129

BACIA DO LAGO COMARI

Segmento Geológico-Geotécnico Comari (OAE Represa Guinle km 85+950 ao km 89+370)

O segmento geológico-geotécnico Comari (Figura 186) situa-se em região de relevos de degradação

em áreas montanhosas de relevo acidentado, com vertentes predominantemente retilíneas a

convexa-côncavas, escarpadas e topos de cristas alinhadas, aguçados ou levemente arredondados.

Predomínio de amplitudes topográficas superiores a 300m e gradientes médios a elevados, solos

com espessuras variáveis, prevalecendo os rasos, e afloramentos de rocha. O segmento é

caracterizado por seção meia encosta (Figura 187), com taludes de jusante para o lado direito (pista

1), onde há áreas residenciais edificadas (por vezes ferindo o pé do talude). Entre os quilômetros km

87 e km 88, a montante do morro Comari em cota superior ao corpo estradal, tem-se um vale

alúvio-coluvionar aplainado na contra encosta dos contrafortes da Serra dos Órgãos formando uma

área com potencial de infiltração (Figura 186). Nos taludes de montante (contra encosta da Serra do

Mar ou dos Órgãos) predominam os escorregamentos de tipo translacional, principalmente

associados à interface de materiais com diferentes propriedades mecânicas e hidráulicas.

Escorregamentos rotacionais ocorrem em geral em taludes mais íngremes com camada de solo mais

espessa. Os afloramentos de rocha são fraturados pouco alterados a sãos formando blocos e lascas

de rocha em condições precária de equilíbrio (Figura 188). Verificam-se surgências d’água,

principalmente nas fraturas das rochas e no contato solo rocha. Também ocorrem bombeamentos de

água subterrânea no pavimento, principalmente entre os quilômetros km 87 e km 88. Aterros a meia

encosta apresentam mecanismo de ruptura circular (ou composta) com superfície de deslizamento

passando pelo contato do aterro com o solo residual (Figura 189).

Figura 186 – Morfologia do relevo do segmento geológico-geotécnico Comari (OAE represa Guinle km

85+950 ao km 89+370). Verifica-se a montante do morro Comari vale aplainado com potencial de infiltração

de água na direção da rodovia ente os quilômetros km 87 e km 88.

Fonte de infiltração

de água

130

Figura 187 – Segmento Comari caracterizado por seção meia encosta com talude de jusante para o lado

direito (pista 1). Os taludes de montante pertencem à contra encosta dos contrafortes da Serra do Mar ou dos

Órgãos. Os taludes são muito influenciados pela presença de água subterrânea.

131

Figura 188 – Corte em rocha fraturada mergulhando na direção da rodovia, com formação de blocos e lascas

de rocha em condição precária de equilíbrio e muita surgência d’água (km 88+390 e km 88+515, pista 2).

132

Aterros a meia encosta apresentam mecanismo de ruptura circular com superfície de deslizamento

passando pelo contato do aterro com o solo residual. Trata-se de aterros de menor permeabilidade

(silte argilo-arenoso) posicionado sobre camadas do terreno natural de maior permeabilidade (areias

finas siltosas e siltes arenosos). O aterro menos permeável pode vir a bloquear o fluxo da água

subterrânea quando da subida do nível d'água em período de chuvas intensas. No km 87+300 a

carga hidráulica na base do aterro coincidiu com o nível da pista, ocasionando o colapso do talude,

que avançou na forma de uma corrida de lama em direção ao Condomínio da Granja Comary

(Figura 189).

Figura 189 – Aterros a meia encosta apresentam mecanismo de ruptura circular com superfície de

deslizamento passando pelo contato do aterro (material de menor permeabilidade) com o solo residual (solo

de maior permeabilidade - areias finas siltosas e siltes arenosos). O fluxo da água subterrânea é bloqueado

quando da subida do nível d'água em período de chuvas intensas (km 87 +300).

133

SERRA DOS ÓRGÃOS

Segmento Geológico-Geotécnico Dedo de Deus (km 89+370 ao km 97+675)

Segmento Geológico-Geotécnico Santo Antônio (km 97+675 ao km 100+300)

Segmento Geológico-Geotécnico Monte Olivette (km 100+300 ao km 101+700)

Segmento Geológico-Geotécnico Bananal (km 101+700 ao 106+570)

O trecho rodoviário km 89 ao 104 (Escarpa da Serra dos Órgãos) foi inaugurado no ano de 1959,

tendo ficado até 22 de março de 1996 sob a responsabilidade do Departamento Nacional de Estrada

de Rodagens (DNER) e, a partir de então, tem sido mantido e operado pela Concessionária Rio -

Teresópolis (CRT). A abertura desta estrada (transformação de trilha para mulas em uma via

propícia ao trânsito de carruagens), entretanto, remonta ao Século XVIII quando, em 1704 se

iniciou a construção da Estrada Nova Minas com o objetivou de encurtar, em quatro dias, o trajeto

entre a Cidade do Rio de Janeiro e Minas Gerais (Ferrez, 1970, Limongi et al., 1998).

