Aula 03 Geomecânica 2013
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Intemperismo: o processo global da atuao climtica e biolgica
relacionado s modificaes qumicas e a fragmentao mecnica das
rochas, do qual o material resultante recebe diferentes denominaes:
Manto de intemperismo Manto de decomposio Rocha alterada Solo residual Solo autctone Produto de intemperismo Elvio Eluvio. Saprolito Solo saproltico
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Tanto o saprolito como os depsitos sedimentares, que se caracterizam
por serem sistemas de partculas minerais de coeso nula ou de baixa
coeso, so denominados como regolito ou, simplesmente, sedimento.
Devido a esta caracterstica de coeso so tambm chamados de material
inconsolidado ou material incoeso.
Depois que o saprolito sofre eroso e deposio chamado de depsito
sedimentar (ou solo transportado, solo alctone ou solo sedimentar).
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Sedimentos (Regolitos) formam-se a partir do intemperismo das rochas, (saprolito, elvio ou solo residual), sob posterior eroso e deposio, com
estratigrafia e estruturas decorrentes dos processos deposicionais envolvidos.
Colvios - materiais depositados em encostas por movimentos de massa, gerados predominantemente pela ao gravitacional.
colvios, colvio com blocos e tlus
Alvios - sedimentos de fundos de vale ou canais por ao de fluxos dgua. aluvio e leques (alluvial fans)
Depsitos elicos - sedimentos depositados pela ao do vento. duna e loess
Tills - sedimentos depositados por ao de geleiras. varvito e till
Denominao das partculas Dimetro (mm)
Mataco (boulder) > 256
Calhau (cobble) 64 a 256
Seixo (pebble) 4 a 64
Grnulo (granule) 2 a 4
Areia (sand) 1/16 a 2
Silte (silt) 1/256 a 1/16
Argila (clay) < 1/256 (< 2 mm)
Classificao
de Wentworth
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Elementos endgenos e exgenos que influenciam o intemperismo:
Climticos:
O aumento da To facilita a ocorrncia de reaes endotrmicas. O aumento da precipitao diminui a concentrao de ons.
Biticos:
Cobertura vegetal exuberante (florestas) aumenta a ocorrncia de cidos orgnicos (ex. H2CO3).
Relevo:
reas montanhosas tendem a sofrer maior eroso, facilitando a exposio das rochas ao intemperismo.
reas colinosas permitem maior acmulo de umidade. reas de plancies acumulam muita gua, mas tendem a apresentar solues saturadas.
Geolgicos:
Composio qumica, mineralogia, textura e estruturas.
Cronolgicos:
Mudanas climticas e tectonismo.
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Classificao dos estgios de intemperismo (mod. Ruxton & Berry, 1957). Grau Classe Descrio
----- Solo residual ou solo
agrcola
Solo com definio de horizontes pedolgicos;
No h nenhum sinal da textura original da rocha.
V Completamente
intemperizado
Toda massa rochosa decomposta para regolito, mas a textura da rocha ainda est
preservada
IV Altamente
intemperizado
Massa rochosa muito descolorada; 50% da massa rochosa decomposta;
Rocha descolorada, como blocos ou ncleos rochosos
III Moderadamente
intemperizado
< 50% da rocha est desintegrada ou decomposta;
Rocha s presente em blocos ou ncleos em contatos entre si.
II Suavemente
intemperizado
Rocha suavemente descolorada, especialmente ao longo das fraturas;
A rocha no est muito menos coesa do que a rocha s.
I Rocha s No h descolorao; No h diminuio da coeso.
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Destacam-se os seguintes mecanismos para cada tipo de intemperismo:
INTEMPERISMO FSICO
Cristalizao de sais
Expanso-Contrao (gelo/degelo, amplitude trmica)
Fraturas de alvio de tenso
INTEMPERISMO QUMICO
Reaes de Dissoluo
Reaes de Hidratao
Reaes de Hidrlise
Reaes de Oxidao
Reaes de Reduo
INTEMPERISMO BIOLGICO
Fragmentao das rochas por efeito do crescimento de razes
Incremento de reaes qumicas decorrentes de cido carbnico
Iniciao de reaes por colonizao de liquens sobre rochas ss
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Reaes de Dissoluo: ocorrem pela solubilizao, principalmente em
gua, dos elementos qumicos que compem os minerais.
