Revista Fundações & Obras Geotécnicas - Ed. 71 by Revista Fundações

Revista FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Agosto de 2016

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Ano 6 Nº 71 R$ 27,00

Ano 6 – Nº 71 – Agosto de 2016

EDITORIAL Revista FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

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Ano 6 – No 71 –AGOSTO 2016

MAIS UMA ETAPA VENCIDA Sempre que me deparo com o momento de escrever o texto do editorial das edições de aniversário da revista tento fazer uma retrospectiva de tudo o que se passou no último ano trabalhado para avaliar quais foram os pontos mais marcantes e destacar no texto a ser escrito, sempre tendo como requisitos enfatizar os projetos futuros, as nossas expectativas e o agradecimento a todos os profissionais da editora que se empenharam em transformar as 12 edições daquele ano (da revista) em realidade. É curioso como nesse momento em que paro aqui para juntar essas frases, que há muito já deveriam estar prontas e ensaiadas nas pontas dos dedos, fico me perguntando em como simplesmente falar coisas tão parecidas com aniversários anteriores se o último ano dessa revista foi um dos mais turbulentos que já passamos? Para o leitor que chegou até esse parágrafo do texto e deve estar pensando que esse editorial será um acoplado de frases de reclamação e lamentações da vida, peço, por favor, que não desanime e leia esse texto até o fim. Nas 12 edições que antecedem essa edição comemorativa a editora conheceu a crise econômica que o Brasil vem passado bem de perto, com uma queda brusca na receita publicitária; vivemos cortes em nossa receita, em nossos trabalhos e também no produto editorial para que pudéssemos continuar produzindo. Em meio a esse turbilhão de dificuldades financeiras, a maior perda que essa editora já passou ocorreu em novembro do ano passado, com o falecimento precoce de nosso então diretor-executivo e idealizador da revista Fundações & Obras Geotécnicas, Francisjones Marino Lemes. Sua ausência é sentida por nós todos os dias, seja nas dificuldades que enfrentamos ou na persistência em continuar. Por outro lado, momentos difíceis nos fazem repensar nossos métodos, nossos objetivos e até mesmo a analisar de forma mais criteriosa o que iremos fazer. E vejo que hoje estamos em busca dessas transformações que nos impulsionem e que permitam nos reinventar de uma forma positiva. São em momentos como esses que conseguimos conhecer melhor nossos apoiadores, aqueles que desejam de fato o nosso sucesso e continuidade, mas também conhecemos a face ingrata do descaso e da indiferença. Sou particularmente adepta a agradecimentos, pois considero que a gratidão é uma virtude importante nesse mundo de coisas tão banalizadas. Dessa forma, mais uma vez agradeço a todos da equipe direta da revista Fundações & Obras Geotécnicas: Dellana Wolney, Dafne Mazaia, Elisa Gomes, Jenniffer Lemes, Rosemary Costa e Melchiades Ramalho, por todo o esforço e dedicação a esse título. Gostaria de agradecer aos nossos conselheiros editoriais que nos orientam para conseguir vencer o desafio de produzir essa publicação, às empresas anunciantes que possibilitam que continuemos com esse trabalho, às instituições do setor por seu apoio e especialmente aos leitores que fazem dessa revista um veículo tão significativo para o segmento. Embora este não tenha sido o editorial mais festivo de todos aqueles que já escrevi por aqui, certamente é o que mais me emociono ao finalizar esse texto e o qual mais entrego as minhas esperanças. Que possamos ainda vencer muitas batalhas com esse título! Gléssia Veras Editora-chefe 2 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

SUMÁRIO

Ano 6 – Nº 71 – Agosto de 2016

20 |

34 |

72 | 62 | Em Foco – Mecânica dos

07 | Coluna do conselho

28 | Aldo da Cunha Rosa recebe

08 | Destaque – Congresso

homenagem no Rio de Janeiro

solos não saturados

30 | Soluções de engenharia

72 | O QUE HÁ DE NOVO

Luso-Brasileiro de Geotecnia reúne a maior delegação brasileira da história

sem consulta técnica podem trazer prejuízos futuros

– Aplicação de cacos cerâmicos é opção econômica e sustentável

12 | Notas

34 | 3º CONCURSO IGS

76 | Geotecnia Ambiental

15 | Perfil – Fernando Olavo Franciss

18 | História 20 | REPORTAGEM – Fundação do Museu do Amanhã é grandiosa e desafiadora