Embora constitua um segmento rodoviário relativamente curto, em apenas 15 quilômetros de

extensão deste trecho da Rodovia vence um desnível topográfico de 950m, fato este que demandou,

para sua construção, um grande número de obras de arte (pontes e viadutos) e a realização de

escavações e de aterros – com consequentes obras de estabilização de taludes - ao longo de vários

intervalos da vertente leste da Serra dos Órgãos, nome local da Serra do Mar naquela região do

Estado do Rio de Janeiro. As Figuras 190 e 191 apresentam a localização do trecho da rodovia.

Figura 190 – Trecho da rodovia englobando alguns segmentos geológico-geotécnicos da Serra dos Órgãos:

Dedo de Deus, Santo Antônio e Monte Olivette (parcial).

134

Figura 191 – Imagem de satélite dos segmentos Dedo de Deus, Santo Antônio, Monte Olivette e Bananal

(parcialmente) situados no trecho da serra da BR-116/RJ (km 89+370 ao km 106+570).

Recentemente, integrando e atualizando o conhecimento geológico acumulado nos estudos

anteriores, o Projeto Rio de Janeiro, desenvolvido pelo atual Serviço Geológico do Brasil, produziu

o Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro na escala 1:500.000 (CPRM, 2000). Nesse mapa,

apresentado parcialmente na Figura 192, está indicado o trecho da Serra dos Órgãos da BR-116/RJ.

Observa-se que o trecho de interesse desenvolve-se por sobre duas macro-unidades lito-

estratigráficas: a Unidade Serrados Órgãos (Ng2s) e a Unidade Santo Aleixo (Ng2ss).

As rochas da macro-unidade Serra dos Órgãos possuem idade neoproterozóica (aproximadamente

600 m.a) e são basicamente constituídas Hornblendabiotita granitóides, de granulação grossa e

composição expandida de tonalítica agranítica. Estas rochas mostram texturas e estruturas

magmáticas preservadas, com foliação tangencial em estado sólido superimpostas. Enclaves de

paleodiques anfibolíticos são comuns e facilmente observados.

A macro-unidade Santo Aleixo também foi datada como de idade neoproterozóica, contudo com

alguns poucos milhões de anos a mais do que as rochas macro-unidade Serra dos Órgãos. Esta

macro-unidade corresponde a um fácies marginal do Batólito Serra dos Órgãos e apresenta como

litologias predominantes os granada-hornblenda-biotita granodioritos, ricos em xenólitos de

paragnaisse, parcialmente fundido e assimilado (migmatito de injeção). Intrusões tardias (veios e

diques) de leucogranito tipo-S de variadas espessuras são comumente observados.

km 100

km 89

135

Figura 192 – Mapa Geológico Regional (Cunha et al., 2000 adaptado por D’Orsi, 2011) com a indicação do

trecho entre os quilômetros 86 e 104 da Rodovia BR 116/RJ (segmento da Serra dos Órgãos). De acordo com

o este Mapa, o trecho da Rodovia atravessa duas macro-unidades lito- estratigráficas: Unidade Serra dos

Órgãos (Ng2s) e Unidade Santo Aleixo (Ng2ss).

A evolução deste conhecimento geológico sobre a Serra dos Órgãos levou ao atual consenso de que

suas formas escarpadas e puntiformes são devidas a dois principais fatores de origem geológica: um

complexo sistema de falhas e o desenvolvimento de processos de erosão diferencial devido à

intercalação de rochas com diferentes resistências às ações intempéricas. A formação e as

reativações do sistema de falhas (planos de ruptura nas rochas onde ocorre movimento relativo entre

os blocos rochosos) possibilitaram o levantamento de grandes blocos enquanto que outros foram

rebaixados, gerando assim grandes desníveis no relevo com imponentes escarpas associadas. Os

processos de erosão diferencial ocorrem tão intensamente na Região da Serra dos Órgãos porque as

rochas graníticas, com composições homogêneas e propriedades isotrópicas possuem maior

resistência à alteração do que as rochas gnáissicas, cuja presença de estruturas planares

(principalmente a xistosidade) e o arranjo linear dos minerais favorecem a percolação da água e a

consequente aceleração dos processos de alteração e degradação das rochas. No caso da Serra dos

Órgãos, as rochas graníticas encontram-se topograficamente por sobre as rochas gnáissicas e assim

os pontos mais altos das montanhas resistem mais do que os gnaisses, que se alteram rapidamente

quando em contato com a água que penetra pelas fraturas. A Figura 193 apresenta desenhos

esquemáticos que explicam a morfologia atual da Serra dos Órgãos em função de suas caraterísticas

geológicas.

