universidade federal rural do rio de...

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

INSTITUTO DE AGRONOMIA

DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS

Trabalho de Graduação

Caracterização Geomecânica e Tecnológica para os Litotipos

Ocorrentes na Pedreira ESAM, Município de

Nova Iguaçu – Rio de Janeiro.

Aluno

Lucas Audi Morokawa

200904014-5

Orientador

Prof. Dr. Rubem Porto Junior

(DG/IA/UFRuralRJ)

Julho de 2014

II

1 – MOROKAWA, LUCAS AUDI

Caracterização Geomecânica e Tecnológica para os Litotipos Ocorrentes na

Pedreira ESAM, no Município de Nova Iguaçu – Rio de Janeiro

Curso de Geologia / Departamento de Geociências

Instituto de Agronomia / Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro – UFRRJ

[Seropédica] Ano 2014

Trabalho de Graduação submetido ao Curso de Graduação em Geologia da

Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Área de Concentração: Geologia Aplicada

III

Agradecimentos

Agradeço aos meus pais, Ana Maria Audi e Tokitika Morokawa, meu irmão Henrique Audi

Morokawa e toda minha família, pelo apoio e amor oferecidos durante minha trajetória.

Ao meu orientador Rubem, por todos os ensinamentos transmitidos durante esta fase, pela

dedicação, pela paciência e principalmente pela confiança.

A turma de Geologia do ano de 2009, por todas as amizades conquistadas durante o

curso.

A família M6 - 3º, principalmente ao quarto 665, por todos os momentos de convívio.

A todos os professores e funcionários do Departamento de Geociências.

Á Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.

E a todos aqueles que não foram citados, mas que contribuíram diretamente ou

indiretamente para a conclusão desta etapa.

IV

Resumo

Este estudo foi realizado na Empresa Santo Antônio de Mineração – ESAM, localizada na

Serra de Madureira, inserida no Maciço Gericinó-Mendanha, no município de Nova Iguaçu – RJ. O

estudo em pauta busca um melhor entendimento sobre as rochas ocorrentes da Pedreira ESAM,

apresentando as características de campo dos litotipos ocorrentes e analisadas suas

características tecnológicas a partir de resultados obtidos por variados testes e ensaios

realizados. Na área estudada foi constatada dois conjuntos litológicos denominados unidade

encaixante e vulcânica. Na primeira ocorrem ortognaisses e paragnaisses. Na segunda rochas de

afinidade alcalina agrupadas sob o nome de traquitos e outras máficas, agrupadas sob o nome de

diabásio/basalto. Foram realizados ensaios de massa específica seca, porosidade aparente,

absorção de água, desgaste Amsler, compressão uniaxial, velocidade de propagação de ondas

longitudinais, resistência ao impacto, flexão de três pontos, perda ao fogo e teste ao esclerômetro.

Os litotipos analisados foram o ortognaisse diorítico a quatzo-dioritico, ortognaisse granodiorítico a

granítico, traquito e diabásio, em estado são e levemente alterado.

V

Índice Geral Página Agradecimentos III Resumo IV Índice Geral V Índice de Figuras VI Índice de Tabelas VII Parte 1 – Introdução 1 1.1 Objetivos 1 1.2 Localização e Acesso 2 1.3 Métodos de Trabalho 3 Parte 2 - Aspectos Fisiográficos da Região Estudada 4 2.1 Geomorfologia 4 2.2 Hidrografia 5 2.3 Clima 5 2.4 Vegetação 6 Parte 3 - A Geologia Regional e Local 7 3.1 Caracterização da Geologia Regional 7 3.1.1 A Geologia do Maciço do Mendanha 8 Parte 4 - A Geologia da Pedreira ESAM 11 4.1 Aspectos da Geologia de campo 11 Parte 5 - A Caracterização Geotécnica 17 5.1 Ensaios e Testes realizados 17 5.2 Normas Técnicas e Instituições Normalizadoras 18 5.3 Classificações Geomecânicas 19 5.4 Ensaios e Testes Realizados 21 5.4.1 Massa Específica Seca 21 5.4.2 Porosidade Aparente 22 5.4.3 Absorção de Água 23 5.4.4 Desgaste Amsler 24 5.4.5 Compressão Uniaxial 25 5.4.6 Velocidade de Propagação de Ondas Longitudinais 26 5.4.7 Resistência ao Impacto de Corpo Duro 27 5.4.8 Flexão de Três Pontos 28 5.4.9 Perda ao Fogo 29 5.4.10 Ensaios Mecânicos com Esclerômetro 30 Parte 6 - Análise e Discussão dos Resultados 33 Parte 7 – Conclusões 35 Referências Bibliográficas 36

VI

Índice de Figuras Figura Legenda Página Figura 1 Localização da pedreira. 2 Figura 2 Compartimentação tectônica da Região SE brasileira (dados de Heilbron et,

al., 2004) 7

Figura 3 Adaptado de Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro, CPRM, em destaque, o Maciço Gericinó-Mendanha.

9

Figura 4 Ortognaisses ocorrem quase na totalidade da frente de produção examinada.

12

Figura 5 Ortognaisse em contato com as rochas vulcânicas ocorrentes sob forma de diques.

12

Figura 6 Ortognaisse bandado. 14 Figura 7 Ortognaisse granítico. 14 Figura 8 Conjunto se mostra fortemente deformado. 14 Figura 9 Intrusões verticais a sub-verticais. 14 Figura 10 Diques com espessura variando de centimétrica a métrica. 16 Figura 11 Visão geral do traquito. 16 Figura 12 Diabásio em contato com ortognaisse. 16 Figura 13 Fraturas de alívio. 16 Figura 14 Resultados dos ensaios de massa específica. 22 Figura 15 Resultados dos ensaios de porosidade aparente. 23 Figura 16 Resultados dos ensaios de absorção de água. 24 Figura 17 Resultados dos ensaios de desgaste Amsler. 25 Figura 18 Resultados dos ensaios de compressão uniaxial. 26 Figura 19 Resultados dos ensaios de velocidade de propagação de ondas

longitudinais. 27

Figura 20 Resultados dos ensaios de resistência ao impacto. 28 Figura 21 Resultados dos ensaios de flexão de três pontos. 29 Figura 22 Resultados no gráfico de Schmidt. 32

VII

Índice de Tabelas Tabela Legenda Página Tabela 1 Instituições normalizadoras e ensaios correspondentes (Alencar et al,

1995). 18

Tabela 2 Valores dos ensaios realizados. 20 Tabela 3 Resultados dos ensaios de perda ao fogo. 30 Tabela 4 Resultados dos ensaios de densidade. 31 Tabela 5 Resultados dos ensaios de dureza. 31 Tabela 6 Resultados dos ensaios de resistência. 31

1

1- Introdução

O município do Rio de Janeiro e seus arredores estão num período de desenvolvimento

onde ocorre uma alta demanda por agregados, tais como britas e areias. Esta demanda é

sustentada pelo forte crescimento do mercado da construção civil, impulsionado pelo crescimento

econômico que por sua vez se relaciona com a realização de uma série de grandes eventos

esportivos de âmbito mundial, que serão sediados na cidade do Rio de Janeiro.

A Empresa Santo Antônio de Mineração - ESAM explora e comercializa agregados para

construção civil no mercado de baixada fluminense e região metropolitana do Rio de Janeiro

desde 1949. Ocupa uma área total de 160 hectares no município de Nova Iguaçu – RJ. Trata-se

de uma mineração de brita e de seus derivados.

