OCEANOGRAFIA
INTEMPERISMO
ANDRÉ LUIZ CARVALHO DA SILVA
2010 - I
INTEMPERISMO
¾ Segundo BIGARELLA et al. (1994), trata-se de um conjunto de
processos no qual as rochas expostas na superfície da Terra são
submetidas às alterações físicas e químicas.
¾ O termo intemperismo é aplicado indistintamente às alterações
físicas e químicas a que estão sujeitas as rochas expostas na
superfície da Terra.
¾ Segundo Ollier (1975) “Intemperismo é a quebra e alteração de
materiais nas proximidades da superfície da Terra para produtos que
estão mais em equilíbrio com as novas condições físicas e químicas
impostas”.
INTEMPERISMO
¾ Segundo BIGARELLA et al. (1994), trata-se de um conjunto de
processos no qual as rochas expostas na superfície da Terra são
submetidas às alterações físicas e químicas.
Antártida
INTEMPERISMO
¾ Segundo BIGARELLA et al. (1994), trata-se de um conjunto de
processos no qual as rochas expostas na superfície da Terra são
submetidas às alterações físicas e químicas.
Vale do Ribeira, SP.
INTEMPERISMO
¾ Segundo BIGARELLA et al. (1994), trata-se de um conjunto de
processos no qual as rochas expostas na superfície da Terra são
submetidas às alterações físicas e químicas.
INTEMPERISMO
FÍSICO
QUÍMICO
INTEMPERISMO
¾ Segundo BIGARELLA et al. (1994), trata-se de um conjunto de
processos no qual as rochas expostas na superfície da Terra são
submetidas às alterações físicas e químicas.
INTEMPERISMO
FÍSICO
QUÍMICO
BIOLÓGICO
?
INTEMPERISMO
INTEMPERISMO
INTEMPERISMO
Atividade Biológica
INTEMPERISMO
¾ O intemperismo é o produto da interação de quatro variáveis:
ambiente
material
forma
processos
SMITH, 1996.
INTEMPERISMO
¾ O intemperismo é o produto da interação de quatro variáveis:
ambiente
material
forma
processos
Material:
Propriedades químicas (solubilidade e susceptibilidade).
Propriedades físicas (resistência, porosidade e permeabilidade).
Propriedades térmicas (capacidade de calor, condutividade
térmica e albedo).
SMITH, 1996.
Ardósia
Mármore
Material:
Propriedades químicas (solubilidade e susceptibilidade).
Propriedades físicas (resistência, porosidade e permeabilidade).
Propriedades térmicas (capacidade de calor, condutividade
térmica e albedo).
SMITH, 1996.
GRAU DE DECOMPOSIÇÃO
Estabilidade dos Minerais
Olivine, Anorthite
Pouco estáveis
Pyroxenes, Ca-Na Plagioclase
Amphiboles, Na-Ca Plagioclase
Biotite, Albite
K-Feldespars
Muscovite
Quartz
Muito estáveis
Goldich, 1938
INTEMPERISMO
¾ O intemperismo é o produto da interação de quatro variáveis:
ambiente
material
forma
processos
Forma:
Está relacionada à morfologia da superfície da rocha.
Mudanças na forma da superfície da rocha podem resultar da
ação ou pelo controle do tipo de intemperismo.
A forma da rocha pode representar proteção ou exposição aos
processos intempéricos.
SMITH, 1996.
Praia da Luz, São Gonçalo-RJ.
Forma:
Está relacionada à morfologia da superfície da rocha.
Mudanças na forma da superfície da rocha podem resultar da
ação ou pelo controle do tipo de intemperismo.
A forma da rocha pode representar proteção ou exposição aos
processos intempéricos.
SMITH, 1996.
INTEMPERISMO
Carbonato - Turquia
INTEMPERISMO
¾ O intemperismo é o produto da interação de quatro variáveis:
ambiente
material
forma
processos
Processos:
Os vários processos são controlados pelos fatores ambientais e
pelas propriedades do material.
Dissolução, hidratação, hidrólise, carbonatação, oxidação e
redução
SMITH, 1996.
