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Análise da erodibilidade de saprolitos de gnaisse.
(2004) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Sobreira, Frederico Garcia
As voçorocas são freqüentes em áreas com rochas do embasamento cristalino. A evolução destas feições é sempre fortemente condicionada pelos processos de erosão hídrica subsuperficial, embora os processos superficiais também sejam importantes. Este trabalho objetivou investigar os processos erosivos subsuperficiais atuantes nas voçorocas e compreender que fatores mineralógicos e texturais poderiam influenciar a erodibilidade dos saprolitos. Para tanto, foram realizados ensaios de caracterização e de avaliação da erodibilidade em amostras representativas, sendo o principal destes o ensaio de furo de agulha. Os resultados indicam que a erosão por carreamento não ocorre e que os saprolitos apresentam susceptibilidade variável à erosão por piping, mesmo quando derivados de uma mesma unidade litológica, mas superior à do horizonte B latossólico. Dados preliminares indicam que os saprolitos mais susceptíveis à erosão por piping são os de textura siltosa (determinados em ensaios granulométricos sem defloculante e agitação) e pobres em minerais agregadores, como os argilominerais.
Análise multiescalar dos condicionantes da gênese e evolução de voçorocas nas bacias do Rio das Velhas e do Rio Paraopeba, MG.
(2022) Lana, Júlio Cesar; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Lana, Cláudio Eduardo; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Morais, Fernando de; Parisi, Maria Giovana
As voçorocas são mundialmente reconhecidas como uma das principais formas de expressão da erosão hídrica e estão frequentemente associadas a danos ambientiais e sócio-econômicos. Por este motivo, diversos pesquisadores têm centrado esforços para compreender os fatores e mecanismos que atuam na sua deflagração e desenvolvimento. No entanto, a maior parte dos estudos sobre o tema adotam uma abordagem estritamente local, a qual contrasta com a ampla distribuição destas feições no território. Assim, na busca de contribuir para a redução desta lacuna, este trabalho apresenta uma análise multiescalar dos fatores e mecanismos envolvidos na gênese e evolução de voçorocas. Para tanto, as investigações em escala regional se embasaram em técnicas de aprendizado de máquina e estatística bivariada para construir modelos preditivos e avaliar a influência de quinze fatores geo-ambientais na suscetibilidade ao voçorocamento nas bacias do Rio das Velhas e do Rio Paraopeba. As análises locais foram realizadas no alto Rio das Velhas e no alto Rio Paraopeba e compreenderam o monitoramento da evolução de duas voçorocas com emprego de veículo aéreo não tripulado, além da investigação da erodibilidade, composição química e distribuição granulométrica de solos derivados de gnaisses e granitoides, utilizando, respectivamente, as técnicas de peneiramento a úmido, fluorescência de raios-X e difração de raios laser. Sob a ótica regional, os resultados obtidos mostram que as atividades antrópicas apresentam baixa influência na distribuição das voçorocas, as quais se desenvolvem naturalmente sob condições ambientais específicas, condicionadas principalmente pelas características litoestruturais, elevação, pluviosidade e declividade da região. Em adição, as áreas mais suscetíveis ao voçorocamento estão localizadas em regiões que experimentaram eventos de soerguimento epirogenético durante o Cenozoico, os quais podem ter provocado a intensificação dos processos de incisão e erosão remontante, a partir do rebaixamento relativo do nível de base regional. A evolução inicial das voçorocas parece ocorrer predominantemente por processos de incisão, até que o exutório da feição se conecte ao nível de base local. A partir desta etapa, passam a dominar os mecanismos de alargamento e retração das bordas, que provocam o preenchimento gradativo da forma erosiva. Além disso, mesmo durante a fase de incisão, as voçorocas podem experimentar pulsos de preenchimento provocados pelo excesso de solo erodido durante eventos pluviométricos intensos. Foi constatado que a erodibilidade dos solos analisados aumenta em profundidade e apresenta forte correlação positiva com a presença de silte e de minerais primários, o que corrobora informações disponíveis na literatura. Assim, o horizonte C do solo é mais vulnerável à desagregação que os horizontes superficiais, especialmente quando exposto ao impacto das gotas de chuva e à ação dos fluxos superficiais turbulentos. Por fim, os solos investigados apresentam índices similares de estabilidade dos agregados, o que mostra que a grande diferença de concentração de voçorocas entre os terrenos que constituem o embasamento cristalino da região de estudo não tem relação com o grau de erodibilidade.
