Actividade experimental
Porosidade das rochas

Introdução

Á superfície da Terra decorre um conjunto vasto de processos e fenómenos que se traduzem essencialmente pela desagregação das rochas, transformando-as em materiais detríticos e soluções químicas (meteorização).

As rochas podem sofrer uma meteorização mecânica e química. A meteorização mecânica inclui diversos processos que fragmentam as rochas; entre eles consta o crescimento de cristais de gelo nas fissuras e nos poros, quando a temperatura ambiente baixa para além do ponto de congelação da água. Também o crescimento de cristais salinos (como por exemplo o gesso e o sal) são responsáveis pela rápida degradação das rochas.

A meteorização química é a decomposição da rocha resultante de uma exposição à água e gases atmosféricos (principalmente oxigénio, dióxido de carbono e vapor de água). Os ácidos são os agentes de meteorização química mais efectivos, sendo de destacar o ácido carbónico resultante da dissolução de dióxido de carbono em água e os ácidos orgânicos produzidos pelas plantas ou resultantes da sua decomposição.

O processo de meteorização está assim dependente de diversos factores, nomeadamente do clima, tipo de rocha, vegetação, etc.

Segundo o seu processo de formação, as rochas têm propriedades muito diversas e respondem de forma diferente às mudanças climáticas.

A porosidade de um material rochoso influencia na resistência aos compostos ácidos das plantas e desagregação pelos gelos.

Define-se porosidade como sendo a percentagem de espaços vazio existentes numa rocha quando comparada com o seu volume total.

Com o objectivo de avaliar a porosidade de diferentes tipos de rochas, propõe-se a realização do seguinte protocolo experimental.

Quanto líquido pode conter uma rocha?

Podemos ter uma estimativa da porosidade de uma rocha através da medição da sua capacidade de absorção.
Amostras a testar: granito são, granito alterado, calcário cristalino, mármore e arenito calcário.
Para cada amostra, será talhado um paralelepípedo com dimensões aproximadas 3 cm x 6 cm.
Procedimento experimental:

a) Secar as amostras numa estufa a 60° C até estabilizar o peso;
b) Pesar cada amostra e registar os valores obtidos;
c) Introduzir as amostras durante 1 hora numa altura de água igual a ¼ da sua altura;
d) Após a 1ª hora de ensaio, acrescentar água até perfazer uma altura igual a metade da altura das amostras;
e) As amostras são assim mantidas durante mais 23 horas;
f) Decorridas as primeiras 24 horas de ensaio, acrescentar água até se atingir uma cota aproximada de 2 cm acima do topo das amostras.

1. Como espera que irá variar a capacidade de absorção das amostras testadas?

g) Ao fim de 48 horas, pesar novamente as amostras e registar os valores obtidos.

2. Após analisar os resultados obtidos, indique:
2.1. Qual é a rocha mais porosa?
2.2. Qual é a rocha menos porosa?
2.3. Qual será a rocha menos resistente ao processo de gelivação?

3. Explique a que se devem as diferenças de porosidade observadas nos diversos tipos de rochas.

4. Refira uma situação onde pode ser necessário fazer o estudo da porosidade de rochas.

Discussão dos resultados

A maioria das rochas pode armazenar água nos pequenos espaços porosos existentes entre os grãos ou ao longo das fissuras. O parâmetro que nos dá uma estimativa dessa capacidade é a porosidade, definida como sendo a percentagem de espaços vazios existentes numa rocha quando comparada com o seu volume total.

Segundo alguns esquemas de classificação, podemos dizer que existem principalmente 2 tipos de porosidades: a porosidade primária ou singenética (deposicional) e secundária ou epigenética (pós - deposicional).

Alguns poros, originalmente, são espaços entre partículas sedimentares adjacentes ou vesículas – pequenas cavidades – que se formaram nas rochas ígneas à medida que os gases se escapavam a partir do magma em arrefecimento. Nos sedimentos que foram compactados e cimentados originando rochas sedimentares, a precipitação de minerais – cimento – nos espaços porosos reduziu a porosidade original do depósito. Este tipo de porosidade é a chamada porosidade primária porque se desenvolveu ao mesmo tempo da formação da rocha.

A porosidade secundária desenvolve-se após a rocha se ter formado. Fracturas de origem tectónica e erosão contribuem para a ocorrência desse tipo de porosidade.

Geralmente a porosidade primária é maior nos sedimentos e rochas sedimentares e menor em rochas cristalinas, não meteorizadas (ígneas e metamórficas). Nas rochas metamórficas, muitos espaços porosos foram selados pelas imensas pressões a que foram sujeitas as rochas ou preenchidos por cristais que precipitaram a partir de fluidos quentes existentes profundamente na litosfera.

Conclusão

Na escolha de rochas para a construção, é necessário conjugar da melhor forma, as propriedades manifestadas por estas com os condicionalismos climáticos da área.

A velocidade de meteorização de uma rocha depende da sua composição mineralógica, textura e estrutura.

O quartzo, por exemplo, é tão resistente à deterioração química que as rochas também ricas em quartzo são resistentes (ex. quartzito, granito). No entanto, até essas rochas podem se desagregar rapidamente, se apresentarem fissuras ou outro tipo de espaços, que as tornam susceptíveis à gelivação.

A nível climático, a humidade e a temperatura promovem as reacções químicas. Assim, a meteorização é mais intensa em regiões de climas quentes e húmidos do tipo tropical húmido.

Nas regiões de clima frio e seco, a meteorização química dá-se muito lentamente; os efeitos da meteorização física são geralmente mais óbvios.

Contrastes dramáticos na meteorização podem ser vistos no caso das rochas carbonatadas expostas a condições climáticas diferentes. Rochas como o calcário e mármore, que consistem essencialmente em calcite, são muito susceptíveis à meteorização química em climas húmidos.

Nas regiões de clima seco, o mesmo tipo de rocha não sofre dissolução devido à falta de água e vegetação escassa.