IMPORTANCIA DO METODO DE ELETRORRESIS­TIVIDADE NA DETERMINA~.AO DA NATUREZAE ESPESSURA DO MANTO DE DECOMPOSIQilO

EM ROCHAS CRISTALIN:AS

PorANDR~ DAVINO (1)

RESUlUO

No presen te trabalho " Cei ta um a si n lese dosr esultados de cenlenas de sondagens eletricasexec u tada s em rochas cr is la linas p re -ca mb r ia nassituadas num ra to de 70 km ao r edo I' da cid ad e deSiio Paulo.

as ra tores u serem conslderndos quando duInterrll'etull80 dns so ndngens elHrlens siio ag'rupadosem :I cn tcgorlas : l tt olog tcc -oat rutu ral. mo r fol og icoe repu,'lill80 da "gua 110 solo e IIUS rochns (aguade retencao, dg ua capliar e de gravidnde) .

Slio es tudadas :I curvas de so ndagens eletrlcastip lens <111 area e e examlnado um exemplo deap ltca cao rea l. Da-se en Case i, Importnncia do em­IlI'ego da eletrorreslat ivtdnde an tes du exec ucao doprog ra ma de so ndagens m ecauica s ,

1 - INTRODUQAO

Estudos geofisicos sabre 0 manto de decem­poslcao de rochas cristalinas nao sao mencio­nados nos livros-texto e sao raras as publicacoesa esse respeito. Compreende-se perfeitamenteessa falta, levando-se em conta que grandeparte das aplicacoes da prospeccao geofisicasabre areas de rochas cristalinas se limita apaises situados na faixa de clima temperado,onde a espessura do manto nao ultrapassa umadezena de metros, Para 0 Brasil, no entanto,esse problema apresenta grande irnportancia,em vista de estar a maior parte de seu terri­t6rio situada em terrenos cristalinos que apre­sentam urn espesso manto de decomposicao quepode alcancar ate uma centena de metros. Aexistencia desse espesso manto de intemperismoapresenta mumeras vantagens e desvantagensas Implantacoes de obras de engenharia civil,tais como barragens e rodovias, para citarapenas as rna is importantes.

o autor que teve a oportunidade de exa­minar, nesses ulttrnos dez anos, centenas de

curvas e perris de resistividade obtidos em areasde rochas cristalinas, pre-cambrianas, da regiaoda Serra do Mar, do Planalto de Sao Paulo eda Serra da Mantiqueira, num raio de 70 kmao redor da cidade de Sao Paulo, procura nestetrabalho explicar as causas da «est ratit tcacaoeletrtca» do manto de intemperismo dessasrochas, bern como, demonstrar a Importanciaeconomlca da aplicacao do metodo de eletror­resistividade na fase dos estudos de base deobras de engenharia civil.

2 - «ESTRATIFICAQAO» EL~TRICA DOMANTO DE INTEMPERISIUO

Como, para a mterpretacao correta dosdados de eletrorresistividade. sao necessartasvarias informacoes geologicas sabre a area emque foi procedido 0 levantamento, procurou-seno presente estudo, agrupar essas informacoesem 3 categorias:

Litologia e Estruturas Geol6gicasMorfologiaReparticao da agua nos solos e nasrochas

LITOLOGIA E ESTRUTURASGEOLOGICAS

Do ponto de vista da propagacao da cor­rente eletrica, as rochas sas, sem fissuras esem porosidade, comportam-se como materialsisolantes quase perfeitos. Assim, numa sonda­gem eletrica nao se distingue a presenca de urnxisto sao da de urn granite, ou outra rochacristalina, tambern nao fissurado e sao. Mas,a natureza do manto de decornposlcao dependeessencialmente da composicao petrografrca da

(1) ProCessor Livre - Docente do Jnst. Geoeienciase Astronomia, USP.

100 BDL. DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE GEOLOGIA - V. 19, N ° 1, 1970

rocha-mae, Algumas rochas dao origem a urnmanto de decornposicao argiloso. outras produ­zem urn manto -arenoso, havendo entre essesdois extremos, toda a gama de granulometria.Disso resulta grandes diferencas de permea­bilidade e porosidade do material do manto deintemperismo que, conseqUentemente, afetamsua resistividade eletrica. Deve-se levar emconta a atitude da xistosidade e das zonas defraturamento (falhas e diaclasamentos lnten­sos), pols ao longo dessas estruturas se encon­tram vartacoes laterais bruscas na resistividade.

l\IORFOLOGIA

A natureza e a espessura do manto deintemperismo, como se sabe, e fun~iio diretado relevo topografico.

Em areas montanhosas, de relevo aciden­tado, onde os declives locais variam de 20° a60°, como em certas regtoes da Serra do Mare da Mantlqueira, predominam os coluvloes eos talus, de espessura variada, mas que podemfacilmente ultrapassar uma dezena de metros.o solo residual s6 se forma nos cumes aplai­nados dos morros.

Nos planaltos, com relevo suave, expressopor morros cujas encostas apresentam declivesda ordern de 10°, como e 0 caso de certas areasdo Planalto de Sao Paulo, predominam solosespessos «in situ», do. ordem de uma dezenade metros, aos quais seguern 0 solo de atteracaoe a rocha alterada, que podem ultrapassar, emconjunto, 40 metros de espessura. Nos planal­tos e comum a rocha sa se encontrar a matsde 50 metros abaixo do manto de decomposicao.

Os aluvioes tambern apresentam interesse.pois em certas areas da regtao em estudo, eIesocupam grandes extensoes, podendo alcancar20 metros de espessura, Se para a construcaode barragens, os aluvioes podem constituir en­traves intransponiveis, para a captacao de aguasubterranea sao os melhores reservat6rios natu­rais das areas cristalinas.

