Escoamento sob pressão, Exercícios de Hidráulica

Baixe Escoamento sob pressão e outras Exercícios em PDF para Hidráulica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE ZAMBEZE FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA Engenharia Cívil –Laboral Geologia Aplicada Tema:  Riscos Geológicos -Geotécnicos Docente: Dr. Albano Salzôn Maparagem Beira, Novembro de 2023 2 UNIVERSIDADE ZAMBEZE FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA Engenharia Cívil –Laboral Geologia Aplicada Tema:  Riscos Geológicos -Geotécnicos Discente:  Carlos Mourinho Guacha Docente: Dr. Albano Salzôn Maparagem Beira, Novembro de 2023 5 1. Objectivos 1.1. Geral O presente trabalho tem como objectivo geral, o estudo dos Riscos Geológicos-Geotécnicos. 1.2. Específicos  ilustrar os conceitos básicos de risco;  Apresentar a classificação dos movimentos de massa;  Identificar os Condicionantes e causas dos movimentos gravitacionais de massa;  Classificação de risco geológico-geotécnico. 1.3. Metodologia A metodologia para a concepção do presente trabalho consistiu em pesquisa científica em manuais (PDFs) apresentadas nas referências bibliográficas para obter informação acerca dos temas abordados. 6 2. Riscos Geológicos-Geotécnicos 2.1 Conceitos Básicos De Risco A conceituação de risco geológico foi apresentada por Cerri et al (1998, in Oliveira e Brito, 1998): a susceptibilidade de uma área com relação a determinado fenómeno natural caracteriza a possibilidade de sua ocorrência (evento), enquanto que risco envolve a possibilidade de que o fenómeno seja acompanhado de danos e perdas (acidente). A palavra ―risco‖ refere-se tanto a algo que poderá acontecer, como à designação de uma linha ou traço separador. Desta forma, pode-se fazer uma alusão ao risco enquanto um limite entre partes, que se for ultrapassado resultará em perdas ao homem (VIEIRA, 2004). Os riscos geológicos são classificados em dois tipos de processos:  Processos endógenos (terremotos, vulcanismos e tsunamis),  Processos exógenos (erosão, movimentos de massa, enchente e assoreamento). Quanto à origem dos riscos geológicos é possível classificar os riscos naturais - provocados por fenómenos ou desequilíbrio da natureza sem a actuação humana; e os riscos induzidos, provocados pelas acções ou por omissões humanas que contribuem para gerar ou agravar desastres naturais. Há ainda uma diferenciação entre pontos de riscos e áreas de risco (Amaral, 1992), ou entre cadastramento e zoneamento de risco (Cerri, 1992). Os pontos de riscos são situações pontuais nos quais devem ser empregadas soluções específicas e localizadas, como um maior nível de detalhamento e indicando as situações de risco de cada moradia ou local. Áreas de risco abrangem maiores porções de terreno, com forma e tamanhos irregulares (VIEIRA, 2000). As áreas de risco delimitadas através de zoneamentos de risco podem conter ou não pontos de risco como o mesmo ou diferentes graus de risco, envolver várias moradias, e ou, áreas ainda não urbanizadas próximas às moradias que apresenta risco devido a sua declividade ou processos erosivos causados por desmatamento que levam a instabilidade da área. Neste caso o zoneamento de risco vem como forma de alerta, para que a urbanização destas áreas seja feita com planejamento; ou então determina a não ocupação de uma área, formando assim as áreas não edificáveis. 7 As áreas de risco são áreas passíveis de serem atingidas por processos naturais e/ou induzidos que causem efeito adverso. As pessoas que habitam essas áreas estão sujeitas a danos à integridade física, perdas materiais e patrimoniais. Normalmente, essas áreas correspondem a núcleos habitacionais de baixa renda (assentamentos precários) (BRASIL, 2007). As situações de risco geológico podem ser definidas nas formas de risco actual ou de risco potencial (Cerri e Amaral, 1998). O risco actual representa a situações de risco já presente na área ocupada e o risco potencial representa a susceptibilidade a ocorrência de risco geológico de áreas ocupadas ou não. Desta forma a classificação de áreas ou pontos de risco como potenciais têm como objectivo a prevenção destas áreas. Para uma análise quantitativa de risco (Augusto Filho, 2001), afirma que a análise de