Geologia na engenharia

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Geologia na engenharia

  1. 1. GEOLOGIA APLICADA BELARMINO BARBOSA LIRA
  2. 2. Geodinâmica externa GEOLOGIA• POSICIONAMENTO DA DISCIPLINA FÍSICA Geodinâmica interna TEÓRIA Geodinâmica externa GEOLOGIA Geodinâmica externa HISTÓRICA PaleogeografiaGEOLOGIA Minérios GEOLOGIA Hidrocarbonetos ECONOMICA Água APLICADA Obras e serviços GEOLOGIA DE ENGENHARIA Meio ambiente
  3. 3. Base Disciplinar de Apoio Engenharias Física Química Geologia Biologia Agronomia Geomorfologia Geografia G e o lo g ia Climatologia de E n g e n h a r ia C iê n c ia s M e c â n ic a M e c â n ic a H itó r ia d a s P e d o lo g ia G e o q u ím ic ad o s M a t e r ia is das R ochas d o s S o lo s C i v i li z a ç õ e sGeofísicaGeofísica
  4. 4. Campos de AplicaçãoBarragens Agricultura Erosão e Geofísica Assoreamento AplicadaObras viárias Portos, Lagos, Vias Colapso e Geologia Histórica Navegáveis e Canais Subsidência DinâmicaObras Impactos Ambientais Hidrogeotecnia EnsinoSubterrâneas Deposição de ResíduosFundações Métodos de Investigação de Riscos Geológicos Arqueologia/ Terrenos e Materiais PaleontologiaDesmonte, Materiais Naturais de Estabilidades de EspeleologiaEscavações Construção MaciçosCidades Estabilidade de Cartografia Exploração taludes e Encostas Geotécnica EspacialExploração Instrumentação Informática OutrosMineral Geológica-Geotécnica Aplicada
  5. 5. Historia da Geologia• A história da Terra é muito longa. Uma história que se desenrola há cerca de 4.600 milhões de anos e que o homem vem a escrever há cerca de 5 mil anos. Pitágoras ( 580-500 a.C. ) teve a verdadeira intuição acerca da natureza das referidas impressões ( fósseis ). Leonardo da Vinci ( 1452-1519 ), que realizou estudos importantes nos domínios da Geometria, Biologia, Geologia, Astronomia e Anatomia, quem esclareceu o problema das impressões ( fósseis ).
  6. 6. • Nicolau Steno ( 1638-1686 ), foi um dos primeiros investigadores a redescobrir a verdadeira natureza dos fósseis.• James Hutton ( 1726-1797 ), considerado o fundador da geologia moderna, fazendo uso da observação de campo dos fenómenos actuais deduziu que as mesmas leis físicas actuais que os condicionam terão sido as mesmas que actuaram no passado. Formulou, deste modo, o princípio do Uniformitarismo: o presente é a chave da interpretação do passado.• Charles Lyell ( 1797-1875 ), ampliou este princípio aplicando-o a novas situações geológicas, traduzindo-se em novos progressos das ciências geológicas. De facto, as rochas formam-se na natureza actual, obedecendo às mesmas leis que presidiram à sua formação há centenas de milhões de anos.• William Smith ( 1769-1839 ), que enunciou dois princípios fundamentais da estratigrafia, a lei "da sobreposição dos estratos" e a "das camadas identificadas pelos fósseis". Durante quase cinquenta anos, percorreu a Inglaterra elaborando o primeiro mapa geológico daquele país
  7. 7. ESTRUTURA DA TERRA• Sabe-se que a Terra tem, em média, 6.400 Km de raio e, portanto, um estudo directo não poderá ir além de pequenas profundidades.• De facto, para além das milhares de sondagens que se tem feito para prospecção de jazigos de petróleo e outros minerais as quais não excedem geralmente a profundidade de 2.500 metros (quando ultrapassam esta profundidade dizem-se ultraprofundas e não ultrapassam os 9.000 metros), efectuaram-se algumas sondagens ultraprofundas com o objectivo de se conhecer a constituição do interior da Terra.• Contudo, a perfuração mais profunda atingiu a profundidade de 12.023 metros, realizada, em 1984, na Península de Kola (ex-URSS), o que corresponde a 0,19% do raio da Terra.• A perfuração de poços de grande profundidade permite que se realizem importantes investigações no domínio da petrologia, paleontologia, geoquímica e geofísica.• As minas que se destinam à exploração de recursos minerais não excedem os 4 Km de profundidade.
  8. 8. Geologia• Ciência que pesquisa a estrutura da crosta terrestre, seu modelado externo e as distintas fases da história física da terra. Como a geologia é uma Ciência muito ampla, há a necessidade de que se tenha sólido conhecimento de química, físico e botânico.• Áreas de Atuação• a) Procura de afloramentos e natureza dos mesmos• b) Procura de fósseis• c) Estudo dos diferentes tipos de estrutura• d) Prospecção