INTEMPERISMO
¾ O intemperismo é o produto da interação de quatro variáveis:
ambiente
material
forma
processos
Ambiente:
Combinação
de
variáveis
meteorológicas
(temperatura
e
umidade), constituintes atmosféricos naturais (sais marinhos) e
poluentes atmosféricos (contribuições antropogênicas).
Ambiente natural e urbano.
SMITH, 1996.
Ambiente:
Combinação
de
variáveis
meteorológicas
(temperatura
e
umidade), constituintes atmosféricos naturais (sais marinhos) e
poluentes atmosféricos (contribuições antropogênicas).
Ambiente natural e urbano.
SMITH, 1996.
Ambiente:
Ambiente natural e urbano.
Ambiente:
Ambiente natural e urbano.
Ambiente:
Ambiente natural e urbano.
¾
INTEMPERISMO FÍSICO
INTEMPERISMO QUÍMICO
Intemperismo do sal:
Expansão térmica
Pressão por hidratação
Pressão por cristalização
Agentes:
¾ Água,
¾ Dióxido de Carbono,
¾ Oxigênio,
¾
Intemperismo por umidificação e
dissecação alternada.
¾ Efeito da temperatura.
Processos:
¾
Intemperismo por insolação:
¾ Dissolução,
Albedo
¾ Hidratação,
Condutividade térmica
¾ Hidrólise,
Coeficiente
térmica
de
expansão
¾ Carbonatação,
¾ Oxidação e redução.
Processos de intemperismo químico:
¾ Dissolução:
“A água é o elemento ativo e as rochas são os elementos
passivos no processo de dissolução química”.
A água dissolve os minerais e a rocha de maneira diferenciada.
A solubilidade dos minerais é favorecida pelo aumento da
temperatura.
Foz do Iguaçu
Processos de intemperismo químico:
¾ Dissolução:
Processos de intemperismo químico:
¾ Dissolução:
Processos de intemperismo químico:
¾ Hidratação:
É o processo resultante da adição de água em um mineral e a
sua adsorção dentro do retículo cristalino (alterando o volume do
mineral).
¾ Hidrólise:
Consiste na reação química entre os elementos que formam o
mineral e os íons H+ ou OH- da água.
É através desse processo que ocorre a decomposição dos
silicatos (feldspatos, micas, anfibólios, piroxênios, etc.).
Feldespato
parcialmente
dissolvido pelo
intemperismo
químico
Berner & Holden, 1977
Processos de intemperismo químico:
¾ Carbonatação:
Uma solução ácida se forma a partir da dissolução de gás
carbônico em água.
Normalmente denominada ácido carbônico (H2CO3), esta solução
reage com os minerais resultando no processo denominado
carbonatação.
Vale do Ribeira, SP.
Processos de intemperismo químico:
¾ Oxidação e Redução:
Trata-de de um processo através do qual o oxigênio reage com
os minerais, sobretudo com os que contém ferro, manganês e
enxofre.
Este processo ocorre com maior intensidade na presença de
umidade.
Por ocasião da oxidação ocorre a transformação do ferro
‘ferroso’ (Fe++) em compostos ‘férricos’ (Fe+++).
No processo de redução ocorre uma transformação inversa, ou
seja, os compostos férricos são transformados em ferrosos.
Processos de intemperismo químico:
¾ Oxidação e Redução:
INTEMPERISMO
Fragmentação por ação do gelo
O intemperismo físico aumenta a relação Superfície/Volume
INTEMPERISMO
A alteração esferoidal resulta na produção de formas
arredondadas a partir de formas angulosas de blocos de rocha.
Alteração
esferoidal
Michael Follo
Tony Waltham
Esfoliação em domo plutônico. Yosemite, USA
Descontinuidades como juntas e diáclases, facilitam a ação do
intemperismo
Intemperismo do sal
As soluções salinas que penetram nas fissuras das rochas exercem
um efeito mecânico no processo de cristalização dos sais
dissolvidos.
Intemperismo do sal
MEV- Microscopia Eletrônica de Varredura.
Intemperismo do sal
MEV- Microscopia Eletrônica de Varredura.
INTEMPERISMO: clima
A relação entre o CO2, o intemperismo e o clima.
