Medidor de nível d´água de máxima

O medidor de nível d´água de máxima é composto basicamente por um tubo de PVC, uma mangueira de borracha e rolhas de silicone. Este equipamento foi desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas, também sendo denominado como piezômetro de máxima, e que segundo Guidicini, Wolle e Moruzzi (1976) pode ter funcionamento mecânico ou elétrico.

A escolha desse equipamento foi feita baseado no seu baixo custo de confecção, simples manuseio, capacidade de armazenamento da variação do nível d´água no interior do equipamento e principalmente decorrente do fato das rupturas na região da área piloto serem rasas (pouco profundas). Nesta pesquisa foram instalados dois medidores de nível d´água de máxima próximos aos tensiômetros do pé e da crista do talude na seção topográfica com inclinação de 27°, os quais foram denominados de Mpé e Mcrista.

A confecção da mangueira do equipamento foi feita no laboratório do Departamento de Geotecnia da Escola de Engenharia de São Carlos, dividindo-a em segmentos de 0,10 m e utilizando uma rolha de silicone para delimitá-los, como mostra o esquema da Figura 4.30a. Na parte superior de cada segmento foi feito um furo para passagem da água, de modo que este possa registrar a variação do nível d´água (Figura 4.30b).

(a) (b)

Figura 4.30 - Mangueira do medidor de nível d´água de máxima (a) esquema ilustrativo (desenho sem escala) e (b) confecção da magueira.

A instalação do medidor de nível d´água foi feita em furos de trado concha com diâmetro de 2" equivalente à 5,08 cm e profundidade de 2,00 m (Figura 4.31a). O fundo do furo foi revestido com uma fina camada de areia fina e na parte inferior do tubo de PVC foi fixada uma manta geotextil (Figura 4.31b). O tubo de PVC foi inserido no furo e em seguida, a mangueira confeccionada em laboratório foi posta no seu interior e amarrada no cap rosqueável deste tubo (Figura 4.32a, b).

(a) (b)

Figura 4.31 - Instalação do equipamento na área piloto (a) perfuração com trado concha e (b) fixação da manta geotextil no tubo de PVC. Rolha de silicone Furo (para passagem da água) Mangueira de borracha Rolha de silicone

(a) (b)

Figura 4.32 - Instalação do equipamento na área piloto (a) colocação da mangueira e (b) após instalação, próximos aos tensiômetros.

4.9.3.Pluviômetro

O pluviômetro escolhido para monitoramento da chuva nesta pesquisa foi o pluviômetro Ville de Paris, mais utilizado e difundido no Brasil. Este equipamento apresenta algumas vantagens como baixo custo de fabricação, fácil instalação e manuseio.

O pluviômetro Ville de Paris é um recipiente metálico (aço inoxidável), provido de uma superfície horizontal aberta com um ralo na extremidade superior, capaz de captar e armazenar determinado volume de água. Este equipamento possui uma área de superfície de captação de 400 cm2 e capacidade de armazenamento de 150 mm, com precisão de leitura de 0,2 mm. O volume de chuva acumulado é medido com uma proveta graduada, a qual deve ser inserida na parte inferior desse equipamento.

O local escolhido para instalação do pluviômetro foi uma região descampada e próxima da área piloto, uma vez que o talude se localiza na faixa de domínio do DER (evitar danos e roubo do equipamento) e ao lado de uma plantação de eucalipto (sofrer influência da vegetação na captação da água da chuva).

A Figura 4.33 indica a localização do pluviômetro e a distância entre a área piloto e o pluviômetro, que dista em torno de 460 m.

Figura 4.33 - Localização do pluviômetro Ville de Paris. Fonte: Google Earth (2015).

O pluviômetro foi fixado em um mourão de madeira e a distância entre o bocal da área de captação e a superfície do solo foi de 1,50 m. A Figura 4.34a mostra o pluviômetro instalado em campo enquanto que a Figura 4.34b mostra como é feita a coleta da água da chuva na proveta.

(a) (b)

Figura 4.34 - Pluviômetro Ville de Paris (a) medida da chuva na proveta e (b) equipamento instalado em campo.

