UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE AGRONOMIA DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GEOLOGIA Mapeamento Geológico-Geotécnico da Bacia do Rio Piloto envolvendo a Área Experimental do Campus da UFRRJ Aluno Pedro Henrique Tavares Farah de Sá 200604028-4 Orientador Prof. Dr. Euzébio José Gil DG/IA/UFRuralRJ (Orientação) Julho/2010
Agradecimentos Agradeço primeiramente a Deus por toda luz e proteção que tem me dado. A minha mãe, por me orientar pelo caminho certo, ajudar-me a levantar quando estava caído e por todos seus ensinamentos. A minha namorada Priscilla(Pritty), forte e perseverante que está ao meu lado, me apoiando. Aos meus irmãos e cunhadas que me encorajaram a continuar este longo caminho. Aos meus amigos João Felipe(Mancha), Marcelle(Preta) que estiveram comigo nas viagens alegres, de carro, para Rural, praias, McDonald s, e festas. A alguns alunos das turmas 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 e 2010 pela união da geologia. Ao meu Orientador Professor e Doutor Euzébio José Gil por ter me acolhido quando mais precisei para realização desta monografia, aqui apresentada, e pelo aprendizado que adquiri neste tempo que passei por sua orientação. Aos professores, do Departamento de Geociência, agradeço por tudo. E esta Universidade, na qual passei quatro anos, adquirindo conhecimentos e bons frutos para minha vida, da qual sentirei muita saudade. i
Sumário Capítulo 1 Introdução--------------------------------------------------------------------------------- 1 1.1 Objetivos---------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1.2 Metodologia------------------------------------------------------------------------------------------ 1 1.3 - Localização e acessos da Área de Estudo --------------------------------------------------- 1 1.4 Etapa e Desenvolvimento de Pesquisa------------------------------------------------------- 3 1.5 Hidrografia da região.------------------------------------------------------------------------------ 4 Capítulo 2 Geologia da Região.-------------------------------------------------------------------- 6 2.1 Mapa Geológico da região Base DNPM---------------------------------------------------- 6 2.2 Geologia da Bacia do Rio Piloto Base FUNDREM-------------------------------------- 7 2.3 Comparação base DNPM x FUNDREM------------------------------------------------------ 7 2.4 Reconhecimento de Campo. -------------------------------------------------------------------- 8 2.4.1 Solos Aluvionares------------------------------------------------------------------------------ 8 2.4.2 Solo Coluvionares/Residuais--------------------------------------------------------------- 9 Capítulo 3 - Estudos anteriores---------------------------------------------------------------------- 11 3.1 Estudos anteriores da monografia de alunos desta Universidade------------------------------- 11 3.2 - Estudos anteriores com ensaios de permeabilidade, indicaram para os aluviões.--------- 11 3.3 Perfil de Aluvião------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 3.4 Perfil de Colúvio----------------------------------------------------------------------------------------------- 12 3.5 - Área do Campus----------------------------------------------------------------------------------------------- 13 Capítulo 4 Conclusão--------------------------------------------------------------------------------- 14 Referências Bibliográficas----------------------------------------------------------------------------- 15 Anexo--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 ii
Lista de Figuras Figuras Descrição Página Figura 1 Figura 2 Localização da área experimental. Mapa digital obtido no Google Earth, no qual a área estudada está indicada com o quadrado 2 azul, a rodovia principal está em amarelo e o limite da bacia em vermelho e área de estudo. Acesso a área experimental. Imagem obtida do site Google Map, em amarelo são rodovias, o quadrado azul a área experimental. 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Mapa de Drenagem da área da Baía de Sepetiba, em azul Rio Piloto e em laranja, limite da Bacia. Vista do Rio Piloto próximo a Área Experimental, e sua vazão é de 200L/s, Bacia de drenagem de aproximadamente 50Km 2 5 Rio Piloto próximo ao prédio da Petrologia, vazão medida de 80L/s Bacia de drenagem de aproximadamente 50Km 2. 