26 | Opinião

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BRASIL DE CASOS DE OBRAS divulga vencedores

38 | Artigo – Métodos Diretos para Cálculo de Capacidade de Carga de Fundações Especiais – Microestacas

52 | Artigo – Comportamento de geotêxteis impregnados com asfalto submetidos à elevada carga hidráulica

– Método de identificação de áreas de risco utiliza dados geoespaciais gratuitos

80 | Livro 81 | Agenda

HOMENAGEM DO CONSELHO EDITORIAL DA REVISTA Em comemoração ao aniversário de seis anos da revista, alguns de nossos conselheiros editoriais enviaram frases parabenizando a publicação por mais um aniversário:

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Parabenizo a revista e seu corpo editorial pelo excelente trabalho realizado ao longo desses seis anos. Foram muitas contribuições de grande valor e de interesse ao público geotécnico e da engenharia civil em geral.

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Paulo Lodi – Professor de Engenharia Civil na UNESP (Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”)

A revista Fundações & Obras Geotécnicas preenche um espaço, nunca ocupado, na divulgação mensal dos acontecimentos acadêmicos e da prática da engenharia de fundações e geotecnia – geologia aplicada, contribuindo inexoravelmente com a informação e o conhecimento continuado dos eventos que consubstanciam a comunidade geotécnica. Sérgio C. Paraíso – Engenheiro Civil

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Nesses seis anos a revista Fundações & Obras Geotécnicas mostrou a que veio. Conquistou a confiança da comunidade geotécnica e se consolidou como um importante veículo na divulgação da engenharia brasileira. Tenho guardado em meu escritório todos os seus fascículos, desde o primeiro volume. Desejo 60x6 anos de sucesso, parabéns a todos os envolvidos.

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Mauricio Ehrlich – professor-titular da COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro)

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Esses seis primeiros anos de existência da revista Fundações & Obras Geotécnicas comprovam a utilidade de um periódico dessa estirpe para as áreas de engenharia e de geologia de nosso país, bem como comprova sua aceitação por parte do público técnico, sempre desejoso de novidades e de informações qualificadas. São reportagens, depoimentos, artigos técnicos e anúncios que, objetivamente, disseminam conhecimentos importantes, principalmente para os profissionais e as empresas que atuam no setor de infraestrutura. Parabéns para a direção e para a equipe da Editora Rudder pela excelente iniciativa. Longa vida para a revista!

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Miguel Sória – Engenheiro Civil

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Manter viva e com a qualidade conhecida, e já por seis anos, uma revista técnica voltada exclusivamente a uma determinada área tecnológica, como no caso a geotecnia, não é uma tarefa fácil. Centenas de iniciativas similares em todo o País, voltadas a diversificados campos tecnológicos mais específicos, tiveram frustrados seus objetivos logo no primeiro ou segundo ano de vida.

Considerando ademais que a revista Fundações & Obras Geotécnicas, por seu modelo, matérias e linguagem, tem como seu principal público-alvo os profissionais não acadêmicos que labutam o dia a dia da geotecnia brasileira em empresas privadas e públicas, decisão raríssima no mercado editorial brasileiro, é de se aquilatar o valor, quase heroico, dos amigos que, seguindo o sonho de seu visionário fundador Francisjones Marino Lemes, se dedicam de corpo e alma à produção e à manutenção da revista.

A nós, técnicos e empresários, cabe um vital apoio a essa odisseia, colaborar efetivamente com matérias técnicas e, no caso das empresas, com os anúncios publicitários, essenciais para a sustentação financeira desse formidável projeto.

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Álvaro Rodrigues dos Santos – Geólogo

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A revista Fundações & Obras Geotécnicas se destaca no meio técnico nacional por sua cobertura abrangente de temas de interesse, não apenas na engenharia geotécnica, mas também em tudo que se refere à engenharia brasileira e ao contexto em que ela se situa. Ela inovou a descrição dos eventos geotécnicos com uma cobertura que vai muito além do conteúdo estritamente técnico, atraindo o interesse de leitores em todas as fases de carreira, desde os jovens até os veteranos. Por estas razões, a revista Fundações & Obras Geotécnicas é leitura obrigatória para todos aqueles que querem se manter a par dos avanços técnicos e das últimas realizações na engenharia geotécnica brasileira.