risco depende da obtenção e ponderação de dois parâmetros: a frequência ou probabilidade de um determinado fenómeno ocorrer, e a magnitude das consequências socioeconómicas associadas a eles. Assim sendo, a equação mais genérica para expressar o risco seria dada por: R = P x C, em que P = probabilidade de ocorrência do processo em questão, e C = consequências sociais e económicas potenciais associadas. Cerri & Amaral (1998) reproduzem a equação de Varnes em que para risco natural: Rt = E x Rs, em que Rt = risco total (expectativa de perda de vidas humanas, pessoas afectadas, danos a propriedades, interrupção de actividades económicas); E = elementos sob risco (sociedade, propriedades, actividades económicas); Rs = risco específico, ou seja, o produto do risco natural e da vulnerabilidade dos elementos sob risco expostos ao risco natural. As análises quantitativas de risco incorporam ao cálculo, a probabilidade de ocorrência do processo e a distribuição probabilística das consequências. Nas análises qualitativas, o grau de risco é estabelecido por termos linguísticos (baixo, médio e alto) e as consequências podem ser definidas de forma similar, englobando intervalos de valores relacionados ao número de moradias expostas ao risco. Para garantir uma análise quantitativa e ou qualitativa é necessário a elaboração de uma ficha de campo que contemple diversas características a serem observadas para que se torne possível a uniformização dos dados colectados, evitando que as avaliações de risco apresentem subjectividade ou divergências, principalmente quando executadas por equipes diferentes. 10 Tabela 2: Classificação COBRADE para Desastre Tecnológico. Tabela 3: Classificação dos movimentos de massa proposta de Augusto Filho (1992). 11 2.3.1 Rastejo Os rastejos são movimentos lentos e contínuos, sem superfície de ruptura bem definida, variando de mm a cm por ano, podendo englobar grandes áreas. Este processo ocorre geralmente nos horizontes superficiais, principalmente nos horizontes de transição solo/rocha e em baixa declividade. Esses movimentos podem ser observados devido ao surgimento de trincas e degraus de abatimento ao longo do terreno e pela presença de árvores e postes inclinados. Os principais factores condicionantes são antrópicos, devido à realização de cortes na parte inferior do terreno. Figura 1: Movimento de Rastejo. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09a.html Acesso: 03 de Novembro de 2023. 12 2.3.2 Escorregamentos Os escorregamentos são movimentos rápidos, com velocidade variando de m/h ou m/s, apresentam superfície de ruptura bem definida e o volume transportado é variado, mas pode ser facilmente medido ou inferido. São subdivididos em função do mecanismo de ruptura, geometria e material e geralmente são deflagrados devido à chuva. Os escorregamentos são classificados em: planares ou translacionais; circulares ou rotacionais; e em cunha. Escorregamentos planares ou translacionais ocorrem predominantemente em solos poucos desenvolvidos e com elevada declividade, comuns nas vertentes das encostas serranas brasileiras, em conjunto com a presença de um plano de fraqueza desfavorável à estabilidade tais como fracturas, falhas, xistosidade, foliação etc. Figura 2: Escorregamento Planar. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09b.html Acesso: 06 de Novembro de 2023. 15 Figura 5: Quedas de Blocos. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09e.html Acesso: 03 de Novembro de 2023. Os rolamentos de blocos ocorrem quando processos erosivos ou escavação removem o apoio da base da rocha (descalçamento). É muito comum em áreas de rochas graníticas, onde existe a maior predisposição a originar matacões de rocha sã, isolados e expostos em superfície. A acção antrópica é a mais comum no seu desencadeamento devido à ocupação desordenada das encostas em que as escavações removem o apoio dessas rochas (BRASIL, 2007). 16 Figura 6: Rolamento de Blocos. Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/interacao/inter09g.html Acesso: 06 de Novembro de 2023. 