Avaliação da susceptibilidade de solos gnaissicos à erosão subsuperficial.
(2007) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Sobreira, Frederico Garcia
As áreas com rochas do embasamento cristalino da bacia do rio Maracujá apresentam grande incidência de voçorocas de grandes dimensões. O presente trabalho objetivou investigar a influência dos processos erosivos subsuperficiais na evolução destas formas de erosão, além de compreender quais os fatores mineralógicos e texturais que poderiam influenciar na erodibilidade dos solos da bacia, especialmente dos saprolitos. Para tanto, foram realizados ensaios de caracterização básica e de avaliação da erodibilidade em amostras representativas, sendo o principal destes o ensaio de pin-hole, que avalia a suscetibilidade dos solos à erosão por piping e, com modificações, também por erosão por carreamento. Foram construídos em laboratório modelos físicos a fim de se observar estes e outros possíveis mecanismos de erosão atuantes nos taludes das voçorocas, especialmente os escorregamentos. Os resultados mostram que as voçorocas da bacia não sofrem influência significativa dos pipings em seu avanço, tendo em vista que estes só ocorrem na parte não saturada dos taludes das voçorocas, quando são formados pela ação da concentração de águas superficiais. Isto se dá porque os saprolitos colapsam quando saturados em função de sua baixa coesão, fazendo com que os pipings não se preservem. Por outro lado, as experiências com modelagem física e os dados de campo evidenciam que os saprolitos, quando saturados, instabilizam-se por meio de escorregamentos rotacionais (slumps), mesmo em taludes baixos e pouco íngremes.
Distribuição de parâmetros hidroquímicos das águas subterrâneas na região da Lagoa da Confusão - TO - Brasil.
(2014) Oliveira, Karine Beraldo Magalhães; Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado
As águas subterrâneas têm grande importância para o abastecimento, economia e conservação ambiental, contudo, fatores naturais e antrópicos podem alterar sua disponibilidade e qualidade, tornando-as vulneráveis à contaminação. Neste sentido, esse trabalhou buscou entender a distribuição de parâmetros hidroquímicos na região da Lagoa da Confusão, no estado do Tocantins, por meio de análises físico-químicas de amostras de água subterrânea. As análises físico-químicas das amostras coletadas em poços mostraram que as águas da região tem sua hidroquímica controlada prioritariamente pelo bicarbonato, cálcio e magnésio. As amostras apresentaram, em sua maioria, concentrações em conformidade com o padrão brasileiro de potabilidade (Portaria do Ministério da Saúde nº 2.914 de 12 de dezembro de 2011). A distribuição dos parâmetros demonstra que a hidroquímica na área está relacionada à geologia da região, marcada pela ocorrência de carste, bem como a dinâmica de fluxo subterrâneo.
Estudo dos fatores pedogeomorfológicos intervenientes na infiltração em zonas de recarga no complexo metamórfico Bação, MG.