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Roberto Kochen – Engenheiro Civil

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O sonho de Francisjones Marino Lemes, com sua equipe dedicada e competente, tornou-se uma realidade que se consolidou no decorrer dos seis anos agora completados. O nome do sonho é Fundações & Obras Geotécnicas que, como aniversariante, merece os votos de que tenha muitos anos de vida a mais. Comemoremos essa data, como leitores e colaboradores, em homenagem ao sonhador e à equipe que compartilhou seu projeto com a comunidade geotécnica brasileira.

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Moacyr Schwab Menezes – Engenheiro Civil

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www.rudders.com.br Rua Leopoldo Machado, 236 Vila Laís CEP: 03611-020 São Paulo - SP Telefone: (11) 2641-0871 CONSELHO EDITORIAL São Paulo • Paulo José Rocha de Albuquerque • Roberto Kochen • Álvaro Rodrigues dos Santos • George Teles Paulo César Lodi • José Orlando Avesani Neto • Eraldo L. Pastore • Sussumu Niyama Minas Gerais • Sérgio C. Paraíso • Ivan Libanio Vianna Pernambuco • Stela Fucale Sukar Bahia • Moacyr Schwab de Souza Meneze • Luis Edmundo Prado de Campos Rio de Janeiro • Bernadete Ragoni Danziger • Paulo Henrique Vieira Dias • Mauricio Ehrlich • Alberto Sayão Distrito Federal • Gregório Luís Silva Araújo • Renato Pinto da Cunha • Carlos Medeiros Silva • Ennio Marques Palmeira Rio Grande do Sul • Miguel Augusto Zydan Sória • Marcos Strauss Rio Grande do Norte • Osvaldo de Freitas Neto Espírito Santo • Uberescilas Fernandes Polido

Associações que apoiam a revista

www.rudders.com.br Fundador e idealizador Francisjones Marino Lemes (in memoriam) Coordenação editorial e marketing Jenniffer Lemes (jenni@rudders.com.br) Colaboradores Gléssia Veras (Edição); Dellana Wolney, Dafne Mazaia (Texto); Rosemary Costa (Revisão); Elisa Gomes (Arte); Melchiades Ramalho (Artes Especiais) Contatos Pautas: glessia@rudders.com.br Assinaturas: assinatura@rudders.com.br Publicidade: publicidade@rudders.com.br Financeiro: financeiro@rudders.com.br Foto de capa Melchiades Ramalho / Editora Rudder Impressão Gráfica Companygraf Importante A Revista Fundações & Obras Geotécnicas é uma publicação técnica mensal, distribuída em todo o território nacional e direcionada a profissionais da engenharia civil. Os artigos assinados são de expressa responsabilidade de seus autores e não refletem, necessariamente, a opinião da revista. Todos os direitos reservados à Editora Rudder. Nenhuma parte de seu conteúdo pode ser reproduzida por qualquer meio sem a devida autorização, por escrito, dos editores.

A revista Fundações & Obras Geotécnicas segue o Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa. Esta publicação é avaliada pela QUALIS, conjunto de procedimentos utilizados pela CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) e encontra-se atualmente com classificação B4.

IMPORTANTE: as seções “Coluna do Conselho”, “Artigo”, “Geossintéticos” e “Opinião” são seções autorais, ou seja, tem o conteúdo (de texto e fotos) produzido pelos autores, que ao publicarem na revista assumem a responsabilidade sobre a veracidade do que for exposto e o devido crédito as fontes utilizadas.

