6.4 Fixed Target Devices Scenario
6.4.1 First Solution: BLE Tunnel
A utilização de uma classificação geral para os diferentes movimentos de vertente torna-se difícil devido aos vários tipos de ocorrência de movimentos de terrenos bem como as inter- relações entre si, em função de uma grande variedade de critérios. Ao longo das últimas décadas têm sido recomendadas diferentes classificações, por diferentes autores, para que haja uma aprovação quanto à nomenclatura usada. A geometria do movimento, a velocidade de ocorrência, o tipo de material afetado e a atividade do movimento, são alguns dos critérios em que se baseiam as classificações existentes (Lamas, 2013).
Varnes (1978) propôs uma classificação, baseada em dois critérios principais, a tipologia do movimento e o tipo de material envolvido, sendo esta a mais adotada pela sociedade científica. Neste trabalho adota-se o sistema de classificação dos Açores (Valadão, 2002; Amaral, 2005), baseado nas classificações de Varnes (1978) e da Working Party on World Landslide Inventory ou WP/WLI (1993), posteriormente reformuladas por Cruden e Varnes (1996).
A designação landslide, em sentido lato, corresponde a um “movimento de descida, numa vertente, de uma massa de rocha ou solo em que o centro de gravidade do material afetado progride para jusante e para o exterior” (WP/WLI, 1993). Deste modo, um landslide corresponde a um movimento de vertente (Zêzere, 2005)
Os movimentos de vertente podem ser associados a uma escala de movimentos, apresentada por Cruden e Varnes (1996) (Figura 3.1).
Figura 3.1 - Escala de velocidades para os movimentos de vertente (adaptado de Cruden e Varnes, 1996 in Zêzere, 2005)
Para Flageollet (Flageollet, 1989 in Zêzere, 2005), os movimentos de terreno “englobam todas as formas de deslocação que se podem verificar (abatimentos, desabamentos, deslizamentos, escoadas, etc.) e todos os materiais que podem ser colocados em movimento”. Assim, são
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incluídos como movimentos de terreno, os movimentos de vertente, os movimentos de subsidência (abatimentos e assentamentos) e também os movimentos associados à expansão- retração de solos argilosos.
Hutchinson (Hutchinson, 1968 in Zêzere, 2005) definiu o termo movimento de massa como “todos os movimentos induzidos pela gravidade, com a exclusão daqueles onde o material é mobilizado por um agente de transporte, como o gelo, neve, água ou ar, designados por transporte em massa”. Um movimento de massa inclui os movimentos de vertente, os movimentos de subsidência (abatimentos e assentamentos), reptação (creep), e os processos associados à atividade do gelo e da neve.
Na figura 3.2 estão sintetizados os diferentes graus de abrangência utilizados para os diferentes termos baseados nas classificações de Varnes (1978) e Zêzere (2005). A tabela 3.1 apresenta a classificação dos tipos de movimento de terreno de acordo com a classificação europeia da UNESCO Working Party on World Landslide Inventory (WP/WLI, 1993; Cruden e Varnes, 1996), baseada no tipo de mecanismo envolvido e com quatro critérios secundários: tipo de material, atividade, velocidade de avanço e conteúdo em água.
Figura 3.2 - Abrangência dos diferentes termos: movimentos de vertente, movimentos de terreno e movimentos de massa (adaptado de Varnes, 1978; Zêzere, 2005)
Movimentos de massa
Movimentos de terreno
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Tabela 3.1 - Classificação dos movimentos de terreno (adaptado de Varnes, 1978 e Dikau et al., 1996 in Silva, 2010) Tipo de mecanismo Tipo de material Substrato rochoso Solos Predominantemente grosseiros Predominantemente finos
Desabamento/Queda (fall) rochoso de detritos de solo
Balançamento (topple) rochoso de detritos de solo
Deslizamento (slide)
Rotacional Poucas unidades
rotacional
rochoso rotacional em detritos rotacional em solo Translacional unidades Muitas translacional
rochoso
translacional de
detritos translacional de solo Expansão lateral (lateral spread) de rocha de detritos de solo
Escoada/fluxo (flow) de rocha de detritos de solo
Reptação (creep)
Movimentos complexos (complex) Combinação mínima de dois mecanismos principais
Seguidamente são descritos os tipos de mecanismo apresentados na tabela anterior.
