Geotechnologies for Natural Disaster Monitoring in Latin America

Escorregamentos de terra alguns conceitos bsicos

Luiz A. Bressani, PhDDepartamento de Eng. CivilEscola de Engenharia / UFRGSbressani@ufrgs.br

1. INTRODUO2. TIPOS DE ESCORREGAMENTOS/MECANISMOS

(quedas, escorregamentos translacionais, rotacionais, corridas de detritos)

3. CONDICIONANTES PRINCIPAIS(tenses cisalhantes,resistncia dos solos, gua,

razes)4. EXEMPLOS DE GRANDES ACIDENTES NO BRASIL E

NO MUNDOS.Catarina, S.Vendelino, Angra dos Reis (RJ), Caracas (Venezuela)

5. PROBLEMAS COM PREVISO

AS VRIAS ESCALAS DOS ESCORREGAMENTOS 10 a 103 m3 (escalas normais de obras de

engenharia viria e urbana), 106 m3 (grandes escorregamentos de encostas

naturais), valores acima de 109 m3 nos escorregamentos

submarinos

Perdas econmicas associadas com taludes (Schuster, 1996) US$ 4,5 bilhes por ano no Japo, US$ 2 bilhes nos EUA e Para os pases sub-desenvolvidos, estimativa de prejuzos na faixa de 1 a 2% do PIB (Hutchinson, 1995).

MECANISMOS E VELOCIDADES DOS ESCORREGAMENTOS

Principais tipos de escorregamentos de terra (geometria): Rotacionais Translacionais Complexos

Classificao quanto velocidade (ordem de grandeza): Lentos a muito lentos ( < 2m/ano) Rpidos ( at 2m/dia) Extremamente rpidos (> 20km/h)(variao de 1010 vezes)

DANOS SO FUNO DO VOLUME E VELOCIDADE.

Principais esforos:Peso de solo (e estruturas , rvores, gua)Resistncia da base (coeso, ngulo de atrito (efeito da presso de gua), razes)

Escorregamento de bloco Teutnia, RS (Rota do Sol), 1998

QUEDAS E ESCORREGAMENTOS TRANSLACIONAIS

Arenito Botucatu

queda de blocos(Santa Maria, foto R.J.Pinheiro)

Escorregamentos translacionais em solos estratificados ( em geral ocorrem sob chuvas intensas)

Inclinaes variveisGradientes hidrulicos=f(inclin.)Permeabil. fortemente anisotrpicaResistncia varivel com profundidade

detritos do escorregamento

lenolfretico

Escorregamentos translacionais em solos estratificados

BR116, Vila Cristina em outubro de 2000foto PMCaxias do Sul

Ruptura na superfcie (geometria) mais desfavorvel. Variveis:Resistncia do solo (intemperismo, variao da suco (umidade) e presso da gua (infiltrao)Espessura do soloAtividade antrpicaAcelerao horizontal (sismos)

Exemplo de ruptura rodoviria de grande porte e pequena velocidade - BR158, Santa Maria (ocorreu durante perodo de muita chuva na regio)

Escorregamento misto em rocha com descontinuidades.Bairro Kaiser,Caxias do Sul

Ruptura no bairro Kaiser,Caxias do Sul

Exemplo de variabilidade de medidas de poro-presso em taludes (adaptado de Deere e Patton , 1971)

Efeito de chuvas em macio com descontinuidades variabilidade entre piezmetros

SANTA CRUZ DO SUL Escorregamento em rochas

Um grande escorregamento de solo e rocha o qual envolveu volumes da ordem de 15 x106 m3 (60 ha em rea). Pelo menos 2 residncias foram to danificadas que foram demolidas. A rea s utilizada para agricultura de subsistncia a partir de 2001.

Seo transversal do movimento

500m

Vista area da grande trinca vertical que se formou

Seo da trinca vertical e rea da foto seguinte.

Paredo de rocha formado pelo movimento

Frente de movimento da ruptura

Cidade de Santa Cruz do Sul

A cidade tem diversas regies com problemas de estabilidade.