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COLUNA DO CONSELHO

SINAIS DE ESPERANÇAS

Há algum tempo se dizia que de técnico de futebol todo brasileiro tinha um pouco. Os 200 milhões de “técnicos” tinham suas escalações na ponta da língua. Hoje, sem os melhores profissionais jogando no exterior e derrotas, nossa maior paixão se esfriou. O povo, mais consciente, sabe que a perspectiva de melhoras a curto prazo é remota. E na sociedade como um todo? Nos últimos anos perdemos as muitas oportunidades e caminhamos para trás em relação ao mundo. Nunca se viu tantos jovens procurando cursos e trabalhos no exterior, não só em busca de aperfeiçoamentos, mas para se estabelecerem em outros países. Sim, é importantíssimo terem uma vivência em outras culturas. O próprio governo, de alguma forma, por meio de inúmeros programas, como o Ciência sem Fronteiras, que ofereceu milhares de bolsas de estudos nos últimos anos tem estimulado essa política. De fato, é imprescindível o enriquecimento cultural no exterior. Algo está errado, no entanto, quando essa iniciativa se torna meio de migração, por não se visualizar mais perspectivas por aqui. E como no futebol, certamente estamos perdendo nossos jovens melhor capacitados. E perdendo, junto, esperanças de construir uma nação desenvolvida social e economicamente. É terrível e muito triste que sonhos de uma geração inteira de jovens estejam sendo subtraídos dessa forma. E temos uma parcela de responsabilidade por essa situação – seja porque fomos coniventes, seja porque não tomamos atitudes a tempo. Eu já

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Arquivo pessoal

SUSSUMU NIYAMA

cheguei a escrever nesta coluna que o Brasil teria uma oportunidade única para uma transformação do País, ao sediar as Olimpíadas. No momento da leitura dessa coluna, esse evento maior terá ocorrido e estaremos fazendo os balanços. Diremos que foi feito o melhor possível e o povo brasileiro terá demonstrado, como lhe é peculiar, carinho marcante aos visitantes do mundo inteiro, compensando eventuais falhas de organização, mas o fato é que o evento ocorre num dos piores momentos de uma crise moral da nossa história, não envolvendo a população no espírito olímpico, antes do seu início. A desesperança com o acentuado desemprego tomou conta do povo, mudando até seus hábitos. De “técnicos de futebol” viraram “analistas políticos e economistas”. Os novos temas de conversas são política, corrupção, impeachment, desemprego, taxa de crescimento etc. O povo, muito mais consciente, começa a entender a importância de uma gestão responsável.

Hoje, na sua dura luta pela sobrevivência, perceberam que o “jeitinho brasileiro” já não é mais admissível numa sociedade séria. Têm consciência de que a dificuldade econômica ainda vai perdurar por mais algum tempo. Que precisam poupar. Que a violência cresce nesses períodos difíceis. Essa edição comemorativa de seis anos da revista Fundações & Obras Geotécnicas é um desses exemplos de trabalho sério – e há de testemunhar o momento da mudança dessa sociedade brasileira. Já se começa a perceber pequenos sinais dessa transformação, crescendo o time do “crime não compensa”. E os investidores precisam de “portos seguros” para aplicarem seus infindáveis recursos e estão de olho ao que acontece por aqui. Não tenham dúvidas, a retomada econômica logo será sentida. E no nosso mercado de construção, será muito mais rápida e vigorosa do que no resto da economia brasileira. Assim, quem sabe, os nossos jovens, sempre mais conscientes do que os “maduros” da nossa sociedade, sejam motivados a participarem desse novo Brasil. Precisamos deles. Tenho fé de que a última esperança não morrerá conosco.

Sussumu Niyama é engenheiro civil, mestre e doutor pela Escola Politécnica da USP (Universidade de São Paulo). Foi presidente da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), pesquisador do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) e gestor do Sinduscon-SP. Atualmente coordena curso de mestrado na FESP (Faculdade de Engenharia São Paulo) e é diretor da empresa Tecnum Construtora.

DESTAQUE

CONGRESSO LUSO-BRASILEIRO DE GEOTECNIA REÚNE A MAIOR DELEGAÇÃO BRASILEIRA DA HISTÓRIA De 443 participantes, cerca de 110 eram brasileiros Por Dellana Wolney

