Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais

Tpicos sobre infiltrao:teoria e prtica aplicadas

a solos tropicais

Jos Camapum de CarvalhoGilson de Farias Neves Gitirana Junior

Eufrosina Terezinha Leo CarvalhoOrganizadores


a solos tropicais

Braslia 2012Faculdade de Tecnologia

Organizadores


Eufrosina Terezinha Leo Carvalho

Srie GeotecniaUniversidade de Braslia

Volume 4


a solos tropicais

EQUIPE EDITORIAL

CapaAlberto Crispim GonalvesJos Camapum de Carvalho

RevisoCristiane Fuzer

Editorao EletrnicaFernando Manoel das Neves

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM GEOTECNIA

Campus Universitrio Darcy Ribeiro,Edifcio SG-12

Asa Norte Braslia DF BrasilCEP: 70910-900

Fone:+55 (61) 3307-0973e-mail: [email protected]

Site: www.geotecnia.unb.br

Tpicos sobre infiltrao: teoria e prtica aplicadas a solosT674 tropicais / Jos Camapum de Carvalho, Gilson de

Farias Neves Gitirana Junior, Eufrosina Terezinha Leo Carvalho, organizadores. Braslia : Faculdade de Tecnologia, 2012.

XXXVI, 644 p. : il. ; 155mm x 225mm. (Srie Geotecnia UnB, v. 4).

ISBN 978-85-60313-41-9

1. Infiltrao. 2. guas pluviais. 3. Solos tropicais. 4. Sistemas de infiltrao. 5. Riscos da infiltrao. I. Camapum de Carvalho, Jos. II. Gitirana Jr., Gilson de Farias Neves. III. Leo Carvalho, Eufrosina Terezinha. IV. Srie Geotecnia UnB.

CDU 624.131.64

TODOS OS DIREITOS RESERVADOS. proibida a reproduo parcial ou integral deste livro, por qualquer meio ou processo, sem prvia autorizao do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia. A violao dos direitos autorais punvel como crime.

PROJETO PRONEXEstruturas de infiltrao da gua da chuva como meio de

preveno de inundaes e eroses

CoordenaoJos Camapum de Carvalho

Programa de Ps-Graduao em Geotecnia UnB

FinanciamentoFundao de Apoio Pesquisa do Distrito Federal FAP/DF

Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico CNPq

Instituies componentesUniversidade de Braslia (UnB) Executora

Universidade Federal de Gois (UFG) Participante

ApoioInstituto Geotcnico de Reabilitao do Sistema Encosta Plancie REAGEO

(INCT CNPq/FAPERJ)

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Cartilhas publicadas no mbito do Projeto PRONEX

Dissertaes de mestrado, teses de doutorado e relatrios de ps-doutorado desenvolvidos

no mbito da linha de pesquisa Infiltrao de guas pluviais

Dissertaes de mestrado

ALEXANDRE GARCES DE ARAJO. Anlise do desempenho de poos de infiltrao na cidade de Goinia-Go. Goinia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia e Construo Civil, Universidade Federal de Gois. Orientador: Gilson de Farias Neves Gitirana Junior. Coorientador: Maurcio Martines Sales. 2010.

EUFROSINA TEREZINHA LEO CARVALHO. Avaliao de elementos de infiltrao de guas pluviais na Zona Norte de Goinia. Goinia: Programa de Ps-Graduao em Geo-tecnia e Construo Civil, Universidade Federal de Gois. Orientador: Maurcio Martines Sales. Coorientador: Gilson de Farias Neves Gitirana Junior. 2008.

JOSELEIDE PEREIRA DA SILVA. Estudos preliminares para implantao de trincheiras de infiltrao. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Jos Camapum de Carvalho. 2007.

JULIANA MARIA SERNA RESTREPO. Avaliao da infiltrabilidade de um perfil de solo tropical. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Jos Camapum de Carvalho. Coorientador: Manoel Porfrio Cordo Neto. 2010.

MATEO ARENAS ROS. Cartografia geotcnica e vises fractais da geometria do relevo. Bra-slia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Newton Moreira de Souza. 2012.

Teses de doutorado

ANDRELISA SANTOS DE JESUS. Processos erosivos em Anpolis (Go): diagnstico, me-didas mitigadoras e preveno. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Uni-versidade de Braslia. Orientador: Jos Camapum de Carvalho. Previso de defesa 2012.

viii

EUFROSINA TEREZINHA LEO CARVALHO. Avaliao geotcnica de poos de infil-trao de guas pluviais implantados em diferentes solos de Goinia, Gois. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Jos Camapum de Carvalho. Coorientador: Gilson de Farias Neves Gitirana Junior. Previso de defesa 2012.

GISLAINE CRISTINA LUZ. Influncia na relao solo/atmosfera no comportamento hidro-mecnico de solos tropicais no saturados: estudo de caso-Municpio de Goinia/GO. Bra-slia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Luis Fernando Ribeiro Martins. Coorientador: Jos Camapum de Carvalho. 2012.

JOSELEIDE PEREIRA DA SILVA. Estruturas de infiltrao com utilizao de materiais alter-nativos no controle de alagamentos, inundaes e preveno de processos erosivos. Bras-lia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Jos Camapum de Carvalho. 2012.

YAMILE GONZLEZ VALENCIA. Influncia da biomineralizao nas propriedades fsico--mecnicas de um perfil de solo tropical afetado por processos erosivos. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Orientador: Jos Camapum de Carvalho. 2009.

Relatrio de ps-doutorado

CLUDIA MARCIA COUTINHO GURJO. Infiltrao da gua de chuva como meio de preveno de inundaes e eroses. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Supervisor: Jos Camapum de Carvalho. 2008.

RAUL DARIO DURAND FARFAN. Anlise numrica dos processos de infiltrao e eroso. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Superviso-res: Jos Camapum de Carvalho; Mrcio Muniz de Farias. 2010.

WAGNER SANTOS DE ALMEIDA. Diagnstico da vulnerabilidade a processos erosivos no entorno do Reservatrio UHE Corumb IV. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Universidade de Braslia. Supervisores: Jos Camapum de Carvalho; Newton Moreira de Souza. 2008.

YAMILE VALENCIA GONZLEZ. Estudo da melhoria de um solo tropical a partir de tcni-cas biotecnolgicas utilizadas em campo. Braslia: Programa de Ps-Graduao em Geo-tecnia, Universidade de Braslia. Supervisor: Jos Camapum de Carvalho. 2010.

As consequncias das mudanas climticas esperadas para as prximas dcadas se constituem em grandes desafios a serem enfrentados pelas sociedades em todas as partes do mundo. Novas obras de engenharia no podero deixar de conside-rar tais mudanas e, certamente, adequaes de grande parte das obras existentes, planejamento de cidades e mudanas de comportamento social sero necessrias nas prximas dcadas. Eventos extremos, associados ou no a mudanas climticas, em conjunto com crescimento acelerado de cidades, tcnicas construtivas impr-prias ou no sustentveis e falta de planejamento do uso do solo j vm provocan-do problemas em grande parte do pas h vrios anos. Esse , por exemplo, o caso das enchentes em perodos chuvosos e suas consequncias. A impermeabilizao da superfcie do terreno provoca excesso e concentrao de fluxo dgua superficial ao longo de ruas, canais, rios e vales. As consequncias tm sido frequentemente mostradas em veculos de comunicao: inundaes, deslizamentos de encostas, da-nos ao meio ambiente (eroses, assoreamento de mananciais, por exemplo), perdas materiais considerveis, numerosos cidados desabrigados e, pior, perdas de vidas humanas. A forma mais econmica de tratar esse tipo de problema na sua raiz, ou seja, favorecer a infiltrao da gua da chuva. Parece trivial, mas pouco tem sido feito em relao a isso no Brasil. Antes pelo contrrio, mais e mais extenses de solo tm sido impermeabilizadas, principalmente pela acelerada urbanizao.