4 5 Figura 6 Mapa Geológico. 6 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Figura 10 Figura 11 Solo aluvionar escavado para implantação de tubos de drenagem sob a rodovia Rio-São Paulo, argilo arenosa cinza clara com matéria orgânica, notar o nível de água no fundo da escavação. Solo aluvionar escavado para implantação de tubos de drenagem sob a rodovia Rio-São Paulo, argilo arenosa cinza clara com matéria orgânica. Vista geral das áreas onde ocorrem aluviões, próximo a antiga Rodovia Rio-São Paulo, entrada da rural elevação de 12 metros. Colúvio de 0,6 metros de altura e 12 metros de comprimento e coordenadas E=635752 N=7480500, alta plasticidade, próximo a Petrologia dentro da UFRRJ. Coordenada E=637714 e N=7480047, exposição de solos coluvionares sobre solos residuais do migmatito Rio Negro, altura de aproximadamente 3 metros e largura de aproximadamente 10 metros. 8 8 9 10 10 iii
Lista de Tabelas Tabelas Descrição Página Tabela 1 Comparação entre os mapas do DNPM e FUNDREM. 7 Tabela 2 Ensaios de permeabilidade, indicados para os aluviões. 11 Tabela 3 Perfil de aluvião Cardoso, 2009. 11 Tabela 4 Perfil de aluvião Alves, 2009. 12 Tabela 5 Perfil de aluvião Lizier, 2008. 12 Tabela 6 Perfil de colúvio Cardoso, 2009. 12 Tabela 7 Perfil de colúvio Alves, 2009. 13 Tabela 8 Perfil de colúvio Lizier, 2008. 13 iv
Capítulo 1 - Introdução 1.1 - Objetivos O objetivo deste trabalho é o Mapeamento Geológico e Geotécnico da área da Bacia Hidrográfica do Rio Piloto até a área experimental do Campus da UFRRJ. Adicionalmente contempla uma comparação do mapeamento geológico do DNPM, escala 1:50.000 com a mesma área com base topográfica, escala 1:10.000 da FUNDREM. Nesse sentido, pretende constituir uma contribuição significativa para os avanços da pesquisa de transporte de contaminantes na área deste Campus. 1.2 Metodologia Inicialmente foi feito levantamento de dados secundários mapas FUNDREN/CEDERJ escala 1:10.000, curva de nível a cada 5 metros; mapa topográfico IBGE escala 1:50.000, curva de nível a cada 20 metros, mapa geológico do DNPM escala 1:50000; dissertação de mestrado Caracterização geológica da área experimental do campus da UFRRJ (Vicente, Jenesca Florêncio, 2008); mapas de drenagem 1:250.000; google maps e google earth. Esses dados foram trabalhados e foi feito também um reconhecimento de campo para caracterização das unidades de mapeamento com tomadas de fotos panorâmicas. 1.3 Localização e acessos da Área de Experimental que se localiza dentro da Bacia do Rio Piloto. A área Experimental, está localizada no município de Seropédica do Estado do Rio de Janeiro, entre as coordenadas UTM E=634000 a 637000 N=7477000 a 7482000, abrangendo a parte noroeste da carta topográfica de Santa Cruz 1:50.000 (Ministério do Exército Departamento de Engenharia e Comunicações). Esta região situa-se na Bacia do Rio Piloto, constituindo parte do Campus da UFRRJ e ocupa a baixada de Sepetiba entre a Serra do Mar e o Litoral do estado do Rio de Janeiro. O acesso à área se faz através da antiga rodovia Rio São-Paulo(Br 465) partindo do Campus universitário, segue-se 5,5Km no sentido Campo Grande, dobra-se a direita, siga pela Estrada de Piranema (RJ-099), após 4,1Km dobra-se a direita em estrada de terra pela Estrada dos Bandeirantes, acessando o local da área experimental a 2Km da margem do Rio Piloto. A Figura 1 e a Figura 2 mostram a localização e acesso a área de estudo. 1
Figura 1 Localização da área experimental. Mapa digital obtido no Google Earth, no qual a área estudada está indicada com o quadrado azul, a rodovia principal está em amarelo e o limite da bacia em vermelho e área de estudo. Figura 2 Acesso a área experimental. Imagem obtida do site Google Map, em amarelo são rodovias, o quadrado azul a área experimental. 2