A SPG (Sociedade Portuguesa de Geotecnia), juntamente com a ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) e a FEUP (Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto) organizaram entre os dias 19 e 23 de junho, na cidade do Porto, em Portugal, o CNG 2016 (15º Congresso Nacional de Geotecnia) e o CLBG 2016 (8º Congresso Luso-Brasileiro de Geotecnia). De acordo com o engenheiro, diretor do Departamento de Engenharia Civil da FEUP e membro da Comissão Organizadora do CNG 2016 e CLBG 2016, Manuel Matos Fernandes, o Congresso Luso-Brasileiro tem sido, desde 2002, o grande fórum bianual da comunidade geotécnica dos dois países (Brasil e Portugal), pois reúne acadêmicos, construtores, projetistas, consultores, fornecedores de equipamento entre outros profissionais da área. Ele conta que nesta edição os principais desafios enfrentados pela organização estiveram na etapa da escolha dos temas em que os trabalhos técnicos deveriam se enquadrar (o do CLBG foi o Melhoramento e Reforço de Maciços); seleção dos temas das palestras e os respectivos palestrantes; financiamento, nomeadamente por meio do contato com patrocinadores e expositores; divulgação, que ocorreu essencialmente online nos dois países; revisão técnica rigorosa dos trabalhos, que envolveu um grande número de pessoas e a preparação de um programa social com qualidade, que motivasse o convívio entre os participantes. Solucionada esta fase foi determinado o tema principal para os dois congressos: “A Geotecnia e os Desafios Sociais”, destacando o novo contexto de desenvolvimento, em que os investimentos em obras públicas são reavaliados, visando um crescimento mais sustentável. O encontro reuniu as comunidades geotécnicas brasileiras e portuguesas e apresentou as mais recentes inovações no setor principalmente com de8 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

bates relacionados às oportunidades para os engenheiros geotécnicos no mercado global. Outros tópicos relevantes também foram tratados como o melhoramento e reforço de maciços; reconhecimento e caracterização de maciços; fundações, incluindo fundações de estruturas marítimas (nearshore e offshore); taludes e encostas em risco; grandes escavações e túneis; obras geotécnicas e de proteção costeira; barragens, incluindo barragens de rejeitos de minas; aterros em infraestruturas de transporte; logística, reciclagem e aproveitamento de resíduos e geotecnia ambiental. Durante os cinco dias, além de um conjunto significante de sessões técnicas, houve a realização de visitas guiadas a obras de relevância no âmbito geotécnico como a Plataforma Logística Norte do Grupo Jerónimo Martins e ao Alargamento do Túnel de Águas Santa. Nestas obras foram evidenciados os trabalhos de fundações, assim como a estabilização de taludes.

PARTICIPAÇÃO BRASILEIRA Nesta edição, o evento contou com a maior delegação brasileira da história em um Congresso Luso-Brasileiro. Foram 115 brasileiros, dentre eles, os engenheiros e ex-presidentes da ABMS, Alberto Sayão e Waldemar Hachich. O número de estudantes brasileiros também merece destaque, 45 de um total de 145, assim como o número de artigos enviados do Brasil. Com a palestra “Obras Subterrâneas e Sustentabilidade das Cidades”, o presidente da ABMS e professor da UnB (Universidade de Brasília), André Assis foi o primeiro brasileiro a se apresentar no 8º Congresso Luso-Brasileiro. Ele conta que o processo de escolha do assunto veio por meio de um convite dos portugueses, após sua palestra no WTC 2014 (World Tunnel Congress). Sua apresentação focou nas obras subterrâneas que tem como finalidade a revitalização de meios urbanos. “Isto se dá principalmente pela locação de obras de infra-

Fotos: Arquivo Ana Cristina Sieira

Delegação brasileira no 8º Congresso Luso-Brasileiro

estrutura de mobilidade e de armazenamento no espaço subterrâneo, deixando a superfície para usos mais nobres da sociedade, tais como moradia, ambientes de trabalho e de lazer. O tema que tratei também está relacionado aos desafios para que isso ocorra, ligados a aspectos de segurança e custos”, conta Assis que finalizou sua apresentação com uma série de exemplos, em que as incertezas sobre as obras subterrâneas foram vencidas, trazendo enormes benefícios para os meios urbanos onde foram implementadas. O engenheiro da empresa CEG Engenharia, Mauricio Abramento falou sobre a “Melhoria e Reforço de Maciços”, abordando três casos de obra sobre o assunto. O primeiro foi relacionado com reforço de solos e drenagem profunda para consolidação de encostas nos Bairros Cota, em Cubatão (SP). O segundo foi sobre uma nova técnica de tratamento de solos moles para a 9 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

duplicação de rodovia, em que se promove um adensamento acelerado em profundidade, por meio de injeção de nata de cimento e drenagem com drenos verticais geossintéticos. Por fim, o terceiro caso de obra foi sobre um talude alto em solo reforçado com geogrelha e face verde para implantação de via de acesso em uma obra aeroportuária em São Roque (SP). Abramento revela que embora o tema tenha sido escolhido pela Comissão Organizadora, ele procurou casos de obras que fossem de interesse das comunidades geotécnicas dos dois países, e que incluíssem resultados de instrumentação, que nem sempre estão disponíveis.

