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Trabalho V- 046 V JORNADAS LUSO-BRASILEIRAS

DE PAVIMENTOS: POLÍTICAS E TECNOLOGIAS RECIFE – PE - BRASIL● 5-7 DE JULHO DE 2006

ESTUDO DA EXPLORAÇÃO DE ARGILA PARA FINS DE CALCINAÇÃO, VISANDO A

CONSTRUÇÃO DE PAVIMENTOS NA PROVÍNCIA PETROLÍFERA DE URUCU-AM-BRASIL

Fotografia

Autor 1

30 mm ×

40 mm

Fotografia

Autor 2

30 mm ×

40 mm

Fotografia

Autor 3

30 mm ×

40 mm

FROTA, C.A. Pós-Doutor UFAM Manaus/Brasil

SILVA, C.L. Engº. Civil UFAM Manaus/Brasil

NUNES, F.R.G. Engº. Civil Mestrando UFAM Manaus/Brasil

SUMÁRIO O presente artigo apresenta o levantamento realizado nos afloramentos de solo argiloso da Base de Operações Geólogo Pedro de Moura – Urucu (Amazonas/Brasil), visando determinar as áreas de potenciais jazidas de argila para fins de calcinação, que propiciará a solução para o problema da inexistência de material pétreo na região. Os resultados mostraram: a) a área total levantada de argila aflorante abrange cerca de 106ha; b) Os experimentos realizados demonstram que a argila ensaiada contempla as especificações exigidas com o fito de produção de agregado sintético para o emprego em pavimentação. 1. INTRODUÇÃO Localizada na Floresta Amazônica e cerca de 650km da cidade de Manaus, capital do estado do Amazonas, a Província Petrolífera de Urucu possui uma malha viária com cerca de 120km destinada ao tráfego de veículos pesados. A Formação Solimões — aflorante na bacia do rio Solimões, onde se situa a área de estudo do projeto em comento, alusiva ao sistema viário da Base de Operações Geólogo Pedro de Moura,



localizada em Urucu (AM) — constitui-se por argilitos, siltitos e arenitos finos a médios, com intercalações de linhitos, eventualmente com intercalações de camadas de gipsita e carbonatos. O ambiente da Formação Solimões tem sido considerado como fluvial a costeiro, incluindo-se depósitos flúvio-lacustres a estuário. Considera-se miocênica a idade da formação em mira. Desde o terciário, submeteram-se tais rochas a um intenso intemperismo laterítico, assim como à pedogênese, o que modificou suas principais características geotécnicas, como, por exemplo, a coesão, tornando-as muitas vezes comparáveis às das unidades quaternárias inconsolidadas, além de originar uma extensa cobertura de solo residual sobre as referidas rochas, em prejuízo da extração das mesmas como fonte de material pétreo. As assinaladas características geológicas não só levam à carência de material de construção apropriado (agregado) para a construção dos pavimentos formadores do sistema viário de Urucu, como também propiciam às aludidas estruturas uma falência estrutural precoce, a acarretar o dispêndio de vultosos recursos gastos com manutenção e recuperação. O estudo dos agregados sintéticos de argila calcinada (ASAC) se justifica, pelo fato desse material se constituir, por vezes, na única solução de agregado graúdo para a construção civil em regiões longínquas e com baixa navegabilidade dos seus rios no verão. No presente trabalho, faz-se um levantamento das jazidas de argila nas adjacências da Base Pedro de Moura, através: a) da identificação dos pontos de afloramentos, b) da identificação visual e tátil das amostras de solo, c) da confecção do mapa de ocorrências e c) da verificação da potencialidade à calcinação das amostras selecionadas. 2. METODOLOGIA A experiência em trabalhos anteriores na região de Urucu, realizado pelo Laboratório de Mecânica dos Solos da Universidade Federal do Amazonas [1] e [2], levou a iniciarem-se os trabalhos de campo pelos pontos conhecidos das ocorrências de argila e, posteriormente, percorreu-se os ainda não visitados. Ao final, percorreram-se todos os ramais, vias principais e áreas de corte com afloramento de argila. Em cada um dos pontos visitados efetuaram-se os seguintes experimentos expeditos no campo: (1) teste de plasticidade, (2) shaking test, (3) teste tátil e visual e (4) teste de resistência a seco. Por intermédio de GPS “Garmin Navigator” obtiveram-se os pontos aludidos, na Projeção Latitude e Longitude DATUN, SAD69, em coordenadas UTM, seguindo-se em linha reta e em forma poligonal. As informações na forma poligonal foram delimitadas em quatro ou mais pontos e as de linha reta por pontos coletados nos bordos das vias, a fim de se demarcar as extensões frontais. Paralela a essas extensões e a uma distancia perpendicular de 200 metros, foi traçada uma outra linha, delimitando-se áreas. Adotou-se tal valor devido às dificuldades locais para a determinação dos pontos via GPS, por se tratar de áreas de mata virgem de difícil acesso.



