Proposta de modelo para obtenção do Work Index das rochas

Este trabalho pretende estabelecer uma relação entre o Work Index e algumas propriedades das rochas. Através da pesquisa bibliográfica foram identificadas varias propriedades com possível influência no valor do Work Index, das quais foram seleccionadas a massa volúmica aparente, a resistência à carga pontual, a composição química, a composição mineralógica e a abrasividade. Adicionalmente a porosidade aberta e resistência à compressão também foram analisadas. Assim foram analisadas 10 amostras de rocha, quatro de granitos, uma de quartzodiorito, uma de ardósia, uma de serpentinito, uma de calcário, uma de mármore e uma de sienito nefelínico, sobre as quais já eram conhecidos os valores de cinco das propriedades referidas previamente, tendo sido determinados os valores das ainda desconhecidas, resistência à carga pontual e a abrasividade que está representada através do resultado do ensaio capon. Devido à dificuldade de execução do ensaio de determinação do Work Index de Bond foram recolhidos dados bibliográficos de valores do Work Index para as amostras de rocha seleccionadas e adoptado o valor médio para cada uma. Os dados obtidos foram tratados estatisticamente através do método de análise de componentes principais assim como através de regressões lineares simples e múltiplas. A análise de componentes principais permitiu identificar várias propriedades da rocha com possível influência sobre o Work Index de entre as analisadas. Foi possível estabelecer uma relação entre o Work Index e quatro das propriedades seleccionadas, designadamente a porosidade aberta, a resistência à compressão, a resistência à carga pontual e a abrasividade.

Reabilitação de taludes de escavação em rochas de baixa resistência na ER 266

A presente dissertação aborda a problemática da reabilitação de taludes de escavação em maciços de baixa resistência. Para o efeito foi estudado um trecho da estrada regional 266 (ER 266), executada nos anos 40 do século passado, que deve a sua construção à necessidade de ligação da estação de caminhos-de-ferro de Luzianes Gare à vila algarvia de Monchique. Esta estrada insere-se em terrenos xistentos/pelíticos da Formação de Mira (Grupo de Flysch do Baixo Alentejo), desenrolando-se o traçado em grande parte da sua extensão em escavação, sendo frequentes os taludes com altura superior a 5 m e com pendentes da ordem de 50º, cuja estabilidade é essencialmente comandada pela compartimentação do maciço rochoso e pelas especificidades das rochas de baixa resistência que os constituem É analisada a situação de estabilidade dos taludes de escavação em vários trechos da ER 266, quer de taludes já intervencionados, onde se verificou a ocupação da via pelos materiais deslocados, quer de outros cujo reforço ainda não foi implementado. Definem-se as características geométricas, físicas e mecânicas dos taludes analisados, efectua-se uma análise expedita da susceptibilidade ao movimento para cada um, com uma avaliação quantitativa do factor de segurança global e do risco associado ao evento. Posteriormente, estabelece-se uma metodologia de intervenção para as situações mais relevantes estudadas, propondo-se um conjunto de potenciais soluções para as mesmas, abordando a adequação da técnica de estabilização ao maciço em causa, e às características da via em estudo (tipo de via, a sua localização e o respectivo tráfego), tendo por objectivo ser um contributo válido na gestão da manutenção de taludes rodoviários. Por fim, referem-se as principais conclusões relativas a intervenções de reabilitação de taludes de escavação em condições similares, em terrenos de baixa resistência.

Avaliação da estabilidade de taludes em rochas de resistência elevada – um contributo