Especificamente para a área, são poucos os estudos relacionados à geologia. A pedreira

ESAM é hoje a maior e mais produtiva na área de produção de brita da região, e sua proximidade

com os centros consumidores a colocam em posição privilegiada em termos de importância. É

necessário estudar os litotipos ocorrentes, devido à proximidade com o Rio de Janeiro e a

importância econômica da região. Estes fatos justificam da realização deste trabalho.

1.1 Objetivos

O objetivo deste trabalho é apresentar a geologia da área e os seus principais litotipos,

além da caracterização geomecânica e tecnológica para os litotipos ocorrentes.

A partir da análise de ensaios e testes de bancada serão definidos se o material

proveniente da pedreira está dentro dos padrões aceitos para uso como rocha ornamental.

2

1.2 Localização e Acesso

A pedreira ESAM está localizada na avenida Abílio Augusto Távora, 3793, bairro Jardim

Alvorada no Município de Nova Iguaçu na Baixada Fluminense do Estado do Rio de Janeiro

(Figura 1). A jazida encontra-se entre os paralelos 22°46’00’’ e 22°46’50’’ de latitude sul e entre os

meridianos 43°30’20’’ e 43°29’60’’ de longitude oeste. Sua maior porção está localizada na parte

oeste da folha Baía de Guanabara (SF 23-Z-B-IV) e a menor porção na parte leste da folha Itaguaí

(SF 23-Z-B-VI), na escala 1:100.000 do IBGE.

Para se dirigir a pedreira a partir do município do Rio de Janeiro, existem 2 opções: Pela

avenida Brasil a partir do centro, curva à esquerda na rodovia Presidente Dutra/BR-116, vire à

direita na av. Recife e vire à direita na av. Abílio Augusto Távora e seguir pela avenida até o

número 3793, onde se encontra a pedreira ESAM; Pela avenida Brasil a partir da zona oeste, vire

à direita na estrada Rio São Paulo, vire à direita na av. Abílio Augusto Távora e seguir pela

avenida até o número 3793, onde se encontra a pedreira ESAM.

Figura 1: Localização da pedreira.

3

1.3 Métodos de Trabalho

Para a caracterização geomecânica e tecnológica dos litotipos ocorrentes na pedreira

ESAM, foram estabelecidos algumas etapas de trabalho para melhor entendimento do estudo.

Foram definidas quatro etapas principais que resultaram neste trabalho.

Etapa 1 - Pré-campo:

Nesta etapa inicial, foi feita um levantamento bibliográfico sobre a área em estudo, sendo o

enfoque principal na caracterização geológica e geotécnica dos litotipos ocorrentes, além de

informações sobre os ensaios mecânicos disponíveis e sua metodologia.

Etapa 2- Etapa de campo:

Envolveu a realização do trabalho de campo que consistiu na visita a pedreira ESAM,

onde foram observadas as características geológicas e físicas da área, foram descritas as

características dos litotipos em campo e foi realizada a coleta das amostras.

Etapa 3 - Etapa de Laboratório:

Esta etapa envolveu a interpretação dos dados obtidos a partir dos ensaios caracterização

tecnológica realizados em cada litotipo. Os ensaios de valores de massa específica seca

,porosidade aparente, desgaste Amsler, compressão uniaxial, velocidade de propagação de ondas

longitudinais, resistência ao impacto, flexão de três pontos e teste ao Esclerômetro foram

realizados no laboratório da PUC e os ensaios de absorção de água e perda ao fogo realizados no

laboratório da Coppe-UFRJ.

Etapa 4 - Etapa de Gabinete:

A última etapa deste trabalho envolveu a interpretação conjunta de todos os dados obtidos

para a produção deste trabalho de conclusão de curso.

4

2 - Aspectos Fisiográficos da Região Estudada

2.1 - Geomorfologia

As linhas de relevo do Maciço Gericinó-Mendanha estão orientadas no sentido WSW-ENE

possuindo topografia bastante acidentada (Nimer, 1979). Apresentam blocos falhados deslocados

transversalmente impondo nítido controle estrutural sobre a morfologia (Radam Brasil, 1983).

O Maciço do Gericinó-Mendanha está inserido na unidade geomorfológica de colinas e

maciços costeiros. É circundado pela unidade planície costeira, localizada na faixa de

dobramentos remobilizados que se estendem ao longo da costa do Estado do Rio de Janeiro

(Costa, 1986).

Este maciço destaca-se na paisagem da planície litorânea e da Baixada Fluminense por

seu posicionamento topográfico privilegiado. Trata-se de uma região de relevo bastante

acidentado, formada por muitas escarpas e elevações, cujo ponto máximo atinge 974 m (Costa,

1986).

Os vales se apresentam em forma de “V” com vertentes simétricas nas várias etapas de

seu percurso, como observado nos vales do Rio Dona Eugênia, Mata Fome e Levi, sendo

acomodados de modo geral em rochas subvulcânicas (Vieira & Klein, 2004).

Uma grande área de planície e de colinas com cristas e vertentes convexas (meias-

laranjas), numerosas (mar de morros) e com altitudes inferiores às dos maciços. As colinas em

formato de meias-laranjas tendem a ser em maior número à medida que se aproximam do maciço

de Tinguá e dos contrafortes da Serra do Mar (região de Jaceruba).

5

2.2 - Hidrografia

O Município de Nova Iguaçu é ricamente drenado por diversos rios, córregos e canais.

Esta malha é constituída de duas bacias: a do Rio Iguaçu e a do Rio Sarapuí. Estas bacias se

projetam para a Baía de Guanabara e a Bacia do Rio Guandu. O Rio Iguaçu, que nasce no

Maciço do Tinguá, foi, até 1858, responsável por grande parte do desenvolvimento econômico do

Município.

Uma cadeia de montanhas entre o Maciço do Tinguá e o Maciço Gericinó-Mendanha atua

como um importante divisor de águas do Município, opondo a rede de drenagem a leste e a oeste.

A extensão total dos rios do município de Nova Iguaçu é de 200 km.

A bacia do rio Guandu abrange os rios: Santana, São Pedro, Santo Antônio, D’Ouro,

Ipiranga, Cabuçu, Cabenga e Guandu-Mirim. A bacia do rio Iguaçu abrange os rios Paiol, das

Velhas, Botas, Ana Felícia, Tinguá, Barreiras, Boa Esperança e Adrianino. A bacia do rio Sarapuí

é constituída pelos rios Maxambomba, da Prata e Dona Eugenia.

2.3 - Clima

O clima da região é relativamente uniforme durante todo o ano. No verão, em decorrência

do grande calor e da elevada umidade relativa, ocorrem fortes chuvas, enquanto no inverno, os

totais pluviométricos são mais baixos.

De acordo com a classificação de Köppen, baseada nos valores médios de temperatura e

precipitação, o clima da região em apreço classifica-se, genericamente, como Cw, ou seja, clima

temperado brando com verão quente e inverno seco. Devemos realçar que esse critério, por seu

caráter sazonal, não caracteriza completamente as condições ambientais do local, porém, ele

fornece indicações bastante aproximadas dos aspectos climáticos vistos na região.

Os maiores índices pluviométricos acontecem no período de dezembro a março, ao final

do qual, a intensidade de chuvas vai diminuindo gradativamente, chegando a valores mínimos

entre junho e setembro. De acordo com o estudo da distribuição das chuvas na região, verifica-se

que janeiro é o mês mais chuvoso, com uma média que oscila ao redor de 196 mm; e agosto, o

mês mais seco, tendo uma precipitação média por volta de 35 mm. Possui temperatura média

anual 21,8°C e precipitação média anual 2.105mm.