(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado
A infiltração da água no solo é importante para a recarga dos aqüíferos e para a manutenção do fluxo de base dos rios, sendo, portanto, muito relevante para a gestão dos recursos hídricos. A infiltração também é importante para propiciar maior permanência da água em bacias hidrográficas, proporcionando, assim, uma maior disponibilidade de água para desenvolvimento e manutenção da cobertura vegetal. Muitos dos problemas ambientais (erosão, movimentos de massa, inundações, assoreamento e de qualidade da água) são afetados direta ou indiretamente pela taxa de infiltração. A capacidade de infiltração é influenciada pelas características climáticas, pedogeomorfológicas, biológicas e pelas formas de uso e ocupação do terreno. O presente estudo foi desenvolvido no Complexo Bação onde, segundo informações de moradores, o fluxo de base dos rios tem decaído nosúltimos anos, o que pode estar relacionado à redução da infiltração. Tomando-se por base o grande volume de dados (geológicos, geotécnicos, pedológicos, hidrológicos e geomorfológicos) previamente disponível, foram selecionadas duas áreas (estações Dom Bosco e Holanda), localizadas na unidade geológica (gnaisse Funil), a de maior abrangência no Complexo Bação. Como principal objetivo, procurou-se discutir o papel do relevo e de algumas propriedades físicas - tais como textura, porosidade, estabilidade dos agregados, dentre outras - na infiltração e percolaçãopelos horizontes superficiais do solo. Secundariamente, buscou-se avaliar a condutividade hidráulica e os padrões de infiltração e de percolação através de ensaios de eletrorresistividade e da utilização de traçador colorimétrico (Brilliant Blue FCF) e químico (cloreto de sódio). Os resultados indicaram que a geomorfologia influencia diretamente na velocidade de infiltração, pois na forma de relevo em saliência (estação Holanda), com solos mais desenvolvidos (latossolos), as taxas de infiltração foram maiores que na concavidade (argissolos, estação Dom Bosco). Tal fato é relevante, pois nas concavidades se concentram voçorocas, que são muito abundantes na região. As maiores taxas de infiltração ocorreram em cambissolos, que aparecem de forma subordinada na estação Holanda. Notou-se significativa influência da compactação do solo nas taxas de infiltração, já que em ponto situado em estrada de terra, estas se mostraram com quase duas ordens de magnitude a menos que nos pontos vizinhos. A presença de macroporos influencia significativamente a infiltração, especialmente as raízes de gramíneas, no horizonte A, e as cavidades (especialmente as de formiga e cupim), no horizonte B. Em função dos macroporos, o padrão de fluxo é altamente variável. Assim, não sepode a priori adotar o modelo de fluxo em pistão para a infiltração e percolação nos solos da região. Finalmente, o método da eletrorresistividade foi eficiente para avaliar fluxos na zona não-saturada.
Geofísica aplicada ao estudo de fluxos da água no solo.
(2010) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado
A eletrorresistividade vem sendo bastante aplicada em estudos que buscam compreender como se dá o fluxo de água no solo e consequentemente a recarga de aquíferos. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a interferência de algumas propriedades físicas do solo na determinação da frente de saturação predita com o uso da eletrorresistividade e comparar como se dá a percolação na zona não-saturada, observando a variação de perfi s de resistividade obtidos em um intervalo de tempo determinado. Os experimentos foram conduzidos em solos da região sudeste do complexo de rochas do embasamento cristalino (Complexo Bação), no interior do Quadrilátero Ferrífero, centro-sul do Estado de Minas Gerais, Brasil. Foram selecionadas duas áreas que se distinguem pelas características geomorfológicas. A primeira, em encosta com formas côncavas em planta e em perfi l, com predomínio de argissolos; a segunda, em encosta com forma convexa em planta e perfi l, com predomínio de solos bem desenvolvidos (latossolos). Os resultados mostraram que o método da eletrorresistividade se mostrou efi ciente para a delimitação da frente de saturação e avaliação da recarga mesmo em se tratando de diferenças sutis nas propriedades hídricas do solo. Foi possível ainda estabelecer que na feição geomorfológica em forma convexa (nose) a percolação se dá de maneira mais rápida que na de forma côncava (hollow).
Origem do sistema lacustre da região do Médio São Francisco : bacia do Rio Grande – Bahia.