O cálculo da altura diária de chuva foi feita a partir do volume de água acumulado medido na proveta graduada e da área da superfície de captação, como mostra a equação (63):

R'(' = 10._!f'('

'(' (63)

em que R_'(' é a altura diária de chuva, em [L]; f_'(' é o volume de água acumulado recolhido na proveta graduada, em [L3]; !_'(' é a área da superfície de captação, em [L2].

Nesta pesquisa, o volume de água foi medido em mililitros e a área da captação em centímetros quadrado. Posteriormente, as unidades de medida do volume de água foram transformadas de mililitros para centímetro cúbico. Logo, o cálculo da altura diária de chuva foi feito primeiramente em centímetros, o qual foi posteriormente transformado em milímetros, que é a unidade de medida mais utilizada para sua representação.

Além dos dados hidrológicos medidos pelo pluviômetro Ville de Paris, também foram utilizados os dados hidrológicos de dois equipamentos localizados próximos da área piloto, tendo o intuito de comparar e analisar a representatividade das medidas fornecidas por esses equipamentos.

No caso do primeiro equipamento, este encontra-se instalado no município de São Carlos, cujas coordenadas geográficas corresponde à 47º52'00" longitude Oeste e 21º58'00" latitude Sul, altitude de 856,0 m e distante de aproximadamente 33,2 km da área piloto (medidas obtidas no GOOGLE EARTH, 2016). Este equipamento está identificado como OMM83726 na rede de estações meteorológicas convencionais pertencentes ao INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), sendo denominado nessa pesquisa de pluviômetro INMET. Os dados de precipitação pluviométrica utilizados desse equipamento foram obtidos no banco de dados do BDMEP (Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa), consultado em Instituto Nacional de Meteorologia (2016).

Já no caso do segundo equipamento, este encontra-se instalado no município de Ribeirão Bonito (Figura 4.35a), cujas coordenadas geográficas corresponde à 48º10'44" longitude Oeste e 22º04'29" latitude Sul, altitude de 486,0 m e distante de aproximadamente 1,8 km da área piloto, como mostra a Figura 4.35b (medidas obtidas no GOOGLE EARTH, 2016). Este equipamento está identificado como 02248110 na rede de estações convencionais pertencentes à ANA (Agência Nacional de Água), sendo denominado nessa pesquisa de pluviômetro ANA. Os dados de precipitação pluviométrica utilizados desse equipamento foram obtidos no banco de dados do Hidroweb (Sistema de informações hidrológicas), consultado em Agência Nacional das Águas (2016).

(a) (b)

Figura 4.35 - (a) Pluviômetro utilizado para medição da precipitação diária pela Agência Nacional de Águas (b) distância entre o Pluviômetro Ville de Paris e o Pluviômetro ANA.

Fonte: Google Earth (2016).

4.10.ETAPA 9 - MONITORAMENTO

O monitoramento da área piloto foi realizada por meio de um pluviômetro, dois medidores de nível d´água de máxima e dezoito tensiômetros. O período de monitoramento foi de dezembro de 2013 a dezembro de 2015. As leituras dos tensiômetros e dos medidores de nível d´água foram feitas sempre no mesmo dia, geralmente num intervalo de quatro dias. O número de leituras foi intensificado durante a estação chuvosa (outubro a março) ou quando houvesse a ocorrência de eventos pluviométricos intensos no município de São Carlos, o qual está localizado próximo à área piloto.

Cabe ressaltar que, durante o monitoramento da sucção matricial nos meses de dezembro de 2013 a fevereiro de 2014, o conjunto de tensiômetros localizados no pé da seção geológico-geotécnica com inclinação 37° não acusava leituras. Acredita-se que o fato desses tensiômetros não registrarem leituras neste período é decorrente do mau contato entre a placa porosa do tensiômetro e o solo local. Por esse motivo, optou-se em reinstalá-los no mesmo local, porém alargando o diâmetro do furo de instalação do tensiômetro com uso de um trado espiral de 2" equivalente a 5,08 cm.