CASOS PRÁTICOS O diretor da empresa Fugro In Situ e professor-adjunto da UFPR (Universidade Federal do Paraná), Alessander Kormann

FIFA World Cup Brasil / Flickr fdecomite / Flickr

Fotos ilustrativas

exibiu um estudo de caso sobre uma encosta situada em um maciço conhecido como Morro do Boi, que é pertencente à Serra do Mar e se localiza na BR-101 próximo ao município de Balneário Camboriú (SC). Historicamente, essa encosta possui registros de ocorrência de processos de movimentação associados a eventos de precipitações pluviométricas intensas. “Este deslizamento ocorrido em 2008 foi caracterizado de grandes proporções e registrou rupturas em inúmeras encostas próximas. Tais ocorrências fizeram com que os detritos presentes no talude fossem estabilizados no próprio local, evitando a remoção de milhares de metros cúbicos de solo e rocha, o que diminuiu transtornos aos usuários da rodovia”, afirma Kormann, que diz também que a necessidade de compreender melhor os mecanismos aos quais esses movimentos estão associados motivou a investigação e instrumentação do talude. 10 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Segundo ele, a investigação geológico-geotécnica realizada contemplou ensaios geofísicos e de permeabilidade, sondagens mistas, além de ensaios de laboratório. O monitoramento do talude, iniciado em maio de 2012 e ainda em curso, compreendeu instrumentos como inclinômetros, tensiômetros, piezômetros elétricos e pluviógrafo. Durante esse período, diversas análises do monitoramento, juntamente com as observações de visitas e ensaios de campo, têm sido realizadas e mostram importantes correlações entre os dados provindos dos diferentes instrumentos, além de apontar para a estabilidade do talude. O caso apresentado foi marcado por diversos obstáculos como o desnível e grande declividade, assim como a heterogeneidade do subsolo nas encostas do Morro do Boi. Entretanto, para isso, soluções tecnológicas visando a estabilização de maciços foram implantadas. Na obra, utilizou-se um sistema que combinou grampos com uma tela metálica de alta resistência. O planejamento da logística de instalação dos instrumentos com as atividades de perfuração, injeção dos grampos e posicionamento da malha de aço também representaram dificuldades. O diretor da empresa Fugro In Situ, Alessander Kormann enfatiza que a sensibilidade que grande parte dos sensores instalados apresenta em relação a eventuais vibrações provenientes da perfuração, bem como a movimentações decorrentes da obra também demandaram cuidados especiais. O histórico de leituras do sistema de instrumentação permitiu constatar que, devido ao nível alto de faturamento, as variações de poropressão mostram-se reduzidas, ao menos perante os eventos pluviométricos registrados até o momento. “Em contrapartida, os valores de sucção medidos pelos tensiômetros mostram-se bastante sensíveis às chuvas e variações de temperatura. Até o momento não foram observados deslocamentos significativos no sistema de estabilização, com as informações do monitoramento, sugerindo um desempenho adequado para a estrutura implantada no Morro do Boi”, enfatiza. Kormann declara que a escolha do tema se deve aos seus pontos diferenciais, pois este caso mostra alguns avanços da engenharia nacional e ao mesmo tempo agrega avanços no conhecimento, que são úteis também à comunidade geotécnica internacional. “A instrumentação presente no Morro do Boi é relevante, tanto pela diversidade e quantidade de sensores instalados como pelo fato de já estarmos no quinto ano da série histórica de leituras”. Os principais fenômenos relacionados a desastres naturais no Brasil são os deslizamentos de encostas e as inundações, que estão associados a eventos pluviométricos intensos e prolongados, repetindo-se a cada período chuvoso mais severo. Apesar das inundações serem os processos que produzem as maiores perdas econômicas e os impactos mais significativos na saúde pública, ainda são os deslizamentos que geram o maior número de vítimas fatais. Em Portugal, a ocorrência de deslizamentos também repre-

senta um problema de interesse público e está associada principalmente a eventos pluviométricos. Contudo, o entendimento dos fenômenos que estão associados à ocorrência desses processos torna-se uma necessidade para os dois países, sendo necessário para tanto ampliar o entendimento sobre o regime pluviométrico e os condicionantes geotécnicos das encostas.

