Erosão e Sedimentação

quinta-feira, 5 de agosto de 2010

Sedimentação

Sedimentação é um processo de separação em que a mistura de dois líquidos ou de um sólido suspenso num líquido é deixada em repouso (sedimentação em batch) ou adicionada continuamente em uma unidade de sedimentação em contínuo. A fase mais densa, por ação da gravidade deposita-se no fundo do recipiente, ou seja, sedimenta. Sedimentologia é a disciplina que estuda as partículas de sedimentos derivados da erosão de rochas ou de materiais biológicos que podem ser transportados por um fluido, levando em conta os processos hidroclimatológicos, com ênfase à relação água-sedimento, ou outros aspéctos geológicos.

Um dos principais motivos de sua importância, na engenharia hidráulica, é devido ao fato dos sedimentos serem prejudiciais a projetos e operações de obras hidráulicas, bem como conservação das terras (ver solo) e recursos hídricos .
Um dos pioneiros no estudo da sedimentologia foi o engenheiro hidráulico Hans Albert Einstein, filho do famoso físico Albert Einstein. Sua tese foi sobre o estudo dos fenômenos de transporte de materiais sólidos (sedimentos) nos rios que resultou num modelo matemático conhecido como Método de Einstein para cálculo de transporte sólido nos rios, muito utilizado em Hidrologia e em Sedimentologia , posteriormente modificado por outros hidráulicos e hidrólogos, entre os quais o russo Kalinsky e o português Veiga da Cunha do LNEC, em Lisboa.

Sobre o relacionamento com o pai, Albert Einstein, ele declarou ao New York Times em 1973: "Provavelmente o único projeto do qual ele desistiu fui eu. Ele tentou me dar conselhos, mas logo descobriu que eu era cabeça-dura demais e que ele estava apenas perdendo tempo." Um dos conselhos do pai foi para que ele desistisse de estudar os fenômenos de transporte sólido nos rios e se dedicasse a física quântica, "pois este era assunto menos complicado do que a sedimentologia dos rios" . Alguns hidráulicos brasileiros trabalharam com modelos físicos de sedimentologia em Laboratórios de Hidráulica Fluvial, entre os quais Díocles Rondon, Jorge Paes Rios e Alfredo Ribeiro da Costa.

No Brasil o estudo dos sedimentos tem grande importância por causa de inteferências antrópicas, como por exemplo, mau uso do solo, causando diversos problemas pela erosão, voçorocas, transporte de sedimentos nos rios, depósitos em locais indesejáveis e assoreamento das barragens.

Ciclo de Sedimentação
A deposição de sedimentos em reservatórios é um grande problema no país, pois a maioria da energia consumida vem de usinas hidroelétricas. No caso da Usina hidrelétrica de Tucuruí, por exemplo, foi calculado em 400 anos o tempo necessário para o assoreamento total do reservatório da barrage.

        Sedimentação nas dunas do Arizona 


Rochas Sedimentares:





 





Erosão


Erosão é a destruição do solo e das rochas e seu transporte em geral feito pela água da chuva, pelo vento ou, ainda, pela ação do gelo, quando este atua expandindo o material no qual se infiltra a água congelada. A erosão destrói as estruturas (areias, argilas, óxidos e húmus) que compõem o solo. Estas são transportados para as partes mais baixas dos relevos e em geral vão assorear cursos d'água.

A erosão destrói os solos e as águas e é um problema muito sério em todo o mundo. Devem ser adaptadas práticas de conservação de solo para minimizar o problema.

Em solos cobertos por floresta a erosão é muito pequena e quase inexistente, mas é um processo natural sempre presente e importante para a formação dos relevos. O problema ocorre quando o homem destrói as florestas, para uso agrícola e deixa o solo exposto, porque a erosão torna-se severa, e pode levar a desertificação
.



Erosão tomando parte de estrada rural
A superfície da Terra como a conhecemos é formada tanto por processos geológicos que formam as rochas, como por processos naturais da degradação e também de erosão. Uma vez que a rocha é quebrada por causa da degradação, os pequenos pedaços podem ser movidos pela água, gelo, vento, ou gravidade. Tudo o que acontece para fazer com que as rochas sejam transportadas chama-se erosão.

A superfície do solo, não castigado, é naturalmente coberta por uma camada de terra rica em nutrientes inorgânicos e materiais orgânicos que permitem o crescimento da vegetação; se essa camada é retirada, esses materiais desaparecem e o solo perde a propriedade de fazer crescer vegetação e pode-se dizer que, no caso, o terreno ficou árido ou que houve uma desertificação.