A instabilização de taludes comporta um risco elevado para as actividades humanas, causando frequentemente prejuízos económicos e/ou vítimas. Contudo, estes problemas podem ser evitados ou mitigados com o adequado conhecimento das propriedades e comportamento dos maciços que constituem aqueles taludes mediante a sua caracterização e avaliação da respectiva estabilidade. Nesta dissertação apresentam-se os estudos implementados para avaliar as condições de estabilidade de dois taludes em rochas rijas, recorrendo a métodos de estudo expeditos, empíricos e analíticos, ainda pouco divulgados em Portugal. O primeiro talude consiste numa arriba litoral de granitos/sienitos e o outro numa escavação em rochas gabróicas que confronta com um acesso a uma antiga estação ferroviária. Abrangem igualmente a usual caracterização geológica e geotécnica das condicionantes daquela estabilidade, incluindo ensaios in situ e amostragem para caracterização adicional em laboratório. Estes elementos servem de base à aplicação de classificações geomecânicas de taludes rochosos – SMR, RHRSm2 e SQI. Efectua-se uma análise cinemática com o software DipAnalyst 2.0, avaliando-se a instabilidade potencial para mecanismos de rotura por cunha e por tombamento naqueles taludes em rocha de resistência elevada. Desenvolvem-se duas abordagens cinemáticas, uma qualitativa e outra quantitativa. Na primeira consideram-se os valores representativos das atitudes médias das famílias de diaclases e avaliam-se as possibilidades de rotura inerentes; na segunda abordagem, analisam-se todas as descontinuidades e respectivas intersecções, quantificando-se a rotura relativa em termos de probabilidade de ocorrência. Com base nos valores de SMR, complementam-se os resultados desta análise com a indicação de potenciais medidas mitigadoras ou de reabilitação a aplicar nos dois casos estudados. No final tecem-se considerações sobre a aplicabilidade dos métodos utilizados nestas e noutras situações.

As potencialidades pedagógicas da WebQuest no ensino e aprendizagem da Geologia: um estudo com alunos do 11.º ano no tema "Principais etapas de formação das rochas sedimentares"

Relatório de estágio de mestrado em Ensino de Biologia e Geologia no 3.º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Matéria orgânica em solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima

Solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima são cultivados continuamente por populações indígenas em função da boa fertilidade natural. Este trabalho objetivou avaliar as alterações na matéria orgânica do solo por meio do fracionamento das substâncias húmicas, aplicação de análises de CHNS, estudos termogravimétricos e de Ressonância Paramagnética de Elétrons (EPR). Os maiores teores de C foram observados no Chernossolo sob cultivo contínuo. A fração humina foi predominante em todos os solos, tendo seus teores reduzidos em profundidade. No Nitossolo, houve menor relação ácido húmico/fúlvico. No Chernossolo cultivado, a posição no relevo e a incorporação dos restos culturais parece ter contribuído para manter a estabilidade do solo. Nos demais Chernossolos, a natureza química contribuiu para a ciclagem mais eficiente da matéria orgânica. No Chernossolo e nos Cambissolos não cultivados, a matéria orgânica se apresentou menos estável. No Chernossolo sob cultivo, houve aumento da polimerização do ácido húmico. Os solos com horizonte A chernozêmico, não cultivados, comportaram-se mais uniformes quanto à qualidade dos ácidos húmicos.

Gestão integrada dos recursos hídricos da região de Fafe: caracterização da qualidade das águas superficiais, potencial hidrogeológico das rochas fraturadas

Dissertação de mestrado em Geociências (área de especialização em Recursos Geológicos)

Geoquímica das rochas magmáticas da Ilha Brava:implicações para a origem e variabilidade espaço-temporal do ponto quente de Cabo Verde