“Julgo que a participação brasileira constituiu recorde absoluto. Eu considero, antes de tudo, o fato como sinal da grande vitalidade da comunidade geotécnica brasileira, que se mantém intacta apesar da crise recente no setor da construção civil no Brasil. Quero acreditar, por outro lado, que a participação se deve também aos nossos esforços para tornar rico o programa do congresso, em conjugação com a capacidade de atração da nossa bela e antiga cidade do Porto”, UNIÃO declara o engenheiro e membro da Comissão Organizadora O presidente da ABMS e professor da UnB (Universidade do CNG 2016 e CLBG 2016, Manuel Matos Fernandes. de Brasília), André Assis recorda que o Congresso Luso- Para ele, a relação entre as duas associações (ABMS e SPG) é reBrasileiro nasceu da boa vontade dos presidentes das asso- sultado da grande proximidade afetiva entre os dois povos, que ciações brasileiras na época e da promessa de melhorar a tem razões muito mais profundas, além é claro da facilidade do interação entre as comunidades geotécnicas. “O fato é que mesmo idioma. A parceria no domínio da geotecnia é muito ana ideia deu certo e cada vez mais o evento tem se firmado, tiga e remonta aos tempos da criação tanto da ABMS quanto da apresentando uma ótima qualidade e complementando as SPG. “Esta colaboração intensa tem sido mutuamente vantajosa nossas experiências em torno de certos temas. Hoje o CLBG e tem reforçado a nossa influência nas sociedades internacionais já é bem concorrido tanto na submissão de artigos, quanto que se dedicam às obras geotécnicas. Ela contribui também para na participação de profissionais. Vale lembrar que boa parte revelar a qualidade da geotecnia que se faz no Brasil e em Portudeste sucesso ocorreu depois que o evento foi totalmente gal, bem como aquela que os profissionais dos nossos dois paíintegrado aos congressos nacionais”, enfatiza. ses fazem em países terceiros”, pontua Fernandes. Para ele, a presença brasileira foi uma grata surpresa nesta Em números gerais o 15º Congresso Nacional de Geotecnia edição, pois inicialmente havia preocupações sobre isso, po- e o 8º Congresso Luso-Brasileiro de Geotecnia reuniram 443 rém o que mais chamou sua atenção foi o comparecimento participantes. Foram publicados (em e-book) 280 trabalhos notável dos estudantes que mostraram que os esforços e técnicos após a revisão por pares, dos quais cerca da metade investimentos no futuro têm dado certo por parte da comu- foram apresentados nas sessões-técnicas dos dois congresnidade geotécnica. “Como palpite pessoal, só consigo justifi- sos pelos seus autores. Os dois eventos compreenderam aincar esta expressiva participação brasileira pela qualidade do da oito palestrantes convidados que atingiram elevado nível programa e também no carinho com que somos recebidos científico e técnico e o momento ilustre da Victor de Mello pelos colegas portugueses. Toda pessoa gosta de se sentir Lecture, proferida pelo engenheiro Jean Pierre Giroud com o bem tratada, ainda mais discutindo em alto nível assuntos tema “Leakage Control Using Geomembrane Liners”. de grande relevância para a geotecnia de ambos”. Essa parceria entre os dois países não está presente somente no CLBG, ela se consolidou em diversas áreas como na produção das revistas Soils & Rocks e Geotecnia. As colaborações mútuas têm sido benéficas. O presidente da ABMS, André Assis exemplifica isso com o fato de que Portugal sempre teve uma referência de pesquisa e desenvolvimento tecnológico no LNEC (Laboratório Nacional de Engenharia Civil), no qual muitos brasileiros foram para aprender tópicos geotécnicos de excelência dos portugueses. Assis complementa que nos últimos 20 anos, Portugal teve um programa acelerado de infraestrutura rodoviária, ferroviária e metroviária, tornando-se o segundo país no mundo com a melhor rede de autoestradas (normalizado pelo número de habitantes ou por área do país). “Esta experiência interessa ao Brasil, pois ainda existem enormes demandas de infraestrutura de mobilidade. Por outro lado, o Brasil possui grande diversidade geotécnica, centros de pesquisas consolidados e experientes profissionais, dos quais, não somente Portugal, mas qualquer país pode se beneficiar com uma interação mais próxima, como esta que já foi estabelecida”. 11 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

