introdução a ciência do ambiente - terremoto

5/10/2018 Introdução a Ciência do Ambiente - Terremoto - slidepdf.com

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

INSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

Disciplina: Introdução a Ciência do Ambiente

Prof.: Sueli de Lima Pereira

Alunos:

DESEQUILÍBRIOS ECOLÓGICOS

O Homem e a Natureza: Uma Relação Desarmônica.

A ação do homem na natureza vem causando muitos desastres, a começar comas catástrofes relacionadas ao sistema ecológico que vem decorrendo ao períododesses anos. O impacto ambiental é na verdade um desequilíbrio provocado pela ação

do homem com o meio ambiente.

Alguns desses danos são os impactosambientais como: diminuição da biodiversidade,erosão, inversão térmica, ilha de calor, efeitoestufa, destruição da camada de ozônio, asmudanças climáticas entre outros.

Não é de hoje que ouvimos falar dasgrandes ameaças que o planeta vem sofrendopor conta da interferência direta do ser humanona natureza com fins na extração de recursosnaturais, matéria-prima e pela obtenção dealguma vantagem.

Da mesma forma que tal interferência não é nova, a relação homem-naturezatambém não o é, pelo contrário, é tão antiga quanto a própria existência humana na

Pedro Wiulenos Tchalen Silva Torres 09025003201Josiel Lobato Ferreira 09025001601

Bruna da Conceição Ferreira da Costa 09025002201Carolina Almeida de Lima 09025002001Henrique Fernandes Figueira Brasil 09025000801



Terra. O que se pode perceber é a ocorrência de uma mudança na visão-de-mundo dohomem no decorrer da história e, por conseqüência, de sua ação no meio natural, umavez que a natureza não está dissociada da história da humanidade nem tampouco dasmanifestações culturais que a cerca, se entendermos por cultura, grosso modo, aintervenção humana no que é natural.

No princípio, as relações do homem com a natureza eram permeadas de mitos,rituais e magia, pois se tratava de relações divinas. Para cada fenômeno natural haviaum deus, uma entidade responsável e organizadora da vida no planeta: o deus do sol,do mar, da Terra, dos ventos, das chuvas, dos rios, das pedras, das plantações, dosraios e trovões etc. O medo da vingança dos deuses era o moderador docomportamento dessas pessoas, impedindo uma intervenção desastrosa, ou, sem uma

justificativa plausível ante a destruição natural.

Porém, com o passar dos anos o homem foi ganhando habilidades das quais, amaior parte destas, ele usa para agredir seu próprio hábitat, ou seja, o homem

começou a evoluir no seu modo devida, mais não sabe os danos queessa evolução lhe causará mais afrente.

Com a evolução da espéciehumana, o homem arrancou osdeuses da natureza e passou adestruí-la como se ele própriofosse divino, cheio de poderesabsolutos. A partir de então, a

natureza começou a perder o seustatus de mãe da vida. O desejodesenfreado pelo poder e pelodinheiro fez com que o homem mudasse sua concepção como parte do natural.Natureza e homem passaram a ser duas coisas distintas.

Catástrofe Natural: Terremoto.

Terremotos são vibrações da crosta resultantes, na maioria das vezes, de

causas naturais. As melhores informações sobre o interior da Terra são fruto deestudos da propagação das ondas sísmicas originadas pelos terremotos.



Um terremoto transmite energia através da Terra na forma de ondas que sãosentidas como tremores, mesmo auma distância considerável da origem.O foco, em profundidade doterremoto, chama-se hipocentro e o

ponto mais próximo na superfíciechama-se epicentro.

Um terremoto ocorre porqueesforços crescem no interior dacrosta, mas não são liberados

imediatamente. A energia elástica cresce até um ponto onde a resistência (fricção) deum plano de falha fechado é vencida, liberando, em poucos segundos, energiaacumulada por dezenas a centenas de anos.

