VII Jornadas APG "Geologia e Gestão de Riscos"

Geologia e GestĂŁo de Riscos Porto | 10 de Novembro de 2017

LIVRO DE RESUMOS

Título VII Jornadas APG Geologia e Gestão de Riscos Porto, 10 de Novembro de 2017 Comissão Organizadora José Romão (APG, LNEG) Mónica Sousa (APG, FCUP) Alcides Pereira (APG, DCT-UC) José Mário C. Branco (APG, GGC) Vítor Correia (APG, FEG) Margarida Silva (APG, ESBP) Pedro Carvalho (APG, CONSMAGA) Entidades APG – Associação Portuguesa de Geólogos CONSMAGA – Geólogos e Engenheiros Consultores, Lda. DCT-UC – Departamento de Ciências das Terra da Universidade de Coimbra ESBP – Escola Secundária Bordalo Pinheiro FCUP – Faculdade de Ciências da Universidade do Porto FEG – Federação Europeia de Geólogos GGC – Geologia e Geotecnia, Consultores Lda LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia Autores Alexandre Tavares António Campos e Matos Fernando Noronha Javier Sanchez España Josep Raventós Ricardo Ribeiro Sérgio Rosa Virgílio Rebelo Editor Mónica Sousa Edição Associação Portuguesa de Geólogos ISBN 978-989-96669-9-3

ÍNDICE

Modelos de gestão para os riscos naturais: dos processos ao território Alexandre Tavares A relevância da credibilização do risco nas sociedades modernas Ricardo Ribeiro El uso del InSAR satelital para la gestión de desastres naturales Josep Raventós

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Riscos associados à Indústria mineira Fernando Noronha

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Otros riesgos derivados de la minería: acumulación de dióxido de carbono en minas inundadas con agua ácida Javier Sánchez-España

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Sobre o Risco Geológico António Campos e Matos

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Riscos associados ao movimento de terrenos: casos de estudo e respetivas soluções Virgílio Rebelo

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Estabilização da escarpa sobranceira à marginal da Calheta/ estabilização do talude sobranceiro à ER 222 no Sítio da Rateira (Madeira) Sérgio Rosa

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Modelos de gestão para os riscos naturais: dos processos ao território Alexandre Oliveira Tavares Departamento de Ciências da Terra e Centro de Estudos Sociais, Universidade de Coimbra, Portugal atavares@ci.uc.pt

Nas chamadas sociedades de risco, como apresentado por U. Beck, em 1992, há uma maior consciência individual e coletiva quanto aos potenciais perigos e os cidadãos, técnicos, cientistas e agentes políticos organizam-se, cada vez mais, em torno desta problemática na tentativa de respostas mais rápidas ou de modelos de gestão mais eficientes.

O planeta é continuamente afetado por um conjunto muito diversificado de ocorrências e eventos perigosos que provocam impactos e alterações na estrutura das populações, no seu estilo de vida e exigem crescentes recursos no seu apoio e na mitigação dos processos. Os princípios aplicados à gestão dos riscos naturais são baseados no entendimento dos processos perigosos e dos seus fatores condicionantes e desencadeantes, mas também dos fatores de exposição e de vulnerabilidade associados. Foi este o sentido do Quadro de Referência de Hyogo, em 2005, o qual foi sublinhado, em 2015, pelo referencial de Sendai 2015-2015.

Por outro lado a recomendações que emanam, por exemplo, das Nações Unidas, da Cruz Vermelha e Associadas, do Fórum Económico Mundial ou das grandes seguradoras como a Munich Re ou Swiss Re salientam, simultaneamente, as condições globais de menor admissibilidade social, económica e jurídica às perdas e incertezas relacionadas com os processos e modelos e a importância crescente das respostas proativas, preventivas e planeadas aos acontecimentos que possam afetar as populações e organizações.

O conceito de gestão do risco é atualmente entendido para além da Norma ISO 31000, de 2009, que consagra os processos sistemáticos e recursos operacionais de redução dos impactos adversos dos riscos, para se valorizar o conhecimento e ações capazes de anteciparem, responderem e recuperarem dos impactos, resultantes de condições de perigo, através de medidas de mitigação estruturais, semiestruturais ou não-estruturais.

Assiste-se à consideração que a investigação sobre os perigos naturais e as alterações climáticas evoluíram para a dimensão social, consagrando a noção de desastre e de vulnerabilidade. A própria noção de risco e as políticas ambientais associadas, abandonaram o foco da resposta/alívio e da assistência humanitária, para concentrarem esforços e recursos na prevenção dos riscos e minimização das vulnerabilidades.

Estas considerações, a par da necessidade dos decisores encontrarem respostas baseadas nos contextos territoriais, nomeadamente assumindo a escala local como fundamental, são salientadas pelo International Risk Governance Council desde 2009.

