Ensaios in-situ e de laboratório para a caracterização dos solos utilizados na produção de adobes na Província da Huíla, Angola

Em Angola, a construção em terra crua é uma herança cultural que tem sido desenvolvida durante séculos e continua a ser muito utilizada pelas famílias de baixo rendimento [Guedes, 2009; Duarte et al, 2015]. Na província da Huíla, existem inúmeras habitações de terra crua, construídas com base em métodos e técnicas ancestrais. Entre as técnicas de construção em terra, destaca-se: o adobe, pau-a-pique e mais recentemente, os blocos de terra comprimida [Pedro, et al, 2014]. A aplicação desta técnica tradicional, justifica-se pela eficiência do material como isolante térmico, pelo seu baixo custo e pelas caraterísticas físicas e mecânicas dos solos utilizados no fabrico dos adobes [Wachilala, et al, 2016]. Na Província da Huíla a execução dos adobes consiste na mistura de solo com água e capim e/ou fibras vegetais, posterior moldagem de pequenos blocos, utilizando moldes duplos em madeira, sendo desmoldados ainda no estado fresco e colocados a secar à temperatura ambiente [Wachilala, et al, 2016]. O tipo de solo utilizado para fabricar os adobes é essencialmente areia argilosa de cor cinzenta, castanha, amarela ou vermelha escura. As propriedades dos solos que mais condicionam o desempenho das estruturas em terra crua, relacionam-se com a composição do solo, principalmente a da fracção argilosa [Santana e Rodrigues, 2005], que influencia o comportamento mecânico, nomeadamente a resistência à compressão e a durabilidade dos adobes. Para o conhecimento das propriedades do solo é necessário que se proceda previamente à sua caracterização com recurso a ensaios específicos para o efeito [Torgal, et al, 2009]. Neste trabalho, realizaram-se ensaios expeditos in-situ para caracterizar o material no local (cor, cheiro, tacto, brilho, sedimentação e retracção) e identificar as anomalias existentes na construção. Também, foram recolhidas amostras de solos em 6 municípios da Província da Huíla, a fim de caracterizar estes geomateriais utilizados na produção de adobes, através de ensaios no laboratório que permitiram quantificar diversos parâmetros, nomeadamente a granulometria, a consistência, expansibilidade, compacidade, resistência e durabilidade

Methods of earth building in the Huila Province, Angola

In Angola, the construction made of raw earth is a cultural heritage widely used by low income households, representing over 80% of the population [1, 3]. In Huila province is evident construction in raw earth in a large scale, either in urban or in periurban and rural areas. The construction methods follow the ancestral standards, distributed throughout the region of Huila, being built by the several ethnic groups. Among the construction techniques in earth, stand out: the adobe, wattle-and-daub and more recently on CEB (Compressed Earth Block). The type of soil used to make the adobes is mainly silty-clayed sand [1]. The most applied materials are: rods, reeds, wood, grass, straw, soil and stone, almost with the same characteristics [2]. The manufacture of adobe, consists essentially in mixing clay and grass (plant fibers), then put the mixture inside a wooden mold, having a size of 42 cm long and 18 cm high and taking three to four days to dry and be applied in housing construction. The application of these materials makes the construction less expensive because they are collected, transformed and applied by the owner himself of housing without any project, based only on the result of the practice and experience acquired from their ancestors. They are simple constructions, presenting a typology of grouped and isolated single-family housing, ranging between 2 and 3 bedrooms [2]. The construction techniques used in such small housings have positive environmental aspects, both as regards the materials employed, such as the manner in which the constructions are raised, showing special concerns for the quality improvement of them, as regards the resistance, durability and comfort [4]

Caracterização mineralógica e geotécnica dos solos para a construção em terra crua no sudoeste de Angola