O intemperismo
reduz o CO2 na
atmosfera
Menos CO2 leva a
um resfriamento do
clima
O aumento de CO2
leva a um aquecimento do
Clima que aumenta o
intemperismo
Menores taxas de
Intemperismo levam
a um aumento de CO2
Menores temperaturas
levam a um decréscimo
na atmosfera de CO2
reduzindo as taxas de
intemperismo
Redução nas taxas
de intemperismo
INTEMPERISMO: clima
INTEMPERISMO: clima
INTEMPERISMO: clima
A agulha de Cleópatra, um
obelisco egípcio de granito,
sofreu
alteração
mais
intensa em 75 anos em Nova
Iorque do que em 35 séculos
no Egito, sob clima muito
mais seco.
INTEMPERISMO DE ROCHAS ORNAMENTAIS EM
AMBIENTE URBANO
André Luiz Carvalho da Silva
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
¾ “Ambiente
de
intemperismo
urbano” → condições mais severas,
capacidade de alterar o ritmo do
intemperismo, acelerando – o.
¾ As principais formas de poluentes
envolvidas são: SO2, CO2, NaSO4, NaNO3 e
flyash.
¾ Diversas feições de intemperismo
surgem em meio ao ambiente urbano:
crosta negra, crosta orgânica, crosta de
sal, estalactite e estalagmite.
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar representa uma ameaça ao
patrimônio histórico mundial.
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar representa uma ameaça ao
patrimônio histórico mundial.
ANTES
DEPOIS
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar representa uma ameaça ao
patrimônio histórico mundial.
Crosta negra – é originada
pelas cinzas de combustíveis
fósseis, e se constitui como a
principal
fonte
para
a
formação de gispsita.
Sua ocorrência é mais intensa
nas áreas abrigadas da chuva.
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar representa uma ameaça ao
patrimônio histórico mundial.
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar representa uma ameaça ao
patrimônio histórico mundial.
O uso de argamassa de cimento:
apesar de comumente empregado na
maquiagem de áreas intemperizadas, é
na realidade um fator que provoca a
intensificação dos processos de
intemperismo, pois constitui-se na
principal fonte de cálcio para a
formação da gipsita.
20 cm
METODOLOGIAS UTILIZADAS EM ESTUDOS DE INTEMPERISMO
EM ROCHAS ORNAMENTAIS
Mapeamento de formas de intemperismo.
Coleta de material para análises químicas em laboratório.
MEV- Microscopia de Varredura Eletrônica.
Fitzner et al. (1995)
Mapeamento de formas de intemperismo.
Mapeamento de formas de intemperismo.
Fitzner et al. (1995)
METODOLOGIAS UTILIZADAS PARA ESTUDOS DE INTEMPERISMO
EM ROCHAS ORNAMENTAIS
Coleta de material para análises químicas em laboratório.
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
As múltiplas causas da deterioração das
rochas ornamentais
Chuva ácida e a poluição local do ar.
Sal nas ruas ou proximidade com o mar.
Práticas de manejo inadequadas.
Práticas de arquitetura.
Características naturais da rocha.
Biodeterioração.
Intemperismo natural.
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar e o patrimônio histórico nas cidades
do Rio de Janeiro e de Niterói- RJ
Igreja Nossa
Senhora do
Monte do Carmo
Igreja de São
Francisco de
Paula
Fortaleza de
Santa Cruz
Fortes do Pico e
São Luiz
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Poluição do ar e o patrimônio histórico nas cidades
do Rio de Janeiro e de Niterói- RJ
INTEMPERISMO EM AMBIENTE COSTEIRO URBANO
Coleta de material para análise. Itacoatiara, Niterói-RJ. Setembro de 2001.
FORTALEZA DE SANTA CRUZ
¾ Sua construção
foi iniciada em 1555
e durou até 1765.
¾ Tombada
pelo
IPHAN e sedia o
8ºGACosM, unidade
do Exército.
¾ Foi
construída
sobre rocha do tipo
gnaisse facoidal e
erguida com blocos
de rocha de mesma
composição
e
natureza.
¾ Apresenta
uma
estrutura
principal subdividida em três
pavimentos:
superior,
intermediário e inferior.
¾ Níveis diferenciados de
exposição nos pavimentos:
ƒ à radiação solar,
ƒ de circulação de ar e de
umidade,
ƒ de sujeição à lavagem pela água
da chuva,
ƒ do alcance das ondas de
ressaca, e
ƒ do “spray” contendo sal
marinho.