A natureza dipolar da molcula de H2O responsvel pelo poder solvente
(dissoluo), atraindo ons de K+, Na+, Mg++ e Ca++ com maior facilidade.
A intensidade da dissoluo depender da quantidade de gua que entra
em contato com os minerais e tambm do grau de solubilidade de cada
mineral.
Exs.: halita (NaCl) - altamente solvel em gua.
quartzo (SiO2) pouqussimo solvel em gua. calcita: CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2
INTEMPERISMO QUMICO
Reaes de Hidrlise: se d quando h a quebra da ligao qumica dos
ons dos minerais atravs da reao com os ons OH - e H+ oriundos da gua.
a reao mais comum de ocorrer nos minerais aluminossilicatados, sendo
favorecida pela presena de H2CO3, com CO2 dissolvido na gua.
Ex.: hidrlise da olivina
Mg2SiO4 + 4H2O 2Mg2++ + 4OH- + H4SiO4
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Reaes de Oxidao: so geradas pela combinao do O2
(principalmente do ar e da gua) com os ctions dos minerais, formando
xidos ou hidrxidos (caso haja presena de gua): SESQUIXIDOS.
Afeta principalmente os minerais que contm Fe e Mn, que so
responsveis pela cor avermelhada e amarelada dos solos tropicais.
uma reao que geralmente se d por etapas, primeiro com hidrlise e
depois oxidao.
Ex.: hidrlise e oxidao da pirita
2FeS2 + 2H2O + 7O2 2Fe2++ + 4SO4
-- + 4H+
e
2Fe2++ + 3H2O + O
2 2FeO.OH2 + 4H+
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Reaes de Hidratao: esto relacionadas a adio e incorporao de
gua no retculo cristalino dos minerais, transformando-os fsica e
quimicamente.
Neste processo os minerais sofrem expanso de volume, contraindo-se
quando h sada da gua da estrutura mineral.
tambm uma reao muito comum nos minerais aluminossilicatados,
formando os chamados ARGILO-MINERAIS.
Ex.: anidrita em gipso
CaSO4 + 2H2O CaSO4.H2O
hematita em limonita
Fe2O3 + 3H2O Fe2(OH)6
k-feldspato (ortoclsio) em sericita
3(K2O.Al2O3.6SiO2)+2H2O+ 2CO2(K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O)+12SiO2+ 2K2CO3
k-feldspato (ortoclsio) em caulinita
(K2O.Al2O3.6SiO2) + 2H2O + 2CO2 (Al2O3.6SiO2.2H2O) + 4SiO2 + K2CO3
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Ki = 1,7 X [ SiO2 / Al2O3 ]
Kr = 1,7 X [ SiO2 / (Al2O3 + Fe2O3)]
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Condies qumicas para absoro e disponibilidade de ons:
-Soma de bases trocveis: S = Na+ + K+ + Ca++ + Mg++
- Capacidade de troca catinica: CTC = Na+ + K+ + Ca+ + + Mg+ + + H+ + Al+++
CTC = S + H+ + Al+++
-Saturao de bases: V = [S / CTC ] X 100 (%)
- Percentegem de saturao de sdio: [Na+/ CTC ] X 100 (%) [ P 50 %
solos distrficos : V < 50 %
solos licos : [Al+++ / (S + Al+++)] > 50 %
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Relao dos colides e suas CTC:
sesquixidos ~ 4 meq/100g
caulinita 3-15 meq/100g
haloisita 5-10 meq/100g
ilita e clorita 10-40 meq/100g
esmectita 80-150 meq/100g
vermiculita 100-150 meq/100g
hmus 200-400 meq/100g