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]

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

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

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

Subsidence Hazard in Limestone Cavities: The Case of “Grutas da Moeda”

“Grutas da Moeda” are natural touristic caves, located in the plateau of São Mamede, 5 minutes away from the Sanctuary of Fátima. They have been opened to the public since 1974, and receives about 75,000 visitors per year, from 76 nationalities. They are inserted in the “Maciço Calcário Estremenho”, composed by limestone deposits of the Middle Jurassic (Bathonian), corresponding to the Serra de Aire formation and Upper Jurassic limestone deposits corresponding to the Cabaços and Montejunto formations. The geological risk assessment is fundamental to guarantee the safety of its visitors and workers, therefore it is intended to develop methodologies of geotechnical monitoring in order to collect data to understand the risks that may be associated with this natural cavity and to identify critical areas of collapse. In the caves there are four main alignments (faults / joints), N35ºW, N150ºE, N75ºE and N100ºE, which assume a parallelism with the development of the caves. The trend of the layers in the cave are approximately N30ºE pending 17ºSE. In the year 2015, a geophysical study was carried out in the caves, 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

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

Preliminary Analysis of Slope Instability Processes Triggered in the Guilherme Creek Watershed (Nordeste Municipality, S. Miguel Island, Azores)

The Nordeste Volcanic Complex is located in the NE sector of S. Miguel Island (Azores) and it is composed of geological formations with about 4 million years old, extremely weathered. This fact, allied to the steep slopes on the area, promotes the occurrence of slope instability phenomena. In particular, the Guilherme Creek watershed has a high recurrence of this type of geological hazard, mainly triggered by precipitation, which promotes a high density of landslides in the area. Considering as main objective the landslide susceptibility analysis in the Guilherme Creek watershed, using statistical/probabilistic methods, it is ongoing an inventory process of these phenomena in a GIS, based on the aerial photography interpretation and fieldwork. Currently, the inventory is concluded based on aerial photography from 1982 and orthorectified aerial photography from 1995 to 2005. In order to validate and update the landslide inventory produced in the office, fieldwork has been carried out using, besides more traditional techniques, a drone (DJI Phatom 4 PRO). This tool has allowed studying steep slopes, which would otherwise be impossible to access in an area with a high forest density and very steep slopes. Until now, 517 landslides have been identified in the study area, mainly belonging to slides and falls typologies.GeoBioTe

Characterization of traditional raw materials used in housing construction in Huambo Region - Angola

The sustainability of buildings associated to the use of raw earth has motivated the studies and the development of techniques and methods in the context of this type of construction. In the region of Huambo, Angola, these construction techniques are widely used, especially for low-income families who represent the majority of the population. Much of the buildings in Huambo province are built with adobe. Due to the climate in this region, subtropical, hot and humid, with altitudes above 1000 meters and extensive river system, these buildings are particularly vulnerable to the action of water and develop, in many situations, early degradation. The Huambo Province is located in central Angola, has 36 km2 area and approximately 2 million inhabitants. This work aims to evaluate, by conducting in-situ tests, physical and mechanical properties of adobe blocks typically used in the construction of those buildings. The methodology is based on field campaigns where in-situ expeditious tests were performed in soils (smell test, color, touch, brightness, sedimentation, ball, hardness, etc.) and tests on adobes blocks made with traditional procedures, particularly in terms of durability and erodibility (erosion test at Geelong method; evaluation test of wet / dry cycle, applying the New Zealand standards 4297: 1998; 4297: 1998 and 4297: 1999). The results will contribute to the characterization of the geomaterials and methods used in construction with earth in Huambo Province, contributing to the improvement of these sustainable solutions, with a strong presence in this region. The results of this study will also contribute to the proposal of constructive solutions with improved performance characteristics, comfort, safety and durability

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

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]