A Ilha Brava (64 km2) localiza-se no extremo oeste do alinhamento meridional do arquipélago de Cabo Verde, sendo constituída por três unidades vulcanoestratigráficas que testemunham uma história vulcânica de cerca de 3 Ma. Foi escolhida como objecto de estudo na tentativa de contribuir para a melhor compreensão da origem e local de residência de alguns dos componentes mantélicos, das relações genéticas entre magmas silicatados e carbonatíticos, dos processos de desgaseificação de magmas carbonatíticos e da origem do carbono neles contido, da variabilidade geoquímica espaço-temporal do ponto quente de Cabo Verde, e da profundidade de enraizamento da sua pluma mantélica. A Brava contrasta com as outras ilhas do arquipélago por definir dois grupos geoquímicos distintos. As amostras do Complexo Basal, sendo menos radiogénicas Sr e He e mais em Nd e Pb que a unidade mais recente, são idênticas às ilhas do norte e explicáveis pela mistura de um componente do tipo HIMU (crosta oceânica reciclada com 1.3 Ga) e manto inferior (3He/4He até 12.85 Ra), carreados para a “superfície” pela pluma mantélica. Tal como é usual nas ilhas do sul, a Unidade Superior sugere, em adição, o envolvimento de um componente com afinidade EM-1, aqui considerado representativo de fragmentos de litosfera subcontinental dispersos na astenosfera. Os carbonatitos definem dois grupos com assinaturas isotópicas semelhantes às das rochas silicatadas contemporâneas. Os calciocarbonatitos resultaram de imiscibilidade líquida produzindo magmas nefeliníticos e carbonatíticos, enquanto os magnesiocarbonatitos representam líquidos residuais após a fraccionação de calcite a partir de um magma carbonatítico. As muito baixas razões 4He/40Ar* (≈ 0.25) que caracterizam a fonte dos carbonatitos do Complexo Basal indicam uma evolução a partir de razões K/U muito mais elevadas que o conjunto dos reservatórios silicatados da Terra. Sendo estes valores, também incompatíveis com a reciclagem de componentes crostais, foram aqui interpretados como podendo reflectir a contribuição do “missing Ar reservoir” para a fonte mantélica dos carbonatitos.

Balanço geoquímico de solos derivados de rochas básico-ultrabásicas no ambiente subtropical do Rio Grande do Sul

O balanço de massa da intemperização de solos desenvolvidos de rochas básico-ultrabásicas no Rio Grande do Sul, os menos intemperizados constatados até o presente no estado, mostrou nos horizontes superficiais uma concentração relativa mais elevada dos elementos móveis do que nos subsuperficiais, indicando a existência de descontinuidade entre eles. Tais feições, em conjunto com a mineralogia e com a morfologia dos perfis investigados, indicam a ocorrência de eventos erosivo-deposicionais em um passado pedogeneticamente recente, bem como uma contribuição importante de materiais intempericamente menos evoluídos para a composição mineral dos horizontes superficiais. Esses eventos erosivos e o rejuvenescimento superficial dos perfis explicam o pouco desenvolvimento e a semelhança química e mineralógica desses solos com os desenvolvidos de rochas básico-ultrabásicas em regiões temperadas.

Química e mineralogia de solos derivados de rochas do Grupo Bambuí no norte de Minas Gerais

Perfis de solos representativos do Distrito Agroindustrial do Jaíba, norte de Minas Gerais, foram descritos morfologicamente, tendo sido suas amostras coletadas e analisadas química, física e mineralogicamente, com o fim de obter informações que contribuam para sua melhor exploração agrícola. Embora provenientes, em sua quase totalidade, de calcário do grupo Bambuí, e com aparente homogeneidade fisiográfica (relevo plano e floresta caducifólia), os solos apresentaram grande diversidade nesses aspectos. Mineralogicamente, observaram-se a ilita e a caulinita como minerais comuns, esta última presente mesmo em Vertissolo e Rendzina, solos com expressiva quantidade de carbonatos livres. A presença de esmectita no Vertissolo, na Rendzina e no Cambissolo de argila de atividade alta indica que a escassez de chuva, a riqueza do material de origem e sua superficialidade em topografia plana dificultam a saída de sílica e bases do sistema, favorecendo a formação de esmectita. Tal mineralogia, associada à sazonalidade climática, parece responsável pelo fendilhamento expressivo desses solos no período seco. Os solos apresentam cores variadas: solos vermelhos e vermelho-amarelados, graças à presença de hematita e goethita, referem-se principalmente aos Latossolos situados em posições ligeiramente mais elevadas na paisagem, dispondo de melhor drenagem; amarelos e bruno-amarelados, normalmente situados em áreas mais deprimidas, que, aliados à superficialidade e massividade do material de origem, restringem a drenagem, favorecendo a gênese da goethita e levando à formação de concreções ferro-manganosas em quantidades expressivas; nestes ambientes, foram constatados Cambissolos de argila de atividade alta (Ta) e baixa (Tb), Vertissolos ou solos com características vérticas, também brunados, e Rendzina. A baixa relação Fe o/Fe d (ferro oxalato/ferro ditionito) revelou predomínio de óxidos mais cristalinos. Os solos eutróficos e epieutróficos (distróficos ou álicos), com baixos teores de Na e relevo dominantemente plano e suave-ondulado, confirmam a grande potencialidade agrícola da área, sobretudo sob irrigação. A diversidadade das características químicas, físicas e mineralógicas dos solos, entretanto, aponta variações de comportamento frente ao uso agrícola, indicando adequações diferenciadas de práticas de manejo.

