PROGRAMA DE ESTUDOS GEOLÓGICOS E
GEOTÉCNICO COMPLEMENTARES
UHE FOZ DO RIO CLARO
PROGRAMA DE ESTUDOS GEOLÓGICOS E
GEOTÉCNICO COMPLEMENTARES
UHE FOZ DO RIO CLARO
AGMA
JULHO 2008
FRC-RS-GEO-CON-0807-0B
Execução: Consiliu Meio Ambiente & Projetos CREA PR 12.212/F Equipe Técnica Coordenador Geral Engº Civil Cesar Menezes Coordenadora Adjunta Arquiteta Luciana Sans de Menezes Coordenadora Técnica Engª Civil Maria Alice Cordeiro Soares Assessoria Técnica Eliane Keyko Nery Fernandes Nakaya Assessoria Comercial Engels Gabriel Mirção Geóloga Rosângela Tapia Lima Engº Agrônomo Eoroclito Antonio Tesseroli Neto Engª Ambiental Ana Cecília de Luca Campos Apoio Técnico Palmiro Vaccari
SUMÁRIO SUMÁRIO ... 2 Apresentação ... 3 1 Introdução ... 4 2 Programa de Estudos Geológico e Geotécnico Complementares ... 5 2.1 Caracterização dos Atributos Descritos ... 5 2.1.1 Unidades Geológicas ... 6 2.1.1.1 Formação Serra Geral (JK§SG) ... 6 2.1.1.2 Coberturas Terciárias/Quaternárias ... 11 2.1.2 Principais Feições Geológicas‐Estruturais ... 13 2.1.3 Memorial Fotográfico ... 13 2.2 Sondagens ... 16 2.3 Próximas Ações ... 18
APRESENTAÇÃO
O presente relatório refere‐se as atividades referentes ao Programa de Estudos Geológicos e Geotécnicos Complementares na Usina Hidrelétrica Foz do Rio Claro, executado pela Consiliu Meio Ambiente & Projeto no primeiro semestre de 2008 e tem como objetivo apresentar detalhes das características geológicas e geotécnicas visando identificar possíveis áreas de fuga de água.
1 INTRODUÇÃO
O Programa de Estudos Geológicos e Geotécnicos Complementares na Usina Hidrelétrica Foz do Rio Claro, executado pela Consiliu Meio Ambiente & Projeto possui seu desenvolvimento diretamente relacionado ao Diagnóstico Ambiental do Meio Físico do EIA do empreendimento. Foi considerado a Área Diretamente Afetada (ADA) do AHE Foz do rio Claro, que corresponde ao espaço onde haverá interferência diretamente das ações construtivas e operacionais do empreendimento. Envolve o reservatório, em sua cota máxima de inundação (354,0m), acrescida da faixa de preservação permanente (100m), além das áreas do canteiro de obras, alojamentos, estruturas e eventuais áreas de empréstimos de material situadas além da cota de inundação. Dessa forma a ADA abrangerá uma área de 10,1km2 e tem como principais objetivos a caracterização detalhada da área identificando possíveis áreas de fuga d’água.
Este relatório descreve as atividades realizadas no período de fevereiro a junho de 2008, que são:
• Atividades de escritório (pré campo), tais como fotointerpretação e análise dos documentos existentes, associados a atividades de campo fornecem subsídios para o desenvolvimento do Programa de Estudos Geológicos e Geotécnicos Complementares na Usina Hidrelétrica Foz do Rio Claro.
• Atividades de campo, onde foi efetuado o reconhecimento das diferentes características geológica geotécnicas da área de estudo.
2 PROGRAMA DE ESTUDOS GEOLÓGICO E GEOTÉCNICO COMPLEMENTARES
Com base nas informações obtidas nos estudos elaborados no Estudo de Impacto Ambiental (2002), nas sondagens realizadas para o projeto de engenharia e nos estudos geológicos iniciais elaborados por Paulo Cesar Vieira dos Santos em 2001, deu‐se continuidade a elaboração dos documentos cartográficos, paralelamente foi contratada a empresa responsável pela realização das sondagens simples reconhecimento e rotativas, que encontram‐se dispostas no ANEXO 1 Estudo Geológico‐Geotécnico Preliminar.