No Brasil não acontecem terremotos, mas sim sismos, que são eventos

menores. Isto ocorre porque os terrenos no Brasil são bastante antigos e estáveis,entretanto há uma grande preocupação em relação aos sismos induzidos (provocadospelo homem), que serão detalhados adiante. A maior parte dos abalos sísmicossentidos no Brasil tem seu foco nos Andes. Os tremores são sentidos, em geral, emprédios altos, em sua maioria a partir do sétimo andar. Isso acontece porque os prédiosfuncionam como pêndulos de relógios invertidos.

Em certas áreas daTerra os terremotos sãomais freqüentes como noJapão e na Califórnia.

Nessas regiões existemovimentação de grandesblocos crustais queconvergem ou deslizam unssobre os outros. Omapeamento dosterremotos em toda a Terradefiniu as zonas estáveis einstáveis. Vastas áreasestáveis são limitadas porfaixas instáveis na crosta terrestres, delimitando várias placas crustais. A interação e

movimentação e deformação dessas placas constitui o que se denomina tectônica deplacas.



Exemplo de terremoto: Taiwan,21/09/1999.

O dano causado foi considerado muitosevero. Houve mais de 2.400 mortes e pessoas

desaparecidas, cerca de 11.400 feridos, 44.000estruturas destruídas e 40.000 estruturasseveramente danificadas.

Este terremoto atingiu uma escala de 7.6 naescala Richter e ocorreu próximo ao centro deTaiwan, a cerca de 160 km SSW da capital Taipei, à01:47, horário local.

Foi um terremoto raso(foco = 5km) causadopela colisão entre a Placa das Filipinas e a placa

Euroasiática

Sismicidade Induzida pelo homem

Algumas atividades antropogênicas de larga escala apresentam um certopotencial para afetar o ambiente sismotectônico, desencadeando uma categoriaespecial de sismos denominados “sismos induzidos”. Como resultam da interação do

homem com a natureza, na construção de grandes obras de engenharia, são tambémdenominados sismos induzidos pelo homem.

Tipos de terremotos induzidos

Cinco tipos principais de atividades humanas podem afetar o ambientesismotectônico em suas áreas de influência, através de mudanças no nível dasismicidade local. São elas:

1. Atividades de mineração e pedreiras;

2. Injeção profunda de fluídos sob alta pressão;

3. Extração de líquidos;

4. Explosões subterrâneas;

5. Enchimento de reservatórios na construção de barragens.

Os quatro primeiros tipos de atividades, geralmente, induzem pequenos sismos,com magnitudes não superiores a 5,0 na Escala Richter. Entretanto, relativamente ao



tipo (iv), alguns testes nucleares realizados na década de 60, com potência da ordemde dezenas de megatons (1 megaton = 106t de Trinitrotolueno-TNT), produziramsismos artificiais de magnitudes da ordem de 7. Os sismos induzidos por reservatórios,embora sejam geralmente de pequenas magnitudes, podem, às vezes, atingirmagnitudes moderadas (entre 5 e 6,5 na Escala Richter). Sismos dessa magnitude

podem produzir severos efeitos macrossísmicos associados, com vítimas humanas eprejuízos materiais consideráveis, gerando, portanto, um impacto ambiental e socialmuito grande (Marza et al., 1999).

i) Sismicidade induzida por minas e pedreiras

Neste caso, a sismicidade é induzida porvariações no esforço elástico, causado pelaremoção de grandes quantidades de rochas nas

atividades de mineração e pedreiras. Dois tipos deterremotos induzidos podem resultar: aquelescausados pela remoção de materiais em minasprofundas, geralmente com ocorrência bempróxima do local de extração (Cook, 1976), eaqueles superficiais, devidos a escavações emminas rasas e à remoção de materiais em pedreiras (Pomeroy et al., 1976).