RESUMO A construção feita em terra crua é um património cultural em Angola amplamente utilizado por famílias de baixa renda. No sudoeste de Angola existem inúmeras habitações de terra crua construídas com métodos e técnicas ancestrais que respeitam o meio ambiente. Entre as técnicas de construção em terra, destacam-se: o adobe, o pau-a-pique e mais recentemente em BTC (Bloco de Terra Comprimida). A sustentabilidade deste tipo de construção é um dos fatores que impulsionou o seu recente desenvolvimento em todo o mundo. É caracterizada por baixo consumo de energia e baixas emissões de carbono porque está associada a níveis de poluição perto de zero, por possuir níveis benéficos de humidade interna em termos de saúde humana, bom isolamento térmico e baixos custos económicos. Este trabalho faz parte de um projeto que visa melhorar e otimizar essas soluções construtivas, respondendo às demandas atuais de sustentabilidade social, económica e ambiental. Neste trabalho foram caracterizadas as propriedades mineralógicas de oito amostras de solos utilizados na construção em terra crua na região do sudoeste de Angola (província da Huíla), mediante a aplicação da técnica de análise mineralógica por Difração de raios-X (DRX) e as características geotécnicas (dimensões das partículas do solo, consistência, expansibilidade, densidade, compactação). Além disso, para avaliar a durabilidade dos adobes foram realizados os testes Geelong. Os resultados obtidos põem em evidência que as propriedades mineralógicas controlam as propriedades geotécnicas dos solos e o comportamento dos mesmos quando utilizados na construção em terra. ABSTRACT The construction made off raw earth is a cultural heritage in Angola widely used by low income households. In Southwest of Angola there are numerous dwellings of raw earth built with methods and ancestral techniques that respect the environment. Among the construction techniques in earth, stand out: the adobe, wattle-and-daub and more recently on CEB (Compressed Earth Block). The sustainability of this type of construction is one of the factors that has driven its recent development around the world. It is characterized by low energy consumption and low carbon emissions because it is associated with levels of pollution near zero, it provides beneficial indoor humidity levels in terms of human health, good thermal insulation and low economic costs. This work is part of a project, which aims to improve and optimize these constructive solutions, responding to the current demands of social, economic and environmental sustainability. In this work the mineralogical and mechanical properties of the soils used in the construction on raw earth in this region were characterized, in order to identify its potentialities and limitations as geomaterial in this type of eco-construction. In this work, the mineralogical properties of eight soil samples used in the construction in the ground in the southwestern region of Angola (Huíla province) were characterized by the application of mineralogical analysis by X-ray diffraction technique and the geotechnical characteristics (particle size, consistency, expansibility, density, Proctor compaction). In addition, the Geelong tests were performed to prove the durability of the adobes. The results show that the mineralogical properties control the geotechnical properties of the soils and their behavior for the construction on raw earth

Pathway Weathering in Granitoid Rocks from Central Region of Angola: Geochemical and Mineralogical Data

The Central Region of Angola is characterized by the abundance of granitoid rocks, whose weathering “in situ” originated the so-called residual soils. The textural, geochemical and mineralogical properties of these soils depend not only on the chemical composition of parent rock, but mainly on the local climatic and geomorphological characteristics. In the study area, sampling sites were selected, which extend from the region of Kwanza- Norte (Kassenda, Dondo) through Kwanza-Sul (Cangulo, Quibala and Waco Kungo) until the plateau of Huambo, where samples of fresh rock, weathered rock and its residual soil were collected along each weathering profile. Chemical analytical data were determined using X-ray fluorescence (XRF) analysis of the major and minor elements, whereas mineralogical data were determined using X-ray diffraction (XRD), on the samples of rock and on the respective residual soil. The results obtained and their comparative analysis between the sampling sites, as well as along each weathering profile is presented. This paper allows contributing to the knowledge of the geochemical weathering in tropical areas, as is the case of Angola

Construções sustentáveis na Província do Huambo – Angola. Características dos geomateriais utilizados