3. RESULTADOS O levantamento dos pontos associados as suas características de campo foi digitalizado e proporcionou: a confecção do mapa de ocorrências, com as devidas observações das especificações ambientais, e a tabulação desses dados. Posteriormente foram realizados ensaios a fim de se verificar a potencialidade da argila para uso como ASAC. 3.1 Confecção do mapa de ocorrências A digitalização dos dados se concretizou pela transferência das coordenadas do GPS para uma Base Cartográfica de Urucu. Efetivou-se o processamento das informações auxiliado por ferramenta computacional, o arcview 3.2a. A Figura 1 alude ao processo de análise espacial dos dados. Para atender às especificações ambientais, definiram-se as áreas de jazidas respeitando-se a margem de proteção de 50m (cinqüenta metros) de floresta para os cursos d’água. No tocante às estradas e linhas de gás, fixou-se a margem de 20m.

Figura 1: Análise espacial dos dados e delimitação das áreas de exclusão.



De acordo com o levantamento executado, obtiveram-se as áreas de afloramento de argila que estão dispostas na Figura 2. Identificou-se 35 áreas, 15 delas cruzam as vias de acesso e cursos d’água. A Figura 3 mostra as mesmas áreas apresentadas na Figura 2. Contudo, eliminaram-se as superfícies situadas dentro das margens de proteção pertinentes aos cursos d’água, vias de acesso e linhas de gás. A Tabela 1, abaixo, descreve as dimensões dessas áreas elencadas na Figura 3.

LEGENDA

Linhas de Gás

Sistema Viário

Igarapés e Rios

Áreas com Argila

Figura 2: Mapa com afloramentos de argila.

° 45'

° 50'

65° 2

0'

65° 1

0'

65° 1

5'

° 50'

65° 1

0'

RIO URUCU

Igarapé da Lontra

Igarapé Tracajá

Igarapé do Macaco

Igarapé da Onça

Igar

apé

Tarta

ruga

Igarapé Tamanduá



LEGENDA

Linhas de Gás

Sistema Viário

Igarapés e Rios

Áreas com Argila

Obras e Edificações

Figura 3: Mapa com afloramentos de argila e margens de proteção.

RIO URUCU

Igarapé da Lontra

Igarapé Tracajá

Igarapé do Macaco

Igarapé da Onça

Igar

apé

Tarta

ruga

Igarapé Tamanduá

PORTO

POLO ARARA

PORTO HÉLIO

USINA DE ASFALTO

USINA DE ALFALTO IIPORTO

POLO ARARA

PORTO URUCU

PORTO HÉLIO

USINA DE ASFALTO

USINA DE ALFALTO II

11

27

20

9

810

31

16

12

3

18

7

28

13

25

3415

26

21

1

34

2

29

5

19

6

33

14

17

N

EW

SIgarapés e RiosÁreas com ArgilaSistema ViárioLinhas de gásObras e edificações

10 0 10 Kilometers



Tabela 1 – Dimensões das áreas identificadas.

Coordenadas Área Pontos Latitude Longitude m² ha

Perímetro

1 246129.986 9463813.613 3941.175 0.394 252.336 2 246278.231 9463813.613 3416.848 0.342 242.893 3 250336.243 9466349.257 3909.787 0.391 261.050 4 250456.422 9466238.808 3538.364 0.354 304.387 5 250249.798 9466139.275 1895.548 0.190 179.243 6 250624.679 9466536.323 1208.987 0.121 192.286 7 250595.614 9465774.570 12287.225 1.229 810.492 8 250450.557 9465552.823 33412.146 3.341 1184.504 9 250930.287 9464617.949 57930.360 5.793 1379.730