Nesse contexto, este livro traz grande contribuio para a reduo de grande parte dos problemas causados por enchentes, por meio do favorecimento da infil-trao da gua da chuva no terreno. Ao longo dos seus 32 captulos, pesquisado-res, estudantes e profissionais de renome, de variadas formaes e reas de atuao, apresentam suas experincias sobre formas de aumentar a infiltrao da gua da chuva de modo a evitar ou minimizar os problemas descritos acima. Vrias situaes prticas para favorecer a infiltrao de gua no terreno so abordadas, incluindo m-todos de previso de riscos, mtodos de dimensionamento, solues de engenharia sustentveis, simulaes numricas e uso de materiais modernos e de materiais de construo alternativos. Muitas destas contribuies so resultados de pesquisas de muitos anos, que vm sendo conduzidas em centros de excelncia no pas. Temas bastante variados so abordados, desde a influncia da infiltrao em pavimentos,

Prefcio

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estabilidade de encostas, tcnicas de modelagem do problema at aspectos legais relevantes. Como no poderia deixar de ser, o problema deve ser abordado de forma multidisciplinar, e a presente publicao cumpre plenamente esse requisito. No h dvidas de que este livro fornece um importantssimo acervo de resultados, dis-cusses e tcnicas que muito podem contribuir para a soluo de gravssimos e recorrentes problemas nacionais associados falta de ateno infiltrao de guas pluviais. Estamos certos de que leitores de diversas reas envolvidas com estas ques-tes se beneficiaro muito com ele.

Braslia, Julho de 2012.

Reinhardt Adolfo FuckEnnio Marques Palmeira

No haveria como apresentar este livro sem antes mencionar o projeto de pesquisa que lhe deu origem e de uma das filosofias de trabalho que tm sido adotadas pelo Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia e pelo Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estrutura e Construo Civil da Universidade Federal de Gois: a de buscar realizar projetos de pesquisa voltados para as necessidades socioambientais e tecnolgicas regionais, nacionais e globais. Outra diretriz dos programas tem sido a de no s divulgar os resultados dessas pesquisas por meio de relatrios e de artigos publicados em eventos tcnico--cientficos e em peridicos, como tambm buscar transferi-los para a sociedade por meio de cartilhas e livros. Assim se procedeu no desenvolvimento do projeto de pesquisa PRONEX, financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq), Preveno e recuperao de reas potenciais de degradao por processo de eroso superficial, profunda e interna no Centro-Oeste, a partir do qual foram publicados, alm de artigos, disser-taes e teses, as cartilhas Eroso e Meio Ambiente: Eroso e o livro Processos Erosivos no Centro-Oeste Brasileiro. No mbito do projeto de pesquisa Estruturas de infiltrao da gua da chuva como meio de preveno de inundaes e eroses, financiado pela Fundao de Apoio Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF) e pelo CNPq, que se encerra com a publicao deste livro, foram publicadas as cartilhas Infiltrao e Meio Ambiente: Infiltrao. Nessa filosofia de trabalho, busca-se facilitar o acesso da sociedade aos conhecimentos gerados e aos avanos em direo ao desenvolvimento sustentvel, nunca desprezando o uso de lingua-gens acessveis aos diferentes nveis etrios e de formao educacional. Entende-se que essa filosofia de trabalho pode contribuir para ampliar o retorno para a sociedade resultante dos investimentos em pesquisa.

Os tpicos tratados ao longo deste livro mostram que vrios dos problemas socioam-bientais hoje existentes requerem, para solucion-los, avaliaes mais amplas sobre as prticas humanas, sobre a ocupao e uso do solo, sobre os nveis de poluio atmosfrica do solo e da gua. No basta desenvolver solues de engenharia; faz-se necessrio construir e consolidar uma conscincia social voltada para desenvolvimento ambientalmente sustentvel e elaborar planos diretores e normas de ocupao e uso do solo que permitam a preservao do equil-brio ambiental. O caminho para a construo dessa conscincia a educao ambiental for-mal e a no formal ou informal. Elas tm previso legal no mbito de vrias Leis, sendo a mais especfica a Lei n 9.795 de 27 de abril de 1999, que dispe sobre a educao ambiental, institui

Apresentao

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a Poltica Nacional de Educao Ambiental e d outras providncias. Um olhar atento para os objetivos definidos no artigo 5 da Lei n 12.608 de 10 de abril de 2012, que instituiu a Poltica Nacional de Proteo e Defesa Civil (PNPDEC), permite verificar que as solues buscadas s se consolidaro por meio da conscientizao e educao da sociedade. Essa educao tem um significado muito mais amplo e fundamental do que os simples avanos nos nveis e ttulos acadmicos, cabendo lembrar que no necessrio o ttulo de doutor para que o cidado seja ambientalmente educado e nem o ttulo de doutor confere-lhe necessariamente conscincia e sabedoria suficientes sobre as questes socioambientais.

Dentro desse esprito colocado, deu-se o desenvolvimento do projeto de pesquisa e che-gou-se elaborao deste livro. A sua capa, criada a partir de um quadro em bico de pena do artista Alberto Crispim Gonalves, aponta para a tristeza diante dos problemas ambientais ligados impermeabilizao do solo e faz surgir, por meio de solues tratadas neste livro, a esperana de se promover o desenvolvimento sustentvel. O corpo do livro contempla t-picos relativos a tcnicas numricas e experimentais e aspectos tericos e prticos. Aborda o tema infiltrao de guas pluviais considerando aspectos como clima e interao solo-at-mosfera, qualidade da gua, forma do relevo, geologia, cobertura da superfcie do solo, perfil de intemperismo, queimadas e manejo em reas agrcolas no cerrado, sistemas de infiltrao considerando-se as principais formas geomtricas, comportamento do solo frente infiltra-o, utilizao de materiais geossintticos, aplicao de cartografia geotcnica, riscos como os de rupturas de encostas, subsidncias, comprometimento de construes e de eroses. Para ilustrar a complexidade do tema infiltrao, destaca-se que, no fenmeno erosivo, tanto a de-ficincia de infiltrao como a sua imposio em condies inapropriadas podem dar origem a processos erosivos em suas mais diferentes formas.

Os tpicos tratados extrapolam o contedo especfico do projeto de pesquisa no qual este livro se insere. Tambm os pesquisadores, estudantes e profissionais nele envolvidos no so em sua totalidade integrantes do projeto de pesquisa. Mas no se busca aqui, nem se bus-cou ao longo do livro, estabelecer limites formais que correspondessem ao projeto de pesquisa em si, pois o objetivo maior de todos os envolvidos no projeto de pesquisa e na elaborao do livro foi o de contribuir para o desenvolvimento sustentvel, disponibilizando para a comu-nidade tcnico-cientfica, para a administrao pblica, para empresas pblicas e privadas e para a sociedade como um todo material rico em informaes tcnicas, abundante em alter-nativas de solues de engenharia para problemas socioambientais como eroses, inundaes e rupturas de encostas.