Na actualidade, as questões ambientais são discutidas com o objectivo fundamental de alertar as sociedades contemporâneas para a necessidade de se encontrarem soluções sustentáveis. Os problemas de sustentabilidade, nomeadamente, as alterações climáticas, são questões pertinentes no mundo de hoje. A sustentabilidade das construções em terra crua tem demonstrado a sua importância ao longo da história, reaparecendo em perfeita sintonia com a ambição de se reduzir os materiais fabricados com o recurso aos combustíveis fósseis e os consequentes impactos negativos para o ambiente. Por este motivo, a construção em terra continua a ser objecto de estudos, investigação e inovação técnica e tecnológica sobre as suas potencialidades e optimização. Na região do Huambo, Planalto Central de Angola, a maioria das habitações de famílias de baixa renda, são construídas em terra crua. A técnica mais usada é a do adobe, não obstante, a existência de algumas construções em pau-a-pique e taipa. Devido à falta de conhecimento das propriedades dos geomateriais utilizados e das técnicas que permitem a sua estabilização e conservação, aquelas estruturas são vulneráveis e apresentam degradação precoce, agravadas por um clima predominantemente subtropical quente e húmido. Não obstante os esforços que têm sido desenvolvidos no país, a falta de habitação digna, ainda constitui o maior drama pós-guerra para as populações mais carenciadas. Será desejável, por isso, encontrar soluções para melhorar a durabilidade e a resistência dos adobes na região em estudo, o que passa, necessariamente, pelo estudo das características geotécnicas dos materiais usados no seu fabrico e nos métodos construtivos. Neste trabalho, pretende-se avaliar as propriedades mineralógicas e físicas dos solos, bem como, as características mecânicas dos adobes construídos com os mesmos, utilizando as técnicas locais. Para o efeito, recorreu-se à realização de ensaios in-situ e laboratoriais para determinar as características mineralógicas (DRX), físicas (granulometria, peso específico, textura, consistência, expansibilidade) e mecânicas (resistência à tracção por flexão) dos adobes, a durabilidade pelo método de Geelong e o ensaio de avaliação do ciclo húmido/seco, aplicando as normas neozelandesas (4298:1998 e 4297:1998). Os resultados obtidos permitirão identificar e caraterizar os geomateriais e os métodos mais utilizados na construção em terra crua na Província de Huambo, contribuindo para o conhecimento e melhoramento destas soluções sustentáveis, com forte implantação nesta região. Este estudo contribuirá ainda para a definição da estratégia a seguir no âmbito de um projecto de investigação mais abrangente, que visa a proposta de soluções construtivas com melhores características de desempenho, conforto, segurança, durabilidade e sustentabilidade ambiental, económica e social

AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES GEOQUÍMICAS, MINERALÓGICAS E GEOMECÂNICAS EM PERFIS DE ALTERAÇÃO DE MACIÇOS GRANITÓIDES

