Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial III, 1313-1316 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Caracterização petrográfica e petrofísica do granito aplicado na igreja da Senhora da Conceição (Porto) Petrographic and petrophysic characterization of the granite applied for the Senhora da Conceição church (Porto) A. Moreira1, Â. Almeida2*

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Resumo: A importância da preservação do património construído é um tema atual e cada vez mais abordado. Com o intuito de divulgar à Sociedade esta temática e analisar quais os materiais usados na sua construção, a geologia urbana é aqui retratada através de um estudo realizado num edifício da cidade do Porto, o qual procura valorizar o granito desta região como inestimável património natural, arquitetónico e cultural da cidade. Na caracterização geológica, petrográfica e petrofísica do Granito do Porto, usado na construção da Igreja da Senhora da Conceição, e com a aquisição de amostras dos dois tipos de granito utilizados no edifício, recorreu-se primeiramente à técnica experimental de microscopia ótica de luz polarizada e posteriormente determinaram-se algumas características petrofísicas, realizando-se para esse efeito ensaios de velocidade de propagação dos ultra-sons, carga pontual e resistência à compressão uniaxial. A análise petrográfica revelou aspetos de alteração hidrotermal e meteórica, com a presença de minerais secundários e de fissuras intra e intergranulares. Os ensaios apresentaram valores que permitiram distinguir os dois tipos de granito utilizados. Palavras-chave: Geomateriais, Património, Granito, Petrografia, Petrofísica. Abstract: The problem of the conservation of the natural built heritage is a contemporary and important issue. The present study consists on the characterization of the granite applied in a monument of the Oporto city, the Senhora da Conceição Church, in order to show how geological materials contribute to raise the public awareness of the importance of urban geology and the local stone as an invaluable architectural and cultural heritage. In geological, petrographic and petrophysical characterization of the Porto Granite used for the construction of the Senhora da Conceição Church two samples of the two types of granite used in the building have been studied under the polarized light microscopy and tested for ultrasonic velocity, point load as well as for the uniaxial compressive strength. The petrographic analysis revealed effects caused of hydrothermal and meteoric alterations with the presence of secondary minerals and intra and intergranular fractures. Petrophysical results yield values that help to distinguish the two types of granites from each other. Keywords: Geomaterials, Heritage, Granite, Petrography, Petrophysic.

1Centro de Geofísica de Évora (CGE); Universidade de Évora, Escola de Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, 687, 4169-007 Porto, Portugal.

2Centro de Geologia da Universidade do Porto, Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, 687, 4169-007 Porto, Portugal. *Autor correspondente / Corresponding author: aalmeida@fc.up.pt

1. Introdução

O envolvimento de um determinado conjunto arquitetónico deve muito do seu caráter ao uso da pedra local. Desde sempre, a região do Porto estabeleceu uma forte ligação com o seu património litológico, tendo-se desenvolvido à custa da sua exploração e posterior utilização. É neste sentido, que se pretende caracterizar as litologias presentes na construção da igreja da Senhora da Conceição, com especial incidência no seu exterior. Tratando-se de um edifício localizado na cidade do Porto, na Praça do Marquês de Pombal, esta cidade assenta sobre aquilo a que se pode chamar uma grande mancha granítica e são precisamente os seus afloramentos que fornecem a pedra para a edificação da cidade ao longo da sua história. O denominado Granito do Porto, assim designado por Carríngton da Costa & Teixeira (1957) e Simões (1992) foi o granito utilizado como material de construção na obra da igreja da Senhora da Conceição. Tendo em consideração a relação temporal com a terceira fase de deformação tectónica da orogenia hercínica, D3, o granito do Porto está reconhecido como sin-D3, definindo um alinhamento NW-SE, contactando, a leste, com o Complexo Xisto-Grauváquico e, a oeste, com o Complexo Metamórfico da Foz do Douro. Corresponde a um granito leucocrata, de duas micas, fortemente peraluminoso.

O granito estudado neste trabalho é proveniente de duas pedreiras da região de S. Gens, concelho de Matosinhos, junto ao limite norte da cidade do Porto. Com o fim de realizar um estudo detalhado sobre este granito e proceder à sua caracterização petrográfica e petrofísica foram elaboradas as análises e ensaios necessários e possíveis que permitiram avaliar o estado atual da pedra, principalmente o seu grau de alteração.