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A USGS, em 2007, salientava no relatório - Facing Tomorrow’s Challenges um conjunto de metas a implementar para atingir uma sociedade mais resiliente, nomeadamente, o desenvolvimento de competências para a caracterização e avaliação dos riscos, de sistemas de previsão baseados no entendimento dos processos físicos, de avaliação e monitorização dos riscos relacionados com alterações na paisagem, e particularmente as alterações costeiras, de capacidade de monitorização das infraestruturas, de tecnologias para as redes de comunicações, de estratégias de comunicação e produtos de suporte à decisão dirigidos à gestão dos riscos, bem como de sistemas de controlo da vulnerabilidade das cidades e dos ecossistemas.

Os modelos de gestão do risco recorrem a metodologias de análise para definir ações quer no domínio da resposta (prevenção, redução e mitigação do risco), quer para a decisão (implementação, comunicação, envolvimento). Como salientam T. Aven e Renn (2012), os modelos de gestão do risco permitem igualmente conhecer as ações ou medidas que podem apresentar limitações, assim como identificar o nível de monitorização para avaliar o desempenho, a par do conhecimento dos custos e benefícios associados a cada opção.

Com esta apresentação no âmbito das Jornadas da Associação Portuguesa de Geólogos, em 2017, caracterizam-se vários processos de perigo em Portugal, mas também a capacidade técnica para observar, prever, modelar e cartografar os processos naturais, assim como se realçam os contributos para melhorar a resposta dos sistemas de aviso e alerta precoce, a partir da análise da exposição e vulnerabilidade territorial.

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A relevância da credibilização do risco nas sociedades modernas Ricardo Ribeiro ASPROCIVIL

«Eu sei, pela minha perspectiva como executivo, ao tentar tomar decisões de vida ou morte, literalmente, no meio de um desastre, a melhor coisa que posso ter é boa Informação.»

Jonathon Monken, Director da Agência de Gestão de Emergências de Illinois

A gestão e o ordenamento da floresta e do território, em conjunto com o desenvolvimento das diversas políticas sociais, económicas, culturais e ambientais, são factores determinantes, não só da qualidade de vida das populações, mas simultaneamente funcionam como factores de mitigação de riscos, agindo e condicionando consequentemente a ocorrência e consequência de acidentes graves e catástrofes, tendo um efeito especialmente mitigador no caso do Risco de Incêndio.

A efectiva aplicação de medidas de planeamento, como a implementação do Plano Nacional de Defesa da Floresta Contra Incêndios e o Programa Nacional da Política de Ordenamento do Território, ao identificarem as condicionantes e vulnerabilidades tanto da Florestas como do Território, poderiam traduzir-se numa acção que contrariasse a forma descoordenada não integrada na abordagem que se teima a fazer em Portugal que tem consequências dramáticas para o País.

Poderemos então questionar: Gestão da Emergência… que tem isso a ver com a prevenção e mitigação de riscos e com o planeamento?

A gestão emergência assenta em 4 pilares básicos:

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Ao contrário do que se pensa, a Gestão da Emergência não é a mesma coisa de gestão da acção operacional num Teatro de Operações (Marcha das Operações).

A Gestão da Emergência abrange muito mais que esse momento.

A Emergência = Ocorrência = Medidas de Excepção A Gestão da Emergência = Uma Função = Organização que reduzam vulnerabilidades É este o enfoque, que se pretende nesta abordagem, e que tem como principal objectivo, expor as dificuldades e algumas soluções interdisciplinares, que se devem desenvolver no contexto da Gestão da Emergência relativa ao Incêndios em Portugal, tendo como pano de fundo o que tem ocorrido nos últimos 15 anos.

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El uso del InSAR satelital para la gestión de desastres naturales Josep Raventós TRE ALTAMIRA josep.raventos@tre-altamira.com

La tecnología InSAR (acrónimo en inglés de Interferometria de Radar de Apertura Sintética) se viene utilizando desde principios de los años 90 del siglo pasado como una herramienta de gestión para anticipar y reducir el impacto de los desastres naturales.

De hecho, el primer uso de esta tecnología fue para medir el desplazamiento provocado por un terremoto.

La tecnología InSAR utiliza una señal electromagnética emitida por un radar embarcado en un satélite que viaja hasta la superficie del terreno y es rebotada al satélite. Utilizando básicamente el desfase de la señal, y en ocasiones la amplitud de la misma, se consigue obtener mediciones de desplazamientos producidos sobre la superficie del terreno y objetos que en ella se alojen con precisiones milimétricas (típicamente entre 2 y 5mm) y una gran cobertura areal (superficies monitorizadas de entre 30*30km, hasta 250*250km).

El primer radar tipo SAR se embarcó el año 1992 desde la agencia espacial europea, en la misión llamada ERS. Desde entonces diferentes misiones se han ido lanzando y otras serán lanzadas en el futuro.

Toda la información obtenida desde entonces ha sido almacenada, de tal manera que se puede ir a los archivos históricos, descargar esta información, tratarla de forma adecuada y conocer como se ha comportado una determinada zona desde entonces hasta la actualidad, en lo que se conoce como proyectos históricos, lo que es de gran ayuda para la gestión del riesgo.

Otra de las ventajas de la tecnología son los análisis multi temporales, es decir, programas de obtención de datos de forma continua en el tiempo. Estos nos permiten representar los datos obtenidos mediante series temporales y por tanto analizar el cambio en la tendencia de la velocidad con el tiempo y relacionarlo con fenómenos naturales o producidos por el hombre que nos ayuden a entender los fenómenos de desencadenamiento de estos.