Foram realizadas atividades de campo durante o mês de fevereiro, onde se iniciou as atividades de caracterização geológica‐geotécnica e levantamento de atributos básicos para a elaboração do documento proposto. Atualmente o programa encontra‐se na fase de elaboração de documentos cartográficos e das sondagens.
A empresa responsável pelas sondagens é ENGESON Engenharia e Sondagens e iniciou suas atividades em 16 de maio de 2008.
Na seqüência encontram‐se descritos os principais atributos geológico‐geotécnicos e um memorial fotográfico
2.1 CARACTERIZAÇÃO DOS ATRIBUTOS DESCRITOS
A geologia local é representada pela Formação Serra Geral, de idade Juro‐Cretácea e depósitos Terciários/Quaternários. Apesar do predomínio do basalto em subsuperfície, é possível observar em sondagens camadas interderrames de arenito Botucatu. Acrescenta‐se ainda que localmente, aparecem blocos e/ou matacões de arenitos da Formação Adamantina sobrepondo as efusivas da Formação Serra Geral. Entretanto, no mapeamento de superfície, por serem pontuais estes arenitos não são representados em mapa.
2.1.1 UNIDADES GEOLÓGICAS
No mapeamento desta área foram reconhecidas, principalmente, as Unidades geológicas, suas respectivas litologias e feições estruturais.
Além disto, com o objetivo de uma melhor caracterização geológico‐geotécnica da área mapeada, apresentam‐se, em complementação às características das unidades e feições geológicas, informações relacionadas com o grau de alteração das rochas, grau de fraturamento, grau de coerência, orientação e mergulho das descontinuidades principais, abertura e tipo de preenchimento, tal como aparecem em afloramentos.
A Unidade geológica que serve de substrato rochoso em grande extensão da área de interesse, conforme apresentado anteriormente, trata‐se da Formação Serra Geral, de idade Juro/Cretácea, que traz principalmente basaltos toleíticos (RADAMBRASIL, 1983) recobertos por Depósitos Terciários/Quaternários. É importante enfatizar que muitos afloramentos de basalto são descontínuos ou como ocorre em quase todo o morrote junto ao eixo na margem esquerda, aparece em pequenos blocos imersos num solo residual, ou conforme aparece em outros pontos, dispersos sobre solo coluvionar.
2.1.1.1 Formação Serra Geral (JK§SG)
Na área mapeada encontram‐se diferentes fácies de basaltos como representantes da Formação Serra Geral: Basalto denso ou maciço; Basaltos amigdaloidais; Basalto vesicular; e brecha basáltica. Localmente, estes estão associados a níveis de arenitos eólicos da Formação Botucatu e genericamente são denominados, neste relatório, por Basaltos.
O Basalto é praticamente o litotipo presente em toda a área do barramento e em função da ação do intemperismo e associação com os solos coluvionares sobrepostos a ele, mostra formas de relevo suavizadas com pequenas altitudes e superfícies arredondadas.
Os basaltos estão quase sempre encobertos por coberturas terciárias/quaternárias (solos) e, em geral, os afloramentos, situados fora das drenagens, não são contínuo. Assim, no mapa
geológico, que será fruto do presente levantamento, somente foram cartografado como JK§SG,
porções do leito do rio Claro e, raras ocorrências locais, apesar de todo ou quase todo, substrato rochoso ser reconhecidamente representado por basaltos conforme traz a literatura consultada. Entretanto, devido à importância e extensão das coberturas na área, optou‐se por individualizá‐las, mesmo certo da existência do basalto como substrato rochoso na região. Os afloramentos deste litotipo não são muito freqüentes, contudo, na sua maioria, afloram principalmente na calha do rio Claro, junto a algumas outras pequenas drenagens da região. Nestes casos, são bastante preservados. As aparições a meia encosta são muito raras e, quando aparecem, estão sob a forma de pequenos blocos ou matacões pouco arredondados. Os afloramentos possuem uma variação na coloração, mas comumente possuem tons esverdeados, acinzentados até negros. Sua textura predominante é afanítica fina, apresentando principalmente, os seguintes constituintes: plagioclásio, piroxênio, óxidos (magnetita/ilmenita). Em menor importância, aparece calcedônia, zeólitas, quartzo, carbonatos e argilominerais. Sendo que, estes últimos constituintes, aparecem freqüentemente preenchendo cavidades na rocha. Ressalta‐se que em alguns pontos é comum observar que os afloramentos de basalto estão parcialmente ou totalmente laterizados, apresentando uma superfície de coloração acastanhada e variação das propriedades geotécnicas do basalto.