1.4 Etapa e Desenvolvimento de Pesquisa 1 Etapa Pré-Campo Esta etapa envolveu a consulta do mapa topográfico da Folha de Santa Cruz SF.23 Q - III - 4, escala 1:50.000, curva de nível a cada 20 metros, mapa geológico desta mesma folha, mapas topográficos FUNDREM(1976) escala 1:10.000 com curvas de nível a cada 5 metros, imagens de satélites obtidas no programa Google Earth, mapa de drenagem da região da Baía de Sepetiba e leitura de bibliografias sobre a geologia do Estado do Rio de Janeiro. 2 Saída de Campo Nos dias 7 e 17 de junho de 2010 foi feito reconhecimento de campo das unidades de mapeamento indicadas nos mapas consultados no escritório. Foram caracterizadas duas unidades de mapeamento Unidade Rio Negro e Unidade Aluvionar detalhadas adiante. Foram tomadas fotografias panorâmicas para ilustrar estas ocorrências. Com apoio do mapa escala 1:10.000 foram consolidadas observações no campo as características do meio físico que permitiram as delimitações indicadas no escritório. 3
1.5 Hidrografia da região. Figura 3 Mapa de Drenagem da área da Baía de Sepetiba, em azul Rio Piloto e em laranja, limite da Bacia. Os rios da região têm suas nascentes nas vertentes da Serra do Mar e estão representados de leste para oeste pelo Rio Piloto, Rio Piranema, Valão do Dendê, que convergem para a calha principal e segue com o nome de Rio da Guarda até a Baía de Sepetiba. O Rio Piloto, objeto desse trabalho, tem uma substancial contribuição deste caldal. Medição feita no limite da área de estudo Campus experimental, indicou no dia 16 de junho de 2010 uma vazão de 200L/s (Figura 4 ). Para esta vazão é de aproximadamente 50 Km 2. Medição de vazão feita no Rio Piloto, região próximo ao prédio da Petrologia, indicou vazão de 80L/s(Figura 5). A área do Campus Experimental localiza-se a esquerda do Rio Piloto e tem como coordenada central E=635000 e N=7477000 metros. 4
Figura 4 Vista do Rio Piloto próximo à Área Experimental, e sua vazão é de 200L/s, Bacia de drenagem de aproximadamente 50Km 2. Figura 5 Rio Piloto próximo ao prédio da Petrologia, vazão medida de 80L/s Bacia de drenagem de aproximadamente 50Km 2. 5
Capítulo 2 Geologia da Região. Figura 6 Mapa Geológico 2.1 Mapa Geológico da região Base DNPM A figura 6, Mapa Geológico da Folha Santa Cruz (DNPM, 1965), escala 1:50.000, indica para a área de estudo domínio de aluviões na região centro e sul e migmatitos da unidade Rio Negro na parte norte. 6
Os aluviões apresentam altitude inferiores a 20 metros, ocupam o leito e margens dos rios e grande parte dos interflúvios. Mostra também diversas áreas alagáveis. Os migmatitos da unidade Rio Negro ocupam a área ligeiramente mais elevada. A Bacia do Rio Piloto ocupa o canto superior direito da Folha Santa Cruz e se desenvolve de nordeste para sudoeste rumo a Baía de Sepetiba. 2.2 Geologia da Bacia do Rio Piloto Base FUNDREM A geologia da Bacia do Rio Piloto até a área experimental do Campus com base na carta Topográfica (FUNDREM, 1976) escala 1:10.000 com curvas de níveis a cada 5 metros, principal objetivo dessa monografia. Apresenta elevações de 10 a 15 metros na região da baixada ocupada por aluviões na faixa central e sul. A parte norte é ocupada por morros com altitudes até 60 metros envolvidos por aluviões. Esta base cartográfica permitiu a identificação e delimitação das unidades de mapeamento. 2.3 Comparação base DNPM x FUNDREM Comparando a Figura 6 com o Anexo 1 (Mapa Geológico escala 1:25.000), pode-se observar as seguintes diferenças fundamentais: Base DNPM Base FUNDREM Apresenta aluviões nas elevações abaixo de 20 metros sem pontos cotados, Apresenta aluviões entre 9 e 19 metros e boa densidade de pontos cotados Freqüentes áreas de aluviões incorporadas aos migmatitos e vice-versa Contatos precisos com apoio dos pontos cotados e curvas de nível Não está identificada altitude e extensão dos morrotes Identifica altitudes, extensão e inclinação dos morrotes Áreas de alagamento falseadas por Áreas de alagamentos localizadas, ocupando continuidade e agrupamento as partes mais abatidas do terreno A identificação dos alinhamentos de morro, A não identificação de morros baixos, impede permite uma análise geomorfologica e análise geomorfológica estrutural Pouca indicação de acesso Acessos diversos e detalhados Drenagem principal detalhada Drenagem principal e secundária detalhada Tabela 1 Comparação entre os mapas do DNPM e FUNDREM. 7