La presentación incluye una introducción a la tecnología InSAR que pretende establecer claramente y a la vez con sencillez la base teórico práctica que sustenta el uso de ondas electromagnéticas para monitorizar la superficie del terreno, discute las ventajas de la teledetección y presenta casos de aplicación a ejemplos reales en la gestión de los desastres naturales.

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Riscos associados à Indústria Mineira Fernando Noronha ICT- Polo Porto, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, 4169-007 Porto fmnoronh@fc.up.pt

O homem utiliza recursos geológicos (minerais, água, rochas ornamentais e combustíveis fósseis) e explora-os em locais onde estão concentrados.

As concentrações são definidas por fatores de utilidade, quantidade e económicos e só as concentrações de material, com interesse económico, com forma, qualidade e quantidade têm perspectivas razoáveis e realistas de ter uma exploração económica.

A Indústria Mineira (IM) vai da descoberta das concentrações que resulta da prospeção mineira (“exploration”) à exploração (“explotation”) às quais se segue a beneficiação e/ou transformação.

A Industria mineira traz grandes investimentos em prospeção e exploração mineira, resultando daí benefícios para vários níveis da economia nacional e fortalecimento da economia local e regional, desenvolvimento tecnológico, atração de investimentos para a indústria de transformação e, consequentemente, geração de emprego. Contudo não à bela sem senão e por isso a Industria Mineira como qualquer outra industria traz riscos.

Só muito recentemente se começaram a colocar, após a ocorrência de vários acidentes, questões, nomeadamente, sobre o futuro das áreas mineiras desativadas e das suas potenciais consequências.

Durante a segunda metade do século XX, vários e grandes acidentes puseram em evidência a existência de lacunas legislativas relativas ao pós-mina. O alerta para esta situação levou a que os governos implementassem sucessivas reformas às Leis mineiras, de forma a responder adequadamente aos problemas técnicos, jurídicos e financeiros que se colocam depois do encerramento de uma exploração mineira.

Foi apenas na última década do século XX que também em Portugal se tomou consciência das consequências ambientais e geotécnicas resultantes da atividade mineira. Até aí, as preocupações só existiam durante o tempo de vida da mina e estavam principalmente relacionadas com os problemas que pudessem afectar a sua produtividade, tais como a estabilidade das galerias e/ou escavações e das escombreiras.

Os geólogos têm um papel importante na IM, fundamental para que se possa continuar a ter um fornecimento sustentável de materiais geológicos e de matérias primas essenciais. Os geólogos, têm conhecimento de causa e podem aconselhar e sensibilizar os governos e a sociedade sobre o desenvolvimento e compreensão do que são os recursos geológicos e a sua importância para uma sociedade que se quer moderna e desenvolvida.

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É fundamental o papel dos geólogos na educação do público em geral acerca da necessidade que há de continuar a prospecção e exploração para encontrar novos recursos e que a exploração e processamento podem ser realizados de modo responsável. Isto é, há atualmente preocupação para que não se repitam os erros do passado com os problemas geotécnicos e ambientais gerados durante a exploração ou que posteriormente podiam surgir. A exploração pode ser feita com os cuidados necessários de segurança quer nas explorações a céu aberto quer nas explorações subterrâneas. Hoje há saberes e consciência para que haja cuidados com os resíduos quer da exploração quer do seu processamento e beneficiação e que por isso, uma vez finalizada a exploração as áreas mineiras não serão abandonadas como muitas no passado em que não havia qualquer tipo de preocupação. Isto é, os geólogos estão sensibilizados e sabem fazer a gestão dos riscos associados à exploração dos recursos geológicos.

Na indústria mineira o risco pode ser definido como “uma característica física ou química de um material, processo ou instalação que tem o potencial de causar danos às pessoas e ao ambiente” e os riscos podem ser de diferentes tipos: 1. Riscos geotécnicos 1.1. Deslizamentos em escombreiras.

As formas de instabilidade em escombreiras, podem classificar-se tendo em conta a posição da superfície de rotura em: - Superficiais, quando não afectam a base da escombreira; - Profundas, sempre que atingem a base da escombreira.

1.2. Desabamentos e queda de blocos Nas explorações subterrâneas constituem um risco, quer no subsolo, quer à superfície. À superfície podem ocorrer subsidências como resultado natural da extração subterrânea.

Os movimentos de subsidência são controlados por dois grupos de fatores: - geológicos, que têm a ver com características litológicas da área explorada; - mineiros, que têm a ver com os métodos de exploração e profundidade alcançada pelos trabalhos e/ou com o colapso de chaminés e galerias .

Quer nas explorações subterrâneas como nas realizadas a céu aberto podem ocorrer com frequência queda ou desabamento de blocos de rocha, de “lisos” principalmente em zonas de ocorrência de diáclases e de falhas .

2. Efeitos da atividade mineira sobre as águas e os solos A contaminação por metais é importante nos casos em que ocorrem drenagens ácidas a partir de sulfuretos presentes nos minérios. A drenagem de águas ácidas de minas (DAM) para as linhas de água, provoca a dispersão de metais e a contaminação e acidificação das águas superficiais e dos solos.