As águas da chuva quando arrastam o solo, quer ele seja rico em nutrientes e materiais orgânicos, quer ele seja árido, provocam o enchimento dos leitos dos rios e lagos com esses materiais e esse fenômeno de enchimento chama-se assoreamento.
O arrastamento do solo causa no terreno a erosão.

Na superfície do terreno e no subsolo, as águas correntes são as principais causas da erosão.
Análise do efeito das águas que fazem a erosão superficial de terrenos: A erosão depende fundamentalmente da chuva, da infiltração da água, da topografia (declive mais acentuado ou não), do tipo de solo e da quantidade de vegetação existente. A chuva é, sem dúvida, a principal causa para que ocorra a erosão e é evidente que quanto maior a sua quantidade e frequência, mais irá influenciar o fenômeno. Se o terreno tem pouco declive, a água da chuva irá "correr" menos e erodir menos.

Se o terreno tem muita vegetação, o impacto da chuva será atenuado porque a velocidade da água escorrendo no solo será diminuída devido aos obstáculos (a própria vegetação "em pé e caída") que agirão como pequenos degraus que evitam a erosão.
A erosão será diminuída também com as raízes darão sustentação mecânica ao solo; além disso, as raízes mortas propiciarão existirem canais para dentro do solo onde a água pode penetrar e com isso, sobrará menos água para correr na superfície.

Outro fator importante é que, se as chuvas são frequentes e o terreno já está saturado de água, a tendência é que o solo nada mais absorva e com isso, toda a água da chuva que cair, correrá pela superfície.
Se o solo é arenoso o arrastamento será maior do que se ele fosse argiloso .

 Fatores que contribuem

Muitas ações devidas ao homem apressam o processo de erosão, como por exemplo:
  • os desmatamentos (desflorestamentos) desprotegem os solos das chuvas.
  • o avanço imobiliário em encostas que, além de desflorestar, provocam a erosão acelerada devido ao declive do terreno.
  • as técnicas agrícolas inadequadas, quando se promovem desflorestações extensivas para dar lugar a áreas plantadas.
  • a ocupação do solo, impedindo grandes áreas de terrenos de cumprirem o seu papel de absorvedor de águas e aumentando, com isso, a potencialidade do transporte de materiais, devido ao escoamento superficial.
  • muitas pessoas e prédios num lugar com poucas arvores

 Tipos de erosão

 Erosão por gravidade


Erosão por gravidade: Deslize numa montanha, a água debilitou o solo.
NegevWadi2009.JPG
Consiste no movimento de rochas e sedimentos montanha abaixo principalmente devido à força da gravidade.

 Erosão pluvial

A erosão pluvial é provocada pela retirada de material da parte superficial do solo pelas águas da chuva. Esta ação é acelerada quando a água encontra o solo desprotegido de vegetação. A primeira ação da chuva se dá através do impacto das gotas d'água sobre o solo. Este é capaz de provocar a desagregação dos torrões e agregados do solo, lançando o material mais fino para cima e para longe, fenômeno conhecido como salpicamento. A força do impacto também força o material mais fino para abaixo da superfície, o que provoca a obstrução da porosidade (selagem) do solo, aumentando o fluxo superficial e a erosão.

Necessário se faz em separar claramente as ravinas formadas somente por erosão superficial das formadas pelo processo de erosão remontante. A ação da erosão pluvial aumenta à medida que mais água da chuva se acumula no terreno, isto é, a retirada do solo se dá de cima para baixo. Na erosão remontante acontece exatamente o contrário: a retirada do material se dá de baixo para cima, como é o caso das boçorocas. Uma ravina de origem pluvial pode progredir em direção a uma boçoroca, mas não necessariamente. Da mesma forma podemos ter a progressão de boçorocas independente da erosão pluvial, pois esta depende do fluxo subterrâneo e não do fluxo superficial.

Muitos autores e textos didáticos têm erroneamente confundido estes fenômenos. Separá-los, no entanto, não é somente uma questão de rigor científico, mas uma necessidade prática, pois as formas de se combater um processo erosivo dependerá de que tipo de erosão estamos enfrentando. Muitos processos indicados para evitar ou combater erosão pluvial, não funcionam quando se trata de combater erosão remontante, principalmente nos casos em que amplas boçorocas já estão instaladas na paisagem.