ii) Sismicidade induzida pela injeção profunda de fluidos sob alta pressão

A injeção de fluídos sob altapressão em furo produziu o mais bemdocumentado e bem entendido caso desismicidade induzida (Simpson, 1986). Deabril de 1962 a setembro de 1963,registraram-se mais de 700 eventossísmicos, com magnitudes entre 1.0 e4.3, nas proximidades de Denver(Colorado), região bastante estável, comrara incidência histórica de terremotos

(Evans, 1966). Os epicentros localizavam-se perto de um arsenal militar que produzialíquidos de natureza tóxica. Para evitar problemas ambientais e de segurança, osfluídos eram bombeados para o interior de poços profundos, até que se observou umacorrelação direta entre os bombeamentos e a ocorrência de tremores de terra. Issoporque o incremento da pressão da água, através dos poros e microfraturas das rochasem profundidade, reduzia o esforço tectônico efetivo, facilitando o deslocamento deeventuais blocos falhados.



Munidos dessas observações, os cientistas do Serviço Geológico Americano (USGS)decidiram por em prática um teste especial, numa área de extração de petróleodesativada, em Rangely, também no Colorado. A água foi alternadamente injetada ebombeada, enquanto as mudanças no nível da sismicidade eram registradas por meiode uma rede sismográfica local. Verificou-se que, ao alcançar determinado nível, a

pressão do fluído desencadeava tremores de terra, que cessavam quando a pressãoera retirada (Raleigh et al., 1976).

Em outro experimento realizado em 1970, em Matsushiro, Japão, a tese de que osterremotos podem ser induzidos pela pressão da água nos poros das rochas tambémfoi comprovada. Neste caso, o fluído foi injetado sob alta pressão num poço de 1.800metros de profundidade. Esses acontecimentos demonstraram a importância da águacomo mecanismo disparador de sismicidade e indicaram que é possível pensar nocontrole de pequenos terremotos (Ohtake, 1974).

iii) Sismicidade induzida pela remoção de fluído

Há exemplos de terremotosinduzidos por uma causa oposta à injeçãode fluídos, isto é, os terremotos induzidospor extração de fluídos. Quando fluídossão extraídos das rochas, através daexploração de petróleo, água ou gás, háuma redução substancial na pressãosobre as rochas, sugerindo, portanto, que

o potencial para induzir sismos tambémserá reduzido. Isto, porém, não éverdade.

De acordo com a teoria da poroelasticidade, a extração de fluídos pode, àsvezes, reduzir suficientemente a pressão dos poros de uma área de modo a alterarlocalmente o estado dos esforços tectônicos, induzindo, desta forma, sismos. A maioriados mecanismos de falhamento associados são de falhamento inverso ou normal(Davis et al., 1993). Exemplos de sismos induzidos por extração de fluídos sãoapresentados nos EUA (centro-sul do Texas), Canadá (Alberta), França (Lacq).

iv) Sismicidade induzida por explosõesnucleares

Sismos podem ser induzidos também pelarealização de testes nucleares subterrâneos. Umaexplosão nuclear pode desestabilizar o estado dosesforços tectônicos, produzindo fraturas nas rochase diminuindo a resistência ao cisalhamento. E, até



que haja uma acomodação no estado dos esforços, será verificada uma sismicidadeinduzida que pode ser detectada por uma rede sismográfica local.

Investigações feitas no polígono de testes nucleares de Nevada (EUA)mostraram casos em que detonações nucleares subterrâneas foram imediatamente

seguidas por tremores semelhantes aos pós-abalos ou réplicas de grandes sismosnaturais (Bolt, 1976). Um exemplo excepcional é o caso da explosão nuclearsubterrânea feita em 19 de novembro de 1968, no campo de testes de Nevada, comuma capacidade explosiva de 1,1 megaton, equivalente a uma energia sísmicacorrespondente a um terremoto de mb = 6,5 (Båth, 1979). Imediatamente após adetonação, réplicas foram observadas até 15 km de distância, aproximadamente. Osgeólogos determinaram que os pós-abalos foram desencadeados, principalmente,porque a explosão liberou os esforços tectônicos naturais existentes na área daexplosão (Kisslinger, 1976).

