ESCOLA SECUNDÁRIA DE AROUCA ESCOLASECUNDÁRIA DEAROUCA RELATÓRIO CRÍTICO A monumentalidade do Mosteiro de Santa Maria de Arouca, e sua riqueza geológica Grupo de Trabalho (Georecrutas): Ana Helena Pinto Filipa Teixeira Inês Correia Helena Reimão Liliana Pereira Professora orientadora: Bárbara Machado ANO LECTIVO 2009/2010
Índice Pág. I. Introdução.. 1 II. Enquadramento geográfico.. 2 III. Enquadramento geológico 2 IV. Estudo macroscópico e microscópico 3 V. Metodologias.. 5 VI. Análise dos Resultados 6 VII. Conclusões. 10 VIII. Bibliografia 11 Anexos. 12 Anexo I: Protocolo Experimental I 13 Anexo II: Protocolo Experimental II. 14 I
I. Introdução Arouca é hoje um concelho de prestígio. Símbolo de riqueza paisagística, geológica, de pureza aquífera, mas também de boa gastronomia e doçaria. É cada vez mais um lugar de turismo e cultura, onde eventos artísticos e científicos de qualidade são uma constante. Prova disso, têm sido os inúmeros prémios atribuídos à Escola Secundária de Arouca, bem como a inserção do Geoparque Arouca na Rede Europeia de Geoparques da UNESCO (United Nation Educational, Scientific and Cultural Organization). No entanto, é inevitável referir, aquele que é, o símbolo deste concelho, o seu ex-líbris: o Mosteiro de Santa Maria de Arouca (figura 1). Sendo este, o maior monumento granítico construído em Portugal (Aleixo, Silva & Gomes, 2005), porque não associar a sua riqueza arquitectónica, cultural e artística, à sua riqueza geológica. Dessa forma, este edifício histórico poderá tornar-se uma paragem obrigatória na visita ao concelho. Fig. 1: Mosteiro de Santa Maria de Arouca (2010) O alcance deste objectivo passa obrigatoriamente pela identificação, caracterização e avaliação da alteração do tipo de rocha utilizada na sua construção o quartzodiorito de Arouca, o que permitirá desvendar marcas de um passado de mais de um milénio, essenciais para o enriquecimento da população de hoje. 1
I. Enquadramento geográfico Arouca situa-se no extremo nordeste do distrito de Aveiro, a menos de 50 km a sudeste do Porto. A forma mais antiga do relevo na região é o planalto da Serra da Freita a uma altitude entre os 1000 e os 1100 m, que se terá formado sob acção de um clima tropical húmido no Paleogénico (66-23 Ma). À excepção da vertente sul da supracitada serra, que é drenada pelo rio Caima pertencendo por isso à bacia hidrográfica do rio Vouga a zona enquadra-se na bacia hidrográfica do Douro (Rocha, 2008). III. Enquadramento geológico A Vila de Arouca assenta sobre uma mancha de granodiorito, que contacta a norte com as formações do Complexo xisto-grauváquico, metamorfizando-as, dando origem, na auréola de metamorfismo, ao aparecimento de corneanas pelíticas e xistos mosqueados (Medeiros, 1964) (figura 2). A leste e sudeste, os xistos encaixantes foram arrepiados e sofreram incidência de metamorfismo termal (Pereira, Gonçalves & Moreira, 1980) (figura 3). Fig. 2: Excerto da Carta Geológica de Castelo de Paiva folha nº 13B, na escala 1:50 000, de Medeiros (1964), com a localização de Arouca. Legenda Fig. 3: Excerto da Carta Geológica de Oliveira de Azeméis folha nº 13D, na escala 1:50 000, de Pereira, Gonçalves & Moreira (1981), com a localização de Arouca. 2