6

2.4 - Vegetação

No município de Nova Iguaçu, cerca de 40 por cento da área total da cidade encontra-se

coberta por formações vegetais significativas (vegetações primárias, secundárias ou pioneiras).

Desse total, 33% correspondem à cobertura original da Mata Atlântica, um dos mais ricos

ecossistemas do planeta. Cerca de 30 por cento está comprometido com o uso urbano e o

restante corresponde à atividade agrícola e as áreas de campo e pastagem. Ou seja, as áreas

onde a vegetação natural ou primitiva foi substituída para práticas de agricultura ou para o

criatório. Uma pequena parcela da superfície total do município corresponde a áreas sujeitas a

inundações e áreas degradadas.

7

3 – A Geologia Regional e Local

3.1 Caracterização da Geologia Regional

A área estudada está localizada na região do estado do Rio de Janeiro denominada

Baixada Fluminense e no contexto geológico tectônico regional, inserida no Terreno Oriental da

Faixa Ribeira, com direção estrutural NE-SW.

A faixa Ribeira está inserida na Província Mantiqueira, sendo limitada ao norte pela Faixa

Araçuaí, a W-NW pela porção meridional do Cráton de Luiz Alves (Heilbron et al., 2004). A

compartimentação tectônica da Faixa Ribeira estabelecida no seu setor central compreende

quatro terrenos tectono-estratigráficos: Ocidental, Paraíba do Sul/Embú, Oriental e Cabo Frio

(Figura 2).

Figura 2: Compartimentação tectônica da Região SE brasileira (dados de Heilbron et, al., 2004).

Legenda: (8,9) Terreno Ocidental; (10) Paraíba do Sul; (11,12) Terreno Oriental; (13) Terreno

Cabo Frio; (CTB) Limite Tectônico Central

8

Esta faixa orogênica neoproterozóica é interpretada como resultado de um longo ciclo de

convergências e colisões de massas continentais outrora dispersas, e que levou a formação do

continente Gondwana, há cerca de 500Ma.

Na evolução geológica desta área, o episódio importante foi sua separação do Continente

Africano, através de grandes fraturas na crosta terrestre (ruptura do continente Gondwana),

originando o Oceano Atlântico. Posteriormente essa região foi palco de amplos movimentos

verticais.

O Terreno Oriental, onde está inserido o maciço é caracterizado pela presença marcante

de ortognaisses gerados em ambiente colisional, por marcada presença de grandes dobras

isoclinais recumbentes e faixas de cisalhamento dúctil-rúptil contendo granitóides sin a pós

colisionais. A colagem desses terrenos está dividida em cinco eventos tectônicos

(Mesoproterozóicos- Neoproterozóico):

• Pré-colisional (630-595 Ma) responsável pela formação do Arco Rio Negro;

• Sin-colisional que ocorreu entre 590 a 563 Ma, como resultado da colisão entre os

terrenos Ocidental e Oriental onde há geração de granitos milonitizados do tipo S;

• Colisional final associado à convergência oblíqua (565-540 Ma), associada a intenso

plutonismo;

• Pós colisional (540-520 Ma); acarretando em zonas de cisalhamento dúcteis sub-verticais

predominantemente dextrais;

• Último evento transicional representado por zonas de cisalhamentos transicionais (520-

480 Ma) relacionados com relaxamento termal do orógeno.

3.1.1 - A Geologia do Maciço do Mendanha

A área da pedreira está localizada na Serra de Madureira, que pertence localmente ao

Maciço do Mendanha em destaque na figura 3. Também pode ser chamado de acordo com sua

fácie de Maciço de Gericinó, Marapicu ou Mendanha. É constituído basicamente de um

embasamento cristalino de idade neoproterozóica e uma fase magmática ocorrida no cretáceo,

sendo que a área em estudo se situa exclusivamente no embasamento, que ocorre na borda do

maciço.

9

O Maciço Gericinó tem forma de facólito e encontra-se encaixado na concavidade de uma

dobra dos gnaisses que ocorrem no município do Rio de Janeiro e Baixada Fluminense,

estruturada segundo uma mega-anticlinal com o flanco ocidental de direção NE e o flanco oriental

de direção NNW (Helmbold et al., 1965).

Dos três grandes maciços encontrados na cidade do Rio de Janeiro, este é o que não está

completamente nos limites da cidade, visto que a maior parte dele se encontra nos municípios de

Mesquita e de Nova Iguaçu. Está localizado no extremo setentrional da região carioca e tem como

ponto culminante o Pico do Guandu, com 964m de altitude, situado ao norte do Morro do Gericinó,

que tem altitude de 887m. Apresenta uma orientação NE-SW, tem seu flanco meridional abrupto,

caindo suavemente para norte. Neste maciço, na vertente para o Rio de Janeiro, foi criado o

Parque Natural Municipal do Mendanha, e na parte voltada para Nova Iguaçu foi criado o Parque

Municipal de Nova Iguaçu.

Figura 3: Adaptado de Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro, CPRM, em destaque, o

Maciço do Mendanha.

10

O embasamento cristalino corresponde aos ortognaisses, estes correlatos as séries

definidas inicialmente por Helmbold (1965). Constituído de uma seqüência ortoderivada (Série

Inferior) e outra paraderivada (Série Superior). A Série Inferior foi definida como correspondendo a

um conjunto de rochas gnáissicas e migmatíticas de inequívoco caráter magmático. Inclui

gnaisses de composição básica a intermediária foliados. As rochas apresentam evolução

policíclica com estruturação bastante complexa. A Série superior, inicialmente entendida como

formada essencialmente por rochas de derivação sedimentar, estudos mais recentes (Silva &

Silva, 1987; Pires et. al. 1989) demonstram a existência de um conjunto ortoderivado inserido no

pacote conhecido como Série Superior.

Os ortognaisses associam-se às rochas do Complexo Rio Negro são produtos do

metamorfismo de rochas ígneas mais antigas, geradas entre 630 e 600 milhões de anos atrás. A

unidade Rio Negro foi proposta inicialmente como um conjunto migmatítico a granítico por Matos

et al.(1980). Foi redefinida por Tupinambá et al.(1996) como um complexo ortoderivado

constituído por ortognaisses e granitóides (diorito, tonalito gnaisse, leucogranito e gnaisse

porfiróide). As rochas do CRN afloram por mais de 300 km ao longo do Terreno Oriental, e

apresentam pelo menos três séries de evolução magmática. Está representado na figura 3 no

domínio Nγ1r.

A fase magmática que ocorreu no Cenozóico gerou rochas de natureza alcalina,

compreendendo Nefelina Sienitos, traquitos, tinguaítos, e fonolitos predominantes, ocorrendo em

forma de intrusões (diques stocks), com idades de 65Ma e 40Ma (CPRM, 2012). Esta fase foi

muito discutida, pois houve a hipótese de que haveria um vulcão extinto, gerando diversos

trabalhos publicados tanto a favor da hipótese e diversos outros contra a hipótese. Hoje a teoria

mais aceita, é que a feição é um conduto vulcânico erodido. Nesta unidade está localizada a

Pedreira Irmãos Vigné Ltda., que é formada por um stock de sienito, cortado por diques de fonolito

e traquito, uma pedreira vizinha a ESAM, mas que possui litologias totalmente diferentes. Está

demonstrado na figura 3 como o domínio KTλs.

