então fica exposta aos ataques químicos.

16 Intemperismo 16 a) Antes da erosão Formação das juntas de alívio (erosão do material sobreposto). Descontinuidades servem de caminhos para a percolação das águas que promovem a alteração química. b) Depois da erosão Ref.: Decifrando a Terra / TEIXEIRA, TOLEDO, FAIRCHILD e TAIOLI - São Paulo: Oficina de Textos, 2000.

17 Intemperismo 17 Resistência ao intemperismo de alguns minerais Mais resistente Menos resistente Óxidos de ferro Óxidos de alumínio Quartzo Minerais argílicos Muscovita (mica branca) Ortoclásio (feldspato) Biotita (mica preta) Albita (plagioclásio feldspato) Anfibólio Piroxênio Arnotita (plagioclásio feldspato) Olivina

18 Intemperismo 18 Exemplo de intemperismo: Granito composto de quartzo, feldspato, muscovita, biotita e outros minerais acessórios. Quartzo: não se decompõe. Permanece no solo como grão de areia ou pedregulho. Feldspato: decompõe-se em minerais argílicos e material solúvel. Muscovita: não se decompões facilmente. Placas de mica permanecem inicialmente no solo resultante, mas finalmente se decompõe. Biotita: decompõe-se em argila e material solúvel.

19 Fatores que influem no intemperismo 19 Clima: Intemperismo físico predomina nas regiões secas e quente (áridas) e o intemperismo químico nas regiões quentes e úmidas reação com oxigênio. Ex. Nordeste predomina o intemperismo físico e na região Centrosul o intemperismo químico. Tipo de rocha: composição mineralógica maior ou menor facilidade de alteração química apresentada pelos diferentes minerais. Ex. Rochas Básicas se alteram com maior facilidade que as rochas ácidas.

20 Fatores que influem no intemperismo 20 Topografia: declives acentuados solo formado é removido pelas enxurradas ou por efeito da gravidade. Relevo pouco acentuado facilitam a infiltração das águas pluviais (quando o solo é permeável) superando as taxas de escoamento superficial. Vegetação: fornecimento de resíduos orgânicos e elementos minerais e, indiretamente, modificando o microclima e protegendo o solo contra a erosão.