Foto de trinca aparente em ruas da cidade.

Residncia abandonada por danos excessivos devido movimentao do terreno.

Danos devidos movimentao

Danos em residncias fissuras de grande porte

Resultados do monitoramento de deformaes: superfcie de ruptura bem definida no contato colvio x rocha alterada.

Movimentos bem correlacio-nados com as presses de gua medidas.

COMENTRIOSEstes escorregamentos lentos so recorrentes, aceleram em perodos mais chuvosos e diminuem em perodos secos. Velocidades medidas ~10-40cm/ano.Interferncia humana, de pequena a alguma, praticamente sem influncia da vegetao. Observado: chuvas torrenciais tem pouco efeito, chuvas contnuas so mais importantes.

CORRIDAS DE DETRITOS - CARAGUATATUBA, SP (1967)

Um evento de chuva muito intensa. Cerca de 600 mm de chuva foram estimados ter sido precipitados num perodo de 2 dias.

Centenas de escorregamentos rasos ocorreram na regio provocando corridas de detritos nas drenagens. Populao volta a ocupar reas que foram atingidas no passado (esquecimento coletivo).

Caraguatatuba, SP - 1967 (cerca de 600mm / 2 dias)

Vista dos danos e escorregamentos na poca com a cidade ao fundo.

Vista atual da mesma rea (note a ocupao das reas).

Timb do Sul, SC 1995Em dezembro de 1995, o estado de Santa Catarina teve eventos de chuva muito intensos, chegando a 500 mm em Florianpolis em 2-3 dias.

Na regio de Timb do Sul estimativas de at 600 mm.

Diversas corridas de detritos com grande energia.

Canyon do Pinheirinho, Timb do Sul, SC (1995)depois de chuva (~400-600mm(?) em 1 dia)

Morro da Carioca, Angra dos Reis (jan.10)

Morro da Carioca, Angra dos Reis (jan.10)

Escorregamento translacional de terra, raso, originado do topo do morro.

Pousada Sankay Angra dos Reis (2010)As mortes e destruio foram causadas por movimentos que se iniciaram muito acima do local.

reas em que a vegetao tenta se estabelecer (instabilidade natural)

So Vendelino, RS - 2000

Em 24 de dezembro de 2000 em rea de cerca de 40 km2 foi submetida a uma chuva de 2h com uma precipitao total de 148mm. Srie de escorregamentos translacionais rpidos do solo raso situado sobre a rocha (1 a 2m). Corridas de detritos nas drenagens principais, soterrando os bueiros existentes, destruindo pontilhes e erodindo aterros de estradas. Diversas residncias foram danificadas e as rodovias ficaram interditadas por meses.

So Vendelinodezembro 2000

Vista area da regio mais afetada por deslizamentos translacionais, neste caso, estreitos e rasos.

Perfil do talude estudado em S.Vendelino anlise de fluxo; fator de segurana prximo do terico 1,0

REGIO DE BLUMENAU, GASPAR, ILHOTADias 22 a 24 de novembro de 2008 - chuva torrencial 600 a 750 mm em 2 a 3 dias aps 56 dias de chuvas intermitentes.

Uma srie de rupturas de encostas, taludes, cortes de estradas e estruturas de conteno de todo o tipo. 4.000 escorregamentos de terra ocorreram na regio (sem contar os urbanos, que foram milhares). Alguns escorregamentos com grandes volumes de solo e grande velocidade. Destruio de residncias e estruturas e causando um profundo impacto no sistema virio.

Escorregamentos em vias e ruas da regio

rea urbana de Blumenau

A destruio causada pelos destroos.

Morro do Ba, Ilhota/Gaspar, SC (Nov. 2008)

Escorregamentos profundos e extensos em morros de alta declividade. Regio de Gaspar.

Escorregamentos de S.Catarina

Envolveram grandes volumes de material em morros com profundas espessuras de solo. Vegetao de toda a sorte foi envolvida.Rupturas em diversos materiais. Rupturas nas reas urbanas, com grande

interferncia humana e nas reas rurais com interferncias variveis.