Nesta oportunidade, agradecemos FAP/DF, ao CNPq, Universidade de Braslia, Universidade Federal de Gois e ao Instituto Geotcnico de Reabilitao do Sistema Encosta Plancie (REAGEO) a confiana e o apoio dado ao desenvolvimento do projeto. Agradecemos aos colegas e alunos o empenho no desenvolvimento do projeto e na elaborao deste livro, destacando que todos trouxeram grandes ensinamentos e muito nos honraram pelo brilhan-tismo e compartilhamento irrestrito de seus conhecimentos e experincias.


Eufrosina Terezinha Leo Carvalho

Alberto Crispim Gonalves Advogado, Artista, Msico. Profissional liberal. Autoria: Capa.

Alexandre Garcs de Arajo Engenheiro Civil, MSc. Professor da Pontifcia Universidade Catlica de Gois. Engenheiro da Agncia Municipal de Obras de Goinia.

Autoria: Captulo 20.

Ana Carolina Seibt Engenheira Ambiental da SEMARH (Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Recursos Hdricos de Gois).

Autoria: Captulo 6.

Andr Lus Brasil Cavalcante Engenheiro Civil, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Andr Pacheco de Assis Engenheiro Civil, PhD. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Andrelisa Santos de Jesus Gegrafa, MSc. Doutoranda do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia. Professora do Instituto de Estudos Scio-Ambientais da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulos 4 e 10.

Breno Breseghelo do Nascimento Engenheiro Civil. Engenheiro da Geoserv (Servios de Geotecnia e Construes LTDA).


Autores do Livro

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Carlos Alberto Lauro Vargas Engenheiro Civil, DSc. Professorda Escola de Engenharia Civil e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.


Carlos Rezende Cardoso Jnior Engenheiro Civil, MSc. Professor da Universidade Federal de Sergipe.


Carmen Regina Mendes de Engenheira Agrnoma, DSc. Pesquisadora e Arajo Correia Diretora Administrativa CRAD (Centro de Referncia

em Conservao da Natureza e Recuperao de reas Degradadas) da Universidade de Braslia.


Christopher William Fagg Botnico, DSc. Pesquisador do CRAD (Centro de Referncia em Conservao da Natureza e Recuperao de reas Degradadas) da Universidade de Braslia, Professor do Programa de Ps-Graduao em Botnica e do Departamento de Farmcia da Universidade de Braslia.


Cludia Marcia Coutinho Engenheira Civil, DSc. Professora do Departamento Gurjo de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de

Braslia. Autoria: Captulo 17.

Claudia Valria de Lima Geloga, DSc. Professora do Instituto de Estudos Scio-Ambientais da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulo 4.

Danielle Fernanda Morais Engenheira Civil, Mestranda do Programa de de Melo Ps-graduao em Engenharia Civil da Escola

Politcnica da Universidade de So Paulo. Autoria: Captulo 24.

Eduarda de Queiroz Motta Engenheira Civil, DSc. Engenheira Civil da Companhia Estadual de Habitao e Obras do Estado de Pernambuco.


Elza Conrado Jacintho Engenheira Civil, DSc. Servidora do Ministrio Pblico Federal Procuradoria Geral da Repblica.

Autoria: Captulo 7.

xv

Ennio Marques Palmeira Engenheiro Civil, PhD. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.

Autoria: Prefcio e Captulos 16 e 18.

Eufrosina Terezinha Leo Engenheira Civil, MSc. Doutoranda do Programa de Carvalho Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de

Braslia. Autoria: Apresentao e Captulos 14, 19, 20 e 32.

Fabrcio Bueno da Fonseca Gelogo, DSc. Especialista em Recursos Hdricos da Cardoso Agncia Nacional de guas. Autoria: Captulo 7.

Gilson de Farias Neves Gitirana Engenheiro Civil, PhD. Professorda Escola de Junior Engenharia Civil e do Programa de Ps-Graduao

em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Apresentao e Captulos 9, 12, 14, 19, 20 e 32.

Gislaine Cristina Luiz Gegrafa, DSc. Professora do Instituto de Estudos Scio-Ambientais da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulos 2 e 3

Gregrio Luis Silva Arajo Engenheiro Civil, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Herculano Carlos de Mendona Arquiteto Urbanista e Engenheiro Civil. Engenheiro Neto Civil da Caixa Econmica Federal. Autoria: Captulo 27.

Hernan Eduardo Martinez Engenheiro Gelogo, DSc. Professor do Carvajal Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

e Coordenador e Professor do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Jamily Quental Cruz Engenheira Civil, MSc. Tcnica Industrial da Companhia Hidroeltrica do So Francisco.


Janana Teixeira Camapum Advogada, Administradora. Profissional liberal. de Carvalho Autoria: Captulo 1.

xvi

Jorge Esteban Alarcn Guerrero Engenheiro Civil, MSc. Doutorando do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Jorge Tadeu Abro Engenheiro Civil. Diretor Tcnico da Trpoli Engenharia Empreendimentos e Construo Ltda.


Jos Camapum de Carvalho Engenheiro Civil, Administrador, Advogado, Dr. Professordo Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.

Autoria: Capa, Apresentao e Captulos 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11, 12, 15, 17, 18, 19, 28, 30, 31 e 32.

Joseleide Pereira da Silva Engenheira Civil, DSc. Professora do Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Braslia.

Autorias: Captulos 12, 17 e 18.

Juliana Serna Restrepo Engenheira Civil, MSc. Engenheira da Empresa Geottec Engenharia S/S.


Klebber Teodomiro Martins Engenheiro Civil, DSc. Professor da Escola de Formiga Engenharia Civil e do Programa de Ps-Graduao em

Engenharia do Meio Ambiente da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulo 6.

Lenora Nunes Ludolf Gomes Biloga, DSc. Professora do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Tecnologia Ambiental e Recursos Hdricos da Universidade de Braslia.

Autoria: Captulo 8.

Lilian Riberio de Rezende Engenheira Civil, DSc. Professorada Escola de Engenharia Civil e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.


Luan Carlos de Sena Monteiro Aluno do Curso de Engenharia Civil da Ozelim Universidade de Braslia. Autoria: Captulo 13.

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Luis Edmundo Prado Engenheiro Civil, MSc. Diretor da Escola Politcnica e de Campos Professor do Curso de Engenharia Civil e do Curso

de Mestrado em Engenharia Ambiental Urbana da Universidade Federal da Bahia.


Luis Fernando Ribeiro Martins Engenheiro Civil, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.

Autoria: Captulo 3.

Manoel Porfrio Cordo Neto Engenheiro Civil, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Mrcia Dieguez Leuzinger Bacharel em Direito, DSc. Procuradora do Estado do Paran, Professora dos Cursos de Graduao e Ps-Graduao em Direito do Centro Universitrio de Braslia.

Autoria: Captulo 1.

Mrcia Maria dos Anjos Engenheira Civil, DSc. Professorada Escola de Mascarenha Engenharia Civil e do Programa de Ps-Graduao

em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulo 9.

Mrcio Muniz de Farias Engenheiro Civil, PhD. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Marcos Massao Futai Engenheiro Civil, DSc. Professor dos Cursos de Graduao e Ps-Graduao em Engenharia Civil da Escola Politcnica da Universidade de So Paulo.

Autoria: Captulos 24, 25 e 26.

Maria Cristina de Oliveira Biloga, DSc. Pesquisadora do CRAD (Centro de Referncia em Conservao da Natureza e Recuperao de reas Degradadas) da Universidade de Braslia.


