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Sócio da ABMS aborda estudos sobre empreendimentos em regiões cársticas

segunda-feira, 29 de agosto de 2011 comentários

O geólogo e sócio da ABMS Álvaro Rodrigues dos Santos escreveu artigo abordando estudos sobre fenômenos cársticos na região de Cajamar, SP. De acordo com o especialista, a possibilidade de colapsos aumenta quando feições cársticas estão próximas à superfície ou quando há intervenção de terraplenagens ou ainda evolução natural. Para Álvaro dos Santos, no caso de Cajamar, o provável motivo é a exploração de água subterrânea por poços profundos. Com a descoberta, é possível orientar a escolha de terrenos e das técnicas aplicadas nas fundações da região. Veja mais detalhes na íntegra do artigo.

NOVO MODELO GEOLÓGICO ORIENTA A ESCOLHA DE TERRENOS E O TRATAMENTO DE FUNDAÇÕES PARA EMPREENDIMENTOS NA REGIÃO DE CAJAMAR – SP

Geólogo Álvaro Rodrigues dos Santos (santosalvaro@uol.com.br)

Conteúdo
Novo modelo geológico para a explicação dos fenômenos cársticos (vazios subterrâneos) na região de Cajamar – SP abre a possibilidade de mapeamentos geotécnicos preventivos e de sucesso no tratamento por injeção de caldas de cimento

Introdução
São já razoavelmente (mas não suficientemente) conhecidos da engenharia paulista os graves problemas geológico-geotécnicos advindos de feições cársticas (vazios, bolsões de solos muito moles e outras descontinuidades promovidos por dissolução da rocha calcária) nos terrenos metamórficos presentes no município de Cajamar – SP e região próxima.

Os dois casos mais emblemáticos dessa tipologia de problemas foram o famoso Buraco de Cajamar, afundamento de grande expressão ocorrido em 1986 no bairro de Lavrinhas dessa cidade, e o comprometimento das fundações da moderna fábrica da Natura, no ano de 1999.
O principal fenômeno cárstico de interesse da engenharia é o afundamento, brusco ou lento, de terrenos. Esses afundamentos, que podem destruir por completo edificações de superfície, colocando em risco patrimônios e vidas humanas, podem ter várias etiologias, com destaque para colapsos de teto de caverna (que pode estar a dezenas de metros de profundidade) e colapso do horizonte de solos sobreposto a vazios existentes no próprio interior do pacote total de solos de alteração de rocha (solos saprolíticos).

O famoso Buraco de Cajamar, colapso ocorrido em agosto de 1986


O modelo antigo e o novo modelo

A partir dos estudos realizados pelo IPT a propósito do Buraco de Cajamar, adotou-se generalizadamente a hipótese pela qual os vazios encontrados na cobertura de solo (normalmente dezenas de metros de espessura) seriam originados da migração de solo para o interior de cavidades cársticas do maciço calcário são.

Os novos estudos que tenho levado a efeito na região de Cajamar, com a realização de inúmeras sondagens diretas e indiretas em apoio a investigações geológico-geotécnicas para a instalação de grandes empreendimentos, um melhor conhecimento das peculiaridades fisiográficas do município e municípios vizinhos, numerosas consultas de dados de sondagens para empreendimentos vários na região, exame das pedreiras de calcário ativas e abandonadas, entrevistas sobre eventuais problemas de abatimentos de terreno e um melhor entendimento dos processos geológicos pretéritos de metamorfização ocorridos no Proterozóico Superior (idades entre 600 milhões a 1 bilhão de anos), conduziram-me a questionar a validade do modelo até então proposto levando-me a propor um novo modelo geológico-fenomenológico, o que traz conseqüências diretas para a abordagem técnica do problema.

O novo modelo geológico apóia-se na hipótese de um comportamento físico diferenciado dos diferentes estratos sedimentares frente aos esforços metamorfizantes de compressão ocorridos no Proterozóico Superior. O banco calcário inferior, constituindo uma camada rochosa mais espessa e mais competente que as camadas superiores, teria oferecido uma maior resistência a esses esforços de compressão, o que a levou a dobrar-se menos que seus estratos superiores (vide croqui).