O domínio de baixada apresenta uma variedade de ambientes deposicionais sedimentares

do cenozóico (terciário e quaternário), sendo a sua maioria coberto pelos depósitos aluvionares, e

em menos parte depósitos coluvionares e fluviais. Os depósitos aluvionares são constituídos de

areias e cascalhos, com camadas subordinadas de argilitos de planície de inundação e meandros

abandonados. As areias são quartzosas ou quartzo-feldspáticas, dependendo do grau de

retrabalhamento e posição em relação às áreas serranas. Está demonstrada na figura 3 como o

domínio Qha, ocorrendo nas cotas mais baixas da região.

11

4 - A Geologia da Pedreira ESAM

4.1 Aspectos da Geologia de campo

Toda a frente é caracterizada pela presença de dois litotipos gnáissicos que correspondem

às rochas do embasamento, cortados por um granitóide, sendo este conjunto representativo das

rochas neoproterozóicas. Esse conjunto é então intensamente recortado por um grande número

de diques verticais a sub-verticais de espessuras centimétricas de composição basáltica e

traquítica/fonolítica. A seguir serão descritos os litotipos da pedreira, sendo subdivididos em

unidade encaixante e unidade vulcânica.

As Rochas da "Unidade Encaixante"

A unidade encaixante é constituída por ortognaisses de composições que variam de

quartzo diorítica a granítica que ocorrem na quase totalidade da frente de produção examinada

(Figura 4). Eles mantêm contatos com gnaisses paraderivados, bem observados na porção oeste

da frente de produção, e com as vulcânicas ocorrentes sob forma de diques (Figura 5). Nesta

unidade foram identificados ortognaisses com dois tipos composicionais distintos, além do

paraderivado.

Ortognaisse quartzo-diorítico caracterizado por bandamento conspícuo, onde intercalam-se

bandas félsicas, que contêm quartzo e feldspato de granulometria variando de fina a grossa (1-4

mm), e bandas máficas, que contêm principalmente biotita com granulometria variando de média a

grossa (2-4 mm)(Figura 6).

Ortognaisse granítico inequigranular (médio a grosso) com cristais de feldspato

preferencialmente orientados, preservando, contudo, a sua forma tabular. Composto por

plagioclásio, k-feldspato, biotita e quartzo. Possui textura granonematoblástica (Figura 7).

O tipo paraderivado é um plagioclásio-biotita-granada gnaisse de textura

granonematoblástica com realce dos grãos de granada que atingem cerca de 3 mm. É um tipo de

tonalidade clara com bandamento conspícuo e predomínio de bandas félsicas quartzo-feldspáticas

com granada.

12

Figura 4: Ortognaisses ocorrem quase na totalidade da frente de produção examinada.

Figura 5: Ortognaisse em contato com as rochas vulcânicas ocorrentes sob forma de diques.

13

O conjunto gnáissico mostra-se fortemente deformado (Figura 8) com foliação espaçada

bem definida. Presença de grãos de plagioclásio ovalados aponta para esforços distensivos.

Fraturamento posterior está imposto a estas rochas. Padrão de fraturamento ortogonal é

facilmente identificado.

As Rochas da "Unidade Vulcânica"

As rochas vulcânicas intrusivas (diques) são de dois tipos: basaltos e traquitos. Além de

ocorrerem de forma individualizada em diques de espessuras centimétricas (entre 10 e 30 cm)

verticais a sub-verticais, ocorrem ainda formando intrusões compostas de espessuras variadas

podendo chegar a até cerca de 4 metros de espessura (Figura 9).

Rochas Traquíticas

As rochas alcalinas presentes na Pedreira ESAM, correspondem a uma enorme

quantidade de diques, com composições variáveis desde os tipos félsicos (predominantes em

número) aqui caracterizados como traquitos, até os tipos máficos (restritos em ocorrência) de

composição lamprofírica. A espessura destes diques varia de poucos centímetros a métrica

(esses bem mais restritos em número) (Figura 10).

Um dos litotipos da unidade vulcânica é representado por traquitos porfiríticos. Pode

apresentar faciologias variadas, mas a principal é um traquito porfirítico cinza-claro a esverdeado.

É caracterizado pela presença de fenocristais de álcali-feldspato com pequena variação

granulométrica, os quais apresentam, em geral, dimensões submilimétricas, eventualmente

atingindo até aproximadamente 1,0 cm. Esses fenocristais perfazem cerca de 20% do volume total

da rocha e encontram-se imersos em uma matriz afanítica. Essas rochas possuem grande

quantidade de vesículas quase que invariavelmente preenchidas e cavidades miarolíticas, orifícios

oriundos do desprendimento de gases contidos durante seu posicionamento. Pode variar para

tipos de cores levemente lilás a roxo quando mais intemperizados (Figura 11).

Do ponto de vista estrutural ocorre em diques sub-verticais centimétricos preenchendo

fraturas nos gnaisses encaixantes. Pela quantidade e pequena espessura, em muitos casos, se

assemelham a ocorrências sob forma de enxames de diques.

14

Figura 6: Ortognaisse bandado. Figura 7: Ortognaisse granítico

Figura 8: Conjunto se mostra fortemente

deformado.Figura 9: Intrusões verticais a sub-

verticais.

1cm

25cm

15

Rochas Basálticas (Diabásios)

As rochas basálticas observadas na frente de produção corresponde á presença de diques

verticais a sub-verticais, centimétricos a métricos em contato com as rochas gnáissicas

encaixantes (Figura 12). Presença de pequenas venulações para o interior da massa encaixante

podem ser observadas. São litotipos hipocristalinos, afaníticos que apresentam nas faces externas

finas camadas carbonáticas de não mais do que 1 mm de espessura. Trata-se de uma rocha de

cor preta, com matizes do castanho escuro, com padrão de fraturamento ortogonal.

Eventualmente podem ser encontrados enclaves de rocha encaixante na parte mais externa da

intrusão.

Pode ser observado ainda muitas fraturas de alívio que em combinação com os planos de

fratura impostos pelas múltiplas intrusões, fragmenta fortemente o conjunto rochoso (Figura 13).

Fraturas de alívio com espaçamento centimétrico são observadas e servem como condutos para

passagem de água. Alguns segmentos do afloramento mostram-se muito úmidos.

16

Figura 10: Diques com espessura

variando de centimétrica a métrica.

Figura 11:Visão geral do traquito.

Figura 12: Diabásio em contato com

ortognaisse.

Figura 13: Fraturas de alívio.

1m 2m

0,5m

1m

17

5 - A Caracterização Geotécnica

5.1 Ensaios e Testes realizados

Para uma rocha ser considerada ornamental ou de revestimento, deve atender uma série

de especificações. A obtenção destas especificações se dá a partir da caracterização tecnológica

da rocha.

A caracterização tecnológica de rochas é realizada por meio de ensaios e análises, cujo

principal objetivo é a obtenção de parâmetros petrográficos, químicos, físicos e mecânicos do

material, que permitam a qualificação da rocha para uso no revestimento de edificações.

Os ensaios procuram representar as diversas solicitações às quais a rocha estará

submetida durante todo o processamento até seu uso final, quais sejam extração,

esquadrejamento, serragem dos blocos em chapas, polimento das placas, recorte em ladrilhos

etc.

Para cada rocha analisada, foram confeccionadas amostras de rocha sã e amostras de

rocha levemente alterada. Foram realizados os seguintes ensaios tecnológicos:

Valores de massa específica seca

Porosidade aparente

Absorção de água

Desgaste Amsler

Compressão uniaxial

Velocidade de propagação de ondas longitudinais

Resistência ao impacto

Flexão de três pontos

Perda ao fogo

Teste ao Esclerômetro (resistência, dureza Schmidt e densidade)

A partir dos resultados desses ensaios, podem ser definidas as possibilidades de utilização

das rochas para diferentes ambientes e finalidades nas edificações. Tais possibilidades incluem o

uso em revestimentos de pisos, fachadas, bancadas, pias, colunas, arte funerária, e muitos

outros.