Maria das Graas Gardoni Engenheira Civil, DSc. Professora da Universidade Almeida Federal de Minas Gerais. Autoria: Captulo 16.

xviii

Mariana Ramos Chrusciak Engenheira Civil, mestranda do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Marianna Jacominy de Amorim Engenheira Civil, DSc. Pesquisadora no IRSTEA Mendes (Institut de recherche pour lingnierie de

lagriculture et de lenvironnement), Frana. Autoria: Captulo 10.

Mateo Arenas Ros Engenheiro Civil, MSc. Engenheiro Geotcnico da Empresa Geoblast S.A.


Maurcio Martines Sales Engenheiro Civil, DSc. Professorda Escola de Engenharia Civil e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulos 19, 20, 23 e 28.

Mnica Carolina Ciriaco Dias Graduada em Controle de Obras e Tcnica de Edificaes e mestranda do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.


Newton Moreira de Souza Engenheiro Civil, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


Noris Costa Diniz Geloga, DSc, Professora do Curso de Geologia e do Programa de Ps-graduao em Geocincias Aplicadas do Instituto de Geocincias da Universidade de Braslia.

Autoria: Captulo 5.

Patrcia de Arajo Romo Geloga, DSc. Professorado Instituto de Estudos Scio-Ambientais e do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois.

Autoria: Captulo 5.

Pedro Henrique Lopes Batista Engenheiro Ambiental, mestrando do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia.


xix

Prabhata Kumar Swamee Engenheiro Civil, PhD. Professor do National Institute of Technology, Jalandhar, ndia.


Pushpa Narayan Rathie Matemtico, PhD. Professor do Programa de Ps-Graduao em Estatstica da Universidade de Braslia.


Raul Durand Engenheiro Civil, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Braslia.


Reinhardt Adolfo Fuck Gelogo, DSc. Pesquisador colaborador do Instituto de Geocincia da Universidade de Braslia.

Autoria: Prefcio.

Renata Conciani Engenheira Civil. MSc. Doutoranda do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia da Universidade de Braslia e Professora da Universidade Catlica de Braslia.


Renato Cabral Guimares Engenheiro Civil, DSc. Engenheiro Civil da Empresa Eletrobras Furnas Departamento de Gerao Oeste e Professor do Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Gois.

Autoria: Captulo 7.

Ricardo Silveira Bernardes Engenheiro Civil, PhD. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e do Programa de Ps-Graduao em Tecnologia Ambiental e Recursos Hdricos da Universidade de Braslia.


Roberto Quental Coutinho Engenheiro Civil, DSc. Professor dos Cursos de Graduao e Ps-Graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal de Pernambuco.

Autoria: Captulos 28.

Silvia Suzuki Engenheiro Civil, MSc. Pesquisadora. Autoria: Captulo 26.

xx

Silvio Romero de Melo Ferreira Engenheiro Civil, DSc. Professor dos Cursos de Graduao e Ps-graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal de Pernambuco e da Universidade Catlica de Pernambuco.


Tatiana Diniz Gonalves Gegrafa, DSc. Profissional liberal. Autoria: Captulo 2.

Thiago Quintiliano de Castro Engenheiro Florestal, MSc. Assistente Ambiental da Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Recursos Hdricos do Estado de Gois.

Autoria: Captulo 6.

Veroska Dueas Zambrana Engenheira Civil, mestranda do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil da Escola Politcnica da Universidade de So Paulo.


Wagner Santos de Almeida Engenheiro Operacional Mecnico, DSc. Professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Braslia.


Willy Alvarenga Lacerda Engenheiro Civil, PhD. Professor colaborador da COPPE (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Ps-Graduao em Engenharia), Universidade Federal do Rio de Janeiro e Coordenador do REAGEO (Instituto Geotcnico de Reabilitao de Encostas e Plancies).


Wilson Conciani Licenciado em Educao Profissional, Engenheiro Civil, DSc. Professor de Educao Profissional no Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia de Braslia.


Captulo 1A infiltrao no contexto da Educao Ambiental, da Engenharia

e do Direito1 Introduo........................................................................................................................... 22 A infiltrao e o equilbrio ambiental ............................................................................ 23 A educao ambiental e a infiltrao ............................................................................. 44 A engenharia e a infiltrao ............................................................................................. 75 O direito e a infiltrao ..................................................................................................... 10 5.1 Repartio de competncias em matria ambiental e efetividade das Leis ........ 10 5.2 Aspectos constitucionais .............................................................................................. 12 5.3 Princpios de Direito Ambiental ................................................................................ 14 5.4 Responsabilidade por danos ao meio ambiente ...................................................... 186 Consideraes finais .......................................................................................................... 21Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 21

Captulo 2A infiltrao no contexto do plano urbanstico e dos projetos

paisagstico e arquitetnico

1 Introduo........................................................................................................................... 252 Urbanismo ........................................................................................................................... 27 2.1 Fatores externos ........................................................................................................... 27 2.1.1 Insolao .............................................................................................................. 28 2.1.2 Temperatura ......................................................................................................... 32 2.1.3 Umidade relativa ................................................................................................. 34 2.1.4 Precipitao .......................................................................................................... 34 2.1.5 Vento ..................................................................................................................... 36 2.2 Fatores internos ........................................................................................................... 36 2.3 Fatores de superfcie ................................................................................................... 41

Sumrio

xxii

3 Paisagismo........................................................................................................................... 414 Projeto arquitetnico ........................................................................................................ 435 Regulao e controle ......................................................................................................... 446 Consideraes finais .......................................................................................................... 45Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 45

Captulo 3A influncia do clima na infiltrabilidade do solo

1 Introduo........................................................................................................................... 492 Clima .............................................................................................................................. 50 2.1 Interface solo e clima nas regies tropicais ............................................................. 523 Anlise sazonal da umidade e a influncia no comportamento hidrulico dos solos .............................................................................................................................. 54 3.1 Caractersticas geoambientais do Municpio de Goinia/GO .............................. 54 3.2 Variao no comportamento da precipitao, da temperatura do ar, da umidade relativa do ar e da temperatura aparente da superfcie ....................... 55 3.2.1 Anlise da variao e tendncia dos atributos climticos precipitao do ar, temperatura e umidade relativa do ar: srie histrica 1961 a 2008 ......... 55 3.2.2 Anlise da variao da temperatura aparente da superfcie do terreno: inverno/2010 ....................................................................................................... 59 3.3 Caracterizao qumico-mineralgica e geotcnica dos perfis de solos estudados ...................................................................................................................... 62 3.4 Variao sazonal da umidade do solo ..................................................................... 64 3.5 Curva caracterstica e variao sazonal do processo de infiltrao nos perfis de solos estudados............................................................................................. 674 Consideraes finais .......................................................................................................... 70Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 71

Captulo 4A interao entre a geomorfologia e os processos de infiltrao

1 Introduo........................................................................................................................... 752 A gemorfologia ................................................................................................................... 753 A gnese do relevo e a dinmica da infiltrao ............................................................ 774 Bacia hidrogrfica: unidade de anlise geomorfolgica ............................................ 785 Interaes mtuas entre as formas de relevo e os processos ...................................... 79 5.1 Vertentes ....................................................................................................................... 82 5.2 Influncia dos processos de infiltrao na formao do relevo ............................ 856 Consideraes finais .......................................................................................................... 86Referncias bibliogrficas .................................................................................................... 86

xxiii

Captulo 5Aspectos geolgicos e infiltrao

1 Introduo........................................................................................................................... 892 Ciclo hidrolgico ............................................................................................................... 893 Porosidade, permeabilidade e tipos de aquferos ........................................................ 914 Aspectos geolgicos dos aquferos.................................................................................. 935 Estudo de caso: Distrito Federal .................................................................................... 966 Estudo de caso: mapa de domnios aquferos do Brasil.............................................. 977 Consideraes finais .......................................................................................................... 98Referncias .............................................................................................................................. 99