Na região, constantemente observa‐se, aparecimento de lentes intertrapianas de arenito da Formação Botucatu associado ao Basalto. Em geral, o arenito aparece, em superfície, na forma de blocos de pequenas dimensões, na maioria “recozidos”, em cores amareladas, alaranjadas, avermelhadas e amarronzados, bimodais, com grãos arredondados e granulometria média‐fina ressalta‐se que em alguns pontos aparece matacões e/ou blocos de arenito, granulometria média, apresentando estratificação plano‐paralela, variando de branco até amarelado/avermelhado, constituído basicamente por quartzo, feldspato e máficos (Formação Adamantina). Nos pontos observados em campo, os afloramentos da Fm. Adamantina aparecem na base e/ ou talude de uma encosta, associada sempre ao cascalho. Contudo chegando‐se ao topo da encosta, observa‐se uma superfície plana recoberto por solo arenoso.
Na região, todas as fácies do basalto afloram, dificultando, a individualização dos litotipos. Assim, a seguir, são apresentadas as 04 diferentes fácies principais:
Basalto Denso ou Maciço – Trata‐se de um basalto que apresenta, em sua maioria, características superiores de resistência. São de coloração cinza escuro, isotrópicos, homogêneos e, em geral, afaníticos;
Basalto Vesicular – Possuem em diferentes pontos do terreno. É caracterizado por apresentar cavidades milimétricas a centimétricas, muitas esferoidais, disseminadas por toda a rocha. Quando a cavidade não está preenchida recebe o nome de vesícula. Quando em grande número na rocha pode alterar sensivelmente as características de resistência e permeabilidade do basalto ;
Basalto Amigdaloidal – Aparece muitas vezes associados ao basalto vesicular. É texturalmente semelhante ao anterior, contudo possui as cavidades preenchidas totalmente ou parcialmente por outros materiais, como: calcedônia, quartzo, argilominerais (nontronita), carbonato e zeólitas.
Brecha Basáltica – É caracterizado por apresentar, principalmente, blocos de arenito englobados pela lava basáltica, ou mesmo, diferentes fragmentos de basalto anguloso, envolvidos por uma matriz mais fina de lava, aparentemente, de mesma composição do magma principal.O grau de fraturamento, talvez em função do padrão de intemperismo e estruturação da rocha, muitas vezes, varia bastante, muito embora, em alguns pontos não foi determinado o padrão de fraturamento. Associado ainda a fraturas e descontinuidades no basalto, aparece alguns geodos, preenchido por cristais de quartzo.
Segue‐se uma descrição de estruturas associadas aos basaltos:
Fraturamentos Horizontalizados ‐ Comumente, os afloramentos extensos de basalto observados em campo, principalmente junto ao salto do rio Claro possuem pacotes homogêneos empilhados, uns sobre os outros, com a superfície basal bastanteretilínea e horizontalizada, algumas vezes, lisas, abertas, possuindo ou não, uma película de óxido de ferro recobrindo estas superfícies. A explicação para o aparecimento destas juntas horizontalizadas neste tipo de derrames basálticos, são muitas vezes, associadas às falhas horizontais e, geneticamente possuem duas hipóteses para explicar seu aparecimento: 1) seu desenvolvimento se dá em separado, durante a movimentação e solidificação dos derrames; e 2) após a consolidação do derrame. Por outro lado, juntas horizontalizadas também aparecem quando a porção basal da lava tem um decréscimo de velocidade devido ao arrasto causado pela superfície que a lava flui. Este atrito em conjunto com a contração parcial própria do resfriamento rápido junto ao contato também leva a rupturas basais sub‐horizontais;
Vesículas/Amígdalas ‐ A presença de vesículas/amígdalas nos basaltos segundo Cabrera (1971), pode não indicar somente um zoneamento típico de topo de lava, como descrito por Orsati, 1978, mais que isso, a presença de vesículas de gás depende do grau de viscosidade da lava tanto quanto da velocidade de cristalização do fluxo, uma vez que a rápida cristalização do topo e base retém o vapor no interior do magma e, quando ocorre um resfriamento lento o material permite o desprendimento dos gases. Assim, a presença de vesículas é mais contingência da mobilidade da lava e viscosidade que a quantidade de elementos dissolvidos. É importante ressaltar que freqüentemente junto à zona onde aparecem as amígdalas/vesículas é comum a presença de juntas horizontais. Em termos geotécnicos, esta textura pode resultar numa alta porosidade e baixa resistência do maciço rochoso. Estas estruturas apesar de aparecer na área possuem ocorrência restrita.