O presente trabalho pretende ser um contributo para a caracterização geológico-geotécnica dos solos residuais de rochas granitóides de uma região de clima temperado, a Região do Alentejo, em Portugal. A composição química, mineralógica e textural dos granitóides do Alentejo, bem como de outros granitóides da Península Ibérica, apresentam variações distintas conforme a geologia local. Devido aos diferentes tipos de alteração que ocorrem na formação dos perfis de solos residuais, os produtos finais também serão diversos [Duarte, 2002]. Assim, as propriedades físicas, químicas, mineralógicas e geomecânicas destes solos dependem não só da composição química e mineralógica da rocha mãe, mas também das características geomorfológicas e climatéricas locais [Duarte et al, 2004, 2008]. Para a prossecução do trabalho foram selecionados três locais com perfis de alteração distintos, dentro da Região Alentejo e que se ilustram na Figura 1: i) Perfil de alteração de um granodiorito da Pedreira de Monte das Flores, no Maciço Eruptivo de Évora, com cerca de 8 m de altura; ii) Perfil de alteração de um quartzodiorito da Pedreira de Benafessim, no Maciço Eruptivo de Montemor-o-Novo, com cerca de 10 m de altura; iii) Perfil de alteração de um granito da escavação para o Aterro Sanitário de Arraiolos, no Maciço Granítico do Vimieiro, com cerca de 12 m de altura. Nos três locais selecionados para o estudo foram colhidas amostras de solo residual e respetiva rocha mãe ao longo de cada perfil, com o espaçamento de sensivelmente 1 metro entre amostras, tendo estas sido devidamente acondicionadas e levadas para o laboratório para as submeter à realização de análises químicas e mineralógicas e ensaios físicos e mecânicos. Nos mesmos locais de colheita, foram igualmente determinadas a propriedades físicas “in situ” ao longo de cada perfil, tais como, teor em água no estado natural, peso volúmico húmido e seco, porosidade, entre outras. Os principais objectivos deste trabalho são os seguintes: - conhecer as propriedades geoquímicas, mineralógicas e geomecânicas dos solos residuais de três tipos distintos de rochas granitóides, granito, granodiorito e quartzodiorito; - compreender e relacionar a variabilidade de propriedades físico-químicas ao longo de um perfil de alteração de rochas granitóides em clima temperado; - antecipar o comportamento geotécnico, em tempo real, pelo conhecimento da variação da composição química dos solos residuais. A finalidade deste trabalho passa também pela abordagem aos métodos tradicionais de ensaio para determinação das características químicas e mineralógicas dos solos residuais e respetiva rocha-mãe dos maciços em estudo, recorrendo à análise química por espectometria de fluorescência de raios-X (FRX) e análise mineralógica por difracção de raio-X (DRX). Foram obtidas as várias propriedades físicas e mecânicas, tanto “in situ” como no laboratório, recorrendo para tal, à execução de diferentes ensaios, tais como: análise granulométrica, composição textural, limites de consistência, teor em água (no estado natural), expansibilidade, equivalente de areia, densidade, permeabilidade e teor em matéria orgânica. Faz-se uma comparação entre as principais características (a nível da microestrutura, da macroestrutura, da composição mineralógica, geoquímica e textural) que se desenvolvem ao longo de cada perfil de alteração, assim como do seu comportamento geotécnico expectável, [Blight, 1997]. Apresenta-se uma análise comparativa dos resultados experimentais obtidos nos três perfis de alteração de tipos litológicos distintos (granito, granodiorito e quartzodiorito). É apresentada também a avaliação e evolução das propriedades ao longo de cada perfil, com base nos dados provenientes dos ensaios “in-situ” e laboratoriais efetuados. Este trabalho permite evidenciar a importância de proceder à caracterização geológico-geotécnica dos solos residuais de rochas granitóides dada a vasta extensão de ocorrências destes materiais, não só em Portugal como também noutras regiões do mundo, de modo a determinar a sua aplicação nas diferentes obras de engenharia

EVALUATION OF SOME GEOTECHNICAL PROPERTIES OF GRANITOID RESIDUAL SOILS FROM THE CENTRAL REGION OF ANGOLA

Para avaliar as caracteristicas geotécnicas de um solo é necessário realizar um conjunto de ensaios para obter as respectivas propriedades básicas e permitir a sua classificação geotécnica (USCS, AASHTO e SATCC). Contudo, quando se trata de solos residuais tropicais, esta tarefa é dificultada por causa das suas especificidades químicas e mineralógicas. Neste trabalho apresentam-se algumas propriedades geotécnicas de solos residuais tropicais da Região Central de Angola, relacionando-as com as suas características mineralógicas previamente determinadas em Duarte et al. (2013). A caracterização geotécnica foi efetuada a partir dos parâmetros obtidos nos seguintes ensaios: índices físicos “in situ”, análise granulométrica, limites de consistência, equivalente de areia, expansibilidade, compactação e CBR, com o objetivo de aferir a aptidão destes solos residuais param fins de Engenharia (rodovias, ferrovias, aeródromos, aeroportos, barragens de terra, etc.). Os resultados obtidos permitem relacionar as propriedades geotécnicas destes solos residuais tropicais com as suas características mineralógicas, assim como, indicar a sua aplicação mais adequada em obras geotécnicas

A construção sustentável na perspetiva dos geomateriais utilizados na Província da Huíla, Angola