Captulo 6

A infiltrao e o escoamento superficial

1 Introduo........................................................................................................................... 1012 Definies ............................................................................................................................ 1013 Movimento de gua atravs do solo ............................................................................... 1024 Infiltrao e escoamento superficial ............................................................................... 103 4.1 Problemas da impermeabilizao gerao do escoamento ................................ 1045 Modelagem matemtica da infiltrao .......................................................................... 105 5.1 Modelos empricos ....................................................................................................... 106 5.1.1 Modelo de Horton ................................................................................................ 106 5.1.2 Modelo SCS (Soil Conservation Service) ........................................................... 107 5.2 Modelos conceituais .................................................................................................... 108 5.2.1 Modelo de Green-Ampt ....................................................................................... 108 5.2.2 Modelo de Philip .................................................................................................. 1106 Exemplo de aplicao ......................................................................................................... 111 6.1 Modelo de Horton ....................................................................................................... 111 6.2 Modelo SCS .................................................................................................................. 112 6.3 Modelo de Green-Ampt .............................................................................................. 114 6.4 Mtodo de Philip ........................................................................................................ 115Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 116

Captulo 7Perfil de intemperismo e infiltrao

1 Introduo........................................................................................................................... 1172 Os solos tropicais ............................................................................................................... 118 2.1 Perfis de intemperismo ............................................................................................... 119 2.2 Mecanismos de alterao dos minerais .................................................................... 121

xxiv

3 Solos laterticos .................................................................................................................. 122 3.1 Aspectos qumicos ........................................................................................................ 123 3.2 Aspectos mineralgicos ............................................................................................... 124 3.3 Aspectos fsicos ............................................................................................................. 125 3.3.1 Textura ................................................................................................................. 126 3.3.2 Plasticidade .......................................................................................................... 128 3.3.3 Densidade real dos gros..................................................................................... 1304 Solos saprolticos ............................................................................................................... 131 4.1 Aspectos qumicos ........................................................................................................ 132 4.2 Aspectos mineralgicos ............................................................................................... 132 4.3 Aspectos fsicos ............................................................................................................. 134 4.3.1 Textura ................................................................................................................. 134 4.3.2 Plasticidade .......................................................................................................... 135 4.3.3 Densidade real dos gros..................................................................................... 1375 Consideraes finais .......................................................................................................... 138Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 138

Captulo 8Qualidade da gua e suas relaes com a infiltrao no solo

1 Introduo........................................................................................................................... 1432 Qualidade da gua ............................................................................................................. 143 2.1 Propriedades fsicas da gua no ambiente natural ................................................ 145 2.2 Propriedades qumicas da gua no ambiente natural ........................................... 145 2.3 Presena de organismos nas guas naturais ........................................................... 146 2.4 Qualidade da gua em guas naturais aquferos ............................................... 147 2.5 Efeito das aes antrpicas na qualidade da gua ................................................ 1473 O solo como ambiente ecolgico .................................................................................... 148 3.1 Caractersticas fsico-qumicas ................................................................................. 148 3.2 Caractersticas biolgicas .......................................................................................... 1494 Efeitos da infiltrao e da percolao na qualidade da gua ..................................... 150 4.1 Principais mecanismos de melhoria da qualidade da gua infiltrada no solo .. 151 4.1.1 Matria orgnica biodegradvel ........................................................................ 152 4.1.2 Organismos.......................................................................................................... 152 4.1.3 Nitrognio e Fsforo ............................................................................................ 152 4.1.4 Metais pesados .................................................................................................... 153 4.1.5 Compostos orgnicos resistentes biodegradao ............................................ 1535 Usos da infiltrao como processo tecnolgico ........................................................... 153 5.1 Aspectos gerais envolvidos na infiltrao como processo tecnolgico ................. 153 5.2 Processo de infiltrao guas naturais.................................................................. 154 5.3 Processo de infiltrao efluentes de processos ...................................................... 154 5.4 Contaminao versus remediao ............................................................................ 155

xxv

6 Consideraes finais .......................................................................................................... 156Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 156

Captulo 9O comportamento de solos no saturados submetidos

infiltrao

1 Introduo........................................................................................................................... 1572 Alguns fundamentos da mecnica dos solos no saturados ...................................... 1583 Resistncia ao cisalhamento de solos no saturados ................................................... 1614 Solos colapsveis ................................................................................................................. 166 4.1 Ensaios para a avaliao de solos colapsveis .......................................................... 168 4.2 O colapso por infiltrao no campo .......................................................................... 1715 Solos expansivos ................................................................................................................. 1736 Consideraes finais .......................................................................................................... 180Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 180

Captulo 10Anlises de cenrios de suscetibilidade a inundaes

e alagamentos

1 Introduo........................................................................................................................... 1832 Construo dos cenrios de reas passveis de inundao ......................................... 186 2.1 Atributos do meio fsico .............................................................................................. 186 2.2 Uso e cobertura do solo................................................................................................ 189 2.3 Hipsometria .................................................................................................................. 193 2.4 Declividade ................................................................................................................... 193 2.5 rea de fluxo acumulado e distncia de drenagem ................................................ 193 2.6 Ponderao.................................................................................................................... 195 2.7 Operao de dados pelo mtodo de anlise hierrquica ....................................... 1963 Cenrios de inundao ..................................................................................................... 1984 Consideraes finais .......................................................................................................... 2025 Referncias bibliogrficas ................................................................................................ 203

Captulo 11Queimadas, prticas agrcolas, recuperao de reas degradadas e

a infiltrao no Cerrado

1 Introduo........................................................................................................................... 2072 Fogo no cerrado: origem e consequncias ..................................................................... 208

xxvi

3 Influncia do fogo e de insumos agrcolas em propriedades e comportamento de um latossolo ................................................................................................................... 212 3.1 Aspectos gerais .............................................................................................................. 212 3.2 Materiais e mtodos usados no estudo laboratorial ............................................... 213 3.3 Apresentao e anlise dos resultados ...................................................................... 2164 Restaurao de reas degradadas .................................................................................... 222 4.1 Tcnicas de recuperao .............................................................................................. 2235 Consideraes finais .......................................................................................................... 227Agradecimento ....................................................................................................................... 227Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 227

Captulo 12Avano da frente de infiltrao em solos profundamente intemperizados

no saturados1 Introduo........................................................................................................................... 2352 Materiais e mtodos........................................................................................................... 235 2.1 Localizao e caractersticas da rea de pesquisa ................................................. 235 2.2 Ensaios de campo ........................................................................................................ 237 2.2.1 Infiltrao pelo mtodo do rebaixamento em furo de sondagem a trado ....... 237 2.2.2 Determinao das umidades pelo mtodo gravimtrico .................................. 2383 Resultados obtidos ............................................................................................................. 2404 Consideraes finais .......................................................................................................... 248Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 248