IV. Estudo Macroscópico e Microscópico Foram estudadas, em amostra de mão e ao microscópio petrográfico, amostras sãs e alteradas de quartzodiorito de Arouca. Macroscopicamente, pode dizer-se que se trata de uma rocha de grão médio, de duas micas, com predomínio da biotite sobre a moscovite, de cor acinzentada (Moura, 2000). É detectada, nalguns pontos, uma foliação (Pereira, Gonçalves & Moreira, 1980; Moura, 2000). O estudo da sua mineralogia permitiu conhecer as diferentes espécies de minerais que o constituem e avaliar os seus diferentes graus de meteorização. A rocha evidencia textura hipidiomórfica granular pois a maioria dos seus cristais têm algumas faces planas e regulares (subeuédricos) e outros têm formas imperfeitas (anédricos). Ao microscópio observam-se como minerais essenciais o quartzo, o feldspato potássico, a plagioclase, a moscovite e a biotite. Como minerais acessórios encontra-se apatite e zircão. Como minerais tardi-a pósmagmáticos observa-se alguma moscovite, a clorite e a caulinite (figura 4). Q Mo Ap Q B Ap Z C P Fig. 4: Aspectos petrográficos da amostra sã de quarzodiorito: a) quartzo anédrico (Q) com inclusão de plagioclase e extinção ondulante (nicóis cruzados); b) Moscovite (Mo) e inclusão de apatite (Ap) na biotite, e quartzo (Q) (nicóis cruzados); c) biotite (B) com inclusões de apatite (Ap) e zircão (Z) com halo pleocróico, parcialmente cloritizada (Cl) (nicóis paralelos); d) plagioclase (P) com macla polissintéctica (nicóis cruzados). 3
O quartzo apresenta-se em cristais anédricos, com extinção ondulante, límpido, mas fracturado, estando essas fracturas algumas vezes preenchidas por mica branca. O feldspato potássico apresenta cristais subeuédricos que mostram a macla de Carlsbad bem definida. Frequentemente está facturado, é micropertítico e apresenta o aspecto sujo da caulinite. Surgem no interior dos cristais fenómenos de substituição por micas brancas secundárias. A plagioclase aparece toda fracturada, em cristais subeuédricos, com maclas polissintéticas da albite, A segunda geração de plagioclase está representada na pertização do feldspato potássico. A biotite apresenta-se sob a forma de cristais subeuédricos com pleocroísmo que varia de castanhoalaranjado a castanho-palha. A cloritização é frequente. A moscovite é subeuédrica e incolor. Apresenta cores de polarização vivas e extinção ondulante. O estudo microscópico permitiu registar diferenças nas duas lâminas delgadas observadas, sobretudo ao nível da fracturação dos minerais, quer da plagioclase, quer do quartzo, que é muito mais intensa na amostra de quartzodiorito alterado (figura 5). E ainda no que diz respeito ao aspecto sujo do feldspacto, devido à presença de caulinite (mineral secundário), que também predomina nessa amostra. Fk P Q Q Fig. 5: Aspectos petrográficos da amostra alterada de quarzodiorito: a) feldspato potássico com aspecto sujo devido à alteração (Fk) (nicóis paralelos), b) plagioclase (P) com intensa fracturação e com maclas (nicóis cruzados); c) Fracturas do quartzo preenchidas com óxidos de ferro (nicóis paralelos); d) fracturas intragranulares no quartzo (Q)(nicóis cruzados). 4
V. Metodologias Após identificação in situ da rocha utilizada na construção do Mosteiro de Arouca o quartzodiorito de Arouca, realizou-se o registo fotográfico das patologias encontradas nas pedras do edifício, nomeadamente colonização biológica, placas e crostas negras. De seguida elaboraram-se os protocolos experimentais, de forma a estudar as características da rocha, bem como avaliar as consequências do seu grau de alteração. Seguidamente, fez-se a recolha de amostras desta rocha, num afloramento da Serra da Freita, e cortaram-se os provetes no Laboratório de Geologia da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro. Posto isto, deu-se início ao Procedimento Experimental I (Anexo I). Alguns dias depois, após moagem das amostras a 4 mm, iniciou-se o Procedimento Experimental II (Anexo II), que teve a duração de cerca de 3 meses. 5
VI. Análise dos resultados Com a realização do Procedimento Experimental I verificou-se que nos cubos de rocha sã praticamente não existiu aumento de peso (gráfico 1), enquanto nos cubos de rocha alterada verificou-se um aumento progressivo do peso das amostras (gráfico 2). Gráfico 1: Registo do peso dos provetes de quartzodiorito alterado. Gráfico 2: Registo do peso dos provetes de quartzodiorito são. 6