18

5.2 - Normas Técnicas e Instituições Normalizadoras

Para a realização dos ensaios referentes à rocha ornamental, foram elaboradas diversas

normais técnicas por diferentes instituições. As normas catalogadas referem-se a amostragem,

terminologias, nomenclatura, métodos de ensaios e especificações.

As normas sobre terminologia e nomenclatura são úteis para entendimento dos termos e

conceitos expressos no texto das outras normas. As normas sobre especificações procuram

colocar referenciais de qualidade para as rochas de acordo com diversos fins. As normas dos

métodos de ensaios permitem conhecer os procedimentos sugeridos por cada uma das

instituições normalizadoras, para se obter os valores de uma ou de várias propriedades.

As instituições normalizadoras, assim como os ensaios correspondentes estão

apresentados na tabela 1.

Tabela 1: Instituições normalizadoras e ensaios correspondentes (Alencar et al, 1995).

Ensaio ASTM DIN AFNOR UNI NBR

Análise Petrográfica C-295 X B-10301 9724/1 15845

Índices Físicos C-97 52102

52103

B-10503

B-10504 9724/2 15845

Resistência a Flexão C-99

C-880 52112 B-10510 9724/5 15845

Resistência ao Impacto de Corpo Duro C-170 X X X 15845

Resistência à Compressão D-2938 52105 B-10509 9724/4 15845

Coeficiente de Dilatação Térmica Linear E-228 X X X 15845

Congelamento e Degelo Conjugado à

Compressão X 52104 B-10513 X 12769

Desgaste Amsler C-241 52108 B-10518 2232 6481

Módulo de Deformabilidade Estática D-3148 X X 2234 X

Micro Dureza Knoop X X X 9724/6 X

Legenda: ASTM – American Society for Testing and Materials (EUA); DIN – Deutsche Institut fur

Norming (Alemanha); AFNOR – Association Français de Normalisation (França); UNI - Ente

Nazionale Italiano di Unificazione (Itália); ABNT NBR – Associação Brasileira de Normas Técnicas

(Brasil)

19

5.3 Classificações Geomecânicas

Valores limites definidos por Frazão & Farjallat (1995) no estudo Características

tecnológicas dos granitos brasileiros. Para cada rocha analisada, foram confeccionadas amostras

de rocha sã e amostras de rocha levemente alterada. Na tabela 2, estão demonstrados os ensaios

realizados e os litotipos amostrados. Para cada tipo de ensaio realizado, serão feitos comentários

sobre o ensaio em si, e a análise dos resultados obtidos.

21

5.4 Ensaios e Testes Realizados

5.4.1 - Massa Específica Seca

Este índice define relações básicas entre a massa e o volume das amostras de um

determinado tipo de rocha. A massa específica aparente é expressa em g/cm3, kg/m3 ou t/m3,

indicando o peso das unidades de volume de uma determinada rocha. A massa específica

aparente e a porosidade aparente fornecem indicações sobre a resistência físico-mecânica da

rocha, mediante esforços compressivos e de flexão. O ensaio de caracterização física foi

executado de acordo com a norma NBR 15 845 (ABNT, 2010). Os resultados são mostrados na

figura 14.

Os valores de massa específica seca se mostraram aceitáveis para todas as amostras

quando se encontram em estado são. Já, os valores de massa específica seca para as amostras

em estado levemente alterado, se mostraram abaixo do limite padrão. O diabásio apresenta ao

mesmo tempo, o maior e menor valor de massa específica seca, com variação de 7,2%. O

ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico é o litotipo em que houve a menor variação dos resultados,

tendo variado 3,1%, enquanto o ortognaisse granodiorítico a granítico teve uma variação de 3,5%.

O traquito obteve uma variação de 4% da massa específica seca entre a rocha sã e alterada.

A partir destes resultados, podemos observar inicialmente que o diabásio é a rocha que

mais sofre perda na massa específica seca quando se altera. Também se observa entre os

ortognaisses, que o ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico é o que menos sofre perda quando é

alterado, em comparação ao ortognaisse granodiorítico a granítico. O traquito apresentou variação

mediana, tendo o valor mais próximo aos ortognaisses em comparação ao diabásio.

22

Massa Específica Seca (Kg/cm³)

2,55

2,62

2,54

2,61

2,52

2,58

2,48

2,65

2,47

2,2

2,25

2,3

2,35

2,4

2,45

2,5

2,55

2,6

2,65

2,7

Limite Padrão (≥2,55)

OG Diorítico Rocha Sã

OG Diorítico Rocha

AlteradaOG Granodiorítico Rocha

SãOG Granodiorítico Rocha

AlteradaTraquito Rocha Sã

Traquito Rocha Alterada

Diabásio Rocha Sã

Diabásio Rocha Alterada

Figura 14: Resultados dos ensaios de massa específica seca.

5.4.2 - Porosidade Aparente

A porosidade aparente é expressa em porcentagem, indica a porcentagem de espaços

vazios intercomunicantes nesse mesmo volume. O ensaio de caracterização física foi executado

de acordo com a norma NBR 15 845 (ABNT, 2010). Os resultados são mostrados na figura 15.

Os valores de porosidade aparente se mostraram aceitáveis para todas as amostras

quando as mesmas se encontram em estado são. Já os valores de porosidade aparente para as

amostras em estado levemente alterado, se mostraram acima do limite padrão no ortognaisse

granodiorítico a granítico, no traquito e diabásio.

O ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico apresentou o menor valor de porosidade

aparente e é a única amostra que possui os valores dentro de padrões aceitáveis tanto em estado

são e quanto para os tipos alterados examinados, além de possuir a menor variação, de 12,6% na

comparação entre litotipos sãos e alterados. O ortognaisse granodiorítico a granítico apresenta

variação de 16,3%, o traquito de 24,4% e o diabásio de 32,2% para esta mesma condição.

Os resultados das variações se mostraram parecidos com o ensaio de massa específica

seca. O ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico obteve a menor variação, seguido do ortognaisse

granodiorítico a granítico, traquito e diabásio. O diabásio é a rocha que mais sofre efeito da

alteração, tendo apresentado as maiores variações nos dois primeiros ensaios.

23

Porosidade Aparente (%)

1

0,87

0,98

0,92

1,07

0,94

1,17

0,9

1,19

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

Limite Padrão (≤1,0)


OG Diorítico Rocha





Diabásio Rocha Sã


Figura 15: Resultados dos ensaios de porosidade aparente.

5.4.3 – Absorção de Água

A absorção de água é expressa em porcentagem. O índice de absorção d’água, indica a

capacidade da rocha ser encharcada por líquidos. O ensaio de caracterização física foi executado

de acordo com a norma NBR 15 845 (ABNT, 2010). Os resultados são mostrados na figura 16.

Os valores obtidos no ensaio para teste de absorção de água se mostraram aceitáveis

para todas as amostras quando estas amostras se encontram em estado são. Já, os valores

obtidos quando analisadas as amostras levemente alteradas, se mostraram sempre acima do

limite padrão.

O diabásio apresenta ao mesmo tempo, o maior e menor valor índice para absorção de

água, na comparação de amostras sãs e alteradas, com variação de 63,3% neste caso. O

ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico é o litotipo em que houve a menor variação dos resultados,

tendo variado 23,5%, enquanto o ortognaisse granodiorítico a granítico teve uma variação de

25%. O traquito obteve uma variação de 45% em relação à rocha sã.