Captulo 13Modelos tericos de infiltrao em meios porosos: equao de Richards

e suas aplicaes

1 Introduo........................................................................................................................... 2492 Equao de Richards ......................................................................................................... 2503 Funo W de Lambert ....................................................................................................... 2504 Funo W de Lambert e a equao de Green-AMPT .................................................. 2525 Funo W de Lambert e a equao de Talsma-Parlange ............................................ 2526 Funo W de Lambert e a equao de Richards ........................................................... 253 6.1 Caso (i) .......................................................................................................................... 255 6.1.1 Caso (i) a ............................................................................................................. 255 6.1.2 Caso (i) b ............................................................................................................. 256 6.2 Caso (ii) ......................................................................................................................... 256 6.2.1 Caso (ii) a ............................................................................................................ 256 6.2.2 Caso (ii) b ............................................................................................................ 257

xxvii

7 Equao de infiltrao de trs parmetros .................................................................... 2618 Funo gama de Euler e o teorema da inverso de Lagrange .................................... 2629 Teorema da inverso de Lagrange e a equao de trs parmetros .......................... 26310 Abordagem paramtrica da soluo geral da equao de trs parmetros............. 26511 Concluso ............................................................................................................................ 266Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 267

Captulo 14Modelagem do fluxo de gua e ar em solos no saturados

1 Introduo........................................................................................................................... 2692 Formulao do fluxo de gua e ar ................................................................................... 269 2.1 Conservao de massa e calor ....................................................................... 270 2.2 Armazenagem de gua e ar no solo .......................................................................... 270 2.3 Leis de fluxo ................................................................................................................. 272 2.4 Equaes diferenciais parciais que governam o fluxo de gua e ar ..................... 274 2.5 Condies iniciais e de fronteiras tpicas em problemas de infiltrao .............. 2753 Modelagem das propriedades do solo ............................................................................ 277 3.1 Equaes de ajuste para a curva caracterstica solo-gua .................................... 278 3.2 Equaes para a funo de condutividade hidrulica ........................................... 280 3.3 Equaes para a funo de condutividade ao fluxo de ar ..................................... 282 3.4 Curva caracterstica solo-ar ...................................................................................... 2835 Concluses .......................................................................................................................... 283Referncias .............................................................................................................................. 284

Captulo 15Anlise numrica de processos de infiltrao em mesoescala

1 Introduo .......................................................................................................................... 2872 Infiltrao em mesoescala ................................................................................................ 2883 Autmata celular ................................................................................................................ 2904 Mtodo Lattice-Boltzmann .............................................................................................. 293 4.1 Formulao bsica do MLB ....................................................................................... 294 4.2 Condies de contorno ................................................................................................ 296 4.3 Relao entre unidades de rede (lattice) e unidades fsicas .................................. 297 4.4 Anlises monofsicas .................................................................................................. 298 4.5 Anlises multifase (lquido-gs) ............................................................................... 299 4.5.1 Exemplos de aplicao da anlise multifsica ................................................. 300 4.5.2 Aplicao ao fenmeno de infiltrao ............................................................... 302 4.6 Consideraes finais ................................................................................................... 304

xxviii

Agradecimento ...................................................................................................................... 305Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 305

Captulo 16Uso de geossintticos em estruturas de drenagem e infiltrao

1 Introduo .......................................................................................................................... 3092 Propriedades relevantes dos geossintticos ................................................................. 310 2.1 Propriedades para as funes de filtrao e drenagem ......................................... 310 2.2 Propriedades fsicas .................................................................................................... 314 2.2.1 Gramatura (MA) ................................................................................................ 314 2.2.2 Espessura (tGT)................................................................................................... 314 2.2.3 Porosidade (nGT) ............................................................................................... 314 2.3 Propriedades hidrulicas ........................................................................................... 315 2.3.1 Permissividade () .............................................................................................. 315 2.3.2 Transmissividade () .......................................................................................... 315 2.3.3 Abertura de filtrao (Of) .................................................................................. 316 2.4 Efeito das tenses e da pr-impregnao nas propriedades fsicas e hidrulicas .................................................................................................................... 317 2.5 Ensaios para determinao das propriedades dos geossintticos ........................ 318 2.5.1 Capacidade de fluxo normal ao plano .............................................................. 318 2.5.2 Capacidade de fluxo ao longo do plano ............................................................ 318 2.5.3 Abertura de filtrao .......................................................................................... 319 2.5.4 Ensaio de filtrao do tipo razo entre gradiente ............................................. 3213 Aspectos construtivos ...................................................................................................... 322 3.1 Especificao ................................................................................................................ 322 3.1.1 Metodologia construtiva ..................................................................................... 322 3.2 Critrios de projeto ..................................................................................................... 322 3.2.1 Critrio de reteno ............................................................................................ 323 3.2.2 Critrio de permeabilidade ................................................................................ 324 3.2.3 Critrio de colmatao ....................................................................................... 324 3.2.4 Critrio de sobrevivncia .................................................................................... 3244 Comentrios finais ............................................................................................................ 235Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 325

Captulo 17Estruturas superficiais de infiltrao: colches drenantes

1 Introduo........................................................................................................................... 3312 Conceitos ............................................................................................................................. 333 2.1 Valas de infiltrao ..................................................................................................... 333

xxix

2.2 Colcho drenante ........................................................................................................ 3353 Vantagens e desvantagens de um sistema de armazenamento e infiltrao superficial ............................................................................................................................ 336 3.1 Vantagens ..................................................................................................................... 336 3.2 Desvantagens ............................................................................................................... 3364 Pesquisa utilizando colcho drenante ............................................................................ 337 4.1 Materiais utilizados na execuo do colcho drenante ......................................... 3375 Resultados dos ensaios de campo e laboratrio ........................................................... 340 5.1 Ensaio de Infiltrao ................................................................................................... 340 5.2 Ensaio panda ............................................................................................................... 341 5.3 Difratometria de raios X (DRX) .............................................................................. 341 5.4 Ensaios de caracterizao fsica cilindros ............................................................... 342 5.5 Ensaios da classificao MCT.................................................................................... 343 5.6 Ensaio de permeabilidade .......................................................................................... 344 5.7 Ensaio do furo de agulha (pinhole test) ................................................................... 344 5.8 Suco ........................................................................................................................... 345 5.9 Ensaio de cisalhamento direto .................................................................................. 346 5.10 Ensaios de adensamento e anlise de colapsibilidade .......................................... 3486 Anlise do colcho drenante enquanto sistema de infiltrao.................................... 3497 Concluses .......................................................................................................................... 349Agradecimento ....................................................................................................................... 350Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 350

Captulo 18Trincheiras como estruturas de infiltrao

1 Introduo........................................................................................................................... 3532 Aspectos relativos aos mecanismos de infiltrao ...................................................... 3553 Trincheiras como estruturas de infiltrao ................................................................... 357 3.1 Consideraes sobre a implantao das trincheiras .............................................. 359 3.2 Vantagens e desvantagens ......................................................................................... 360 3.3 Dimensionamento ....................................................................................................... 361 3.4 Execuo e manuteno ............................................................................................ 362 3.5 A funo do geotxtil nas trincheiras de infiltrao........................................ 3624 Garrafas pet como material de enchimento de trincheiras ........................................ 364 4.1 Materiais Utilizados no enchimento das trincheiras ............................................. 365 4.2 Tipos de arranjos ................................................................................................. 366 4.3 Monitoramento das trincheiras de infiltrao ........................................................ 3685 Consideraes finais .......................................................................................................... 372Agradecimentos ...................................................................................................................... 372Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 372

xxx

Captulo 19Poos como estruturas de infiltrao

1 Introduo .......................................................................................................................... 3752 Estruturas utilizadas para o controle na fonte da drenagem urbana ...................... 3763 Conceitos gerais sobre o projeto de poos de infiltrao ........................................... 3784 Fatores que influenciam o processo de infiltrao ...................................................... 3815 Ensaios de laboratrio e campo para projeto de poos de infiltrao ..................... 383 5.1 Ensaios de campo ........................................................................................................ 385 5.2 Ensaio em poo ............................................................................................................ 386 5.3 Interpretao de ensaios de infiltrao em poo..................................................... 387 5.4 Resultados tpicos de ensaios de infiltrao em poo ............................................. 389 5.4.1 Ensaio de infiltrmetro de anis concntricos ................................................... 390 5.4.2 Condutividade hidrulica e permeabilidade .................................................... 3926 Dimensionamento de estruturas de infiltrao ........................................................... 392 6.1 Clculo do volume de aporte ..................................................................................... 3927 Exemplo de execuo de sistema composto de poos e trincheiras .......................... 3958 Consideraes finais .......................................................................................................... 398Agradecimentos ...................................................................................................................... 398Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 399