2.4 Reconhecimento de Campo. A área é formada pela deposição de sedimentos arenosos e areno-argilosos, dividida em solos aluvionares, coluvionares e residuais. 2.4.1 Solos Aluvionares São solos inundáveis, com relevo de baixa declividade, aproximadamente 5%, ocupam as partes mais baixas da região é constituída por rios e córregos. Apresenta sedimentos de cor escura, constituída de areia fina e média, argiloso, plasticidade alta, podendo conter concentrações de matéria orgânica e restos de vegetais. São mal drenados com lençol freático ocorrendo na ordem de 1 a 2 metros de profundidade, podendo ocorrer localizadamente acúmulo de água na superfície do terreno devido à dificuldade do escoamento das águas. Figuras 7, 8 e 9 Figura 7 - Solo aluvionar escavado para implantação de tubos de drenagem sob a rodovia Rio-São Paulo, argilo-arenosa cinza clara com matéria orgânica, notar o nível de água no fundo da escavação. 8
Figura 8 - Solo aluvionar escavado para implantação de tubos de drenagem sob a rodovia Rio-São Paulo, argilo-arenosa cinza clara com matéria orgânica. Figura 9 - Vista geral das áreas onde ocorrem aluviões próximos a antiga Rodovia Rio-São Paulo, entrada da rural elevação de 12 metros. 9
2.4.2 Solo Coluvionares/Residuais São solos de relevo ondulado, declividade em torno de 10 a 20%, recortados por linhas de drenagens. O horizonte superior é constituído por solo argilo-arenoso, amarelado, boa plasticidade, de origem coluvionar indica 1 a 2 metros de espessura passando a solo coluvionar silte-arenoso fino, pouco argiloso, avermelhado e boa plasticidade. São bem drenados. Figuras 10 e 11. Figura 10 - Colúvio de 0,6 metros de altura e 12 metros de comprimento e coordenadas E=635752 N=7480500, alta plasticidade, próximo a Petrologia dentro da UFRRJ. Figura 11 Coordenada E=637714 e N=7480047, exposição de solos coluvionares sobre solos residuais do migmatito Rio Negro, altura de aproximadamente 3 metros e largura de aproximadamente 10 metros. 10
Capítulo 3 - Estudos anteriores 3.1 Estudos anteriores da monografia de alunos desta Universidade Estudos foram realizados na área de Seropédica por alunos formados na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro: Camila Ferreira Cardoso, Eduardo José de Oliveira Alves e Monique de Lizier de Maia Rodrigues. O objetivo deles foi a análise do solo, permeabilidade e risco contaminação. 3.2 - Estudos anteriores com ensaios de permeabilidade, indicaram para os aluviões. A indicação de estudos anteriores para a permeabilidade de aluviões em áreas da Baixada de Sepetiba foram: Cardoso, 2009 6,2 x 10-5 cm/s Alves, 2009 6,8 x 10-5 cm/s Lizier, 2008 4,6 x 10-5 cm/s Tabela 2 Ensaios de permeabilidade, indicados para os aluviões. 3.3 Perfil de aluvião na Baixada de Sepetiba em furo de sondagem a trado Horizonte Superior 0 a 30 cm Horizonte Intermediário 30 a 80 cm Horizonte inferior 80 a 100 cm Tabela 3 Perfil de aluvião, Cardoso, 2009. Areia fina a média, argilosa, marromacinzentado, boa plasticidade e com presença de raízes finas. Areia média a grossa, pouco argilosa, de coloração amarelo claro, boa plasticidade. Areia grossa, argilosa, cor cinza amarronzado, presença de grãos de feldspato, boa plasticidade. 11
0 a 30 cm 30 a 70 cm 70 a 100 cm Tabela 4 Perfil de aluvião Alves, 2009. Areia fina a média, pouco argilosa, cinza, baixa plasticidade, porosa e com presença de matéria orgânica. Areia fina a média, argilosa, boa plasticidade e boa porosidade. Argila arenosa amarelada com grãos raros de feldspato, boa plasticidade e baixa porosidade. 0 a 20 cm 20 a 50 cm 50 a 80 cm 80 em diante Tabela 5 Perfil de aluvião Lizier, 2008. Areia fina a média, pouco argilosa, cinza, baixa plasticidade, porosa, e com presença de raízes finas. Areia fina a média, argilosa, amarela amarronzada. Boa porosidade e boa plasticidade. Argila-arenosa amarelada, boa plasticidade e baixa porosidade. Areia argilosa com grãos milimétricos de feldspato amarelada a esbranquiçada e boa plasticidade. 3.4 Perfil de colúvio na Baixada de Sepetiba Horizonte Superior 0 a 35 cm Horizonte Intermediário 35 a 70 cm Horizonte inferior 70 a 100 cm Tabela 6 - Perfil de colúvio Cardoso, 2009. Areia fina a média, cinza-escuro, boa plasticidade, com pedregulhos de feldspato e raízes finas. Areia média a grossa, com pedregulhos angulosos de feldspato, argilosa, marrom e com boa plasticidade. Solo residual maduro. Areia grossa, com pedregulhos e seixos, friáveis, amarelo-esbranquiçado, traço de biotita. Solo residual jovem (saprólito) 12