Brecha Basáltica – Este tipo de estrutura, observado em várias porções em superfície, sobretudo junto ao eixo de barramento pode denotar duas condições principais na lava fundida. 1) aumento na viscosidade próprio para a grande perda dos gases dissolvidos; e 2) decréscimo da cristalização. Ambos acelerados pela movimentação da lava fundida e fluxo freqüentemente mudando a densidade da lava pode formar esta estrutura. Em termos geotécnicos é importante observá‐la em função, principalmente, da diminuição da resistência do maciço.
Disjunção Colunares – É bem provável que exista a presença de Juntas Colunares ou Disjunções Colunares bem preservadas na região, contudo próximo ao eixo, aparece um morrote com inúmeros matacões (Øm de 0,5 m) facetados e angulosos, típicos dedisjunções colunares. Em geral, as disjunções colunares são formadas devido às contrações motivadas pelo resfriamento do material magmático. Durante o resfriamento, a rocha tende a se contrair, mas como um sólido, ela tende a se expandir sob tensão. Quando a tensão devido à contração causada pelo resfriamento é capaz de vencer o poder de extensão, a rocha se parte. A posição, tamanho, forma e regularidade das disjunções dependem da viscosidade do magma, temperatura da lava, velocidade de resfriamento, regularidade do resfriamento e homogeneidade do magma. Quando ocorre a presença de gases inclusos, correntes de convecção no interior da massa, variação da composição química etc, são formadas estruturas diferentes de hexágonos, forma tradicional da estrutura;
Juntas Esféricas – Estes tipos de Juntas, apesar de serem estruturas secundárias, são importantes estruturas. Tal estrutura é função do contínuo resfriamento das colunas verticais, após a sua formação. A contração horizontal causará um alargamento das juntas verticais, mas a tensão em outras direções somente pode ser aliviada pelo rachamento. Quando a lava é homogênea, existirão outros centros de contração distribuídos igualmente ao longo de cada coluna e as partículas serão atraídas em direção a este ponto resultando enfraquecimentos concêntricos e rachaduras. Quando expostas à ação do intemperismo, elas propiciarão o aparecimento do “descascamento cebolar” .
Fraturamento Irregular‐ regiões onde ocorre um intenso fraturamento do basalto, pode sugerir que o fraturamento seja conseqüência de um resfriamento rápido seguido de movimentação da lava, ocasionando um grande número de diáclases irregulares ou mesmo frente de lava.2.1.1.2 Coberturas Terciárias/Quaternárias
Na área mapeada encontram‐se diferentes tipos de materiais correlacionados ao Quaternário/Terciário, entre os quais os solos Detrito‐lateríticos, solos coluvionares lateríticos, solos residuais de basalto e os depósitos aluvionares.
2.1.1.2.1 Solos Detrito‐Lateríticos
As coberturas detrito lateríticas típicas, encontradas em bordas de chapada, não foram definidas na área, provavelmente em função das pequenas altitudes presentes na área e condições pedogenéticas. Contudo, como é observada em alguns locais a existência da laterita, optou‐se por manter esta denominação.
As aparições destas formações são bastantes variáveis. Muitas vezes, a laterização está associada às capas superficiais do basalto, mais susceptíveis aos agentes intempéricos que por vezes se soltam formando pequenos fragmentos. Entretanto, na Propriedade FRC‐D‐03 (Roberto Coimbra) observa‐se um morrote sobressaindo na topografia capeado totalmente por concreções, soldadas ou não por óxidos de Fe/Al associada ao solo coluvionar. É importante ressaltar que estas ocorrências são localizadas.