Além das drenagens ácidas, a disseminação de contaminantes a partir dos materiais existentes nas escombreiras pode também ser mobilizado pela água e/ou pelo vento e a deslizamentos que contribuem para o transporte de partículas para as linhas de água e terrenos circundantes.

3. Riscos para a saúde em ambiente mineiro Os trabalhadores das explorações mineiras estão sujeitos a poeiras e ruídos que podem ser responsáveis de doenças profissionais. As poeiras e ruídos são produzidos nas frentes de exploração, e nos processos de tratamento do minério e no transporte e deposição do estéril nas escombreiras.

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Otros riesgos derivados de la minería: acumulación de dióxido de carbono en minas inundadas con agua ácida Javier Sánchez-España Instituto Geológico y Minero de España (IGME) Calera, 1, 28760, Tres Cantos, Madrid, Spain j.sanchez@igme.es

1. INTRODUCCIÓN La minería ha conllevado históricamente un importante número de efectos colaterales medioambientalmente adversos, incluyendo la fuerte modificación del paisaje, formación de grandes huecos en el terreno, acumulación de residuos mineros o la formación de aguas ácidas de mina que pueden llegar a contaminar los recursos hídricos (ríos, lagos, embalses) a lo largo de grandes extensiones (Nordstrom y Alpers, 1999). Sin embargo, existen otros riesgos derivados de la minería que, aunque menos conocidos, pueden llegar a ser igualmente adversos para la seguridad de las personas en las zonas mineras. Hace ya veinte años, algunas predicciones alertaban de la posible acumulación de dióxido de carbono (CO2) en minas inundadas como resultado de la interacción del agua ácida con materiales alcalinos (como cementos o carbonatos presentes en las rocas encajantes) con el consiguiente riesgo para la seguridad (ej., Murphy, 1997). Hasta ahora esta posibilidad era meramente una conjetura y nunca se habían registrado hasta la fecha niveles preocupantes de CO2 disuelto como consecuencia de la disolución en medio ácido de carbonatos en ambiente confinado. En el año 2010, sin embargo, se detectaron en una corta minera española inundada desde 1990 (Corta Guadiana, Huelva), concentraciones de gas disuelto lo suficientemente elevadas como para poner en marcha mecanismos de prevención y control (SánchezEspaña et al., 2014; Boehrer et al., 2016). Estudios posteriores (2013-2016) han permitido medir con precisión la concentración de gases disueltos y su composición, así como establecer su origen y posible evolución, y desarrollar un método de desgasificación fiable y seguro. La experiencia y conocimiento adquiridos en esta mina ofrecen información valiosa para la evaluación del riesgo de la inundación de minas metálicas en el futuro.

2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los lagos formados tras la inundación de explotaciones a cielo abierto de la minería metálica son generalmente profundos y suelen ser meromícticos (permanentemente estratificados). La zona profunda de los lagos es generalmente anóxica y está permanentemente aislada de la parte superior. Estudios efectuados en la Corta Guadiana (Faja Pirítica) han permitido conocer los gases disueltos en el lago formado en esta corta abandonada y cuantificar con precisión su concentración. El gas disuelto acumulado en esta corta se compone fundamentalmente de dióxido de carbono, cuyas concentraciones máximas medidas son de 5,000 mg/L CO2, concentración nunca medida anteriormente en ningún sistema acuoso del mundo a excepción de los lagos volcánicos de Camerún (e.g., Kling et al., 1987). También se ha detectado la presencia de nitrógeno en proporciones mucho menores (8-9 mg/L N2), así como trazas de metano (CH4). La concentración de otros gases (O2, H2, H2S) estuvo siempre por debajo del límite de detección. Cálculos posteriores en base a estas concentraciones y coeficientes de Henry adecuados han permitido estimar la presión total de gas disuelto, obteniéndose unos valores en la zona profunda (~5 bar a 60 m) que están cerca del límite de solubilidad, definido por la presión absoluta (presión hidrostática + presión atmosférica; Fig. 1).

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Análisis químicos e isotópicos, así como resultados experimentales y cálculos geoquímicos, indican que el CO2 acumulado en el lago proviene de la propia roca encajante y resulta de la disolución de carbonatos al contacto con el agua ácida (pH~4.0), lo que supone una neutralización in situ.

Una vez detectada esta situación de riesgo, se instalaron dos sistemas piloto de desgasificación controlada consistentes en tuberías de HDPE de 65 m de longitud y 16-32 mm de diámetro, ancladas al fondo de la corta y estabilizadas por boyas (Fig. 2). Estos sistemas han funcionado ininterrumpidamente durante tres años completos (Abril 2014 a Abril 2017) con un caudal conjunto y constante de 12 L/min. El volumen total de agua ácida con CO2 bombeada es de unos 19,000 m3, que ha sido transportada desde la zona profunda a la superficie, provocando su desgasificación de forma natural y auto-sostenida. Este volumen es insuficiente aún para disipar el riesgo, pero ha contribuido a reducirlo, y ha permitido confirmar la viabilidad de esta técnica. En 2017 se va a instalar un sistema definitivo y de mayor envergadura para desgasificar completamente del lago en un periodo de unos tres a cuatro meses.