0 a 35 cm 35 a 80 cm 80 a 100 cm Tabela 7 - Perfil de colúvio Alves, 2009. Areia media, friável, cinza amarelada, baixa plasticidade. Argila-arenosa cinza amarelada, boa plasticidade, colúvio. Silte-argiloso pouco arenoso, avermelhado, boa plasticidade, baixa porosidade. 0 a 20 cm 20 a 60 cm 60 em diante Tabela 8 Perfil de colúvio Lizier, 2008. Areia média, quase friável, cinza a amarelada, baixa plasticidade. Argila-arenosa amarelada, boa plasticidade, colúvio. Silte-argiloso pouco arenoso, avermelhado, boa plasticidade. Solo residual maduro. 3.5 - Área do Campus Experimental A área selecionada para o Campus Experimental localiza-se entre as coordenadas E=634840 a 634930 e N=7477230 a 7477340 com altitude de 10 metros, localizado na área de baixada. Sondagens a trado foram executadas na área do Campus Experimental (VICENTE, J.F.2008) em aluvião que indicaram uma camada de areia de coloração preta com presença de matéria orgânica e granulometria fina e profundidade até 0,50 metros, passando a argila com areia marrom clara. De 1 a 2 metros de profundidade, areia argilosa cinza a amarelada. Nível de água não foi encontrado. Outro perfil típico em aluvião indicou areia com matéria orgânica, cor preta, passando até 0,50 metros passando a argila com areia cinza a vermelha até 2,5 metros de profundidade, nível de água até 2,5 metros. 13
Capítulo 4 - Conclusão Os objetivos foram alcançados quais sejam, o mapeamento geológico geotécnico da área hidrográfica do Rio Piloto com base na escala 1:10.000 e apresentado o produto final na escala 1:25.000 com curva de nível a cada 5 metros. A comparação do mapa geológico do DNPM escala 1:50.000 com o mapa da FUNDREM na escala 1:10.000, mostrou que a última apresenta grande vantagem quanto a delimitação das unidades e caracterização do meio físico. O local selecionado para mapeamento da Bacia do Rio Piloto, envolve a área do Campus Experimental, mostrando seu detalhamento e seu condicionamento quanto, a topografia, litologia e drenagem, contribuindo dessa forma para uma análise de percolação da procedência das águas que circulam pelo Campus Experimental. Adicionalmente a caracterização das unidades de mapeamento, aluvião e colúvio, com base em reconhecimento de campo e apoio de sondagens a trado executadas no Campus Experimental consolidaram um conhecimento maior destas unidades. Os diversos mapas envolvendo a bacia do rio Piloto com a área do Campus Experimental localizada no contexto da bacia contribuíram sobremaneira para um diagnóstico das condicionantes que envolvem o estudo de percolação pelos aluviões da área. 14
Referências Bibliográficas ALVES, Eduardo José de Oliveira. Caracterização Geológico-Geotécnico de Parte da Área para instalação do Aterro Sanitário no Município de Seropédica, RJ, Brasil. Julho 2009. Monografia (Graduação em Geologia) Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. P 12, 14. CARDOSO, Camila Ferreira. Estudo Geológico-Geotécnico de Parte da Área para instalação do Aterro Sanitário no Município de Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil. Maio 2009. Monografia (Graduação em Geologia) Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. P 18, 19, 22. DNPM Departamento Nacional de Produção Mineral. Folha Santa Cruz SF.23 Q III - 4 de escala 1:50.000.Rio de Janeiro.1965 FUNDREM Fundação para o Desenvolvimento da Região Metropolitana. Mapa Topográfico de escala 1:10.000. Rio de Janeiro. 1976 JENESCA, J.F. Caracterização Hidrogeológica da Área Experimental no Campus da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Seropédica/RJ: 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. Mapa disponível em: <http://maps.google.com.br/maps?hl=pt-br&tab=wl>. Acesso em: 01 de junho de 2010. MINISTÉRIO DO EXÉRCITO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E COMUNICAÇÕES. Folha Santa Cruz, SF.23 Z A - VI 4 de escala 1:50.000. Rio de Janeiro.1987. RODRIGUES, Monique de Lizier da Maia. Mapeamento Geológico-Geotécnico de Parte da Área para Instalação do Aterro Sanitário no Município de Seropédica, RJ, Brasil. Julho 2008. Monografia (Graduação em Geologia) Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. P 16, 18. 15
Anexo 16
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