A construção sustentável centra-se na busca da necessidade de maior eficiência energética, menor preço e maior durabilidade, com o objetivo de obter uma edificação que não agrida o meio ambiente, mas também com melhor conforto térmico, com reduzida necessidade de consumo de energia e com melhoria da qualidade de vida dos seus moradores. Na província da Huíla, Angola, existem inúmeras habitações de terra crua que constituem uma verdadeira herança cultural e que têm sido construídas com base em métodos e técnicas ancestrais que respeitam o ambiente. Os materiais utilizados e as características construtivas diferem, sobretudo, em função do rendimento das próprias famílias e dos materiais disponíveis, sendo o adobe, o método construtivo em terra que assume uma maior presença nesta região, não obstante a existência de edificações de pau-a-pique e, mais recentemente, em blocos de terra comprimida. O principal objetivo deste estudo é avaliar e relacionar a composição mineralógica e textural dos solos com as respetivas características físicas e mecânicas, de forma a identificar as suas potencialidades e limitações como material de construção em terra crua nesta região. Para o efeito, foram colhidas 8 amostras de solos e adobes fabricados nos respetivos locais, de modo a realizarem-se ensaios específicos cujos resultados possibilitaram a identificação e caracterização destes geomateriais. Neste trabalho, realizaram-se os ensaios in-situ e laboratoriais para determinar as propriedades mineralógicas (DRX), as físicas (granulometria, consistência, expansibilidade, densidade), as mecânicas, os ensaios Geelong e o ensaio de avaliação do ciclo húmido/seco, de acordo com as normas Neozelandesas, NZS 4298 (1998) e 4297 (1998). Esta investigação contribui para a caracterização dos geomateriais utilizados na construção em terra crua nesta região de Angola, contribuindo assim, para o desenvolvimento de soluções construtivas sustentáveis e com características melhoradas, de conforto, segurança e de durabilidade

Subsidence Hazard in Limestone Cavities: The Case of “Grutas da Moeda” (Fátima, Central Portugal)

“Grutas da Moeda” are natural touristic caves, located in the plateau of São Mamede, near Sanctuary of Fátima, in Portugal. They have been opened to the public since 1974, and receives about 75,000 visitors per year, from 76 nationalities. They are located in the “Maciço Calcário Estremenho”, composed by limestone deposits of the Middle Jurassic (Bathonian), corresponding to the Serra de Aire formation. The geological risk assessment is fundamental to guarantee the safety of its visitors and staff; therefore, it is intended to develop geotechnical monitoring methodologies in order to collect data to understand the risks that may be associated with this natural cavity and to identify critical areas of collapse. There are four main alignments (faults/joints), which assume parallelism with the development of the caves. The trend of the layers in the cave is approximately N30ºE; 17ºSE. In the year 2015, a geophysical study was carried out, using the 3D electrical resistivity method and, for one of the areas in particular, the georadar method. The georadar method allowed to map the anomalies corresponding to empty spaces that have been identified with the 3D electrical resistivity technique. This paper presents the results obtained, as well as proposals for geotechnical measures to mitigate the risk of collapse subsidence.GeoBioTe

Caracterização geotécnica dos solos da Região de Bom Jesus, Luanda, Angola

Este trabalho tem como principal objectivo, contribuir para a caracterização geológica e geotécnica dos maciços terrosos da região de Bom Jesus, uma das principais áreas interessadas pela futura expansão urbana da cidade de Luanda em Angola, com a finalidade de identificar as potenciais zonas de risco associadas à instabilidade de taludes. A área de estudo fica situada na região de Bom Jesus, província de Luanda, município do Icolo-Bengo, tendo como acesso a estrada nacional (EN120) que liga as cidades de Luanda e N’dalatando, e a estrada principal de Bom Jesus, a qual atravessa a área em estudo. Na área ocorre uma série sedimentar com uma espessura que admite-se poder ser superior a 4000 m e que está assente em discordância sobre o soco cristalino Pré-Câmbrico, sendo constituída por distintas sequências correspondentes a diferentes condições na deposição das formações sedimentares da Bacia do Kwanza, com idades entre o Cretácico inferior e o Quaternário [Morais, 1993]