REPARTI~AO DA AGUA NO SOLO EROCHAS

A agua que se infiltra na terra pode serclassificada em 3 categorias: agua de retencao,agua capilar e agua de gravidade (Castany,1967, pp. 148-154). Como a resistividade dasrochas depende da quantidade e qual1dade dasaguas nelas contldas, essa elassificacao Ii muitoadequada para a compreensao da «estratifi­cacao» eletrtca,

As particulas do solo e das rochas apre­sentam diferentes capacidades de retencao da

agua: assim, as argilas podem reter 45% deagua, enquanto as areias nao fixam sense 3%(Castany, 1967, p. 125). Por isso, as argilassempre apresentam as menores resistlvidadeseletricas em relacao aos siltes e areias.

A agua capilar, mantida pelas rercas decapilaridade, pode sp.bir acima da superficiepiezometrica, mantendo-se em equilibrio nosintersticlos da rocha e do solo pela a<;ao datensao superficial. A ligua capilar ocupa umafaixa do terreno aclma do nivel hidrostatico.A zona capilar e, naturalmente, rna is umtdaque a zona de reteneao e por isso, nessa zona,os valores de resistividade sao mais baixos.

A agua de gravidade se concentra na zonade saturacao, onde a resistividade atinge geral­mente os menores valores.

Na fig. 1 pede ser observada a relaeaoentre a variacao da resistividade e as zonasde distribui«;ao dos tipos de agua aclma descri­tos. Trata-se de urn corte natural em gnaisse0.0 longo do vale do rio Oubatao, na Serra doMar. Nos primeiros metros dessa secao obser­ba-se 0 solo vegetal, argtlo-siltoso, onde pre­domina 0 fenomeno de evapotransplracao. Ai,a resistlvidade e da ordem de 1. 000 ohm. m .Logo iabaixo, entre 1 a 5 metros de profundi­dade, predominam os dep6sitos de coluvlao,com blocos de gnaisse semlalterado de ate 0,5 mde dlil.metro; segue -se 0 gnaisse parclalrnentealterado, mas, com estruturas ainda visiveis.Na zona de retencao, onde a quantidade deagua c minima, e portanto a quantidade dear contida nos poros e maxima, a resistividadealcanqa valores da ordem de 10.000 ohm.m.Estes valores multo elevados se expl1cam tam­bern pelo fato da agua de retencao naquelelocal ser pratiearnente isenta de sais em solu«;ao(eletr611tos). Na zona de saturaeao, 0 movi­mento das aguas e multo lento e esse liquidopermanece longo tempo em contato com osminerals das rochas que, entao, sao dlssolvldose os sals produzidos tomam 0 eletr611to alta­mente condutor. ll:ste fate e de alta relevancla,pols a rocha, do ponto de vista da mecanlca,pode ser conslderada pouco alterada ou quasesa, no entanto, apresenta os mals baixos valoresde resistividade.

Na zona capital, 05 valores de resistividadesao lntermedlartos entre os da zona de retencaoe a zona de saturaeao,

Essa «estrat lfica <;ao» eletrlca e genertcana reglao pesqulsada. Dlsso resulta curvas desondagem eletrica semelhantes: comecam emforma de sino seguido de urna escadn descen­dente e lunda de navio (vide sondagens eletri-

A. DAVINO - Importancia do metodo de eletrorresistividade . . . 101

Na fig. 3 e mostrado urn corte geoeletricointerpretado a partir de 9 sondagens eletricasexecutadas ao longo de 2 km sabre rochas xis­tosas na serra da Mantiqueira. Dependendodas facilidades de acesso ao local, esse cortepode ser obtido em apenas 1 dia de trabalhode campo. As cotas das estacoes de sondagenspodem ser obtidas simultaneamente com as

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medidas de eletrorresistividade por meio de urnaltimetro de precisao,

Para fins de estudos de viabilidade deobras de engenharia civil (corte de estradas,abertura de tuners, construeao de barragens,etc.) 0 corte geoeletrico interpretado e larga­mente suficiente. Nesse corte, interessa sobre­tudo a posicao da rocha sa, 0 que se conseguea partir das sondagens eletricas com relativaprecisao da ordem de 10 a 20%. A partir docorte geoeletrico interpretado pode-se a prioriabandonar 0 local escolhido para a implantacaoda obra ou, entao, modificar 0 projeto. A partirdos resultados de uma campanha geofisica, po­de-se racionalizar melhor a outra etapa do es­tudo de base : a programacao das sondagensmecanlcas.

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T6das as curvas tern seu ramo terminalascendente a 45 0, correspondendo it ro­cha sa.A curva 1 e uma curva duas-camadas: aprimeira correspondendo ao aluviao egnaisse decomposto que, praticamente, seconfundem do ponto de vista da eonducaoda corrente eletrica: a segunda camada eo gnaisse sao , na base do aluviao.A curva 2 corresponde ao manto dedecomposicao do gnaisse e a curva 3, aodo xisto. Essas duas curvas sao tipicas epermitem distinguir, em certos cases, quan,do se trata de urn e de outro tipo de rocha:o xisto sempre se apresenta mais profun­damente decomposto e os valores de rests­tividade da zona de saturacao cai a algu­mas centenas de ohm. m, pois que 0 mate­rial, nessa zona, e muito mais argtloso queno gnaisse.

3 - EXEMPLO DE APLICAQAO

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cas 2 e 3 da fig. 2 ). Quando a zona capilar emuito delgada, ha apenas curvas sino-fundode navio.

Na fig. 2 sao reproduzidas curvas de son­dagens eletricas t ipicas, obtidas na area estu­dada. Elas foram colocadas juntas para possi­bilitar a comparacao e confrontar com a expli­cacao aclma exposta:

BIBLIOGRAFIA

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