As principais formas de erosão pluvial são: a) erosão laminar: quando a água corre uniformemente pela superfície como um todo, transportando as partículas sem formar canais definidos. Apesar de ser uma forma mais amena de erosão, é responsável por grande prejuízo às terras agrícolas e por fornecer grande quantidade de sedimento que vai assorear rios, lagos e represas.

 Erosão eólica


Erosão eólica, rochas metamórficas nos arredores de Puno
Ocorre quando o vento transporta partículas diminutas que se chocam contra rochas e se dividem em mais partículas que se chocam contra outras rochas. Podem ser vistas nos desertos na forma de dunas e de montanhas retangulares ou também em zonas relativamente secas.

 Erosão marinha


O quebrar das ondas causa erosão com o tempo.
A erosão marinha é um longo processo de atrito da água do mar com as rochas que acabam cedendo transformando-se em grãos, esse trabalho constante atua sobre o litoral transformando os relevos em planície e deve-se praticamente à ação de dois fatores presentes na termodinâmica : calor e frio, responsáveis pelo surgimento das ondas, correntes e marés .

Tanto ocorre nas costas rochosas bem como nas praias arenosas. Nas primeiras a acção erosiva do mar forma as falésias, nas segundas ocorre o recuo da praia, onde o sedimento removido pelas ondas é transportado lateralmente pelas correntes de deriva litoral.

Nas praias arenosas a erosão constitui um grave problema para as populações costeiras. Os danos causados podem ir desde a destruição das habitações e infra-estruturas humanas, até a graves problemas ambientais. Para retardar ou solucionar o problema, podem ser tomadas diversas medidas de protecção, sendo as principais as construções pesadas de defesa costeira (enrocamentos e esporões) e a realimentação de praias.
Em Portugal, na região de Aveiro, vive-se atualmente uma situação preocupante. A estreita faixa costeira que separa o mar da laguna, está perigosamente perto da ruptura. Se esta se verificar para além de várias populações serem afectadas, irá ocorrer uma drástica mudança na salinidade da laguna, afectando todo o ecossistema.
No Brasil, no Arpoador este fenômeno tem sido responsável pela variação cíclica da largura da faixa de areia da praia.

 Erosão química

Envolve todos os processos químicos que ocorrem nas rochas. Há intervenção de fatores como calor, frio, água, compostos biológicos e reações químicas da água nas rochas. Este tipo de erosão depende do clima, em climas polares e secos, as rochas se destroem pela troca de temperatura; e em climas tropicais quentes e temperados, a humidade, a água e os dejetos orgânicos reagem com as rochas e as destroem.

 Erosão glacial

As geleiras (glaciares) deslocam-se lentamente, no sentido descendente, provocando erosão e sedimentação glacial. Ao longo dos anos, o gelo pode desaparecer das geleiras, deixando um vale em forma de U ou um fiorde, se junto ao mar.
Pode também ocorrer devido à susceptibilidade das glaciações em locais com predominância de rochas porosas. No verão, a água acumula-se nas cavidades dessas rochas. No inverno, essa água congela e sofre dilatação, pressionando as paredes dos poros. Terminado o inverno, o gelo funde, e congela novamente no inverno seguinte. Esse processo ocorrendo sucessivamente, desagregará, aos poucos, a rocha, após um certo tempo, causando o desmoronamento de parte da rocha, e consequentemente, levando à formação dos grandes paredões ou fiordes.

 Consequências da erosão

 Efeitos poluidores da ação de arraste

  • Os arrastamentos podem encobrir porções de terrenos férteis e sepultá-los com materiais áridos.
  • Morte da fauna e flora do fundo dos rios e lagos por soterramento.
  • Turbidez nas águas, dificultando a ação da luz solar na realização da fotossíntese, importante para a purificação e oxigenação das águas.
  • Arraste de biocidas e adubos até os corpos d'água e causarem, com isso, desequilíbrio na fauna e flora nesses corpos d'água (causando eutroficação por exemplo).

 Outros danos:

  • Assoreamento: que preenche o volume original dos rios e lagos e como consequência, vindas as grandes chuvas, esses corpos d’água extravasam, causando as enchentes
  • Instabilidade causada nas partes mais elevadas podem levar a deslocamentos repentinos de grandes massas de terra e rochas que desabam talude abaixo, causando, no geral, grandes tragédias (ver deslizamento de terra).