O tensiômetro com comprimento de 0,90 m do conjunto localizado na crista da seção geológico-geotécnica com inclinação 27° precisou ser reinstalado no mês de março de 2015. Essa reinstalação foi necessária por conta de um formigueiro gerar um buraco próximo à

1,8 km

lateral desse tensiômetro, podendo criar um caminho preferencial para infiltração da água da chuva (Figura 4.36a). A Figura 4.36b, c ilustra o conjunto desses tensiômetros antes e depois da reinstalação, respectivamente, apresentando a distância após esse procedimento.

(a) (b) (c)

Figura 4.36 - Conjunto de tensiômetros da crista da seção geológico-geotécnica com inclinação de 27° (a) tensiômetro com comprimento de 0,90 m afetado por um formigueiro, (b) conjunto de tensiômetros instalados

em dezembro de 2013 e (c) conjunto de tensiômetros após reinstalação do equipamento.

O tubo de plástico do tensiômetro com comprimento de 0,45 m do conjunto localizado no pé da seção geológico-geotécnica com inclinação 37° precisou ser substituído no mês de janeiro de 2015. Esse tubo foi danificado por operários durante a manutenção da vegetação na faixa de domínio, ocorrido no final do mês de dezembro de 2014. Antes da reinstalação do tensiômetro foi preciso saturar a placa porosa devido ao tempo do equipamento estar sujeito a pressão atmosférica e a possível entrada de ar na placa porosa. O tensiômetro foi instalado no mesmo local, sendo as leituras retomadas a partir do final do mês de janeiro de 2015. A Figura 4.37a mostra o tensiômetro danificado enquanto que a Figura 4.37b ilustra o tensiômetro após a substituição.

(a) (b)

Figura 4.37 - Conjunto de tensiômetros localizados no pé da seção geológico-geotécnica com inclinação 37° (a) antes da substituição - tubo do tensiômetro danificado e (b) depois da substituição - tensiômetro substituído.

Instalação Reinstalação

Antes da substituição

Depois da substituição

As medidas das precipitações pluviométricas foram feitas por um morador do local onde foi instalado o pluviômetro. Este morador foi treinado para coletar e medir diariamente o volume de água armazenado no pluviômetro.

Como mencionado anteriormente, os dados de precipitação pluviométrica medido pelo pluviômetro Ville de Paris foram avaliados e comparados com os dados de outras duas Estações Convencionais localizada nas proximidades da área piloto. Essas Estações Convencionais pertencem à Agência Nacional de Águas (ANA) e ao Instituto Nacional de Meteorologia (INMET).

4.11.ETAPA 10 - INTEGRAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

A avaliação dos mecanismos de ruptura foi feita tanto para a condição saturada como para a condição não saturada do talude. Esta etapa de integração e análise dos resultados dependeu da configuração do talude e se baseou nas seções geológico-geotécnicas de detalhe, nos parâmetros determinados a partir dos ensaios de laboratório, de campo e pelos dados resultantes do monitoramento fornecido pela instrumentação de campo.

A análise da estabilidade do talude foi realizada utilizando os métodos determinísticos de Bishop Simplificado (1955) e Janbu (1954) a partir do software computacional Slope/W do pacote GeoStudio 2012 disponível no Departamento de Geotecnia da ESSC/USP. Neste programa foram simuladas diferentes condições monitoradas na área piloto, principalmente, no que se refere às condições de saturação/tensão de sucção e parâmetros de resistência avaliando seus reflexos nos valores do fator de segurança e nas superfícies de ruptura críticas resultantes dessas análises.

Mais do que analisar valores absolutos de fatores de segurança, planejou-se investigar a variação destes fatores de segurança frente às diferentes condições geotécnicas simuladas, buscando-se incorporar os conceitos de variabilidade e de confiabilidade nas análises de estabilidade determinísticas realizadas.

Com base nestas modelagens e análise da infiltração no solo da área piloto caracterizada pelas investigações de campo e de laboratório, pretendeu-se estabelecer valores mínimos de intensidade pluviométrica para propiciarem a formação e evolução das “frentes de saturação” até as profundidades críticas para deflagração dos deslizamentos de solo identificados na área piloto.

Ainda tentou-se estabelecer os tempos de retorno e as probabilidades pluviométricas considerando-se o regime pluviométrico da área estudada.