2.1.1.2.2 Solos Coluvionares
Os solos coluvionares recobrem grande extensão da área e foram considerados coluvionares, porque se acredita em um transporte a partir de cotas mais elevadas para cotas inferiores. Geneticamente não foi realizado nenhum estudo, porém, a partir das relações de campo e baseado em observações de sondagens, pode‐se considerá‐los como pertencentes a esta categoria de solos. Mais ainda, de acordo com a forma de ocorrência, somada as evidências locais, supõe‐se que este solo seja produto de um intenso processo de pedogênese que continua atuando sobre os solos transportados das cotas mais elevadas para cotas menores.
Os solos coluvionares são observados em ambas as margens do rio Claro. Possuem grande extensão lateral, recobrindo quase que inteiramente a área mapeada. O solo apresenta‐se com coloração avermelhada e composição areno‐argilosa à argilo‐arenosa, associado localmente a silicificação, concreções lateríticas, cascalhos e blocos de basalto e/ou arenito. Em toda a região, o cascalho é constituído diferentes granulometrias (1 a 10 cm de diâmetro), subarredondados, imerso em uma matriz areno‐siltosa mais fina, apresentando uma cor amarelo à avermelhado, provavelmente em função da oxidação e/ou ação de processos lateríticos
2.1.1.2.3 Solos Residuais de Basalto (TQsr)
Os solos residuais de basalto são solos derivados da rocha mãe, a partir da atuação dos agentes intempéricos. A constituição típica destes solos é predominantemente varia de silte‐ argiloso à argila‐siltosa. A coloração predominante é acastanhada. Em superfície, freqüentemente estes solos estão associados a blocos e matacões de basalto (Ponto 160, 161, 168 etc. Foto 23).
2.1.1.2.4 Depósitos Aluvionares (Qal)
Os depósitos aluvionares Quaternários típicos distribuem‐se principalmente em faixas estreitas e descontínuas ao longo da calha do rio Claro com espessura bastante reduzida. Ressalta‐se ainda que em alguns pontos às margens do rio Claro é freqüente a presença de areia média‐ fina quartzosa (aluvião) associada a óxidos (ilmenita e magnetita), proveniente da desagregação do basalto.
Em áreas sujeitas a inundações freqüentes, depósitos de coloração cinza esbranquiçado á cinza escuro, areno‐siltosos à areno‐argilosos, formados por quartzo, argila, sericita e matéria orgânica. Nestes locais, o solo adquire uma textura típica em função da integração de solos coluvionares e aluvionares e são representados em mapa geológico também pela designação genérica (Qal ).
2.1.2 PRINCIPAIS FEIÇÕES GEOLÓGICAS‐ESTRUTURAIS
Apesar dos pontos visitados em toda a área, na grande maioria deles, as feições estruturais presentes são primárias, relacionadas ao vulcanismo basáltico na área. Por outro lado, um melhor entendimento estrutural se esbarra principalmente na falta de afloramentos para entender melhor o contexto geológico local, muitas estruturas não são visíveis ou estão mascaradas em conseqüência da ação do intemperismo, ou ainda, pode‐se citar o recobrimento dos maciços rochosos por sedimentos inconsolidados. Estas observações são justificáveis em função das dificuldades de se estabelecer de forma clara como se sucederam os eventos que afetaram a área e a correlação entre eles, especialmente, baseada apenas em observações de superfície.
Apesar da predominância de descontinuidade tanto horizontais e verticais observadas em afloramentos, ressalta‐se linhas de falhas e fraturas tem orientações predominantes NE‐SW. 2.1.3 MEMORIAL FOTOGRÁFICO
Na seqüência são apresentadas as principais características da área de estudo (Figura 1 ‐ Figura 10.