Métodos de análise de sulfetos em amostras de rochas e sedimentos

O presente trabalho foi realizado no período de agosto a dezembro de 1998, com o objetivo de comparar métodos de análise de sulfetos, visando obter uma técnica rápida, exata e reprodutível para avaliar o potencial de drenagem ácida em rochas e sedimentos. As amostras foram submetidas a digestões oxidativas com H2O2 e água régia. Nos extratos, foram determinados o S por gravimetria, por meio do Ba remanescente por espectrofotometria de absorção atômica (EAA), por turbidimetria e por colorimetria. Os teores de Fe e Pb foram determinados por EAA. Nos extratos de H2O2, determinou-se, também, a acidez por titulação com NaOH. A técnica mais indicada para avaliar o teor de sulfetos foi a digestão das amostras com água régia, seguida da determinação indireta do S, por meio do Ba remanescente por EAA. A digestão com H2O2 não foi eficiente para a oxidação total dos sulfetos presentes nas amostras, devendo subestimar o potencial de geração da drenagem ácida em amostras de rochas e sedimentos.

Adsorção de fósforo, superfície específica e atributos mineralógicos em solos desenvolvidos de rochas vulcânicas do Alto Paranaíba (MG)

Muitos solos tropicais com grau avançado de intemperismo, apesar de apresentarem teores totais de P relativamente elevados, mostram-se deficientes em P disponível, pela baixa solubilidade das principais formas de P encontradas. Neste trabalho, estudou-se o processo de adsorção de P em solos desenvolvidos de rochas vulcânicas básicas e ultrabásicas do Alto Paranaíba em Minas Gerais, algumas das quais ricas em apatita, estabelecendo-se relações com atributos de solo, como superfície específica (SE) e mineralogia. Foram estudados onze horizontes B diagnósticos de perfis de solos da região, por meio de análises químicas, físicas e mineralógicas; foram determinadas as capacidades máximas de adsorção do fósforo (CMAF), SE pelo método direto BET-N2 e indiretamente por cálculos, bem como foi feita a quantificação dos minerais de argila pelo método de alocação. Os valores da SE obtidos indiretamente de cada mineral, foram superestimados em relação à SE determinada pelo método BET-N2 na fração argila total. Nos Latossolos estudados, com texturas e materiais de origem variáveis, desde rochas básico-alcalinas até ultrabásicas, a proporção e a área superficial da gibbsita e goethita têm participação destacada na adsorção de P. A faixa de valores de CMAF TFSA encontrada está consistente com os valores na literatura reportados para Latossolos, embora os valores de CMAF TFSA e CMAF ARG corrigida, de 2,98 e 4,38 mg g-1, respectivamente, do Latossolo Vermelho-Amarelo de rocha ultrabásica (P6), sejam comparáveis àqueles de solos subtropicais alofânicos derivados de cinzas vulcânicas. A CMAF ARG corrigida para percentagem de argila evidenciou expressivos valores nos Cambissolos de rochas vulcânicas ultrabásicas (4,32 e 5,52), com valor menor naquele derivado do tufito (3,16 mg g-1). Os valores de substituição isomórfica de Al na goethita são mais elevados que nas hematitas. Em contraste com os Latossolos, os Cambissolos mostraram variações grandes nos atributos químicos, mineralógicos e na CMAF, em virtude da natureza diversificada de materiais de origem e do menor grau de intemperismo.