Observa-se que as rochas possuem as taxas de variação na mesma ordem dos ensaios

prévios, o que aponta para uma relação direta de causa e efeito, ou seja, quando as rochas se

mostram alteradas, elas em comparação com os litotipos mais preservados (sãos) tendem a

perder massa específica (densidade), aumentar a porosidade e com isso aumentar a capacidade

de absorção de água.

24

Absorção de Água (%)

0,4

0,34

0,42

0,36

0,45

0,33

0,48

0,3

0,49

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6



OG Diorítico Rocha





Diabásio Rocha Sã


Figura 16: Resultados dos ensaios de absorção de água.

5.4.4 – Desgaste Amsler

Este ensaio simula a resistência das rochas ao desgaste abrasivo, utilizadas em

revestimento, essa simulação é feita em laboratório, e tem objetivo de determinar os ambientes

em que a rocha deve ser aplicada. O denominado teste Amsler, mais difundido no Brasil e

normatizado pela ABNT, é efetuado com dois corpos-de-prova friccionados em areia quartzosa

granulometricamente selecionada. A medida de desgaste no teste Amsler, expressa em

milímetros, é aferida após 500 e 1.000 giros da roda de fixação dos corpos-de-prova no

equipamento de ensaio. Foi realizado seguindo as normas ABNT/NBR 12042/12, ASTM C-241.

Os resultados são mostrados na figura 17.

Os valores de desgaste Amsler se mostraram dentro de padrões aceitáveis para todos os

litotipos quando os mesmos se encontram em estado são (não alterado). Já, os valores obtidos

para as amostras desses mesmos litotipos em estado levemente alterado, se mostraram acima do

limite padrão para os litotipos traquito e diabásio.

Para ambos os ortognaisses os valores obtidos se mostraram aceitáveis tanto para as

rochas em estado são e levemente alterado, sendo encontrado o menor valor de variação no

ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico, apresentando variação de 6,8% entre rocha sã e alterada.

O ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico possui variação de 15,6%. O traquito obteve variação de

11,3% e o diabásio de 15,7%.

25

Observa-se que o diabásio foi à rocha que apresentou maior variação. O ortognaisse

granodiorítico a granítico obteve uma variação relativamente alta, se comparado ao ortognaisse

diorítico a quartzo-diorítico, diferente do padrão analisado nos testes prévios. Este alto desgaste

está relacionado à maior porosidade que o ortognaisse granodiorítico a granítico apresenta em

seu estado alterado, pois uma rocha mais porosa absorverá mais água e seus minerais estarão

mais susceptíveis a ação do intemperismo, consequentemente perdendo a resistência ao

desgaste abrasivo.

Desgaste Amsler (mm)

1

0,88

0,94

0,83

0,96 0,97

1,08

0,95

1,1

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

1,15

1,2



OG Diorítico Rocha





Diabásio Rocha Sã


Figura 17: Resultados dos ensaios de desgaste Amsler.

5.4.5 – Compressão Uniaxial

A realização deste ensaio visa medir a resistência das rochas quando submetidas à

pressão de carga, utilizando uma prensa hidráulica com capacidade de no mínimo 1000 KN e

divisões de 2 KN. Apesar de ser uma propriedade índice, raramente uma rocha ornamental será

submetida a tamanho esforço de compressão em condições normais de utilização. O ensaio de

compressão uniaxial é exigível para todas as utilizações possíveis de uma rocha ornamental

(revestimentos, verticais, pisos, degraus e tampos). Foi realizado seguindo a norma NBR

15845/10. Os resultados são mostrados na figura 18.

Os valores obtidos a partir dos ensaios para compressão uniaxial se mostraram aceitáveis

para todas as amostras de todos os litotipos, tanto em estado são, quanto em estado levemente

alterado.

26

O litotipo que apresenta a maior variação quando comparamos rochas sãs e levemente

alteradas é o diabásio, (variação de 49%). O variação apresentada pelo traquito é da ordem de

53,3%, no ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico de 8,5% e no ortognaisse granodiorítico a

granítico de 11,3%. Entretanto, deve ser ressaltado que todos os valores obtidos estão acima do

limite padrão estabelecido.

Compressão Uniaxial (Mpa)

100

139

128

145

132

158

103

164

110

90

100

110

120

130

140

150

160

170

Limite Padrão (≥100)


OG Diorítico Rocha





Diabásio Rocha Sã


Figura 18: Resultados dos ensaios de compressão uniaxial.

5.4.6 - Velocidade de Propagação de Ondas Longitudinais

Este ensaio consiste em submeter à rocha a pulsos de ondas ultra-sônicas, para conhecer

o tempo que a onda leva para atravessar a amostra. A determinação da velocidade de

propagação de ondas ultra-sônicas longitudinais (m/s) permite avaliar, indiretamente, o grau de

alteração e de coesão das rochas. Os valores relativamente mais altos, num conjunto de amostras

de uma mesma rocha ou entre rochas semelhantes, indicam um menor grau de alteração e uma

maior coesão entre seus minerais formadores. Foi realizado seguindo a norma ASTM D2845/08.

Os resultados são mostrados na figura 19.

Os valores obtidos a partir dos testes para velocidade de propagação de ondas

longitudinais para os litotipos da Pedreira ESAM aqui examinados, se mostraram dentro de

padrões aceitáveis para todas as amostras tanto para aquelas representativas de amostras não

alteradas (sãs) quando para aquelas representativas de amostras em estado levemente alterado.

27

O diabásio foi o litotipo que apresentou os maiores valores de propagação da velocidade

medida, tanto para a amostra de rocha sã quanto para amostra de rochas levemente alterada

(variação de 20,9%). Isso é explicado pela maior densidade apresentada por este litotipo. O

ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico apresentou variação de 8%, o ortognaisse granodiorítico a

granítico de 11,3% e o traquito de 21,7%.

Observa-se o mesmo padrão que o prévio teste de compressão uniaxial. O traquito e

diabásio apresentaram as maiores variações se comparado aos ortognaisses. Isto demonstra que

as rochas vulcânicas quando alteradas, tem uma perda maior de densidade e coesão,

comparadas as rochas da unidade encaixante, além de possuir mais microdescontinuidades, que

interferem diretamente neste teste.

Velocidade de Propagação de Ondas Longitudinais (m/s)

4000

4815

4458

5024

4512

5018

4120

5456

4512

3800

4100

4400

4700

5000

5300



OG Diorítico RochaAlteradaOG Granodiorítico RochaSã

OG Granodiorítico RochaAlteradaTraquito Rocha Sã


Diabásio Rocha Sã


Figura 19: Resultados dos ensaios de velocidade de propagação de ondas longitudinais.

5.4.7 - Resistência ao Impacto de Corpo Duro

O ensaio de resistência ao impacto de corpo duro possibilita a obtenção de informações

relativas ao grau de tenacidade de um material rochoso, e, consequentemente de sua capacidade

de suportar ações mecânicas instantâneas (Vidal, Bessa & Lima, 1999). Foi realizado seguindo a

norma NBR 15845/10. Os resultados são mostrados na figura 20.

Os valores obtidos para os ensaios de resistência ao impacto de corpo duro se mostraram

aceitáveis para todos os litotipos quando os mesmos foram analisados para amostras estado são.

28

Já, os valores obtidos as amostras representativas de litotipos em estado levemente alterado, se

mostraram abaixo do limite padrão para o traquito e para o diabásio.