2.4 Condicionantes e causas dos movimentos gravitacionais de massa Os movimentos gravitacionais de massa podem ser influenciados por condicionantes naturais, antrópico ou ambos. O entendimento destes condicionantes é de extrema importância para que se possa controlar e evitar que os movimentos gravitacionais de massa ocorram. Os condicionantes naturais são divididos em agentes predisponentes e agentes efectivos. Os agentes predisponentes são o conjunto das características intrínsecas do meio físico natural, podendo ser diferenciados em complexo geológico-geomorfológico (comportamento das rochas, perfil e espessura do solo, em função da maior ou menor resistência da rocha ao intemperismo) e complexo hidrológico-climático (relacionado ao intemperismo físico-químico e químico). A gravidade e a vegetação natural também podem estar inclusos nesta categoria. Os agentes efectivos são elementos directamente responsáveis pelo desencadeamento dos movimentos de massa, sendo estes diferenciados em preparatórios (pluviosidade, erosão pela água e vento, 17 congelamento e degelo, variação de temperatura e humidade, dissolução química, acção de fontes e mananciais, oscilação do nível de lagos e marés e do lençol freático, acção de animais e humana, inclusive desflorestamento) e imediatos (chuva intensa, vibrações, fusão do gelo e neves, erosão, terremotos, ondas, vento, acção do homem, etc.) (IPT, 2007). 2.4.1 Remoção da cobertura vegetal A remoção da cobertura vegetal aumenta a probabilidade de escorregamentos superficiais (Figura 7) se comparadas com as áreas em que a cobertura foi preservada, com a excepção da existência generalizada de bananeiras, pois seu sistema radicular pouco profundo e alto poder de retenção de água que acaba actuando como peso extra, prejudicando a estabilidade do talude (CAMPOS, 2011). Figura 7: Esquema representando a remoção da cobertura vegetal. Fonte: (CAMPOS, 2023). 2.4.2 Lançamento e concentração de águas pluviais e servidas A deficiência e ou inexistência de um sistema de drenagem de águas pluviais, faz com que água infiltre no solo, através de trincas, levando à saturação, que acaba diminuindo sua resistência e provocando a ruptura de cortes e aterros. O problema se agrava nos períodos chuvosos, quando a saturação do solo aumenta naturalmente. No caso das águas servidas, a inexistência ou deficiência de esgotamento sanitário permite uma infiltração continua no solo, provocando sua saturação e consequentemente ruptura de cortes e 20 2.4.5 Execução de corte com altura e inclinação acima do limite de segurança É muito comum à realização de cortes em encostas, seja para a implantação de sistema viário ou para construção de moradias, que apresentam altura e inclinação incompatíveis com os limites de resistência do solo, possibilitando a ocorrência de escorregamento. No caso de solos de alteração, cortes que não levam em conta as estruturas residuais da rocha (fracturas e outras descontinuidades) e o plano de mergulho do material de origem, podem originar rupturas planares. Figura 11: Cortes com declividade e altura excessiva. Fonte: (CAMPOS, 2023) 2.4.6 Execução deficiente de aterros e patamares É muito comum a ocorrência de escorregamentos em aterros, principalmente quando são executados de forma inadequada, em que o material é lançado sobre a superfície do terreno ou vegetação sem nenhum tipo de compactação. Este material sem compactação cria condições favoráveis ao aparecimento de caminhos preferenciais de água da chuva entre a superfície do terreno e a base do aterro, conforma ilustra a Figura 12. A situação mais crítica para a ocorrência de ruptura é quando o aterro é construído sobre surgência de água, mas esta situação é a menos frequente. 21 Figura 12: Esquema de construção irregular de aterro. Fonte: (CAMPOS, 2023) 2.4.7 Lançamento de lixo e entulho nas encostas O lançamento de lixo e entulho nas encostas conforme ilustra a Figura 13, cria condições favoráveis para a ocorrência de escorregamento, pois o material é extremamente poroso e, em período chuvoso, acumula água que se torna um peso extra, fazendo com que essa massa de material se desloque. O problema pode se agravar quando este material é lançado sobre as linhas de drenagem, seja natural ou servida. Figura 13: Lançamento de lixo e entulho em encosta. Fonte: (viçosa Minas gerais – brasil 2023) 22 2.5 Classificação De Risco Geológico-Geotécnico Segundo Cerri (2006) um