Toposseqüências de Latossolos originados de rochas basálticas no Paraná: I - mineralogia da fração argila

Com o objetivo de estudar o efeito de diferentes posições do relevo e materiais de origem sobre as características mineralógicas da fração argila dos solos, foram estudadas duas toposseqüências de Latossolos (Latossolo Bruno ácrico LBw e Latossolo Vermelho distroférrico LVdf) no Estado do Paraná. A fração argila foi estudada por difratometria de raios X, análise termodiferencial, análise termogravimétrica diferencial e análises químicas. Os teores totais de Si, Al e Fe foram determinados após a digestão das amostras com água régia (mistura 3:1 de HCl 36 %: HNO3 68 %). Nos extratos resultantes da extração com oxalato de amônio ácido (OAA) e ditionito-citrato-bicarbonato (DCB), determinaram-se os teores de Fe e Al. O teor de Si no material de origem e a posição dos perfis na paisagem foram importantes na definição da mineralogia da fração argila. O LBw e o LVdf foram classificados como caulinítico/goethítico e gibbsítico/hematítico, respectivamente. Verificaram-se maiores teores de SiO2 total e de caulinita (Ct) (373,3 a 574,3 g kg-1) para o LBw nos horizontes mais profundos (Bw2) e nos perfis mais baixos na toposseqüência. A maior presença de água associada à drenagem limitada no perfil 4 do LBw (ponto mais baixo da toposseqüência) favoreceu os maiores teores de óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade (OAA) e os menores teores de Fe2O3 DCB (óxidos de Fe mais cristalinos). De maneira geral, não houve variação consistente nos valores dos atributos cristalográficos da hematita e goethita de acordo com a profundidade do solo e posição do perfil na toposseqüência. Os menores índices de cristalinidade da Ct foram verificados nas amostras do LVdf, associados ao maior teor de Fe total no solo (r = 0,79**). O menor crescimento da gibbsita [menor valor do diâmetro médio do cristal no domínio (110)] foi observado no perfil 4 do LBw (posição mais baixa da toposseqüência).

Toposseqüências de Latossolos originados de rochas basálticas no Paraná: II - relação entre mineralogia da fração argila e propriedades físicas dos solos

A estrutura do solo (tipo, tamanho e grau de desenvolvimento) define a porosidade total do solo e a distribuição relativa entre macro e microporos, sendo considerada uma das mais importantes propriedades do solo do ponto de vista agrícola. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da mineralogia da fração argila, incluindo as características cristalográficas dos minerais, sobre as propriedades físicas de duas classes de Latossolos provenientes de rochas basálticas, em diferentes posições no relevo (toposseqüência) no Estado do Paraná. Para tal, procedeu-se à descrição morfológica dos perfis, e as amostras dos horizontes Bw1 e Bw2 foram submetidas a análises físicas e micromorfológicas. A hematita (Hm), goethita (Gt) e Gibbsita (Gb) foram responsáveis pelo aumento na macroporosidade, porosidade total (PT) e pela redução na densidade do solo (Ds) para o Latossolo Bruno ácrico (LBw). Verificou-se influência oposta para a caulinita (Ct). As correlações entre os atributos físicos e os teores de Ct, Hm, Gt e Gb na fração argila não foram significativas para o Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf). Aparentemente, os óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade foram mais importantes no incremento da macroporosidade e PT dos horizontes do LVdf. Com relação às características cristalográficas dos minerais da fração argila, para o LVdf, apenas os coeficientes de correlação entre o tamanho médio do cristal da Gb [DMC(110)] e a PT (correlação negativa) e a Ds (correlação positiva) foram significativos. Verificou-se comportamento semelhante para o diâmetro médio do cristal da Hm no domínio (104) para o LBw.