Artigo Curto Short Article

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2. Materiais e métodos

Com a impossibilidade de recolha de amostra na igreja, uma vez que se trataria de uma recolha destrutiva, foram fornecidas pela Cooperativa dos Pedreiros amostras dos dois tipos de granito utilizados na sua construção, designadas posteriormente por AA_1 e AA_2, respetivamente de cor branca acinzentada e cor amarela esbranquiçada a amarela acastanhada. A partir destas, e do estado atual do edifício, procedeu-se a uma caracterização petrográfica e petrofísica podendo-se, deste modo, complementar a informação adquirida previamente.

A análise petrográfica das amostras foi realizada recorrendo ao microscópio ótico de polarização, de luz transmitida, modelo Nikon Eclipse E400 POL, com máquina fotográfica incorporada, marca Zeiss, modelo AxioCam MRC. As fotografias obtidas foram registadas em formato digital com software de apoio (AxioVision 3.1 da Zeiss).

Com o intuito de melhor conhecer o comportamento mecânico do granito, realizaram-se ensaios de velocidade de propagação dos ultra-sons, carga pontual e resistência à compressão uniaxial. O ensaio de velocidade de propagação dos ultra-sons, tal como sugerido pela ISRM "International Society for Rock Mechanics" (1978), foi realizado com um equipamento da marca Controls, modelo 58-E0048. Este ensaio consiste na determinação da velocidade de propagação dum impulso ultra-sónico, entre dois pontos, tendo em vista a obtenção da informação sobre as características de alteração do material ensaiado (Mendonça, 2007). A determinação do índice de resistência ou índice de carga pontual através do ensaio de carga pontual, também conhecido por ensaio Franklin, seguiu o procedimento sugerido pela ISRM (1985) que consiste em provocar a rotura de amostras de rochas aplicando uma força pontual crescente, usando para esse efeito um equipamento da marca Controls, modelo 45-D0550/D. A resistência à compressão uniaxial trata-se de um parâmetro fundamental na classificação de maciços rochosos e é uma propriedade caracterizada pela tensão de rotura à compressão. De acordo com o ISRM (1979), o ensaio foi realizado com um equipamento da marca Controls, modelo 50-C56L2, com uma prensa de controlo hidráulico com capacidade máxima de 3000 KN, um controlador digital Data Log e um painel de controlo Wizard.

3. Resultados

3.1. Petrografia

O granito das amostras estudadas exibe textura fanerítica, hipidiomórfica granular, de grão médio ou médio a grosseiro. Na amostra AA_1 é possível distinguir cristais de quartzo, feldspato potássico, plagioclase, biotite e moscovite. Na amostra AA_2 ocorre quartzo, feldspato potássico, plagioclase, biotite e moscovite. Zircão e apatite foram reconhecidos como os minerais acessórios mais frequentes nas duas amostras. É importante realçar que a plagioclase é o mineral mais abundante, seguido do

quartzo, feldspato potássico, moscovite e biotite. No geral, o granito apresenta ainda ligeira alteração resultante da oxidação do ferro presente na biotite. A observação do granito in situ na igreja permitiu concluir que no seu exterior foi utilizado sobretudo o granito semelhante à amostra AA_2, enquanto na sua estrutura interna foi mais utilizado o tipo semelhante à amostra AA_1. A associação mineralógica e as características petrográficas expressas na tabela 1, permitem considerar o granito analisado como semelhante ao Granito do Porto. Ambas as amostras apresentaram sinais de alteração como se pode observar na figura 1, embora estes sejam mais intensos em AA_2.

Tabela 1. Associação mineralógica e características petrográficas das amostras.

Table 1. Mineralogical association and petrographic characteristics of the

samples.