Captulo 20Sensibilidade do desempenho de poos de infiltrao s propriedades

do solo no saturado

1 Introduo .......................................................................................................................... 4012 Abordagem formal para a anlise de sensibilidade ..................................................... 4023 Materiais e mtodos........................................................................................................... 404 3.1 Geometria, condies iniciais e de contorno ........................................................... 405 3.2 Parmetro de desempenho dos poos ....................................................................... 406 3.3 Variabilidade das propriedades do solo .................................................................. 407 3.3.1 Curva caracterstica solo-gua .......................................................................... 407 3.3.2 Funo de condutividade hidrulica ................................................................. 4094 Validao do modelo numrico ...................................................................................... 4095 Resultados ........................................................................................................................... 4106 Consideraes finais .......................................................................................................... 417Agradecimentos ...................................................................................................................... 418Referncias .............................................................................................................................. 418

Captulo 21Mapeamento da infiltrao no Distrito Federal

1 Introduo........................................................................................................................... 419

xxxi

1.1 Domnio poroso ........................................................................................................... 420 1.2 Domnio fraturado ...................................................................................................... 4212 Caracterizando a infiltrao em escala regional .......................................................... 4213 Consideraes finais .......................................................................................................... 425Referncias bibliogrficas .................................................................................................... 427

Captulo 22Anlise e gesto do risco

1 Introduo........................................................................................................................... 4292 Gesto do risco ................................................................................................................... 4313 Polticas do risco ................................................................................................................ 4324 Estratgias de gesto do risco .......................................................................................... 4345 Critrios de aceitao do risco ........................................................................................ 4346 Anlise do risco .................................................................................................................. 435 6.1 Anlise qualitativa ...................................................................................................... 435 6.2 Identificao e classificao das ameaas ................................................................ 436 6.3 Classificao por frequncia ou classificao da P(A) .......................................... 438 6.4 Classificao por consequncia ................................................................................. 4387 Determinao qualitativa e classificao do risco ....................................................... 4388 Anlise quantitativa .......................................................................................................... 442Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 443

Captulo 23Risco em obras devido infiltrao

1 Introduo........................................................................................................................... 4452 Infiltrao prxima a fundaes ..................................................................................... 4453 Infiltrao em aterros ........................................................................................................ 4484 Infiltrao prxima a taludes naturais ........................................................................... 4495 Infiltrao prxima a obras rasas.................................................................................... 452Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 455

Captulo 24Infiltrao e estabilidade de encostas em condies no saturadas

1 Introduo........................................................................................................................... 4572 Mecanismos de instabilizao ......................................................................................... 4583 Causas de instabilizao das encostas devido infiltrao........................................ 459

xxxii

4 Influncia da infiltrao na instabilizao das encostas ............................................. 4645 Escorregamentos em encostas no saturadas decorrentes de infiltrao ................ 470Concluses .............................................................................................................................. 477Agradecimentos ...................................................................................................................... 478Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 478

Captulo 25Efeito da infiltrao na elevao de nvel fretico nas encostas

1 Introduo ........................................................................................................................... 4812 Escorregamentos causados por infiltrao que geraram presso de gua positiva .............................................................................................................................. 481 2.1 Escorregamento do Morro da Caneleira-Santos-SP .............................................. 482 2.2 Escorregamento do Monte Serrat-Santos-SP .......................................................... 483 2.3 Escorregamento da Encosta do Cactreo-RJ ........................................................... 484 2.4 Escorregamento da Lagoa-RJ .................................................................................... 484 2.5 Escorregamento em So Mateus-SP ......................................................................... 4863 Infiltrao, escorregamentos e desastres naturais ....................................................... 4874 Infiltrao decorrente de ao antrpica ....................................................................... 493 4.1 Escorregamento no Alto do Bom Viver .................................................................... 493 4.2 Escorregamento na Encosta do Alto do Reservatrio, Recife-PE ......................... 493 4.3 Escorregamento em Nova Friburgo-RJ .................................................................... 494 4.4 Escorregamento no Tnel Rebouas, Rio de Janeiro-RJ ........................................ 495 4.5 Metodologia para definir a contribuio da precipitao antrpica .................. 497Concluses .............................................................................................................................. 499Agradecimentos ...................................................................................................................... 500Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 500

Captulo 26Infiltrao e movimentos de massas coluvionares saturadas

1 Introduo........................................................................................................................... 5032 Mecanismos de instabizao em depsitos coluviovionares ..................................... 5043 Infiltrao em solos coluvionares ................................................................................... 5054 Casos de escorregamentos em solos coluvionares ....................................................... 507 4.1 Movimentao de tlus junto Usina Henry Borden............................................ 507 4.2 Escorregamento da Serra do Mar na rea da cota 500 (Curva da Ona) da Via Anchieta em So Paulo .................................................................................. 508 4.3 Morro dos Urubus ....................................................................................................... 510 4.4 Angra do Reis ............................................................................................................... 512

xxxiii

4.5 Escorregamento em Itacurua-RJ ............................................................................. 513 4.6 Escorregamento em Morretes-PR.............................................................................. 516 4.7 Escorregamento na Vila Albertina-SP ..................................................................... 5185 Anlises dos casos apresentados e concluses ............................................................... 520Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 522

Captulo 27Colapso do solo devido inundao: um estudo de caso

1 Introduo .......................................................................................................................... 5252 Caracterizao geotcnica do solo ................................................................................. 5263 Influncia da vazo de inundao ................................................................................... 528 3.1 Comportamento reolgico.......................................................................................... 531 3.2 Relao entre a umidade do solo e o processo de colapso ................................... 5324 Influncia do tipo de permeante ..................................................................................... 5335 Tcnicas de melhoramento............................................................................................... 537 5.1 Solues anteriores construo sem modificao do solo .................................. 537 5.2 Solues anteriores construo com modificao do solo .................................. 538 5.3 Solues posteriores construo ............................................................................. 539Agradecimentos ..................................................................................................................... 540Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 540

Captulo 28A infiltrao e os fenmenos da inundao, eroso e esqueletizao

do macio

1 Introduo........................................................................................................................... 5432 Conceitos bsicos ............................................................................................................... 5443 Caractersticas das guas pluviais e sua influncia no processo de infiltrao e na estabilidade estrutural do solo ................................................................................ 5464 A infiltrao e sua relao com alagamentos e inundaes ....................................... 5495 A infiltrao e sua relao com os processos erosivos de origem pluvial ................ 5516 A eroso interna e outros processos que atuam no desencadeamento e na evoluo das eroses.......................................................................................................... 5557 O fenmeno da esqueletizao e sua relao com a infiltrao e evoluo dos processos erosivos .............................................................................................................. 5568 A infiltrao e os modelos de evoluo das eroses .................................................... 5579 Tcnicas de ensaio utilizadas no estudo da infiltrabilidade e da erodibilidade ..... 56110 Consideraes finais ......................................................................................................... 561Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 562