Gênese de solos derivados de rochas ultramáficas serpentinizadas no sudoeste de Minas Gerais

Os solos derivados de rochas serpentinizadas ou serpentinitos constituem um grupo especial de solos em toda superfície terrestre. De caráter ultramáfico, ou seja, rochas com mais de 70 % de minerais máficos (ferromagnesianos), os serpentinitos apresentam uma mineralogia pobre em sílica e escassa em Al, sendo, no entanto, muito enriquecida em Mg. São poucos os estudos sobre a morfologia, mineralogia, gênese e classificação dos solos desenvolvidos de tais rochas. Em ambiente tropical úmido no sudoeste de Minas Gerais, na zona do greenstone belt do Morro de Ferro, em superfícies geomórficas jovens, três perfis de solos representativos dessa paisagem sobre rochas serpentinizadas foram caracterizados por meio de descrições macro e micromorfológicas, análises granulométricas, químicas e por mineralogia de raios X das frações argila e silte. Complementarmente, para acompanhamento da alteração geoquímica dos horizontes do solo, foram feitas microanálises das seções delgadas por EDRX. Os solos foram classificados como Chernossolo Háplico Férrico típico, Cambissolo Háplico eutroférrico léptico e Neossolo Regolítico eutrófico típico e, embora situados num clima que favorece o rápido intemperismo, do ponto de vista morfológico e mineralógico, mostraram-se similares aos solos derivados de rochas serpentinizadas das regiões subtropicais e temperada. No processo de formação de solo, a evolução da trama segue a seguinte seqüência: alteração da rocha ® trama frâgmica ® trama porfírica com cavidades ® trama porfírica aberta por coalescência de cavidades. O processo de argiluviação é evidente e se dá em dois estádios distintos: argiluviação primária, que ocorre nas fendas e cavidades que se formam por alteração de rocha, e argiluviação secundária, verificada na porosidade mais aberta e evoluída da coalescência das cavidades. Os solos apresentam mineralogia pouco comum para solos tropicais, com presença de minerais primários de fácil decomposição até mesmo na fração argila, com destaque para o talco, clorita trioctaedral e ocorrência limitada de tremolita, sendo esta última abundante na fração silte. Óxidos de Fe, caulinita e os interestratificados de clorita-esmectita e de clorita-vermiculita completam a assembléia mineralógica. A tendência de evolução é para B textural ou para B nítico com mineralogia 1:1 e alto conteúdo de óxidos de Fe. Nas fases iniciais de alteração, os alteromorfos já apresentam composição química similar aos agregados do solo, com forte perda de Mg, Ca e Si e acúmulo relativo de Al e Fe. Nas três situações estudadas, ocorreu um rejuvenescimento superficial por erosão diferencial, que acumulou material grosseiro e removeu os finos, contribuindo para o incremento da relação textural.

Evolução geoquímica e mineralógica em perfis de alteração sobre rochas serpentinizadas no sudoeste de Minas Gerais

Estudou-se a evolução geoquímica e mineralógica em três perfis distintos de alteração de rochas serpentinizadas que ocorrem nas imediações dos municípios de Alpinópolis e Fortaleza de Minas, no sudoeste do Estado de Minas Gerais, sob regimes de umidade e de temperatura údico e térmico, respectivamente. Nas condições atuais, o grau de evolução química e mineralógica é moderado em relação ao desenvolvido sobre outros tipos de rochas básicas e ultrabásicas da mesma área, caracterizando-se por uma importante perda de Na e Mg e, em menor proporção, de Ca e Si. O Al (localmente também o Fe) é o elemento menos móvel dos sistemas. O K é escasso no material de origem e nas zonas de alteração, e ocorre enriquecimento desse elemento nos horizontes superficiais por aporte externo. Os minerais primários mais facilmente intemperizáveis, como o talco, a tremolita e a clorita trioctaédrica, são abundantes ainda na fração argila desses solos tropicais com composição mineralógica pouco comum, mas são todos termodinamicamente instáveis. Do ponto de vista geoquímico, o processo de alteração atual pode ser definido como uma bissialitização, que pode coincidir com ferruginização, com formação de minerais trioctaédricos secundários por transformação direta de estrutura e também por neoformação, todos coexistindo com os minerais primários residuais. No entanto, as fases de maior evolução, em volumes com drenagem mais eficiente, tendem à monossialitização, com formação de caulinitas de diferentes graus de cristalinidade. A assembléia mineralógica existente evidencia a metaestabilidade e o caráter incipiente do sistema pedogenético.