A

B

MO

Mosc

Plg

Fk

O Granito Aplicado na Igreja da Senhora da Conceição 1315

Fig. 1. Sinais de alteração observados nas amostras em nicóis cruzados. A - Cristal de moscovite primária (Mo), com visível aspeto de moscovitização (Mosc) nos bordos; B - Plagioclase (Plg) exibindo macla polissintética, com inclusões de moscovite secundária e fenómenos de moscovitização; cristal de feldspato potássico (FK) intensamente caulinizado; C - Evidente aspeto de sericitização e moscovitização da plagioclase, em que a moscovite se desenvolve ao longo das suas clivagens; D - Microclina com vénulas de albite (pertites) e fenómenos de albitização. Fig. 1. Alteration signs observed in crossed nicols. A - Primary muscovite crystal (Mo), with visible aspect of muscovitization (Mosc); B - Plagioclase (Plg) with inclusions of secondary muscovite and muscovitization reaction; potassium feldspar crystal (FK) intensely kaolinized; C - Evident aspect of sericitization and muscovitization of plagioclase; D - Perthitic microcline associated with albitization phenomena. 3.2. Ensaios Mecânicos

Os ensaios foram realizados em quatro provetes, dois de cada amostra, obtendo-se os resultados representados na tabela 2. Deste modo, foi possível comparar os valores obtidos e confirmar o grau de alterabilidade dos dois tipos de granito, comprovando uma alteração mais intensa em AA_2. Foram efetuados os cálculos necessários para cada provete ensaiado, sendo certo que, para o ensaio de carga pontual ser representativo, deveriam ser realizados pelo menos 10 ensaios por amostra, calculando-se o valor representativo da resistência à carga pontual, em que é usual eliminarem-se os dois resultados mais elevados e os dois mais baixos, após o que se determina a média com os restantes 6 valores. Este requisito não se verifica no caso

em estudo, uma vez que não havia amostra suficiente que permitisse essa quantidade de ensaios, contudo foi realizada a média dos dois valores obtidos em AA_1 e AA_2.

Tabela 2. Resultados dos ensaios mecânicos elaborados.

Table 2. Results of mechanical tests.

4. Discussão dos resultados

Na observação macroscópica das duas amostras e apesar das semelhanças dos dois tipos de granito, constata-se uma diferença na cor. Um dos granitos apresenta cor branca acinzentada, o outro, cor amarela esbranquiçada a amarela acastanhada, verificando-se que a divergência de cor pode relacionar-se com a alteração na zona superficial sofrida pelo granito, uma vez que os dois são provenientes da mesma região (S. Gens). Verifica-se, através da análise petrográfica, que ambos os tipos de granito apresentam sinais de alteração exibidos na pedreira, os quais se traduzem por efeitos atribuíveis a alteração hidrotermal, mais intensos no granito AA_2. A exploração de pedreiras com vista à edificação de monumentos históricos, particularmente de granito, incidia em zonas superficiais, mais acessíveis, nas quais a rocha já se encontrava moderadamente alterada, permitindo maior facilidade no seu trabalho pelos artífices e pedreiros. Este fenómeno pode ser muito significativo para as propriedades dos materiais e processos de alteração que a pedra eventualmente exibirá a partir do momento em que é incorporada na obra de alvenaria. Este facto, associado ao aumento da poluição atmosférica e às condições meteorológicas da região, pode contribuir para o aumento substancial da velocidade de deterioração da pedra da igreja da Senhora da Conceição.

Os valores obtidos para o ensaio de velocidade de propagação dos ultra-sons, quando comparados, por exemplo, com estudos sobre o Granito do Porto realizados por Begonha (1997, 2001), que obteve valores entre 2090 m/s a 3570 m/s, mostram-se muito baixos. Esta incoerência pode ser explicada pelo facto de o tamanho dos provetes ensaiados ser ligeiramente inferior ao diâmetro dos transdutores, dando origem a que as ondas emitidas circulassem para fora do provete, provocando esta discrepância. Uma outra explicação poderá estar relacionada com o tipo de acoplamento entre os transdutores e o provete, o que veio a resultar numa variação dos resultados obtidos. Contudo, é notória a diferença de resultados entre os dois tipos de granito, podendo concluir-se e comprovar-se que AA_1 se encontrava menos alterada que AA_2. A velocidade de propagação dos ultra-sons é maior em AA_1, o que indica uma densidade igualmente maior, quando comparada com AA_2. Futuramente e para avaliar a validade destes

C

D

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resultados, servindo ainda como comparação dos mesmos, o ensaio poderá ser realizado na pedreira de onde foram extraídas as amostras (S. Gens) e na igreja da Senhora da Conceição.