O ortognaisse granodiorítico a granítico é a rocha que apresenta os maiores valores de

resistência, nos diferentes estados de alteração, possuindo variação de 37,2% entre a rocha sã e

a rocha levemente alterada. O ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico e apresenta variação de

21,4%, o traquito de 61,1% e o diabásio de 42,1% para as mesmas condições.

Observa-se a grande perda de resistência que obteve as amostras de traquito,

demonstrando que quando a rocha está alterada, perde consideravelmente sua tenacidade.

Resistência ao Impacto (cm)

40

51

42

59

43

58

36

54

38

0

10

20

30

40

50

60

70



OG Diorítico Rocha





Diabásio Rocha Sã


Figura 20: Resultados dos ensaios de resistência ao impacto.

5.4.8 - Flexão de Três Pontos

A resistência a flexão é também conhecida como módulo de ruptura. Essa característica é

muito importante, pois as rochas ornamentais são constantemente solicitadas à tração em seus

usos. Está diretamente ligada as fraturas e a estrutura da rocha. Foi realizado seguindo a norma

NBR 15845/10. Os resultados são mostrados na figura 21.

Os valores obtidos para o ensaio de flexão de três pontos realizados para os litotipos

estudados se mostraram dentro de limites aceitáveis para todas as amostras quando as mesmas

se encontram em estado são. Os valores obtidos para as amostra levemente alteradas se

29

mostram abaixo do limite padrão apenas no litotipo traquítico e, ainda assim, com valor muito

próximo ao limite definido pela norma técnica. A variação apresentada entre amostras sãs e

levemente alterada foi maior no diabásio, possuindo variação de 35,7%. Para os demais litotipos:

ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico, variação de 16,8%, o ortognaisse granodiorítico a

granítico variação de 30,5% e o traquito variação de 14,2%.

Comparado com as outras rochas, o diabásio possui o maior valor em seu estado são.

Também é a rocha que maior sofreu maior variação entre seus estados são e alterado. Isso

demonstra que quando alterada, há uma grande perda em relação às estruturas presentes nesta

rocha, assim, perdendo sua resistência a esforços cisalhantes.

Flexão de Três Pontos (MPa)

10

13,2

11,3

14,1

10,811,4

9,98

14,8

10,9

0

2

4

6

8

10

12

14

16



OG Diorítico Rocha





Diabásio Rocha Sã


Figura 21: Resultados dos ensaios de flexão de três pontos.

5.4.9 - Perda ao Fogo

O teste de perda ao fogo determina a quantidade de massa perdida pela rocha quando

exposto a elevadas temperaturas (950ºC). Procedimentos básicos relacionados aos métodos:

coleta, diminuição, moagem, prensagem, primeira pesagem, secagem e segunda pesagem para

cada uma das amostras. Os resultados são mostrados na tabela 3.

Notamos que as rochas alteradas têm maior perda d’água quando submetidas ao processo

de secagem ao fogo que as rochas sãs. O aumento da quantidade de água incorporada às rochas

alteradas se dá por conta dos processos de alteração hidrotermais e processos intempéricos aos

quais à rocha foi submetida.

30

Observa-se que o ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico é a rocha que possui a menor

perda ao fogo tanto em seu estado são quanto levemente alterado. O traquito é a rocha que

sofreu a maior perda ao fogo em seu estado são e levemente alterado. Sua textura porfirítica

contribui para este fato, pois quanto maior a granulometria dos minerais na matriz rochosa, mais

exposto ao intemperismo estará o litotipo e maior será o acúmulo de água nos espaços

intersticiais.

Tabela 3: Resultados dos ensaios de perda ao fogo.

Perda ao Fogo (%)

Litotipo Rocha Sã Rocha Alterada Variação (%)

OG Diorítico 0,98 1,23 - 25,5

OG Granodiorítico 1,34 1,78 - 32,8

Traquito 1,56 2,69 - 72,4

Diabásio 1,46 2,45 - 67,4

5.4.10 - Ensaios Mecânicos com Esclerômetro

O esclerômetro de recuo, também conhecido como martelo de Schmidt, foi utilizado para a

realização de ensaios mecânicos de resistência. Esse método baseia-se na análise do choque

entre dois corpos dos quais, um está fixo e o outro em movimento, e serve para avaliar, em

primeira aproximação, a dureza superficial e a resistência a compressão uniaxial do material fixo,

no caso a rocha que está sendo ensaiada. A partir dos ensaios mecânicos com o esclerômetro,

conseguimos determinar a dureza (Schmidt) e resistência (Mpa) e densidade (g/cm³). Os

resultados dos ensaios estão representados nas tabelas 4, 5 e 6. Os resultados foram plotados no

gráfico de Schmidt na figura 22.

Podemos observar certa proximidade nos valores. Em relação à dureza (Schmidt), o

traquito e diabásio apresentaram valor superior, comparado aos ortognaisses. Em relação à

resistência (MPa), o diabásio apresentou maior valor. Observa-se também que as rochas da

unidade vulcânica, quando alteradas, têm a resistência menor que os ortognaisses, sendo assim

são as que apresentam maior variação dos valores entre o estado são e o estado levemente

alterado. Em todos os testes, o diabásio foi a rocha que sofreu maior variação, seguido do

traquito. Este fato pode ser explicado basicamente pela composição mineralógica das duas

31

rochas, pois o diabásio é composto por minerais com menor resistência ao intemperismo,

enquanto os minerais formadores do diabásio apresentam uma resistência pouco mais elevada.

Tabela 4: Resultados dos ensaios de densidade.

Densidade (g/cm³)


OG Diorítico 2,68 2,51 6,7

OG Granodiorítico 2,52 2,28 10,5

Traquito 2,48 2,13 16,4

Diabásio 2,79 2,19 27,3

Tabela 5: Resultados dos ensaios de dureza.

Dureza (Schmidt)


OG Diorítico 40 35 14,2

OG Granodiorítico 40 30 33,3

Traquito 45 30 50

Diabásio 45 25 80

Tabela 6: Resultados dos ensaios de resistência.

Resistência (MPa)


OG Diorítico 75 65 15,3

OG Granodiorítico 70 60 16,6

Traquito 75 40 87,5

Diabásio 80 35 128

32

Figura 22: Resultados no gráfico de Schmidt.

33

6 – Análise e Discussão dos Resultados

O ortognaisse diorítico a quartzo-diorítico apresentou os índices mais elevados para os

testes de porosidade aparente e perda ao fogo. Observa-se que é a rocha que menos sofreu

variação entre os estados de alteração das amostras, obtendo a menor variação em todos os

testes. Suas amostras em estado levemente alterado se mostraram com os índices mais elevados

em 9 dos 12 testes, sendo que na maioria dos testes, entretanto, os valores continuaram dentro

dos limites padrão. Para essa rocha, apenas nos testes para cálculo da massa específica seca e

para absorção de água, é que se observam valores fora dos limites padrão. Pode-se entender que

isso seja resultado do fato da rocha apresentar-se como sendo aquela que mostra os menores

índices de alteração. Tal fato pode, ainda, ser explicado devido a sua trama estrutural e sua

granulometria, pois possui uma estrutura bem definida e granulometria com menos variação em

suas bandas, dificultando a ação de agentes intempéricos.