v) Sismicidade Induzida por reservatório (SIR)

Este é o tipo mais comum de sismicidade induzida e também o menosentendido. A massa de água do reservatório representa uma carga adicional que causaum crescimento significativo na tensão elástica, enquanto o crescimento na pressãonos poros pode ser gerado de duas maneiras: diretamente, através da infiltração daágua do reservatório, e indiretamente, através do fechamento dos poros e fraturassaturadas abaixo do reservatório. O carregamento superficial produzido por cada metrode água é de 0,1 bar ou cerca de 20 bars num reservatório do porte do reservatório deItaipu Binacional (com uma profundidade de 180 m).

O que acontece com a água num grande reservatório.

A construção da barragem cria um novo lago, que irá alterar as condiçõesestáticas das formações rochosas do ponto de vista da mecânica (em virtude dopróprio peso da massa d’água) e do ponto de vista da hidráulica (em conseqüência dainfiltração do fluído, que causa pressões internas nas camadas rochosas profundas). Acombinação das duas ações pode desencadear distúrbios tectônicos e, eventualmente,gerar sismo, caso as condições locais sejam propícias (existência de falhas e esforçosconvenientemente orientados).

Mesmo que o peso da água em reservatórios com mais de cem metros deprofundidade seja insuficiente para fraturar as rochas da base, a coluna d’águaexercerá uma pressão hidrostática, empurrando o líquido através dos poros das rochase de fraturas preexistentes. A Figura seguinte ilustra esquematicamente o processodisparador de um tremor de terra induzido por reservatório. O efeito da pressão podelevar meses ou mesmo anos para alcançar distâncias não muito longas, dependendoda permeabilidade do solo e das condições de fraturamento das rochas.



Processo disparador de um tremor

(modificado de Veloso, 1992).

No entanto, quando a pressão alcançazonas mais fraturadas, a água é forçada paradentro das rochas, reduzindo o esforçotectônico efetivo e facilitando o deslocamentode blocos falhados. A água tem ainda o papelde agente químico: ao hidratar certasmoléculas, ela enfraquece o material efavorece a formação de novas fissuras, quelevam o líquido a penetrar ainda maisprofundamente no interior de um maciçorochoso.

A SIR é, portanto, um fenômenodinâmico resultante da interação complexadas novas forças induzidas pelo lago, quepassam a interferir sobre o regime de forças

naturais previamente existentes. Não se sabe ao certo se o reservatório apenasantecipa a ocorrência de terremotos que viriam a ocorrer de qualquer maneira ou sepode também alterar a magnitude dos sismos.

Maiores sismos induzidos por reservatórios.

No mundo inteiro, já foram registrados 8(oito) terremotos com magnitudes superiores ouiguais a 5.0, dos quais 4 (quatro) com magnitudessuperiores a 6.0. O maior deles, em Koyna, Índia, em1965, causou 200 mortes, 1500 feridos e severosdanos às construções vizinhas e à própria estrutura dabarragem (Gupta, 1992).Todos esses terremotos foram acompanhados de pré-abalos e pós-abalos e têm sido relatados comoinduzidos pelos respectivos reservatórios (Simpson,1976 e 1986; Gupta e Rastogi, 1976; Bozovic, 1974;

Morrison, 1976; Gough & Gough, 1970; Carder,1945). Por não dispor de informações detalhadas sobre a sismicidade antes doenchimento desses reservatórios não é possível estabelecer as características exatasda variação da sismicidade causada pelo reservatório.

Entretanto, em todos os casos, a sismicidade verificada após o enchimento e,especialmente o sismo principal, representam a principal mudança na sismicidade daregião em torno do reservatório.

Usina hidrelétrica de Tucuruí



Referências Bibliográficas

CAPUTO, Mario Vicente (IG/UFPA);

Observatório Sismológico do Instituto de Geociências da Universidade deBrasília. http://www.obsis.unb.br/;

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