Segundo a classificação de Bieniawsky (1984) e Deere & Miller (1966), para o índice de resistência à carga pontual, a amostra AA_1 apresenta uma resistência elevada, enquanto AA_2 apresenta uma resistência baixa. Os valores obtidos encontram-se de acordo com as características do material que cada um dos dois tipos de granito tem vindo a exibir. De acordo com a classificação das rochas a partir da sua resistência à compressão (González de Vallejo et al., 2002), verificamos para AA_1, que se trata de um granito muito resistente segundo o ISRM “International Society for Rock Mechanics” (1981) enquanto AA_2 é apenas resistente. Mais uma vez é notória a diferença entre os dois tipos de granitos ensaiados, concluindo-se que AA_1 se encontra menos alterada que AA_2.

5. Conclusões

O granito utilizado na construção da igreja apresenta características que o permitem classificar como pertencente ao denominado Granito do Porto, facto que se veio a verificar aquando do estudo macroscópico e análise petrográfica. Esta última permitiu concluir que o granito apresentava sinais de alteração que seriam herdados da pedreira.

A caracterização petrofísica das amostras confirmou o grau de alterabilidade dos dois tipos de granito. Como esperado, o granito branco acinzentado encontra-se menos alterado exibindo valores maiores de resistência à compressão, carga pontual e velocidade de propagação dos ultra-sons, contrariamente ao que se verificou para o granito amarelo esbranquiçado a amarelo acastanhado, uma vez que este se encontra bastante mais alterado.

Com o estudo sobre as características do Granito do Porto aplicado no património arquitetónico da cidade, espera-se contribuir para a divulgação da ciência, em

particular para a consciencialização da importância da geologia na evolução histórica, cultural e económica de uma região.

Agradecimentos

Os autores agradecem à Cooperativa dos Pedreiros pela cedência das amostras e à Professora Doutora Isabel Fernandes pelo apoio na realização dos ensaios mecânicos.

Referências Begonha, A., 1997. Meteorização do granito e deterioração da pedra

em monumentos e edifícios do Porto. Tese de doutoramento, Universidade do Minho (não publicada), 393 p.

Begonha, A., 2001. Meteorização do granito e deterioração da pedra em monumentos e edifícios da cidade do Porto. FEUP-Edições, Colecção Monografias, 2, Porto, 445 p.

Bieniawsky, Z. T., 1984. Rock mechanics design in mining and tunneling. A. A. Balkema, Rotterdam, 272 p.

Carríngton da Costa, J., Teixeira, C., 1957. Notícia Explicativa da Folha 9-C Porto. Carta Geológica de Portugal. Serviços Geológicos de Portugal, Lisboa, 38 p.

Deere, D., Miller, R. D., 1966. Engineering classification and index properties for intact rock. University of Illinois, Technical Report No. AFWL-TR-65-116.

González de Vallejo, L.I., Ferrer, M., Ortuño, L., Oteo, C., 2002. Ingeniería Geológica. Editorial Prentice Hall. Madrid, 715 p.

ISRM, 1978. Suggested Methods for Determining Sound Velocity, Vol. 15. International Society for Rock Mechanic. Great Britain, 53-58.

ISRM, 1979. Suggested Methods for Determining of the Uniaxial Compressive Strength of Rock Materials, Part 1. International Society for Rock Mechanics. Great Britain, 137-140 p.

ISRM, 1985. Suggested Methods for Determining Point Load Strength, Vol. 22, Nº 2. International Society for Rock Mechanics, Great Britain, 51-60.

Mendonça, B., 2007. Estudo do desempenho das argamassas hidráulicas. Influência do ligante. Dissertação de mestrado, Instituto Superior Técnico, 94 p.

Simões, M., 1992. Granitóides - Petrografia. In: E. Pereira, (Coord.). Carta Geológica de Portugal na escala 1:200.000 - Notícia explicativa da folha 1. Serviços Geológicos de Portugal, Lisboa, 27-37.