O ortognaisse granodiorítico a granítico mostrou os índices mais elevados para os testes

de desgaste Amsler e resistência ao impacto. Obteve os melhores valores em estado levemente

alterado em 3 dos 12 ensaios. Observa-se que é a segunda rocha que menos sofreu variação nos

índices quando comparadas as amostras sã e levemente alterada. Comparado ao ortognaisse

diorítico a quartzo-diorítico, esta rocha está mais sujeita aos agentes de alteração, isto está

representado pelo fato de apresentar porosidade aparente superior e também possuir textura

inequigranular, com uma granulometria variando de fina a grossa, tornando a rocha mais

suscetível à alteração por conta de haver maiores espaços intersticiais.

O traquito apresentou índice mais elevado no ensaio de dureza Schmidt. É a segunda

rocha que mais sofre variação nos índices quando comparados entre amostras sãs e levemente

alteradas. Neste litotipo observou-se a maior variação entre os estados de alteração da amostra

em 3 dos 12 testes realizados. Tal fato pode ser explicado pelo traquito possuir uma textura

porfirítica, além da presença de orifícios oriundos do desprendimento de gases que formam várias

vesículas na rocha. Estes são fatores que contribuem para a ação de agentes intempéricos.

Comparado ao diabásio, sofre menos alteração, devido à sua composição mineralógica,

constituída por álcali-feldspatos, possuir uma maior resistência ao intemperismo (por conta de sua

composição) se comparado ao plagioclásio mais cálcico e aos minerais ferro-magnesianos,

encontrado em maior volume no diabásio.

34

O diabásio é a rocha que obteve índices mais elevados em 8 dos 12 ensaios realizados. É

também a rocha em que se observou as maiores variações entre os estados de alteração das

amostras, sendo esta variação a maior em 9 dos 12 ensaios realizados. Esta grande variação

ocorrida entre seus estados de alteração está diretamente associada à sua composição

mineralógica principal, constituída essencialmente por plagioclásio e piroxênios, minerais que se

alteram facilmente em superfície. Alem da composição mineralógica, a sua forma de ocorrência e

a estrutura da rocha contribui para esta fato, por conta de padrões de fraturamento ortogonais

presentes e o grande volume de fraturas de alívio observadas, que agem como facilitadores do

processo de alteração intempérica. Sua resistência elevada pode ser explicada devido ao diabásio

ser uma rocha com textura afanítica, com grãos muito finos e de grande homogeneidade,

consequentemente tornando-a mais resistente.

35

7 - Conclusões

Com base no levantamento bibliográfico, nos dados de campo, nos ensaios e análises

realizados, foi possível obter um melhor entendimento sobre a geologia geral da Pedreira ESAM.

Foi possível ainda, caracterizar os diferentes litotipos ocorrentes, além estabelecer suas

características geomecânicas/geotécnicas.

Definiu-se para a área a presença de dois conjuntos principais agrupados nas

denominadas Unidades Encaixante e Vulcânica. Na primeira, onde ocorrem ortognaisses

(amplamente dominante em volume) e paragnaisses de ocorrência restrita. Na segunda, forma

identificadas rochas de afinidade alcalina agrupadas sob o nome de traquitos e outras máficas,

agrupadas sob o nome de diabásio/basalto.

Todos os litotipos analisados, ensaiados e testados apresentaram valores dentro dos

limites padrão para todos os ensaios realizados, quando a rocha se apresenta em estado são.

Para os litotipos em estado levemente alterado, muitos se adequaram dentro dos limites padrão,

atestando assim a boa qualidade mecânica e geotécnica das rochas estudadas.

As análises feitas com amostras em estado levemente alterado permitiram um melhor

entendimento sofre os processos intempéricos e de alterabilidade atuantes nas diversas litologias

estudadas.

As características geotécnicas dos litotipos, bem como sua alterabilidade, estão

diretamente relacionadas à sua composição mineralógica, textura e estrutura internas, que, em

síntese, definem sua melhor aplicação no âmbito de seu uso industrial.

Vale ressaltar que para o prosseguimento da caracterização tecnológica, ainda devem ser

feitos outros testes e análises, como, análise petrográfica, dilatação térmica linear, ensaios de

alteração acelerada e ensaios de resistência ao ataque químico.

36

Referências Bibliográficas

ABNT – NBR 15845 (2010) – Rochas para revestimento – Métodos de ensaio. 32p. ALENCAR, C.R.A. (1995). Tecnologia de Lavra e Beneficiamento de Rochas Ornamentais. Federação das Indústrias do Estado do Ceará – Instituto Euvaldo Lodi – IEL/CE. Fortaleza. ALMEIDA, A.S. (2003) Métodos de Mineração. In TANNO, L.C. & SINTONI, A. Mineração & Município: bases para planejamento e gestão dos recursos minerais. São Paulo, Instituto de Pesquisas Tecnológicas. São Paulo COSTA, N. M. & C.COSTA. (1986). Geomorfologia Estrutural dos Maciços Litorâneos do Rio de Janeiro. Dissertação (Mestrado)-Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ, Brasil. CPRM (2012). Geologia e recursos minerais da folha Baía de Guanabara SF.23-Z-B-IV, estado do Rio de Janeiro escala 1:100.000 / Cláudio de Morisson Valeriano [et al.] ; organizador Luiz Carlos da Silva. – Belo Horizonte. FRAZÃO, E.B. & FARJALLAT, J.E.S. (1995). Características tecnológicas dos granitos brasileiros. Revista Rochas de Qualidade, 116:94-98. HEILBRON, M. (2004). Província Mantiqueira. In: MANTESSONETO, Virginio et al.(Eds.) Geologia do Continente Sul-Americano, São Paulo: Editora Beca, 2004. 647p. HELMBOLD, R., VALENÇA, J.G. & LEONARDOS JR., O.H.L. (1965). Mapa geológico do Estado da Guanabara, escala 1:50.000 . MME/DNPM, Rio de Janeiro, 3 folhas. MATOS G.M.M., FERRARI P.G. & CAVALCANTE J.C. (1980). Projeto Faixa Calcária Cordeiro-Cantagalo. Relatório Final, texto e mapas geológicos, Belo Horizonte, CPRM, 620 pp. NIMER, E. (1979) Climatologia do Brasil. Rio de Janeiro: IBGE. 422p. (Recursos naturais e meio ambiente). PIRES, F.R.M. & HEILBRON, M. (1989) Estruturação Estratigrafia dos gnaisses do Rio de Janeiro, RJ. In: SIMPÓSIO DE GEOLOGIA DO SUDESTE, 1989, Rio de Janeiro. Boletim de resumos expandidos. Rio de Janeiro: SBG. Núcleo Rio de Janeiro, p.149-151 RADAM BRASIL (1983). Levantamento de Recursos Naturais. Volume 32, Folhas SF23/24. Rio de Janeiro/Vitória. Ministério das Minas e Energia. Rio de Janeiro, RJ. SILVA, P.C.F. & SILVA, R.R. (1987). Mapeamento geológico estrutural da Serra da Carioca e adjacências, município do Rio de Janeiro. In: SIMPÓSIO REGIONAL DE GEOLOGIA RJ-ES, 1. 1987, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro, SBG. Núcleo Rio de Janeiro. p.198-209. TUPINAMBA, M. (1999). Evolução tectônica e magmática da Faixa Ribeira na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. Tese de Doutoramento, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, 221 p VIDAL, F. W. H.; BESSA, M. F. & LIMA, M. A. B. (1999) Avaliação das rochas ornamentais do Ceará através de suas características tecnológicas. - Rio de Janeiro: CETEM/MCT - (Série Tecnologia Mineral, 74). 1999. 30 p. VIEIRA, A.C. & KLEIN, V.C. (2004) Vulcão de Nova Iguaçu, o vulcão brasileiro. CREA-RJ, 10p.

universidade federal rural do rio de...

Documents