Caracterização geológica e geotécnica dos solos da região da Praia da Calheta, Ilha da Trindade- Brasil

Abstract

Resumo: A Ilha da Trindade é uma ilha oceânica localizada no Oceano Atlântico Sul (20.5°S, 29.3°W), extremo leste do território brasileiro, compreendendo uma ilha vulcânica pertencente a cadeia de montanhas submarinas (E-W) denominada Cadeia Vitória-Trindade. Possuindo características geológicas e fisiográficas isoladas do continente, a Ilha da Trindade apresenta-se muito susceptível aos processos erosivos, que envolvem movimentos de massa gravitacionais (deslizamentos planares envolvendo rochas, saprólitos e solos, além de rastejo e queda de blocos), escoamento superficial (fluxo de lama e detritos), erosão interna (piping), que desencadeiam diversas erosões lineares na paisagem, tais como sulcos, ravinas e erosões intersulcos. Neste contexto, este trabalho teve como foco a caracterização física e geológica dos solos da região, para melhor entendimento da gênese e participação destes nos eventos de erosão da Ilha, bem como da evolução da encosta estudada. Para este fim, delimitou-se uma área de estudo próxima a região ocupada da ilha, adjacente à Praia da Calheta (setor NE), e coletadas dez amostras de solo, sendo sete para análises físicas e três para análises químicas. Os ensaios físicos realizados foram: táctil-visuais, Análise Granulométrica (NBR 7181- 1884), Limite de Liquidez (NBR 6459-1984), Limite de Plasticidade (NBR7180-1984) e Densidade Real (DNER-ME 093-1994). Já os ensaios químicos compreendem na fluorescência de raios X (FRX) e difratometria de raios X (DRX). Admite-se que área de estudo é dividida em duas zonas principais, considerando o tipo de feição de terreno e da predisposição aos eventos naturais identificados, sendo estas: 1) vale efêmero com processos erosivos e movimentos de massas gravitacionais e 2) encosta com processos erosivos e movimentos de massa gravitacionais. Após da análise dos resultados, constatou-se que apesar das amostras de solo da zona do vale se apresentarem mais argilosas e com maiores limites de liquidez, os solos coletados, em geral, possuem granulometria arenosa, altos teores de umidade, baixos limites de liquidez, não são plásticos, possuem preservação da mineralogia das rochas fontes, elevada densidade relativa, e são escassos em argilominerais. Estes resultados, compilados com dados disponíveis, evidenciaram que a área de estudo possui um relevo íngreme, com solos rasos, de pouca evolução pedogenética, muito susceptíveis a erosão, majoritariamente classificados como saprolíticos e transportados. Na zona da encosta, observa-se que muitas vezes não há presença de solo, apenas de rochas (ankaratritos e/ou rochas piroclásticas e epiclásticas da Formação Morro Vermelho, unidade geológica que abrange inteiramente a área de estudo), além de escassa vegetação. No âmbito da erosão, sugere-se que o escoamento superficial, erosões intersulcos a partir de drenagens efêmeras, e secundariamente deslizamentos planares são as principais agentes de erosão dos solos. Apesar disso, observa-se que em locais onde há depósito de tálus ocorre uma espécie de enrocamento natural, retardando a erosão. Adicionalmente, interpretou-se que há uma maior taxa de erosão nas rochas piroclásticas e epiclásticas devido à natureza destas, que são mais porosas e permeáveis que o derrame vulcânico ankaratrítico (estratigraficamente superior). Desta forma, observam-se predominantemente feições lineares de maiores dimensões (vale) nas rochas piroclásticas e epiclásticas, e feições menos profundas (sulcos e ravinas) nos ankaratritos. Ressalta-se a importância da manutenção destas feições lineares de menores dimensões, para que elas não evoluam em um ritmo mais acelerado quando atingirem as cotas da sequência piroclástica, o que poderia gerar riscos à ocupação

Abstract: The Trindade Island is an oceanic island placed in the Southern Atlantic Ocean (20.5°S, 29.3°W), on the east end of Brazil, which is a volcanic island that belongs to the underwater mountain chain (E-W) called Vitória-Trindade Chain. With geological and fisiographic features isolated from the continent, the Trindade Island is very susceptible to erosive processes, that includes gravitational mass movements (planar displacements involving rocks, saprolites and soils, besides soil creep and falling blocks), runoff (mud and debris flow), piping, which triggers various linear erosion processes in the landscape, such as grooves, ravines, and inter-furrow erosions. In this context, this project had a focus on physical and geological characterization of soils in the region, for a better understanding of the genesis and their participation in the island erosion, as well as the development of the studied hill. For this goal, a study area was delimited near to the occupied region of the island, adjacent to the Calheta’s Beach (NE sector), and ten soil samples were collected, were seven for physical analysis and three for chemical analysis. The physical tests were: visual and tactile soil test, Granulometric Analysis (NBR 7181-1884), Liquidity Limit (NBR 6459-1984), Plasticity Limit (NBR7180-1984) and Actual Density (DNER-ME 093-1994). The chemical tests comprise X-ray (FRX) and X-ray diffraction (DRX). The study area is divided in two main zones, considering the type of terrain features and the predisposition to the identified natural events, which are: 1) Ephemeral valley with erosive processes and gravitational mass movements and 2) Slope with erosive processes and gravitational mass movements. After analyzing the results, it was found that, even if the soil samples from the valley zone were clayey with higher liquidity limits, in general, the sampled soils have sandy granulometry, high humidity levels, low liquidity limits, non-plastic, with preserved mineralogy from the source rocks, high relative density, and scarce in clay minerals. These results, compiled with available data, evidenced that the study area has a steep relief, shallow soils, with low pedogenetic evolution, very susceptible to erosion, classified mostly as saprolitics and transported. The slope zone shows that oftentimes there is no soil, only rocks (ankaratrites and/or pyroclastic and epiclastic from the Morro Vermelho Formation, a geological unit that covers the entire study area), as well as scarce vegetation. In the field of erosion, it is suggested that surface runoff, inter-furrow erosions from ephemeral streams, and, secondarily, planar displacements are the main agents of soil erosion. Despite this, in places with talus deposits there is a kind of natural riprap, which retards the erosion. In addition, a higher erosion rate was interpreted in pyroclastic and epiclastic rocks due to its nature, with higher porosity and permeable than the ankaratritic volcanic spill (stratigraphically superior). Therefore, larger linear features (valley) were observed in pyroclastic and epiclastic rocks, and less deep features (furrows and ravines) in the ankaratrites. It is highlighted the importance of the smaller linear features maintenance, in order to prevent them from developing in an accelerated pace when reaching the pyroclastic sequence height, which could cause risks to the occupation