10 250750.596 9465188.529 59998.026 6.000 1763.985 11 249919.551 9465381.513 219150.291 21.915 3791.088 12 249742.593 9465609.699 22836.373 2.284 859.089 13 246745.884 9464398.239 19350.800 1.935 867.810 14 246935.862 9464184.364 942.966 0.094 152.011 15 246337.633 9464184.440 12781.354 1.278 530.566 16 244769.601 9458708.436 35150.981 3.515 1085.637 17 245042.720 9458764.952 254.402 0.025 79.656 18 245725.657 9457085.009 22448.314 2.245 888.263 19 245454.625 9457009.830 2871.715 0.287 228.906 20 245152.899 9455407.703 141775.615 14.178 2593.751 21 244303.788 9453858.984 10580.576 1.058 519.186 22 243077.331 9451945.779 67336.761 6.734 1474.406 23 242427.892 9451540.256 26323.691 2.632 1061.855 24 242064.411 9450076.669 15673.110 1.567 556.753 25 251081.405 9460557.839 31115.711 3.112 1112.864 26 258072.900 9458845.263 12350.519 1.235 462.581 27 258562.066 9460972.042 126994.830 12.699 2137.404 28 259901.649 9459576.426 16435.294 1.644 565.449 29 262922.150 9460476.892 5114.683 0.511 325.806 30 262839.866 9460620.970 3281.857 0.328 271.506 31 263013.651 9461430.382 28695.229 2.870 765.211 32 263076.694 9461261.931 3340.704 0.334 290.629 33 267464.243 9462021.700 1967.680 0.197 177.861 34 272418.228 9464583.978 12888.626 1.289 528.399 35 274492.712 9468072.421 38153.987 3.815 1182.388

A análise do conjunto (Figura 3 juntamente com a Tabela 1) mostra que a maior área identificada (área 11) possui aproximadamente 22ha, valor bem representativo para a produção



de agregados sintéticos de argila calcinada (ASAC) na região. Observa-se, ainda, que somadas todas as áreas obtém-se um valor em torno de 106ha. 3.2 Verificação da potencialidade à calcinação Na verificação do potencial à calcinação das argilas mapeadas, na região da Base de Operações da Petrobrás, escolheu-se como referência a área 11 da Tabela 1, por ser a maior área identificada. Os resultados mostram constituir-se de uma argila variegada. A mesma foi coletada na Estrada Porto Hélio, em Urucu, próximo à Ponte do Tamanduá (Figura 4). Tal material é predominante em quase todas as 35 áreas mapeadas. Confeccionaram-se agregados de argila calcinada mediante processo de homogeneização (Figuras 5), sucedido pelo corte da argila por meio de telas, abrindo-se malhas conforme a dimensão desejada para os agregados (Figura 6). Após essa etapa, os agregados foram secados e, em seguida, levados ao forno e queimados (calcinados) à temperatura aproximada de 900ºC. Com tais agregados (Figura 7) foram realizados os ensaios de granulometria, limite de liquidez, limite de plasticidade, massa específica aparente, seleção expedita pelo processo de fervura, determinação da perda de massa após fervura e desgaste por abrasão Los Angeles.

Figura 4: Argila de Urucu em estado natural.



Figura 5: Argila de Urucu natural e homogeneizada.

Figura 6: Corte da argila através de telas.



Figura 7: Agregados Sintéticos de Argila Calcinada – ASAC. Nos experimentos acima mencionados seguiram-se as seguintes normas e métodos de ensaios do Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes – DNIT, antigo Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – DNER, e Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT: NBR 7181 [3], NBR 6459 [4], NBR 7180 [5], DNER — ME 223/94 [6], DNER — ME 225/94 [7] e DNER — ME 222/94 [8]. 3.2.1 Seleção expedita pelo Processo de Fervura – Ensaio de Autoclave Tem-se por finalidade verificar com este ensaio possíveis alterações de volume, pelo processo visual, e de consistência, pelo processo táctil. Foi determinada esta seleção segundo o Método de Ensaio DNER-ME 223/94 [6]. Com relação a esse parâmetro a argila estudada atendeu às particularizações do Método, não apresentando alterações em seu volume e consistência, após realização do ensaio. Deste modo, aceitável para produção de ASAC. 3.2.2 Perda de Massa após Fervura Realizou-se de acordo com o Método de Ensaio DNER-ME 225/94 [7] e teve-se por objetivo verificar as alterações na massa do agregado sintético de argila calcinada. O resultado alcançado de 0,68% satisfaz às especificações, porquanto o valor máximo para a Perda de Massa é de 10%. 3.3.3 Abrasão “Los Angeles” Ensaio realizado com o objetivo de verificar as condições de desgaste do agregado de argila calcinada, de acordo com o Método de Ensaio DNER-ME 222/94 [8]. O resultado mostrou que o desgaste sofrido pelo agregado foi de 44%, atendendo, por conseguinte as especificações estabelecidas pelo referido método, onde o valor máximo pode ser de 45%.