mapeamento de risco pode ser realizado de duas formas; zoneamento ou sectorização de risco e o cadastramento de risco. O zoneamento de risco é delimitado sectores nos quais se encontram um determinado número de moradias com situação de risco semelhante; enquanto no cadastramento a avaliação de risco é feita pontualmente, ou seja, moradia por moradia. Assim após o cadastramento é necessário fazer uma nova sectorização para que este mapeamento não fique sendo generalista. Os graus de probabilidade de ocorrência do processo ou risco, apresentados na Tabela 4, proposto por Cerri (2006) tem sido utilizados em mapeamentos e no gerenciamento de risco do Ministério das Cidades. Os parâmetros utilizados juntamente com aplicação desse roteiro proposto por (Brasil, 2007) devem ser:  Padrão construtivo (madeira ou alvenaria): para uma mesma situação a construção em alvenaria deve suportar maior solicitação e, portanto deve ser colocada em classe de risco inferior à moradia de madeira;  Tipos de taludes: taludes naturais estão, normalmente, em equilíbrio. Taludes de corte e de aterro são mais propensos a instabilizações;  Distância da moradia ao topo ou à base dos taludes: deve ser adoptada como referência uma distância mínima com relação à altura do talude que pode sofrer a movimentação;  Inclinação dos taludes: os escorregamentos ocorrem a partir de determinadas inclinações.  A presença de água deve ser criteriosamente observada, a existência de surgências nos taludes e a infiltração de água sobre aterros devem ser tomadas como sinais de maior possibilidade de movimentações.  A chave para a classificação é a presença de sinais de movimentação/feições de instabilidade. Essa presença pode ser expressiva e em grande número; presente; incipiente ou ausente. 25 3. Conclusão Os risco geotécnico é baseada em princípios fundamentais que visam identificar, avaliar e mitigar os riscos associados a fenómenos geotécnicos, como deslizamentos de terra, erosões, instabilidades de taludes e afundamentos de solo. Esses princípios incluem a colecta de dados geotécnicos, a análise de históricos de eventos passados, a identificação de factores de risco e a aplicação de modelos matemáticos para prever possíveis cenários. Além disso também leva em consideração a incerteza dos dados e a variabilidade dos fenómenos geotécnicos, buscando fornecer uma estimativa confiável dos riscos envolvidos em determinado projecto ou área de estudo. Os benefícios incluem a redução de acidentes e perdas económicas, a optimização do projecto, a melhoria da qualidade das obras, a minimização dos impactos ambientais e a garantia da segurança dos trabalhadores e da população em geral. Quando se trata de risco geológico, existem inúmeras condições que podem controlá-lo ou minimizá-lo, como acções estruturais (controles artificiais de processos naturais) e não estruturais (acesso à informação, sistema de alerta e resposta frente ao acontecimento). Para que o cálculo do risco geológico represente a realidade do local é preciso conciliar os conhecimentos teóricos com actividades técnicas, como estudos de estabilidade e colecta de amostras. A conexão entre esses dados irá permitir que a área máxima de atingimento seja definida, no caso da ocorrência de um desastre natural. Assim, se faz necessário colectar informações sobre acidentes anteriores, pois o compilamento de dados é essencial, visto que eventos passados podem nos fornecer informações sobre acontecimentos futuros, ajudando então a identificar risco geológico. O risco geológico é um conceito fundamental, principalmente para a sociedade actual que enfrenta mudanças climáticas que resultam em índices pluviométricos alterados, secas e outras consequências. 26 4. Referências Bibliográficas SILVA, Tatiana Quintão. Análise de risco geológico-geotécnico em áreas sujeitas a movimentos de massa. 2016. 119f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) — Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais, 2016. Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais. A actuação do Serviço Geológico do Brasil — CPRM na gestão de riscos e resposta a desastres naturais. Brasília, 2013 https://igeologico.com.br/risco-geologico-o-que-e-e-como-saber-o-risco-de-uma-area/