PAVIMENTO SUPERIOR
flowstone
liquens
Exemplo de
cristais de
calcita nas
áreas de
flowstone.
Escala: linha
reta = 10 µm.
calcita
É o que se encontra em
melhores condições,
devido: a lavagem pela
água da chuva e maior
circulação de ar.
PAVIMENTO INTERMEDIÁRIO
“flowstone”
estalactite
¾ Pavimento intermediário e inferior não estão em bom estado, devido: a menor
circulação de ar, maior teor de umidade e maior exposição ao sal proveniente do
spray marinho.
PAVIMENTO INFERIOR
“flowstone”
flyash
crosta negra
Cinza de combustível fóssil (flyash)
encontrada em bloco de rocha na
área de estudo.
Escala: linha reta = 10 µm.
gipsita
Cristais de gipsita nas áreas de crosta
negra em bloco de rocha de uma das
paredes da Fortaleza de Santa Cruz.
Escala: linha reta = 100 µm.
PAVIMENTO INFERIOR
“flowstone”
A interação do cimento com poluentes atmosféricos
pode resultar na dissolução do carbonato de cálcio,
prejudicando a estética da Fortaleza.
¾ Ambiente costeiro urbano impõe condições mais severas ao
intemperismo devido a exposição da rocha a diversos poluentes e ao
sal marinho.
¾ Ritmo de degradação é mais intenso, sobretudo no inferior, onde
buracos e feições de intemperismo mais expressivas refletem a
atuação mais intensa de sais marinhos e poluentes atmosféricos.
¾ No pavimento inferior ocorre ainda queda de blocos e fragmentos.
Eflorescência de Sal
PAVIMENTO INFERIOR
1,95
pavimento superior
2,49
pavimento intermediário
pavimento inferior
3.18
0
1
2
3
4
centímetros
Valores (em centímetros) relativos as medições efetuadas nos blocos
de rocha de cada um dos três pavimentos da Fortaleza de Santa Cruz.
FORTES DO PICO E SÃO LUIZ
Forte do Pico
Forte São Luiz
FORTE SÃO LUIZ
¾ Construção iniciada em 1567 e
concluída em 1775.
¾ Inicialmente, era apenas um
posto de observação e vigilância
da Bateria Nossa Senhora da
Guia (Fortaleza de Santa Cruz).
¾ Situa-se em Jurujuba, no alto
do Morro do Macaco a cerca de
220 metros de altitude.
crosta negra
FORTE DO PICO
¾ Construído entre 1913 e 1918.
¾ Construído parcialmente com
blocos de gnaisse facoidal.
¾ O forte do Pico era capaz de
responder
efetivamente
às
ameaças, graças aos seus
modernos
e
imponentes
canhões.
“flowstones”
¾ O emprego de argamassa
tem contribuído para o desenvolvimento de
“flowstones” e estalactites, o que faz dessa
uma medida de conservação inadequada.
¾ Fortes do Pico e São Luiz → crostas negras e “flowstones” atestam a
amplitude do alcance dos efeitos da poluição atmosférica em altitudes
superiores a 200 m.
¾ Crostas de sal não foram encontradas nos Fortes do Pico e São Luiz o que
limita a formação destas feições em altitudes junto ao nível do mar.
IGREJA DE SÃO FRANCISCO DE PAULA
FAÉ - 2004
Legenda de Formas de Intemperismo
Crosta Negra
Desintegração Granular
Desintegração Esferoidal
Desintegração Granular / Esferoidal
Argamassa e / ou tijolo
Fendas nos blocos de rocha
halita
halita
IGREJA DE SÃO FRANCISCO DE PAULA
IGREJA NOSSA SENHORA DO MONTE DO CARMO
buraco
esfoliação
gipsita
halita
flyash
¾ O que fazer? O que não deve ser feito?
1. A utilização de cimento para preencher buracos pode ser
considerada uma medida inadequada.
2. Remoção de crostas não é recomendável pois pode acarretar
um aumento local na taxa do intemperismo.
3. Medidas que venham a melhorar a circulação de ar e diminuir
a concentração de umidade no interior das construções devem
ser adotadas. Exemplo: os faróis no litoral da Irlanda do Norte.
Obrigado!