  9. 9. Os objetivos de estudo da geologia, são osfenômenos geológicos, os quais se dividem em duas ordens: físicas e biológicas.Os fenômenos geológicos de ordem física são:• Litogênese: (Formação de rochas),• Orogênese: (Formação de montanhas),• Gliptogênese (Destruição e modelagem do relevo). – Estes fenômenos fazem parte do ciclo geológicos.• Os fenômenos de ordem biológica, diz respeito aos fósseis (restos de organismos) encontrados nas rochas
  10. 10. ENGENHARIA DE MINAS• Extrair e processar para o aproveitamento dos recursos minerais e combustíveis fósseis é a principal tarefa do engenheiro de minas.• Áreas de Especialização: – Pesquisa Mineral – Lavra de Minas – Processamento Mineral – Economia Mineral
  11. 11. MINERAIS• A história da utilização dos minerais resulta da observação dos achados arqueológicos. Monazite Ce(PO4)• O homem pré-histórico, para cobrir as suas necessidades, fez uso do sílex e outras variedades de quartzo.• Nas sociedades neolíticas, o homem usou gemas ( minerais utilizados em joalharia e ourivesaria ) como moeda de troca.• Quando descobriu os metais ( ouro, cobre, estanho, ferro ) passou a fazer uso deles.• O conhecimento dos metais e a sua utilização caracterizou alguns períodos da antiguidade, como a Idade do bronze ou a Idade do ferro.• Actualmente, o homem faz uso directo ou indirecto de quase todos os minerais conhecidos, mais de 2.600 espécies minerais.
  12. 12. • As características fundamentais de espécie mineral são a ordem geométrica, a periodicidade no arranjo da matéria, bem como a natureza dos átomos que entram na composição química da espécie mineral.• No contexto do Terra Planeta "Vivo", estamos preocupados em dar a conhecer alguns aspectos dos minerais, porque eles são os constituintes das rochas que por sua vez fazem parte da composição superficial da Terra.
  13. 13. O domínio da Geologia que estuda os minerais chama-se Mineralogia, sendo um domínio com vários subdomínios, um dos quais é a Cristalografia que se ocupa do estudo dos cristais. Modelo da rede cristalina da halite NaCl
  14. 14. O conceito de mineral• São elementos ou compostos químicos, podendo-se expressar por meio de fórmulas químicas que admitem uma pequena variação, mas conservam fixa a estrutura.• Os minerais são constituídos por átomos dispostos segundo um modelo regular tridimensional característico para cada mineral.• A maior parte dos minerais aparece na forma de cristais, apenas visíveis ao microscópio de luz polarizada
  15. 15. • A malha elementar delimita uma porção de espaço dotado de uma certa quantidade de átomos. – A malha elementar repetindo-se periodicamente em três direcções do espaço define uma rede de três dimensões que será o suporte geométrico das estruturas atómicas dos cristais.• As propriedades geométricas de um cristal, tais como as arestas, ângulos e planos das faces, estão directamente ligadas à sua malha elementar, podendo ser descritas a partir de um certo número de operações de simetria.• Os elementos de simetria de um cristal são fundamentalmente o plano de simetria, o eixo de simetria e o centro de simetria. – A combinação de todos os elementos de simetria origina 32 classes de simetria, pelas quais se repartem todos os cristais. De acordo com certas características comuns ou parecidas, podem-se distribuir estas 32 classes por sete grandes grupos, os chamados
  16. 16. • Os cristais são sólidos geométricos limitados por faces planas (poliedros) e de composição química definida.• As faces planas de um cristal são paralelas aos planos da sua malha elementar.Quartzo leitoso SiO2 Xenotimo Y(PO4) Arsenopirite FeAsS
  17. 17. sistemas cristalinoscúbico,romboédrico,hexagonal,tetragonal,ortorrômbico,monoclínico e Quartzo defumado SiO2 Magnetite Fe3O4triclínico As propriedades químicas dos minerais estão estreitamente relacionadas com a sua composição química, com a natureza dos átomos e íons que os constituem. Mas dependem também, tal como as propriedades físicas, da sua estrutura, isto é, do arranjo das partículas elementares.
  18. 18. ROCHAS• São, basicamente, associações naturais de dois ou mais minerais agregados ou não e, normalmente, cobrindo vastas áreas da crosta (crusta) terrestre e, por vezes, embora raras, constituídas por um só mineral.• São, normalmente, agrupadas, de acordo com a sua origem, em três grandes classes:• magmáticas ou ígneas (ignis=fogo), metamórficas e• sedimentares.
  19. 19. REFERENCIAS• www.dnpm.gov.br• Departamento Nacional de Pesquisa Mineral• www.cprm.gov.br• Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais• www.geocities.com• Manual de Mineralogia do DANA• De A. Betejim• Enciclopédias Barsa e Mirador Internacional

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