A medição do comprimento da coluna de sucção dos respectivos provetes, permitiu verificar que os cubos de quartzodiorito alterado apresentaram um comprimento da coluna de sucção mais elevado em relação aos cubos de quartzodiorito são (tabela 1). Quartzodiorito São Quartzodiorito Alterado Comprimento da coluna de sucção 1,3 cm 3,9 cm Tab. 1: Comprimento da coluna de sucção. Com a realização da segunda experiência inclusa neste procedimento verificou-se uma diferença nos pesos das amostras sãs e alteradas, as amostras de quartzodiorito são adquiriram um peso maior relativamente às amostras de quartzodiorito alterado (gráfico 3). Gráfico 3: Variação do peso dos provetes (alterados e sãos). Aquando do início do Procedimento Experimental II, as condições meteorológicas não possibilitaram a recolha de quantidades suficientes de água da chuva para a utilização dos três gobelés previstos, assim, apenas no dia 25 de Fevereiro é que se procedeu à utilização dos gobelés AC2 e AC3, e ao longo dos três meses nem sempre foi possível acrescentar nova quantidade de água. 7
Com este procedimento foi possível verificar que os valores mais elevados de condutividade surgem na água da chuva local (gráfico 4), apesar de esta não ser considerada uma chuva ácida (uma vez que o seu ph está de acordo com os parâmetros aconselhados) provocou um maior aumento de condutividade do que a solução de água acidificada. Facto que apesar de não estar de acordo com o esperado, poderá ser justificado pela presença de substâncias dissolvidos na água da chuva, inexistentes na água acidificada. Assim, a maior quantidade de iões provoca uma maior capacidade de condução de corrente eléctrica, logo valores de condutividade mais elevados. Gráfico 4: Variação da condutividade da água da chuva. Como a água destilada possuiu uma reduzida quantidade de iões dissolvidos e apresenta uma baixa capacidade de meteorização química, em contacto com as amostras apresentou os valores mais baixos de condutividade. Possui, assim, uma pequena capacidade de condução da corrente eléctrica (gráfico 5). Por sua vez, a acidez da água aumenta a meteorização química por dissolução, logo águas com elevada acidez, apresentam valores de condutividade mais elevados, daí os elevados valores de condutividade elevados que surgem da água acidificada (gráfico 5). 8
Gráfico 5: Variação da condutividade da água destilada e da água da chuva. 9
VII. Conclusões O Mosteiro Santa Maria de Arouca envolve uma grandiosa história. Por ele passaram as grandes convulsões políticas que abalaram Portugal e a Europa. O quartzodiorito foi a rocha utilizada na sua construção, a mesma rocha sobre a qual assenta a vila de Arouca. As suas condições de génese possibilitam-lhe grande resistência e durabilidade as características ideais para a utilização na construção de edifícios. No entanto, ao longo do tempo, os agentes ambientais (extrínsecos) provocam-lhe alguma deterioração e, consequentemente, o aparecimento de patologias. O seu grau de meteorização foi também comprovado através da observação e análise de lâminas delgadas da rocha. As pedras deste edifico, devido ao seu grau de alteração, são menos compactas pois apresentam um maior número de poros, e/ou uma rede porosa melhor conectada, o que lhes confere maior capacidade de absorção de água por capilaridade e velocidade de absorção mais rápida. O aumento da meteorização química, por dissolução, deve-se não só às chuvas ácidas, mas também às chuvas com ph dentro dos parâmetros considerados normais, uma vez que estas possuem uma maior quantidade de iões dissolvidos resultantes da sua interacção com o ambiente. Uma maior susceptibilidade à entrada da água conduzirá a um maior grau de deterioração da pedra, e consequentemente a uma maior alterablidade do edifício. A valorização do Mosteiro de Santa Maria de Arouca só estará completa com o reconhecimento de todas as suas riquezas, pois só dessa forma será possível olhar para o monumento e ver verdadeiramente a sua monumentalidade. 10