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Captulo 29Infiltrao outros impactos fsicos e qumicos

1 Introduo .......................................................................................................................... 5652 Eroso nas regies crsticas ............................................................................................. 566 2.1 Eroses pseudocrstica em solos ............................................................................... 5673 Eroso por pipping ............................................................................................................ 5714 A prospeco de reas atingidas pela eroso subterrnea .......................................... 572 4.1 Previso por ensaios fsicos de laboratrio ............................................................. 5785 Sntese .............................................................................................................................. 578Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 578

Captulo 30Produo de carta geotcnica preliminar de capacidade de infiltrao

de gua no solo em uma rea do entorno do reservatrio da usina hidreltrica Corumb IV (GO)

1 Introduo........................................................................................................................... 5812 rea de estudo ................................................................................................................... 5823 Materiais e mtodos........................................................................................................... 583 3.1 Materiais utilizados .................................................................................................... 583 3.1.1 Materiais para produo dos modelos numricos de terreno (MNT) ........... 583 3.1.2 Imagem digital de sensores remotos orbitais .................................................... 583 3.1.3 Ortofotos digitais ................................................................................................ 584 3.1.4 Dados de campo .................................................................................................. 584 3.1.5 Mapas temticos ................................................................................................ 584 3.1.6 Dados de pluviometria ....................................................................................... 584 3.2 Metodologia ................................................................................................................. 584 3.2.1 Produo dos modelos numricos de terreno (MNT) ...................................... 584 3.2.2 Determinao das zonas homlogas e reclassificao dos mapas temticos .. 585 3.2.3 Ensaios geotcnicos em amostras de solo .......................................................... 586 3.2.4 Produo do mapa temtico de uso e cobertura do solo.................................. 587 3.2.5 Produo da carta geotcnica de perda de solos baseada na Equao Universal de Perdas do Solo (EUPS) e sua adaptao para a avaliao preliminar da capacidade de infiltrao da gua no solo ................................ 5884 Resultados obtidos e concluses ..................................................................................... 593 4.1 Modelos numricos do terreno (MNT) da rea de estudo .................................... 593 4.2 Mapa de zonas homlogas ......................................................................................... 593 4.3 Resultados obtidos para os solos em laboratrio e no campo ............................... 595 4.4 Produo do mapa temtico de uso e cobertura do solo ....................................... 600 4.5 Imagens obtidas para os parmetros da EUPS ....................................................... 601

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4.5.1 Produo do mapa de erosividade da chuva (fator R) ..................................... 602 4.5.2 Produo do mapa de infiltrabilidade (1/k) do solo ........................................ 602 4.5.3 Produo do mapa de fator de relevo (fator LS) e dos mapas de manejo do solo e de prticas conservacionistas (fator CP) ........................................... 602 4.6 Produo da carta geotcnica de infiltrao de solos ...................................... 6035 Consideraes finais .......................................................................................................... 604Agradecimentos ...................................................................................................................... 605Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 605

Captulo 31Infiltrao em pavimento: problemas e solues

1 Introduo ............................................................................................................................ 6072 Pavimentos drenantes......................................................................................................... 6073 Infiltraes indesejveis a partir das estruturas de pavimento .................................. 6104 Problemas oriundos do lanamento de sistemas de drenagem de pavimentos ....... 6135 Alguns exemplos de pavimentos permeveis .......................................................... 6146 Influncia da umidade no comportamento dos solos tropicais ................................. 6157 Consideraes sobre o projeto e a construo de pavimentos permeveis .............. 6178 Consideraes finais ........................................................................................................... 619Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 619

Captulo 32Consideraes sobre aspectos relacionados aos sistemas de infiltrao

de guas pluviais

1 Introduo........................................................................................................................... 6212 Educao e legislao ........................................................................................................ 6213 A energia no contexto dos comportamentos hidrulico e mecnico ....................... 6234 O clima e a interao solo-atmosfera ............................................................................. 6275 Forma do relevo e cobertura do solo .............................................................................. 6286 A importncia da qualidade da gua ............................................................................. 6287 A importncia do perfil de intemperismo .................................................................... 6298 A infiltrao frente ao estado no saturado do solo e algumas de suas consequncias ..................................................................................................................... 6309 Consideraes sobre a forma geomtrica dos sistemas de infiltrao ..................... 63110 Riscos inerentes infiltrao .......................................................................................... 63411 Alguns dos estudos de maior relevncia ....................................................................... 63412 Consideraes finais ......................................................................................................... 635Referncias bibliogrficas ..................................................................................................... 636

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Fotografias utilizadas na composio da capa deste livro .............................................. 639Ip Amarelo ............................................................................................................................. 641 Fotografia de Jos Camapum de Carvalho, 14/08/2011.Madona, Bico de Pena de Alberto Crispim Gonalves, 1983 ........................................ 641 Fotografia de Gilson da Silva Menezes, 27/06/2012.Eroso, Planaltina, GO .......................................................................................................... 642 Fotografia de Jos Camapum de Carvalho, 12/01/2011.Alagamento, rua Major Manoel Corra, bairro So Francisco, Boa Vista, RO .......... 642 Fotografia de Cludia Marcia Coutinho Gurjo, 23/06/2006.Pr do Sol, GO-225, Pirenpolis, GO. ................................................................................ 643 Fotografia de Jos Camapum de Carvalho, 13/05/2011, 18h53min.Nascer do Sol, SHIS QI 27, Braslia, DF ............................................................................. 643 Fotografia de Jos Camapum de Carvalho, 16/06/2012, 07h50min.Bacia de reteno, BR-060, Km 24, Alexnia, GO ............................................................ 644 Fotografia de Jos Camapum de Carvalho, 05/01/2011.Cachoeira no Municpio de Pirenpolis, GO .................................................................... 644 Fotografia de Jos Camapum de Carvalho, 12/07/2011.

Captulo 1A infiltrao no contexto da Educao Ambiental, da Engenharia e do Direito

Jos Camapum de CarvalhoJanana Teixeira Camapum de Carvalho

Mrcia Dieguez Leuzinger

1 Introduo

Ao assumir a proposta de tratar o tema Infiltrao no contexto da Educao, da Enge-nharia e do Direito, a primeira dvida que veio mente foi sobre qual aspecto tratar primeiro. Em uma breve reflexo possvel perceber que a Educao sempre a base, o suporte na continuidade e o instrumento bsico para o cumprimento de um fim como este que se prev com a infiltrao: a preservao do equilbrio ambiental dando suporte ao desenvolvimento sustentvel. Em segundo lugar, deve vir no contexto deste livro a Engenharia, pois, ao mesmo tempo em que responsvel por inmeras obras e iniciativas que levam impermeabilizao da superfcie do solo, constitui-se, enquanto engenharia, em caminho para resolver proble-mas que muitas vezes ela mesma gerou. Finalmente vem o Direito, no por situar-se nessa sequncia em grau de importncia inferior aos demais aspectos, mas apenas porque o Direito deve ser visto como um instrumento de pacificao, um meio de suprir deficincias, buscando assegurar para a sociedade um desenvolvimento sustentvel, impedindo rupturas do equil-brio ambiental e riscos elevados sua prpria segurana.

Contextualizando o tema Infiltrao, na natureza, a depender de uma srie de fatores, parte ou mesmo a totalidade das guas pluviais precipitadas sobre as reas no inundadas se infiltra

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Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais