BENEFÍCIOS DO USO DE GEOSSINTÉTICOS: REFORÇO DE SOLOS E RODOVIAS

RESUMO

Este presente estudo é baseado na pesquisa bibliográfica de diversos autores e normas técnicas da área de engenharia e geotecnia, a fim de estabelecer um referencial teórico para entender quais os benefícios do uso de geossistéticos para o reforço de solos e em rodovias, buscando demostrar quais os tipos de geossintéticos apropriados para cada situação, bem como suas diversas aplicações, reações físicas, mecânicas, econômicas e ambientais através do material analisado. Palavras-chave: benefícios, geossintéticos, tipos de geossintéticos, aplicações, pesquisa;

INTRODUÇÃO

A Sociedade Internacional de Geossintéticos (IGS) categoriza os geossintéticos de “elementos planos, produzidos a partir de polímeros sintéticos ou naturais, e utilizados em combinação com solo, rocha e/ou outros materiais geotécnicos como parte integral de um projeto, estrutura ou sistema em engenharia”. Na bibliografia a referência da primeira aplicação de geotêxtis se deu na data de 1926, nos EUA, utilizado no reforço de pavimentos de estradas da Carolina do Sul. Mas a utilização sistemática deste tipo de material teve início realmente na década de 40, com o desenvolvimento de técnicas de fabricação (John, 1987). Iniciou-se em 1971 a fabricação do primeiro geotêxtil não tecido no Brasil. Já nos anos 80 foi realizada a primeira obra de grande porte de solo reforçado no país, na rodovia que liga Taubaté a Campos do Jordão, onde foram utilizados geotêxteis para o reforço do aterro, devido a presença de solo mole (Carvalho et al, 1986). Desde então, a aplicabilidade dos geossintéticos vão das mais clássicas estruturas de contenção, a estabilidade de aterros sobre solos moles, passando por reforços de taludes, fundações e bases de pavimentos. Dessa forma, este artigo apresentará através de um estudo de caso as essenciais diversificações de geossintéticos, suas faculdades relevantes, junto das principais utilizações de cada um. Observando também suas características físicas e mecânicas em situações especificas de uso. Com o objetivo de demostrar os benefícios referentes ao uso do mesmo como reforço de solo e aplicados em rodovias.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A norma técnica NBR 10318/2013, diz que geossintéticos são definidos como materiais poliméricos de material sintético ou natural. Apresentando-se na forma de manta, tira ou em estrutura tridimensional, utilizado em contato com o solo ou outros materiais, em aplicações da engenharia geotécnica e civil. De acordo com a Associação Internacional de Geossintéticos (IGS), as funções primárias que destacam os geossintéticos são: separação, filtração, drenagem, reforço contenção de fluidos/gases, ou controle de processos erosivos. Os quais podem ser feitos por diversos tipos de polímeros, mais comumente estão empregados o polipropileno (PP), polietileno (PE), poliéster (PET), poliamida (PA) e polivinil clorado (PVC) (Maccaferri, 2009). Na figura 1 estão listados os tipos de polímeros e em quais tipos de geossintéticos são mais utilizados.

Figura 1: Principais polímeros utilizados na fabricação dos geossintéticos (modificado Maccaferri, 2009). 

Os geossistéticos utilizados em reforço de solos e rodovias geralmente são geogrelhas, geotêxteis ou geocompostos. De acordo a IGS, esses materiais são classificados da seguinte forma: a) Geogrelhas: materiais geossintéticos com forma de grelha. Sua principal aplicação é em reforço de estruturas. Elas podem ser classificadas como geogrelhas unidirecionais ou bidirecionais, de acordo com a direção da capacidade para resistir esforços de tração. Seus elementos podem ser unidos por extrusão, solda ou entrelaçamento, e suas aberturas são maiores que os elementos constituintes (NBR 10318, 2013). b) Geotêxteis: mantas contínuas de fibras ou filamentos, podendo ser compostas de material tecido ou não tecido. O produto tecido é obtido através de entrelaçamentos por costura ou tricô, por outro lado, o não tecido é composto por fibras cortadas ou filamentos contínuos, distribuídos aleatoriamente e interligados por processos mecânicos, térmicos ou químicos (NBR 10318, 2013). Geralmente são aplicados para separar, filtrar, proteger, drenar, reforçar e controlar erosões. c) Geocompostos: formados pela associação de dois ou mais tipos de geossintéticos. São aplicados conforme a função dos geossintéticos combinados. No caso de geocompostos utilizados em pavimentação, a combinação do produto é feita por um geotêxtil e geogrelha, com a intensão de reforçar estruturas (NBR 10318, 2013). Dentre as propriedades mecânicas dos geossintéticos, se destacam: elevada resistência à tração; baixa deformação; alta resistência aos micro-organismos e elementos químicos presentes no solo, bem como radiação UV e danos de instalação; boa interação com o solo; resistência nas direções longitudinal e transversal; flexível e fácil de instalar (Maccaferri, 2013). Em geral os solos possuem uma boa resistência a compressão, porém baixa resistência a esforços de tração. Desse modo quando uma porção de solo é carregada na vertical, ela sofre deformações verticais de compressão e deformações laterais de extensão. Sobremaneira, se esta porção estiver reforçada, os movimentos laterais serão limitados pela baixa deformação do reforço. Neste caso, o solo tende a moverse em relação ao reforço gerando tensões de cisalhamento solo/reforço, no entanto essas tensões são absorvidas pelo reforço, tracionando-se e causando uma redistribuição das tensões no solo (Wheeler, 1996). Além dos aspectos físicos e mecânicos dos geossintéticos pode se destacar também vantagens econômicas devido ao baixo custo quando comparado a outros métodos e também devido aos diversos tipos de acabamento se tem a adaptação estética ao meio ambiente, diminuindo consideravelmente o impacto ambiental (Maccaferri, 2013). 

RESULTADOS

Conforme visto no decorrer da pesquisa podemos chegar aos seguintes resultados, com relação aos benefícios do uso de geossintéticos para reforço de solos e em rodovias:

Tabela 1: Benefícios do uso de geossintéticos (Pelos Autores).

CONCLUSÃO

Tendo em vista os aspectos analisados, pode-se concluir que o objetivo da pesquisa foi alcançado com sucesso. Assim sendo, desde a apresentação dos diversos tipos de geossintéticos, suas aplicações e características, até a utilização dos mesmos em reforços de solo e rodovias, todos os pontos foram abordados de forma clara. Dessa forma pode se analisar todos os aspectos citados, chegando a um resultado satisfatório, no qual foi destacado de forma contrita, atributos estruturais, construtivos, ambientais e econômicos relacionados ao uso dos geossintéticos. Os quais de modo geral apresentam grandes benefícios que devem ser levados em conta em toda e qualquer construção, principalmente se comparados com a não utilização destes materiais. Por fim, espera-se que a utilização de geossintéticos continue crescendo a nível mundial, diante dos fatos citados é nítido e indispensável a sua utilização de modo geral na engenharia.

REFERÊNCIAS

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182: solo – Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 1986. COSTA, C.M.L.; LODI, P.C.; COSTA, Y.D.J; BUENO, B.S. Avaliação de recomendações normativas sobre o uso de ensaios no controle de qualidade de fabricação de geossintéticos. Polímeros: Ciência e Tecnologia, São Carlos, v.18, n.2, p.158-169, 2008. CERATTI, J. A. P.; Rodrigues, R. M. (2004). Manual Brasileiro de Geossintéticos. Comitê Técnico de Geossintéticos da ABINT (eds), Edgard Blücher Ltda., São Paulo, BR, pp. 395-419. DNIT-Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. _DNIT 009/2003- PRO: Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semirígidos – Procedimento.  MACCAFERRI (2009). Manual técnico, reforço de solos. Maccaferri, Jundiaí, SP. MACCAFERRI (2013). Manual técnico, reforço de solos. Maccaferri, Jundiaí, SP. MOREIRA, Luana (2016). Avaliação do dano mecânico de geossintéticos empregados em recapeamentos asfálticos durante o processo construtivo. Centro Universitário de Brasília Faculdade de Tecnologia e Ciências Sociais Aplicadas – FATECS. Brasília. _NBR 10318: Geossintéticos – Termos e Definições. Rio de Janeiro, 2013. _NBR 9862: Geossintéticos – Amostragem e preparação de corpos de prova para ensaios. Rio de Janeiro, 2013. _NBR 10319: Geossintéticos – Ensaio de tração faixa larga. Rio de Janeiro, 2013.

Autoras: Ébila Kathryna Franco Ferreira e  Mahany Garcia Toledo de Andrade