VIII. Bibliografia Aleixo P., Silva, P. & Gomes, R. (2005). Plano de Dinamização «Arouca e o seu Mosteiro». Câmara Municipal de Arouca. Medeiros, A. C. (1963) Carta Geológica de Portugal Folha 13B Castelo de Paiva. Escala 1:50 000. Direcção Geral de Minas e Serviços Geológicos. Serviços Geológicos de Portugal. Lisboa Medeiros, A. C (1964) Notícia explicativa da Carta Geológica de Portugal Folha 13B Castelo de Paiva. Escala 1:50 000. Direcção Geral de Minas e Serviços Geológicos. Serviços Geológicos de Portugal. Lisboa. Moura, A. C. (2000). Granitos e Rochas Similares de Portugal. Instituto Geológico e Mineiro. Pereira, E., Gonçalves, L. S. & Moreira, A. (1980) Notícia Explicativa da Carta Geológica de Portugal Folha 13D Oliveira de Azeméis. Escala 1:50 000. Direcção Geral de Geologia e Minas. Serviços Geológicos de Portugal. Pereira, E., Gonçalves, L. S. & Moreira, A. (1981) Carta Geológica de Portugal Folha 13D Oliveira de Azeméis. Escala 1:50 000. Direcção Geral de Geologia e Minas. Serviços Geológicos de Portugal. Rocha, D. M. T. (2008) Inventariação, caracterização e Avaliação do Património Geológico do Concelho de Arouca. Tese de Mestrado. Braga: Universidade do Minho. 11
ANEXOS 12
Anexo I: PROTOCOLO EXPERIMENTAL I ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE ROCHAS MATERIAIS: Provetes (cubos e prismas) Estufa Balança Tina de vidro PROCEDIMENTO A: 1. Pesam-se os provetes (cubos); 2. Colocam-se os provetes na estufa a 40º, e vão-se pesando até que seja atingido um peso constante; 3. Colocam-se os provetes submersos em água; 4. Semanalmente, seca-se parcialmente cada provete com um pano húmido; 5. Pesa-se cada provete; 6. Regista-se o peso. Procedimento B: 1. Pesam-se os provetes (prismas); 2. Colocam-se os provetes na estufa a 40º, e vão-se pesando até que seja atingido um peso constante; 3. Colocam-se os prismas verticalmente num tabuleiro, com 3 mm de água, sobre um papel de filtro. 4. Seca-se parcialmente cada provete com um pano húmido; 5. Pesam-se os prismas em intervalos de tempos previamente seleccionados (1min, 2min, ) CÁLCULOS: Cálculo da transferência capilar (C) C = ( M)/(s. t) Onde: M variação de massa (kg) s superfície (m 2 ) t tempo (min.) 13
Anexo II: PROTOCOLO EXPERIMENTAL II MEDIÇÃO DA CONDUTIVIDADE ELÉCTRICA MATERIAIS: Amostras Gobelés Água destilada Água da chuva Solução de ácido sulfúrico Estufa Aparelho de medição do ph Aparelho de medição da condutividade eléctrica PROCEDIMENTO: 1. Moem-se as amostras a uma granulometria média de 5 mm; 2. Dividem-se os grãos das amostras em 9 gobelés; 3. Identificam-se os 9 gobelés 3 a 3, com as seguintes indicações, respectivamente: Água destilada; Água de chuva; e Água acidificada; 4. A água destilada a utilizar tem uma condutividade de 5 µscm -1 ; 5. Ajusta-se o ph de uma solução de ácido sulfúrico a 4,3 (para simular a chuva ácida); 6. Semanalmente (às Terças-feiras) submetem-se todas as amostras a aquecimento na estufa a 40ºC; 7. Após um dia de contacto da água com as amostras (Quartas-feiras) mede-se a condutividade, e após dois dias (Sextas-feiras); 8. Retira-se a água dos gobelés cuja condutividade foi medida e adiciona-se nova quantidade de água em cada gobelé; 9. Registam-se semanalmente os resultados, durante 3 meses. 14