Figura 1 – Presión total de gas disuelto en el lago de Corta Guadiana (Abril 2014)

Figura 2 – Sistema piloto de desgasificación instalado en el lago de la Corta Guadiana (Diciembre 2016).

3. CONCLUSIÓN El caso de la corta Guadiana pone de manifiesto los riesgos inherentes al abandono de explotaciones mineras sin ningún tipo de control, vigilancia o prevención, así como la necesidad de acometer programas de monitorización e investigación adecuados en estas zonas. Dada la gran cantidad de minas inundadas existentes en la Faja Pirítica, tanto en España como en Portugal, se debe considerar la posibilidad de encontrar más casos como el de Corta Guadiana en el futuro, por lo que sería recomendable acometer un estudio a nivel regional para evaluar el nivel de riesgo en cada una de estas zonas, así como planes de actuación en caso necesario. Tal estudio ya está siendo abordado en la parte española mediante un convenio de colaboración entre la Junta de Andalucía y el Instituto Geológico y Minero de España.

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4. BIBLIOGRAFÍA Boehrer, B., Yusta, I., Magin, K. & Sánchez-España, J. (2016). Quantifying, assessing, and reducing the extreme gas concentration from a pit lake. Sci Total Environ., 563-564, 468-477.

Kling, G.W., Clark, M.A., Compton, H.R., Devinee, J.D., Evans, W.C., Humphrey, A.M., Koenigsberg, E.J., Lockwood, J.P., Tuttle, M.L., Wagner, G.N. (1987). The 1986 Lake Nyos disaster in Cameroon, West Africa.

Science, 236, 169- 175.

Murphy, W.M. (1997). Are pit lakes susceptible to limnic eruptions? Proceedings, Tailings and Mine Waste’97. Balkema, Rotterdam, pp. 545-547.

Nordstrom, D.K. & Alpers, C. (1999). Geochemistry of acid mine waters. In: Plumlee, G.S., and Logsdon, M.J. (eds.), The Environmental Geochemistry of Mineral Deposits, Part A. Processes, Techniques, and Health Issues: Society of Economic Geologists, Rev. Econ. Geo., 6A, 133-156.

Sánchez-España, J., Boehrer, B., & Yusta, I. (2014). Extreme carbon dioxide concentrations in acidic pit lakes provoked by water/rock interaction. Environ Sci Technol., 48(8), 4273-4281.

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Sobre o Risco Geológico António Campos e Matos GEG – Gabinete de Estudos e Geotecnia acmatos@geg.pt

A questão do risco na Geologia tem vindo a adquirir importância crescente em áreas de interligação com empreendimentos, construção e o seu financiamento. Por outro lado, o termo “Risco Geológico” ganhou preponderância sobre outras definições de risco e é entendido actualmente como o risco que é derivado da variabilidade dos maciços naturais. É este risco que será agora abordado. Contudo outros riscos de caracter ambiental, segurança, físico e acidental, etc. são muito importantes mas não é desses que falaremos.

Nesta comunicação serão abordados os passos que foram dados até se chegar ao actual nível e capacidade da avaliação deste risco, sugerindo algumas metodologias e marcando a passagem da Geologia (caracterização) para a Geomecânica (modelação) e desta para a Geotecnia (construção), até se chegar onde se pode avaliar soluções de engenharia e por consequência, os custos.

O Risco Geológico – que só faz sentido numa perspectiva estatística – pode ser induzido noutros sistemas, tais como nos projectos e obras de engenharia e ser avaliado pelo impacto negativo, por exemplo, no valor da obra.

A indução de risco em resultado da actividade funcional de um geólogo (individual ou empresa) tem um carácter e dependência temporal, bem marcada pelo momento em que concretiza essa função.

Assim, e por exemplo, quando se realiza uma interpretação geológica de um maciço – a que devemos acrescentar tratar-se de uma previsão geológica, seja ela geológica ou geomecânica – está a iniciar-se um processo de indução de geração de risco logo que esse documento for transmitido a outra entidade e for usado para fins de engenharia ou de construção.

A identificação e caracterização do risco antes da adjudicação da obra – com as possíveis intervenções de correcção, e a gestão e controle do risco durante a obra – são funções fundamentais para a correcta aplicação de dinheiros, em geral públicos, e onde os geólogos têm um papel fundamental em muitas situações, com relevo para as obras subterrâneas.

Uma notória mudança no envolvimento da Geologia na construção, resultou das exigências da sociedade sobre as responsabilidades inerentes às diversas classes profissionais, neste caso da construção e da obtenção de respostas quantitativas e avaliáveis e não qualitativas e descritivas. Aqui chegamos ao ponto de mudança que atingiu recentemente a geologia e a engenharia civil com as identificações, caracterização e avaliações de Riscos Geológicos.

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O que se pretende expor é a presente capacidade e experiência de avaliar o risco, nas várias fases da construção ou do empreendimento, referindo que esta possibilidade – que era tarefa quase impossível pelo grau de variabilidade dos meios geológicos e limitações de cálculo – tornou-se hoje em dia possível, quer pela disponibilidade e capacidade computacional, com os modelos de comportamento geomecânico, quer pela simplificação a que se chegou com a referenciação de algumas características variáveis a um único parâmetro GSI. O Prof Evert Hoek é talvez um dos maiores responsáveis por este longo e difícil caminho, que conduziu ao que hoje usufruímos.

Assim, será feita uma reflexão numa base determinística, sobre os estudos e caracterizações de maciços como factores indutores de risco, e o recurso a modelos geomecânicos como o meio para atingir soluções construtivas e custos. Obtido esta ferramenta, a utilização do GSI do maciço e a sua depreciação em face de variação espacial de características como a facturação e a alteração, permitem sustentar uma base estatística para todo sistema, terminando com curvas que relacionam o custo com a probabilidade de ocorrência.

Como curiosidade, seguem-se alguns marcos notáveis no caminho percorrido até se chegar à presente situação: 1957 Linguagem Fortran Anos 60: desenvolvimento matemático & mecânico do FEM 1964 IBM 360 1967 Zienkiewicz: Finite Element Method in Continuum Mechanics 1971 Zienkiewicz: Finite Element Method in Engineering Science 1980: Evert Hoek & Edwin Brown: Hoek&Brown Geomechanic Model (HBM) 1981 IBM PC Computers 1993 Plaxis commercial software 1998 Evert Hoek : Reliability of Hoek-Brown estimates of rock properties and their impact on design 1999 Evert Hoek: Putting Numbers to Geology (GSI) 2002 “Hoek & Brown Model” referenciado ao GSI do maciço 2005 Evert Hoek & Palisade @Risk: Risk assessment in underground excavations

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Riscos associados ao movimento de terrenos: casos de estudo e respetivas soluções Virgílio Rebelo COBA, Consultores de Engenharia e Ambiente, SA, Lisboa, Portugal v.rebelo@cobagroup.com; www.coba.pt

O movimento de terrenos constitui-se como um tipo de risco de natureza essencialmente geológica, muito embora frequentemente potenciado por outros fatores, atuando isolados ou simultaneamente (por exemplo fatores meteorológicos, antrópicos, sísmicos, entre outros).

Quando ocorrem, os movimentos de terrenos podem assumir dimensões e acarretar consequências muito distintas, algumas vezes com fortes impactos quer económicos quer sociais (Fig. 1).

Recorrendo a três casos de estudo, associados a escorregamentos ocorridos em Portugal e na Argélia, procura-se ilustrar a metodologia de abordagem dos mesmos, com vista ao desenvolvimento de soluções de engenharia a adotar para garantir adequadas condições de segurança para pessoas e bens.

Figura 1 – Movimento de terreno

Para se atingirem tais objetivos, muitas das vezes num curto espaço de tempo, há que fazer um adequado enquadramento geológico e geotécnico da situação, por forma a melhor entender a fenomenologia envolvida, com recurso a prospeção geotécnica mais ou menos expedita. Para tal é essencial o envolvimento de técnicos da área das geociências aplicadas para um adequado entendimento dos fatores concorrentes para o sucedido.

As soluções de projeto, ainda que se possam revestir de carácter urgente, devem elas próprias incluir formas de aferição da solução durante a fase de obra (por exemplo com a execução em paralelo de sondagens mecânicas de furação adicionais ou utilizando elementos de obra, como por exemplo a execução de microestacas, como fonte de informação geotécnica adicional).

Para uma adequada avaliação ao longo do tempo do comportamento da solução de engenharia implementada, constitui-se como essencial a implementação de um sistema de observação. A realização de leituras regulares do mesmo dará informação essencial quanto à eficiência da obra executada, permitindo, se for caso disso, identificar anomalias que possam exigir algum tipo de intervenção adicional.

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Estabilização da escarpa sobranceira à marginal da Calheta/ estabilização do talude sobranceiro à ER 222 no Sítio da Rateira (Madeira) Sérgio Rosa TPF Planege Cenor sergio.rosa@tpf.pt

1. ESTABILIZAÇÃO DA ESCARPA SOBRANCEIRA À MARGINAL DA CALHETA NA MADEIRA

1. 1. CARACTERÍSTICAS GERAIS A escarpa em estudo situa-se na costa SW da ilha da Madeira, sobranceira a um troço da estrada marginal ER101-9, que constitui o acesso à vila da Calheta pelo lado Sul. É truncada sensivelmente a meio pela ribeira da Calçada. A escarpa que fica no lado NW tem cerca de 550 m de extensão e uma altura máxima de 200 m. Na sua base situam-se a praia e dois edifícios. A escarpa do lado SE tem cerca de 400 m de desenvolvimento e 170 m de altura. Fica sobranceira ao porto de recreio e respectivos edifícios de apoio, bem como a dois edifícios residenciais (Figura 1).

Ambas as escarpas são constituídas por formações pertencentes ao complexo vulcânico superior (CVS) do Plistocénico (antigo complexo Pós-Miocénico b2), nomeadamente à unidade dos Lombos e do Funchal indiferenciadas (CVS1-2). Na escarpa NW parece existir uma predominância das formações brechóides sobre as restantes formações desde a base, até cerca da cota 75 m. Acima desta cota passam a predominar os basaltos. Na escarpa SE as formações basálticas são as que apresentam maior expressão.

Figura 1 – Área de Intervenção

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A evolução destas escarpas está essencialmente relacionada com mecanismos de erosão diferencial, que levam à desagregação e erosão dos níveis de brechas e de tufos mais bandos e friáveis conduzindo à formação zonas em depressão. Por sua vez, as bancadas de rochas basálticas, que se encontram intercaladas com estes níveis, mais resistentes à erosão, vão ficando progressivamente em consola. Estas bancadas por se encontrarem fracturadas dão origem à queda brusca de blocos isolados ou mesmo de derrocadas de partes destas bancadas.

1.2. ESTABILIZAÇÃO DA ESCARPA SE Quando foi construído o porto de recreio, esta escarpa foi sujeita, na zona central, a trabalhos de estabilização, que compreenderam a colocação de redes metálicas de tripla torção fixadas ao maciço através de pregagens, reforçadas com cabos de aço (verticais e longitudinais), reforçadas em duas zonas com painéis de cabos de aço. Na zona superior à cota sensivelmente 110 m, foi ainda colocada uma barreira dinâmica flexível.

No entanto, com o decorrer do tempo, veio a revelar-se que este tratamento era manifestamente insuficiente, uma vez que começaram a verificar-se quedas de materiais com alguma recorrência, quer da zona superior onde foi colocada a barreira dinâmica, quer das zonas laterais onde não tinham sido realizados trabalhos de estabilização. Também da zona central tratada com redes de tripla torção, deram-se algumas ocorrências de quedas de blocos de grandes dimensões, revelando a insuficiência deste sistema, e pondo em causa a exploração desta infra-estrutura, bem como a segurança de pessoas.

Para se resolver esta situação, foi previsto para a zona central, proceder à reparação das redes metálicas de tripla torção e reforçar-se este sistema através da aplicação de painéis de cabos de aço associados a uma nova malha de pregagens e de uma nova grelha de cabos de aço. Na base da escarpa, foi prevista a aplicação de betão projectado e a execução de pregagens pontuais de blocos e de ancoragens pontuais de baixa pré-carga na estabilização dos blocos e das colunas de basalto de maiores dimensões.

Figura 2 – Soluções Preconizadas para a Escarpa SE

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Nas zonas da escarpa onde esta ainda não se encontrava estabilizada, foram preconizados trabalhos de limpeza de toda a sua superfície, quer da vegetação, quer dos materiais soltos (terras e fragmentos e blocos de rocha) que apresentavam sinais de se poderem vir a desprender para a respectiva base. Os restantes trabalhos de estabilização compreenderam o saneamento e a demolição parcial de todos os blocos e colunas de basalto em equilíbrio precário, a colocação de redes metálicas de alta resistência, reforçadas com cabos de aço, associadas a pregagens (com uma malha rectangular de 3 m X 4 m) e ainda a execução sempre que necessário de pregagens pontuais dos blocos de maiores dimensões. Na base da escarpa foi ainda previsto o saneamento do depósito de vertente existente e a execução de um revestimento com betão projectado (com espessura total de 0,10 m) associado a pregagens (com uma malha de 1,8 m x 1,8 m em quincôncio) até uma altura de cerca de 25 m (Figura 2).

2. ESTABILIZAÇÃO DO TALUDE SOBRANCEIRO À ER 222 NO SÍTIO DA RATEIRA NA MADEIRA

2.1. CARACTERISTICAS GERAIS O talude do Sítio da Rateira situa-se na costa Sul da ilha da Madeira, sobranceiro a um trecho de estrada da ER 222, compreendido entre aproximadamente os kms 158,5 e 159,0. Este talude encontra-se dividido em dois trechos independentes, um designado por talude A, com orientação N-S, com cerca de 90 a 100 m de extensão que se desenvolve ao longo de um troço desta estrada com traçado mais ou menos rectilíneo, com definição de uma curva apertada no limite final Norte, onde é atravessada por uma linha de água que corresponde à ribeira de S. João. O outro talude, designado por talude B, inicia-se logo a seguir a esta linha de água, tem orientação sensivelmente WNW-ESE, com cerca de 100 m de desenvolvimento e é delimitado, no lado oposto, por uma outra linha de água, que corresponde à ribeira de S. Tiago (Figura 3).

Figura 3 – Localização dos taludes a consolidar

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O talude A é constituído por um primeiro talude com cerca de 20 a 25 m de altura e uma inclinação muito próxima da vertical, embora apresente também várias zonas com inclinações negativas que resultaram, em parte, da escavação realizada ao longo da sua base para a inserção da via. Superiormente a este talude existe um outro, com inclinação mais suave, que se encontra quase sempre coberto por uma densa vegetação, onde foram construídos vários muros de pedra solta arrumada à mão formando socalcos para fins agrícolas. Na base deste talude existe a plataforma da estrada ER 222 que é suportada, do lado oposto, por um muro em betão. Junto a este muro, na aproximação ao trecho em curva, existe uma casa cujo acesso se faz a partir da estrada regional. A altura aproximada total do talude A, desde a estrada situada na base até ao topo, é de cerca de 40 a 50 m (Figuras 3 e 4).