Desabamento/Queda (fall)
A Working Party on World Landslide Inventor (WP/WLI, 1993) define um desabamento ou queda (fall) como sendo a deslocação de solo ou rocha, ao longo de uma superfície onde os movimentos tangenciais são reduzidos ou não existem, a partir de uma encosta íngreme, (Figura 3.3). Este tipo de movimento pode atingir uma elevada velocidade, ocorrendo deslocação, pelo ar, queda, saltação ou rolamento do material.
Figura 3.3 - Desabamento (Highland e Bobrowsky, 2008)
Existem quatro critérios necessários para a classificação dos desabamentos: o material afetado (o tipo de material, sendo um desabamento rochoso, desabamento de detritos ou desabamento de terra); a origem do material desabado (se é um desabamento primário ou um desabamento secundário); a geometria da rotura (planar, em cunha, em escadaria ou vertical) e, o volume do material afetado, ou seja, o volume de material deslocado (Zêzere, 2005).
Segundo Zêzere (2005) os desabamentos podem desenvolver-se em três fases: 1) a individualização de blocos através de fendas existentes (ação de gelo-degelo da água nos
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poros e fissuras, ação mecânica das raízes ou a erosão diferencial); 2) o aumento das fendas e concentração das tensões na secção da rocha com suporte basal inexistente e, 3) a queda associada a rotura por flexa tração.
Balançamento (topple)
Segundo a WP/WLI (1993), os balançamentos ou tombamentos (topples) (Figura 3.4) correspondem à rotação de uma massa de solo ou rocha, a partir de um ponto ou eixo situado abaixo do seu centro de gravidade. Há influência da gravidade e ação de forças laterais, praticadas tanto por blocos vizinhos, como por fluidos existentes nas fraturas e diáclases. Os balançamentos são frequentes em massas rochosas cujas descontinuidades estão inclinadas inversamente ao declive.
Figura 3.4 - Balançamento (Highland e Bobrowsky, 2008)
Os balançamentos ou tombamentos (topples) podem ser condicionados por três fatores principais, tais como, a força da gravidade e a força lateral praticada quer por unidades vizinhas quer pela água existente nas fraturas ou diaclases da rocha (Zêzere, 2005).
Deslizamento (slide)
Para a WP/WLI (1993), os deslizamentos ou escorregamentos (slides) correspondem a movimentos de solo ou rocha que acontecem predominantemente ao longo de planos de rotura ou de zonas relativamente estreitas, afetadas por uma enérgica deformação tangencial.
Os deslizamentos são subdivididos em dois tipos principais de acordo com o tipo de rotura tangencial e as características do material afetado: 1) rotacionais ou 2) translacionais, com rotura compósita e com rotura planar (Zêzere, 2005).
1) Deslizamentos rotacionais (slumps)
Os deslizamentos rotacionais (Figura 3.5) ocorrem sobretudo em materiais homogéneos e isotrópicos, ao longo de superfícies de rotura curvas (Zêzere, 2005). Segundo Varnes (1978) ocorre um “movimento mais ou menos rotacional, sobre um eixo paralelo aos contornos da
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vertente, envolvendo deslocamento (sliding) por cisalhamento ao longo da concavidade da superfície de rotura, a qual é visível ou inferida”.
Figura 3.5 - Deslizamento rotacional (Highland e Bobrowsky, 2008)
Os deslizamentos rotacionais podem ser subdivididos em três tipos, de acordo com a posição relativa do plano de rotura: a) rotura de vertente (slope failure); b) rotura de sopé (toe failure); c) rotura de base (base failure) (Zêzere, 2005).
2) Deslizamentos translacionais (planar slides)
Os deslizamentos translacionais (Figura 3.6) ocorrem em materiais heterogéneos, sendo o material deslocado muito deformado.
Figura 3.6 - Deslizamento translacional (adaptado de Highland e Bobrowsky, 2008)
Como já foi referido, os deslizamentos translacionais podem ser subdivididos em dois tipos: deslizamentos translacionais com rotura compósita e deslizamentos translacionais com rotura planar. Os primeiros, com rotura compósita, encontram-se na transição entre os deslizamentos rotacionais e os translacionais planares e o seu plano de rotura pode apresentar uma seção de forma circular ou planar com uma forte inclinação, a montante, sendo a inclinação mais reduzida, a jusante. Os segundos, com rotura planar, apresentam o plano de rotura ao longo de superfícies de fraqueza marcadas por uma resistência ao corte reduzida (falhas, diáclases, planos de estratificação ou o contacto entre uma cobertura detrítica e o substrato rochoso). Os deslizamentos com rotura planar podem ser subdivididos em três tipos, de acordo com o tipo de material afetado: a) deslizamentos de rocha (rockslides); b) deslizamentos de detritos (debris slides); 3) deslizamentos lamacentos (mudslides) (Zêzere, 2005).