FIGURA 1 – ROCHA BASÁLTICA
FIGURA 2 – CACHOEIRA EM ROCHA BASÁLTICA, DIREÇÃO PREFERENCIAL DE FRATURA
LOCALIZAÇÃO: PROPRIEDADE FRC‐D‐03 (ROBERTO
FIGURA 3 – SOLO RESIDUAL DA FORMAÇÃO ADAMANTINA
LOCALIZAÇÃO: ESTRADA DE ACESSO A OBRA /
COORDENADAS: 536550E – 536644E / 7886587N –
7886447N
FIGURA 4 – SOLO RESIDUAL DE ROCHA BASÁLTICA
LOCALIZAÇÃO: ESTRADA DE ACESSO A OBRA /
COORDENADAS: 536550E – 536644E / 7886587N –
7886447N
FIGURA 5 ‐ TALUDE LOCALIZADO PRÓXIMO A CACHOEIRA
LOCALIZAÇÃO: PROPRIEDADE FRC‐D‐03 (ROBERTO
COIMBRA) / COORDENADAS: 534522E/7891918N
FIGURA 6 – SEDIMENTO ALUVIONAR
FIGURA 7 –FORMAÇÃO ADAMANTINA
LOCALIZAÇÃO: PROPRIEDADE FRC‐D‐03 (ROBERTO
COIMBRA)
FIGURA 8 – CONGLOMERADO DA FORMAÇÃO ADAMANTINA
LOCALIZAÇÃO: PROPRIEDADE FRC‐D‐03 (ROBERTO
COIMBRA)
FIGURA 9 – PROCESSO EROSIVO: FLUXO CONCENTRADO
LOCALIZAÇÃO: PROPRIEDADE FRC‐D‐03 (ROBERTO
COIMBRA)
FIGURA 10 – PROCESSO EROSIVO: FLUXO LAMINAR
LOCALIZAÇÃO: PROPRIEDADE FRC‐D‐02 / COORDENADAS:
534004E / 7890640N
Após a finalização do mapa preliminar nova atividade de campo deverá ser realizada com o objetivo de eliminar eventuais dúvidas em relação á geologia.
2.2 SONDAGENS
As sondagens executadas em 2002 e 2003 pela Queiroz Galvão AS, estão localizadas em torno do eixo da barragem. Sondagens foram realizadas ao longo do reservatório para complementar as informações geológico‐geotécnicas.
Foram realizadas 7 sondagens a percussão, sendo que uma foi realizada até a profundidade de 20,45 metros e as demais atingiram o impenetrável (Basalto) com profundidade inferior a 5 metros. Apenas nos furos SP03 e SP05 foi encontrado água (2,0 e 1,5 metros respectivamente).
A composição do material encontrado é basicamente composto por argilas arenosos de coloração vermelha, e apresentam pedregulhos quando encontram‐se próximas do impenetrável..
Na seqüência serão realizadas outras 3 sondagens mistas, com aproximadamente 20 metros de profundidade para pesquisa das fundações, com ensaios de perda d’água nos trechos em rocha e ensaios de infiltração d’água e do índice de resistência à penetração (SPT) nos trechos em solo.
A sondagem a percussão (SP) tem o objetivo de determinar os tipos de solos e suas profundidades de ocorrência e índices de resistência à penetração do solo, e obter a posição do nível d’água (NBR 6484 – Solo, Sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método
de ensaio) e foram realizadas pela empresa ENGESON ENGENHARIA E SONDAGENS.
O índice de resistência à penetração é realizado pela cravação de amostrador padrão no terreno, em golpes sucessivos de um peso determinado em queda livre, sobre a cabeça de cravação, conectada às hastes e ao barrilete corresponde ao número de golpes necessários à cravação do amostrador.
Quando à resistência do material impede a cravação do amostrador padrão, o ensaio deve ser interrompido, ou segundo critérios preestabelecidos em função da finalidade da sondagem a ser realizada.
As sondagens rotativas ainda não foram efetuadas, pois estas estão programadas para iniciarem durante o mês de julho.
O mapa com a localização das sondagens encontra‐se no ANEXO 01 e os laudos referentes as sondagens SPTs encontram‐se no ANEXO 02.
Na Figura 11 estão apresentadas algumas fotos retiradas durante os ensaios de sondagem a percussão.
Figura 11 – Execução de sondagens a percussão
2.3 PRÓXIMAS AÇÕES
Entre as próximas atividades estão a realização das sondagens rotativas e apresentação das análises das sondagens realizadas, assim como complementações do relatório.