O talude B é constituído também por um primeiro talude com cerca de 10 a 15 m de altura com inclinação subvertical que é interrompido, no lado SE, por uma pequena plataforma, com largura variável entre cerca de 3 e 14 m, que não tem continuidade para o lado WNW, transitando para um talude mais suave com declive da ordem dos 25 a 30º. Acima desta plataforma existe um outro talude com declive da ordem de 40º com aproximadamente 50 m de altura. O limite inferior do talude é definido pela plataforma da ER 222, a qual nesta zona tem perfil misto em escavação/ aterro. Na zona da linha de água situada no lado ESE, o desnível entre a plataforma da estrada e o fundo da linha de água é da ordem dos 10 m (Figuras 3 e 5).

Figura 4 – Talude A

Figura 5 – Talude B

Ambos os taludes são constituídos por formações pertencentes ao complexo vulcânico superior (CVS) do Plistocénico (antigo complexo Pós-Miocénico b2), correspondendo à unidade dos Lombos e do Funchal indiferenciadas (CVS1-2). Esta unidade é formada por alternâncias de escoadas de lavas basálticas compactas e resistentes, mas quase sempre muito fracturadas, e níveis de materiais piroclásticos brechóides mais brandos e friáveis e que se apresentam, em certas zonas, como é o caso do talude A, muito erodidos. No talude B, para além destas formações, ocorre ainda um nível de tufos vulcânicos interestratificados. No topo de ambos os taludes, existem geralmente depósitos de cobertura resultantes da alteração destas formações, que cobrem quer as zonas de socalcos que resultaram da construção dos muros de pedra, quer as plataformas naturais existentes com menor inclinação.

Atendendo à situação existente em ambos taludes, da ocorrência com alguma frequência de desprendimentos de pequenas pedras e blocos, embora com maior frequência no talude A, e tendo em vista a que no futuro fiquem asseguradas as condições de segurança mínimas aceitáveis para a passagem de veículos e de pessoas na estrada, foi decidido proceder à consolidação destes dois taludes.

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2.2 ESTABILIZAÇÃO DOS TALUDES A E B A solução de estabilização adoptada para o talude A, foi a de um desmonte por bancadas do maciço (que conduziu ao respectivo reperfilamento), com um desenvolvimento de cerca de 80 a 100 m e uma altura máxima, entre a cota da estrada e o limite superior da intervenção, de cerca de 50 m.

Este desmonte por bancadas, foi efectuado de cima para baixo, a partir de um acesso criado para o efeito ao topo do talude, em bancadas horizontais com altura máxima de 2 a 3 m, criando plataformas de trabalho longitudinais com a largura necessária para a circulação de trabalhadores e equipamentos, mas reservando uma zona de protecção de cerca de 1 a 2 m no bordo exterior do talude. Os taludes foram executados com uma inclinação de 5V:1H nos três panos superiores e 3V:1H no pano inferior, localizado junto à estrada, com banquetas entre panos, com alturas variáveis entre 10 e 15 m e uma largura mínima de 2,0 m. Associada à escavação do maciço foi efectuado um revestimento sistemático em betão projectado pregado em toda a altura do talude, que foi estendido, embora sem pregagens, na protecção dos muros em pedra existentes no topo, que se situam muito próximos dos limites da zona a escavar, como forma de evitar o seu descalçamento. O revestimento com betão projectado foi constituído por duas camadas com 0,05 m de espessura cada (espessura total de 0,10 m), incorporando uma rede electrossoldada. Na camada final de betão projectado foi incorporado um aditivo colorante de cor idêntica à das formações envolventes. As pregagens foram executadas com um afastamento entre 1,5 m x 1,5 m e 2 m x 2,25 m. Tratando-se de um talude de grande altura adoptaram-se pregagens mais compridas na parte superior, por forma a reduzir os deslocamentos nessa zona e a garantir condições mais eficazes de reforço do terreno (comprimentos de 12 m na zona superior, até 6 m na zona inferior).

Para o talude B, a solução preconizada foi a de um tratamento com recurso a betão projectado e pregagens pontuais, associado à colocação de uma barreira dinâmica no topo do talude.

Tendo em vista a necessidade de proceder à protecção e estabilização dos níveis de tufos e de brechas situados no talude subvertical contíguo à estrada regional, por forma a evitarem-se novos desprendimentos de materiais, foi executado um revestimento em betão projectado em duas camadas com espessura total de 0,10 m, com a última camada com aditivo colorante de cor idêntica à das formações envolventes, incorporando fibras metálicas. Associado a este revestimento foram executadas pregagens de reforço com comprimentos variáveis entre 4 e 6 m, numa malha em quincôncio de aproximadamente 2,0 m x 2,0 m. No topo deste talude foi instalada uma barreira dinâmica de alta energia com 3 m de altura com energia de retenção até 1000 kJ.

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