Superfície de rotura
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Expansão lateral (lateral spread)
A WP/WLI (1993) define o movimento de expansão lateral (lateral spread) (Figura 3.7) como uma conjugação da deslocação natural de massas coesivas de solo ou rocha, com uma subsidência ocorrida no material brando subjacente, afetado por liquefação ou escoada, sendo as roturas basais ausentes.
Figura 3.7 - Expansão lateral (adaptado de Highland e Bobrowsky, 2008)
Segundo Zêzere (2005), e de acordo com o tipo de material, este tipo de movimento é subdividido em dois tipos: 1) expansão lateral em rocha (movimento muito lento que resulta de deformações visco-plásticas profundas); 2) expansão lateral em solo (movimento muito rápido, relacionado com o colapso de uma camada de solo a uma certa profundidade, por liquefação, e posterior assentamento ou rotura gradual do material sobrejacente).
Escoada/fluxo (flow)
Segundo a WP/WLI (1993), uma escoada ou fluxo (flow) consiste no movimento contínuo no espaço cujas superfícies de tensão tangencial são momentâneas e mal preservadas (Figura 3.8), havendo distribuição das tensões por toda a massa afetada, e uma grande deformação interna dos materiais. A distribuição das velocidades, no material instabilizado, assemelha-se à de um fluido viscoso. São subdivididas em três tipos: 1) as escoadas ocorridas em rocha (rock
flows); 2) as escoadas lamacentas (mud flows, soil flows ou lahars); 3) as escoadas de detritos
(debris flows). As primeiras (rock flows), como a própria designação insinua, afetam massas rochosas muito estratificadas ou diaclasadas, em vertentes montanhosas, cujos movimentos são muito lentos e permanentes no tempo. As escoadas lamacentas (lahars) correspondem a um movimento, cuja velocidade pode variar do muito lento a muito rápido, de escoada de massa de água com terrenos que contêm, no mínimo, 50 % de partículas da dimensão da areia, silte e argila. As escoadas de detritos (debris flows) são o resultado da mistura de material fino (areia, silte ou argila) e material grosseiro (calhaus ou blocos), com água, formando uma massa que se desloca, em função da força da gravidade e com velocidades diferenciadas, geralmente por impulsos sucessivos, em direção à base da vertente (Zêzere, 2005).
Argila dura
Rocha-mãe
Aquífero composto por camadas de argila mole, silte e areia
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Figura 3.8 - Escoada (Highland e Bobrowsky, 2008)
Nas vertentes de origem vulcânica, os movimentos de massa considerados mais importantes consistem nos movimentos ocorridos devido a processos de solifluxão, responsáveis pela formação dos lahars ou mud flows. Os processos de solifluxão (liquefação) acontecem quando há saturação das formações detríticas, principalmente cinzas, em água e as vertentes tornam- se instáveis. Quando o limite de liquidez da formação é ultrapassado, a formação movimenta- se ao longo da vertente do aparelho vulcânico, sob a forma de “escoadas ou fluxos de lama” ou de “escoadas detríticas” (Nunes, 2003 in Silva, 2010).
Os lahars são processos que podem estar associados a uma erupção vulcânica,designando-
se de lahars primários. Quando ocorrem sem estar associados a uma erupção, designam-se por lahars secundários. Em associação com um evento eruptivo, formam-se, devido às chuvadas que podem acompanhar as erupções vulcânicas explosivas, ao transbordo de um lago por uma abertura que se forma na depressão em consequência da erupção ou, pela rápida fusão de gelo e neve existente nas vertentes de um vulcão em atividade. Quando não estão associados à atividade vulcânica, os lahars correspondem à movimentação, por exemplo, devido a um sismo, de materiais vulcânicos saturados em água, ou devido a episódios de precipitação intensa (Nunes, 2003 in Silva, 2010). Importa referir que o sismo de outubro de 1522 (Vila Franca do Campo, ilha de São Miguel) provocou um lahar secundário responsável por uma grande destruição, sendo a causa principal das mortes registadas.