136

Figura 193 – Seções geológicas esquemáticas (DRM-RJ, adaptado por D’Orsi, 2011).

A Figura 193(a) mostra o processo de soerguimentos e rebaixamentos ao longo de um sistema de

falhas geológicas que dão origem a grandes desníveis de relevo em parte do Estado do Rio de

Janeiro como, por exemplo, a região da Serra dos Órgãos (sub-trecho da Serra do Mar) que se

elevou e a região da Baía de Guanabara que se rebaixou. A Figura 193(b) apresenta uma seção

parcial da Serra dos Órgãos onde se observa a presença de rochas graníticas nos topos das

montanhas, mais resistentes à alteração, sobrepostas as rochas gnáissicas, menos resistentes.

Os segmentos geológico-geotécnicos Dedo de Deus (Figura 194), Santo Antônio (Figura 195),

Monte Olivette (Figura 196), Bananal (Figura 197), km 89+370 ao km 106+570, situa-se em região de

relevos de degradação em áreas montanhosas de relevo extremamente acidentado, com vertentes

predominantemente retilíneas a côncavas, escarpadas e topos de cristas alinhadas, aguçados ou

levemente arredondados. Predomínio de amplitudes topográficas superiores a 500m e gradientes

muito elevados, com ocorrência de colúvios e depósitos de tálus, com composição e dinâmicas

próprias, solos rasos e afloramentos de rocha. Ocorrem movimentos de massa nas escarpas

florestadas (Serra), desplacamento e queda de blocos, avalancha de detritos, rastejos e

escorregamentos de tipo translacional, principalmente associados à interface de materiais com

diferentes propriedades mecânicas e hidráulicas. Escorregamentos rotacionais ocorrem em geral em

taludes mais íngremes com camada de solo mais espessa. Aterros a meia encosta apresentam

mecanismo de ruptura circular com superfície de deslizamento passando pelo contato do aterro com

o solo residual. Nos aterros com taludes estendendo-se no sentido do fundo dos vales, próximos às

(a)

(b)

137

margens dos talvegues, comumente ocorrem situações de risco geológico-geotécnico relacionado a

trincas, abatimentos, solapamentos, erosões e escorregamentos.

Figura 194 - Segmento geológico-geotécnico Dedo de Deus (km 89+370 ao km 97+675).

Figura 195 - Segmento geológico-geotécnico Santo Antônio (km 97+675 ao km 100+300).

138

Figura 196 - Segmento geológico-geotécnico Monte Olivette (km 100+300 ao km 101+700).

Figura 197 - Segmento geológico-geotécnico Bananal (km 101+700 ao 106+570).

As Figuras a seguir mostram alguns deslizamentos que ocorreram no trecho da Serra, incluindo

condicionantes geotécnicos associados.

139

Figura 198 – Região do Alto do Soberbo (final da subida da Serra). Presença de obras de contenção e de

escorregamentos a montante e a jusante da pista. Entre os 100m finais do km 89 e os 200m iniciais do km 90,

existe um paredão rochoso a montante da pista com alta suscetibilidade escorregamentos (D’Orsi, 2011) -

km 89+500, pista 1.

Figura 199 – Desprendimento de blocos e lascas de rocha do paredão rochoso do km 89+900 que

interditaram as duas pistas da rodovia. Este evento ocorreu em 15 de setembro de 2011 às 10:20. O maciço

rochoso apresenta histórico de instabilização: deslizamento de lasca rochosa; queda e rolamento de blocos de

rocha; e corrida de lama (hidrofluxão de solo).

140

Figura 200 – Escorregamento planar que interrompeu toda a pista (km 90). Pode-se observar também outro

deslizamento mais a montante que não atingiu a pista (D’Orsi, 2011).

141

Figura 201 – O deslizamento com quedas de blocos de rocha no km 90+230 ocorreu, mesmo sem haver uma

chuva significativa. Talude de corte em rocha alterada a pouco alterada fraturada com mergulhos

predominantemente sub-vertical e com formação de lascas rocha e alguns blocos. O maciço apresenta muita

surgência de água subterrânea. Este evento ocorreu em 08 de outubro de 2013 às 10:53 e interditou a pista 1

da rodovia. Medidas de pluviométricas disponibilizadas pela CRT assinalaram uma chuva acumulada de 24

mm em 9 horas. No momento do acidente não estava chovendo. O volume de chuvas não foi elevado, mas

não se pode descartar a influência direta desta no processo de instabilização. Os blocos e vegetação

desplacaram-se da face do corte em dois locais de uma altura de cerca de 6 m (Cicatriz 1) e 10 m (Cicatriz

2). Um total de cerca de 35 toneladas de blocos de rocha atingiram a rodovia.