(2016) Santos, Gisele Barbosa dos; Castro, Paulo de Tarso Amorim; Parolin, Mauro; Costa, Adivane Terezinha; Lana, Cláudio Eduardo; Morais, Fernando de
O estudo sobre gênese de lagos tem grande relevância em pesquisas geomorfológicas e geológicas, pois pode revelar quais são os agentes que imperam na construção desta paisagem, podendo ser os de natureza endógena, resultantes da evolução de deformações crustais, ou de âmbito exógeno, ligados principalmente à processos superficiais atmosféricos e hidrológicos. Este trabalho tem por objetivo a caracterização de aspectos morfoestruturais, sedimentológicos, hidroquímicos e micropaleontológicos, visando o reconhecimento de parâmetros que permitam discutir a influência do substrato litológico, de reativações tectônicas e do clima na gênese deste sistema lacustre. A análise de propriedades das morfoestruturas por meio da morfometria de lagos, assimetria de bacias, densidade e anomalias de drenagem pode revelar informações importantes sobre o contexto tectônico, que possivelmente exerce influência na origem e dinâmica de sistemas lacustres. Características hidroquímicas e sedimentológicas podem revelar a interação dos lagos com o clima e a litologia, nos quais estão inseridas. O comportamento sazonal das lagoas pode ser revelado pelo processamento digital de imagens a partir de cenas registradas em períodos de estiagem e de chuvas. Os sedimentos ainda podem fornecer, por meio de conteúdo microfossilífero, como presença de espículas silicosas, mineralógico e granulométrico dados proxy para a interpretação paleoambiental e paleoclimática desses sistemas. Estes diferentes tipos de métodos foram utilizados nesta pesquisa, pois são particularmente relevantes em estudos tais como o do sistema lacustre do médio rio Grande, inserido no noroeste do Cráton do São Francisco, ligado a um relevo muito plano e coberto por materiais inconsolidados que podem mascarar a influência do contexto tectônico regional na morfodinâmica local. Os resultados obtidos por meio da análise de produtos de sensoriamento remoto, revelaram uma série de feições relevantes a este tipo de estudo, como bacias fortemente assimétricas atreladas a valores irregulares de densidade de drenagem, presença de anomalias de drenagem em ângulos elevados quase ortogonais, coincidentes com variações na forma, dimensão e comprimento máximo dos lagos. Adicionalmente foi registrado o predomínio de lineamento da drenagem e das lagoas com direções NW-SE, NE-SW, e, subordinadamente E-W, concordantes com orientações principais de falhas dos contextos tectônicos regionais já reconhecidas na área de estudo. Este padrão de lineamentos permitiu a divisão de dois domínios morfoestruturais com comportamento diferenciado do sistema lacustre, sendo o Domínio I localizado na porção norte, com predomínio de direções NW-SE, menor número de lagoas e superioridade de lagoas alongadas em relação ao Domínio II. Este por usa vez, localiza-se na porção sul do sistema lacustre possui lineamentos predominantes de direção NE-SW, e, subordinadamente E-W, maior quantidade de lagoas de menor diâmetro e circulares. Os parâmetros hidroquímicos revelaram duas tendências, um grupo de lagoas mostraram-se sódicas e básicas e outro grupo cálcicas e ácidas. Estes dois grupos apresentaram também diferenças em suas características sedimentológicas. Sendo registrados seixos arredondados, maior porcentagem de areia e presença de mica em uma das lagoas. Contrastando com a textura lamosa com predomínio de quartzo e caulinita da outra lagoa. Estes resultados permitiram a proposição de dois modelos evolutivos para as lagoas. Um dos modelos é representado por lagoas que se desenvolveram a partir de rochas metapelíticas, pouco permeáveis, porém mais fraturadas favorecendo a expansão em área das lagoas e maior permanência de água, com conexões recentes da rede fluvial. No outro modelo proposto as lagoas evoluíram a partir de rochas carbonáticas, permeáveis, menos fraturadas, com rápida infiltração hídrica vertical e menor residência de água, refletindo maior influência atmosférica que litológica em suas características geoquímicas. A classificação de imagens de satélite e tabulação de dados de precipitação para os períodos de estiagem