Vargas, Venezuela (1999)dezembro de 1999 chuva de 910mm em 3 dias.

Rupturas planares, rpidas, produzindo grandes volumes de material. A cidade foi seriamente afetada, com centenas de estruturas destrudas, inclusive prdios residenciais.

Nmero de vtimas fatais alcanou nmeros estimados de 30 mil pessoas.

Vargas, dezembro 1999 (catstrofe) Chuvas intensas por dias

Efeitos da corrida no porto

Efeitos desastrosos das corridas na rea urbana.

DANOS CAUSADOS POR ESCORREGAMENTOS

Danos diretos - causados pelo movimento de terra diretamente sobre a infra-estrutura

fissuras e trincas em residncias por deslocamento do terreno;

destruio parcial ou total de estruturas pelo impacto do material rompido;

destruio de infra-estrutura (cabos telefnicos, gua, esgotos)

Danos indiretos: so causados pelos efeitos do fluxo do material fluidificado (que se deslocam com grande velocidade pelas drenagens)

eroso de margens de arroios e rios induzindo novas rupturas

eroso de aterros de aproximao de pontes destruio de pontes e pontilhes por impacto

direto soterramento de drenagens, galgamento de

aterros e eroso destruio de lavouras, mudana de curso de

arroios, deposio de destroos, assoreamento.

So Vendelino - eroso de aterros rodovirios devido a galgamento hidrulico

Foto de Santana (L.Alves) tirada no dia 03 de dezembro (10 dias aps principais chuvas) pelo responsvel pela Defesa Civil do municpio.

Entulhos e bloqueio de pontes e bueiros eroso lateral acentuada

Destruio de caminhos e acessos das reas baixas, Gaspar

Inundao por enxurrada das reas baixas, Arraial Baixo -Gaspar.

OBSERVAES1. Escorregamentos lentos so recorrentes, aceleram em perodos mais chuvosos e diminuem em perodos secos. Velocidades medidas ~10-40cm/ano.2. Interferncia humana em muitos escorregamentos pequena. 3. Em vrios destes casos lentos as chuvas torrenciais tem pouco efeito, chuvas contnuas so mais importantes.

4. Escorregamentos rpidos: o tamanho e a velocidade dos escorregamentos de terra dependem: (a) das caractersticas do sub-solo (inclusive lixo); (b) da declividade da encosta e sua ocupao; (c) da presena de gua (e sua infiltrao)

5. Cada situao pode ter caractersticas diferentes em funo destas variveis.

6. Modelagem em funo da rea de contribuio (gua), declividade e tipo de solo (modelos como SHALSTAB). Ignoram espessura de solo e particularidades de infiltrao.

7. possvel identificar situaes que podem ser classificadas em grupos de comporta-mento semelhante. MAPEAMENTO GEOLGICO-GEOTCNICO

COMENTRIOS FINAIS:

1. DESASTRES: escorregamentos rpidos em grandes reas ocupadas

2. CONDICIONANTES: declividade e tipo de material3. AGRAVANTES: remoo de vegetao, incndios,

terremotos, cortes (ocupao)4. ANGRA e CARACAS: ocupao de reas sujeitas a

graves riscos5. EQUILBRIO ALTERADO: por chuvas torrenciais e de

elevada durao (tempos de recorrncia(??) grandes) 6. VEGETAO: desmatamento acelera a maioria dos

processos, mas sua preservao no elimina o risco.7. Mapeamentos geotcnicos de sucesso nas cidades do

Rio de Janeiro, Recife, Santos, Caxias do Sul

Processos de instabilidade potenciais trincas remanescentes na regio de Luis Alves, esperando chuvas

Nuvem de tempestade em Camburiu, novembro 2008

Obrigado pela ateno!

Luiz A. BressaniEng. Civil, PhD em GeotecniaDepartamento de Eng. CivilUniversidade federal do Rio Grande do Sul - UFRGSbressani@ufrgs.br