142

Figura 202 – Deslizamentos translacionais de solo superficial assente diretamente sobre maciço rochoso

pouco alterado. A maioria dos movimentos ocorreu após as 16:30 do dia 02 de dezembro de 1981, quando,

na região da Serra dos Órgãos, foram registradas precipitações pluviométricas de até 288mm/24h. A Figura

202(a) mostra algumas cicatrizes remanescentes dos escorregamentos que atingiram a rodovia no trecho a

jusante do Pico Dedo de Deus. A seta em cor branca aponta para a pista de rolamento da BR-116/RJ. A

Figura 202(b) mostra detalhe de um dos escorregamentos planares que contribuiu para o acidente no Posto

Garrafão, cujo material mobilizado soterrou veículos e produziu vítimas fatais que se abrigavam do

temporal. Imagens obtidas por D’Orsi (2011) em Fernandes e Amaral (1998).

Figura 203 – Corte de perfil misto rocha (afloramento na parte inferior do talude) e solo (residual sob

colúvio, nas partes média e superior do talude) – km 92+600 (D’Orsi, 2011).

143

Figura 204 – Grande movimentação de solo e blocos rochosos em talude a montante da pista, ocasionando a

destruição de um muro de concreto existente e interrupção total do tráfego (D’Orsi, 2011). A última foto

mostra o muro já reconstruído (km 93+000).

144

Figura 205 – Situação do talude em rocha (condição precária de estabilidade, com avanço dos processos que

reduzem a resistência do maciço): (a) inclinação negativa na crista da ruptura; (b) fraturas sub-verticais –

persistência, abertura, material de preenchimento e surgência de água; (c) bloco de rocha de grandes

proporções sobre plano inclinado (região adjacente a ruptura) – km 93+095.

145

Figura 206 – Escalavrado (escarpa rochosa): Obras de contenção da base e a estrada acima. Foto tirada do

Posto do Garrafão (D’Orsi, 2011). Trecho que recebe volume de água muito grande proveniente do Morro do

Escalavrado. Observa-se a existência de 2 segmentos da pista na mesma vertente. Deste modo, um

escorregamento iniciado no trecho a jusante do segmento superior pode atingir e deflagrar movimentações

no talude a montante do segmento inferior. Este fenômeno ocorreu em 02/12/1981.

146

Figura 207 – Ruptura total do aterro ocasionando a interrupção do acesso a Teresópolis por vários dias (km

98+700). Grande pressão de percolação, possivelmente verificada dentro da massa de solo saturada. A

experiência tem demonstrado, em varias rodovias do Brasil, que nestes casos, nenhum aterro resistirá,

mesmo sendo bem construído, como é o exemplo do talude, com mais de 30 anos de serviço sem nenhum

problema.

147

Figura 208 – Início do desenvolvimento de processos erosivos (oval amarelo tracejado) e diminuição

progressiva do espaço livre entre o pé do talude e a pista, consequentemente aumentando o risco geológico

(km 100+215 – D’Orsi, 2011).

Figura 209 – Páleo-tálus do entorno do km 101 (D’Orsi, 2011).

O mecanismo de ruptura que o governa o comportamento do km 101 é de rastejo, ou seja,

movimentos lentos que ocorrem de forma intermitente, atingindo maiores velocidades nos períodos

148

chuvosos e afeta a região há mais de 40 anos. No local tem-se um grande depósito de material

escorregado das altitudes superiores ao longo de milhares de anos, formando um grande paleo-tálus

com profundidades em torno de 70 m. De forma a melhorar as condições de estabilidade do trecho e

promover a minimização das movimentações estabeleceram-se no local, linhas de drenos sub-

horizontais DHPs, de 50 m comprimento, perfazendo um total de 50 drenos (Figura 211). A

montante foram instalados 12 DHPs e a jusante foram instalados 38 DHPs em duas linhas,

posicionadas a 10 m e 15 m abaixo do nível da pista da rodovia. Tinha-se por objetivo promover um

rebaixamento de cerca de 5 m da cota do nível d’água subterrâneo. Após a implantação dos drenos

foi efetuado o renivelamento da pista no trecho, corrigindo imperfeições existentes de forma a

compatibilizá-la com a terceira faixa.

Figura 210 – Corpo de aterro sobre depósito de páleo-tálus (km 101) que se movimentava lentamente

(rastejo) estabilizado com drenagem profunda (DHPs).

149

Figura 211 – Solução de estabilização do corpo de aterro sobre depósito de páleo-tálus (km 101).

Figura 212 – Formação do rio Soberbo é resultante de um debri flow (fluxo de detritos).