e de chuvas entre 2014 e 2015 revelaram um comportamento diferenciado entre as lagoas pertencentes as bacias hidrográficas dos rios Preto e Grande, no que tange à presença de lâmina d'água, vegetação, umidade e homogeneidade no total precipitado, com melhor distribuição das chuvas na bacia do rio Grande, indicando que tais variações podem ser mais bem explicadas pela permeabilidade do substrato do que por questões relacionadas ao clima regional. Já as condições paleoclimáticas e dinâmicas do sistema lacustre revelaram que a idade das amostras dos sedimentos de duas lagoas, localizados em cada uma dessas bacias, variou entre 3.929 a 8.410 cal. AP. Foram encontradas espículas das esponjas Dosilia pydanieli, Heterorotula fistula, Metania spinata, Oncoslera sp, Radiospongilla inesi e Tubella variabilis. As análises sugerem que as duas lagoas tiveram situações climáticas com alternância entre fases mais secas e mais úmidas em relação ao clima atual. No entanto, asduas lagoas diferem no que tange à taxa de sedimentação e conteúdo microfossilífero. Para a lagoa da porção norte os resultados evidenciaram alternância de fases lênticas e lóticas, indicando uma paleodrenagem no início do Holoceno Superior, enquanto as evidências da lagoa ao sul do sistema lacustre indicam apenas fases lênticas. Tais evidências sugerem que outros fatores fisiográficos, além do clima, influenciaram a dinâmica dessas lagoas, como características estruturais, tectônicas e litológicas do substrato das lagoas. Deste modo, considera-se que a reativação de falhas pré-existentes e as características litológicas são os fatores mais importantes para a gênese e dinâmica dos lagos do médio rio Grande.
Study of flow in vadose zone from electrical resistivity surveys.
(2008) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado; Aranha, Paulo Roberto Antunes
Entre os métodos indiretos aplicados ao monitoramento ambiental, a eletrorresistividade tem desempenhado um papel importante no entendimento do fluxo de água na zona não saturada dos solos e, consequentemente, na recarga dos aquíferos. Neste trabalho, pretende-se avaliar a influência de algumas propriedades pedo-geomorfológicas na infiltração e percolação de água pelos horizontes superficiais dos solos por meio de seções de eletrorresistividade multitemporais. Os experimentos foram efetuados em duas áreas com características pedo-geomorfológicas distintas em região com rochas do embasamento cristalino do sudeste do Brasil. A primeira á situada numa encosta com formas côncavas em planta e em perfil (cabeceira de drenagem anfiteátrica), com predomínio de argissolos. A segunda área se situa numa encosta com forma convexa em planta e em perfil, com predomínio de latossolos. Os resultados provam a eficiência da eletrorresitividade para identificar percolação em solos tropicais, mesmo quando há diferenças sutis das propriedades hidráulicas. Foi também possível confirmar que a percolação é mais rápida na encosta com forma convexa do que na encosta com forma côncava.
Uso de traçadores na avaliação da infiltração em solos de áreas gnáissicas do complexo do Bação, MG.
(2008) Morais, Fernando de; Bacellar, Luis de Almeida Prado
O presente trabalho objetivou avaliar a infiltração em solos de áreas gnáissicas da região do Complexo Metamórfico Bação (MG). Procurou-se, também, relacionar os padrões de infiltração com propriedades físicas e hídricas dos solos levantadas em estudos anteriores. Para tal, foram realizados ensaios de infiltração com o traçador Brilliant Blue FCF e com cloreto de sódio. Os padrões de fluxo observados variam de homogêneo através da matriz (fluxo em pistão) a fluxo por macroporos com média interação. Estes resultados indicam uma permeabilidade significativa da matriz, mas com forte condicionamento por macroporos verticais, sobretudo por raízes de gramíneas no horizonte A. Biocavidades (de formigas e cupins) são também importantes, especialmente no horizonte B. Confirmou- se que a infiltração é mais significativa nas convexidades de relevo que nas concavidades. Os métodos utilizados se mostraram promissores para avaliação da velocidade e forma de fluxos pela zona não saturada destes solos tropicais.

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