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,001 0,01 0,1 1 10 100

ABERTURA DAS PENEIRAS (mm)

% D

E M

ATE

RIA

L PA

SSA

ND

O

3.3.4 Limites de Atterberg Realizaram-se segundo a ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, através da NBR 6459 [4] – Limite de Liquidez (LL) e da NBR 7180 [5] – Limite de Plasticidade (LP). Os resultados mostraram o LL igual a 56% e o LP de 30%. A diferença entre os dois constitui o Índice de Plasticidade (IP), que no caso foi igual a 26%. Assim, de acordo com Jenkins [9], para um IP>15, classifica-se a argila como altamente plástica, mostrando que a mesma pode ser utilizada para a confecção de ASAC com relação a esse parâmetro. 3.3.5 Análise Granulométrica Determinou-se a curva de distribuição granulométrica segundo a norma específica da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7181. O resultado apresenta-se na Figura 8 e na Tabela 2.

Figura 8: Curva da Análise Granulométrica



Tabela 2 – Características da argila em estado natural.

Granulometria com sedimentação – NBR 7181

d (mm) % passa % retida Material % do

material 50,8000 100,0 0,0 38,1000 100,0 0,0 25,4000 100,0 0,0

20,0 <Pedregulho grosso <60,0 0,00

19,1000 100,0 0,0 9,5200 100,0 0,0

6,0<Pedregulho médio<20,0 0,00

4,7600 100,0 0,0 2,0000 100,0 0,0

2,0<Pedregulho fino<6,0 0,00

1,1900 99,9 0,1 0,60<Areia grossa<2,0 0,28 0,5900 99,7 0,3 0,4200 99,7 0,3 0,2500 99,7 0,3

0,20<Areia média<0,6 0,27

0,1490 99,2 0,8 0,0750 97,8 2,2

0,06< Areia fina <0,20 11,36

0,0562 79,5 20,5 0,0401 77,1 22,9 0,0290 74,7 25,3 0,0200 72,3 27,7 0,0144 69,8 30,2 0,0107 67,4 32,6 0,0077 62,0 38,0 0,0056 54,5 45,5 0,0040 53,3 46,7 0,0029 47,2 52,8

0,002 < Silte < 0,06 45,58

0,0021 43,3 56,7 0,0012 39,0 61,0

Argila < 0,002 42,50

Segundo a ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6502 [10] – Rochas e Solos, constituem-se como finos a parcela de solo que passa na peneira cuja abertura nominal da malha é igual a 0,075mm. Destarte, a argila estudada apresentou uma fração de finos de 88,08%, atendendo-se as recomendações mínimas de 85% para uso com ASAC. 4. CONCLUSÕES Localizadas as áreas de potenciais jazidas de exploração de argila para a obtenção de agregados sintéticos de argila calcinada (ASAC) e segundo as análises dos resultados dos ensaios concluiu-se que:



A maior área de argila aflorante identificada possui cerca de 22ha e o conjunto da área total levantada abrange cerca de 106ha. Corrobora-se, então, o entendimento de que a região evidencia alto potencial quantitativo para obtenção de argila;

Os ensaios realizados demonstram que a argila ensaiada contempla as especificações

prescritas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT e pelo Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes – DNIT quanto à confecção de agregados sintéticos destinados à pavimentação.

5. REFERÊNCIAS [1] Frota, C. A. et al.. – “Relatório Técnico de Apresentação de Análise do Estudo do

Traçado, do Estudo da Drenagem e dos Resultados dos Ensaios Geotécnicos da Estrada Tronco Porto Urucu - Porto Evandro”. UN-BSOL, PETROBRAS, 2002

[2] Frota, C. A. et al.. – “Relatório Técnico Final referente à Estrada Tronco Porto Urucu -

Porto Evandro”. UN-BSOL, PETROBRAS, 2002 [3] NBR – 7181 Solo – Análise granulométrica. Associação Brasileira de Normas Técnicas,

1984. [4] NBR – 6459 Determinação do limite de liquidez. Associação Brasileira de Normas

Técnicas, 1984. [5] NBR – 7180 Determinação do limite de plasticidade. Associação Brasileira de Normas

Técnicas, 1984. [6] DNER – ME 223/94 Argilas para a fabricação de agregados sintéticos de argila calcinada

– Seleção expedita pelo Processo de Fervura. Departamento Nacional de Estradas de Rodagens, atual Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte, 1994.

[7] DNER – ME 225/94 Agregado sintético de argila calcinada – Determinação da Perda de

Massa após Fervura. Departamento Nacional de Estradas de Rodagens, atual Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte, 1994.

[8] DNER – ME 222/94 Agregado sintético fabricado com argila – Desgaste por Abrasão.

Departamento Nacional de Estradas de Rodagens, atual Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte, 1994.

[9] Caputo, Homero Pinto. Mecânica dos Solos e suas aplicações. 6ª edição. Rio de Janeiro:

LTC, V 1, 2 e 3. 1998. [10] NBR – 6502 Rochas e Solos. Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1995.

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