No âmbito desse cenário geológico, especialmente na conformação de anticlinais (área formada pela crista das dobras), a base dos estratos superiores por certo teria sido “arrastada” sobre a camada calcária inferior durante os esforços de compressão/dobramento, em um processo semelhante a um nappe de charriage (superfície de arrastamento). Esse fenômeno explica a situação geológica singular da zona de interface entre o pacote de solo saprolítico (normalmente com 30 a 60 metros de profundidade na região), com rocha calcária sã. Essa zona de interface, com espessura média de 3 a 5 metros, exibe uma feição brechóide heterogênea, irregular e complexa, ou seja, uma composição e uma aparência física totalmente diversa do pacote alterado superior de estratos metamorfizados e a rocha metacalcária sã inferior.

É justamente nessa zona brechóide de interface, adicionalmente muito exposta a variações do nível d’água, que têm origem e se situam as feições cársticas, bolsões de vazios ou solos muito moles, geotecnicamente preocupantes para a construção civil.

De outra parte, os vales atuais em sua maior parte coincidiriam com anticlinais de grandes dobras metamórficas, situação em que, como se sabe (Geomorfologia Estrutural), há o aparecimento de fraturas apicais de descompressão que potencializam a ação dos processos intempéricos e erosivos, fazendo com que, paradoxalmente, um parte alta de uma dobra venha no futuro a geomorfologicamente corresponder a um vale.

Os calcários na região são naturalmente margosos e/ou quartzozos. Assim, de sua dissolução química restam resíduos de “impurezas” que chegam a preencher totalmente, em menor condição de densidade, os bolsões calcários então dissolvidos. Essa seria a origem do material que resolvemos apelidar de “pó de café”, um resíduo siltoso de um bolsão calcário dissolvido. Isso justificaria o fato desse “pó de café” constituir-se em um verdadeiro “marcador” para áreas dessa zona de interface que devam significar maiores preocupações geotécnicas.

Zona da interface brechóide mostrando materiais argilosos claros e avermelhados e bolsões com material pulverulento (“pó de café”) originário da dissolução de núcleos calcários

Em conclusão, os problemas cársticos da região de Cajamar têm origem exclusivamente na zona brechóide de interface entre o pacote de solos de alteração e o substrato calcário. Segundo esse modelo, os colapsos têm sua maior possibilidade de acontecer quando esses bolsões vazios ou preenchidos com solos muito moles encontram-se mais próximos à superfície do terreno, ou por sua própria evolução natural, ou por intervenções de terraplenagens. Segundo o histórico local de colapsos, a exploração de água subterrânea por poços profundos tem agido como o principal fator indutor e deflagrador desses abatimentos de terreno.

Decorrências práticas do novo modelo geológico

– Como as feições cársticas estão associadas a anticlinais de dobras, que traduzem-se no relevo atual por fundos de vale e áreas baixas, fica possível, através de uma boa caracterização geológica e geomorfológica da região, concluir-se sobre as áreas de maior ou menor probabilidade de ocorrência de feições cársticas. Esse fato permitirá a produção de Cartas Geotécnicas especificamente dirigidas ao risco de abatimentos cársticos, o que, por sua vez, possibilitará aos empreendedores públicos e privados melhor decidir a localização de seus empreendimentos ou providenciar os serviços de investigação consolidação geotécnica que se mostrem porventura necessários.

– Pelo fato dos vazios apresentarem-se circunscritos e a profundidades relativamente baixas (algumas poucas dezenas de metros) a injeção de calda de cimento (ou material similar) coloca-se como um expediente indicado e confiável para a consolidação geotécnica de terrenos a serem ocupado por algum empreendimento. O que não aconteceria se esses vazios estivessem se conectando com uma rede de vazios cársticos internos ao maciço rochoso, quando então, pelos grandes volumes de calda de cimento que seriam consumidos na injeção e pela grande extensão e erraticidade da rede de vazios do maciço, ficaria praticamente impossível ter-se o devido controle dos resultados do tratamento executado.

Geól. Álvaro Rodrigues dos Santos (santosalvaro@uol.com.br)
•    Ex-Diretor de Planejamento e Gestão do IPT e Ex-Diretor da Divisão de Geologia
•    Autor dos livros “Geologia de Engenharia: Conceitos, Método e Prática”, “A Grande Barreira da Serra do Mar”, “Cubatão” e “Diálogos Geológicos”
•    Consultor em Geologia de Engenharia, Geotecnia e Meio Ambiente


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