NOTAS

Curso de aterros sobre solos moles com geossintéticos é feito em EAD e facilita acesso de profissionais Cursos a distância têm sido a opção de muitos estudantes e profissionais que devido às atribuições cotidianas não possuem tempo ou disposição para aprimorar e especializar-se em salas de aula físicas. De acordo com o último Censo da Educação Superior, relativo ao ano de 2014, a quantidade de alunos matriculados na modalidade a distância se expande cada vez mais. Em 2014 foi registrado um aumento de 16,3% e 1,34 milhão de alunos registrados nessa modalidade, o que representa mais de 17% do total de matrículas. Com essa nova realidade, instituições, empresas e associações estão adaptando-se ao formato. Órgãos internacionais como a ASCE (American Society of Civil Engineers) já promovem workshops a distância para profissionais da área, e no Brasil uma iniciativa recente foi realizada pela editora de livros técnicos Ofitexto, em parceria com a empresa Huesker. A Ofitexto, por meio de seu canal complementar denominado “Cursos Autorais Ofitexto”, realizou entre maio e julho deste ano o curso “Reforço de Aterros sobre Solos Moles com Geossintéticos”, que aconteceu totalmente online. Sob a coordenação autoral do professor-titular do programa de engenharia civil da COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro) e associado à ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), Marcio Almeida, o curso teve como objetivo treinar o engenheiro geotécnico no projeto de obras e aterros reforçados, com ênfase em aterros suportados por colunas granulares encamisadas. Ao longo das aulas foi abordado o uso de fundações do tipo colunas granulares encamisadas com geossintéticos, os métodos de dimensionamento, previsão de recalques e curvas recalque versus tempo. Almeida explica que durante as aulas também foi explorada a parte prática da atividade profissional – com exercícios que estimulavam a escolha do método construtivo mais adequado, casos de obra, como uma rodovia da região do Complexo Lagunar de Jacarepaguá, no Rio de Janeiro, por exemplo –, além de apresentar os mais diversos cálculos que são necessários. “No módulo 1 foram abordadas as diversas técnicas construtivas usadas para a construção em solos moles e na sequência, os cálculos da magnitude de recalques e a aceleração destes com drenos verticais. O módulo 2 mostrou cálculos de estabilidade de aterros reforçados e o módulo 3 exibiu o cálculo 12 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Divulgação Huesker

Estudos foram divulgados durante o evento que ocorreu em abril na cidade de São Paulo

de colunas granulares encamisadas. A interação com a indústria, no caso com a empresa Huesker, abordando questões práticas de obra também foi um diferencial neste curso”, menciona. As aulas tiveram como roteiro de estudo o e-book do livro “Aterros sobre solos moles: projeto e desempenho – 2ª Edição”, do autorconsultor do curso, Marcio Almeida em coautoria com Maria Esther Soares Marques. No módulo 4, que encerrou o curso, os alunos tiveram que solucionar um problema proposto pelo professor, com direito a uma reunião de trabalho, que esclareceu dúvidas e proporcionou a discussão dos projetos. O participante também teve a oportunidade de resolver um problema real de seu trabalho, caso o assunto tenha se enquadrado no conteúdo programático. Para o professor, essa modalidade online oferecida pela Ofitexto e pela Huesker inova ao facilitar o envolvimento de profissionais com rotinas conturbadas, além de permitir uma maior proximidade com detalhes práticos da profissão, mesmo de modo virtual. “O curso neste formato EAD (Ensino a Distância) é pioneiro em engenharia geotécnica, facilitando a participação de profissionais que têm dificuldade em participar de cursos presenciais, permitindo também a interação com a indústria que apresenta no curso aspectos práticos relevantes”, declara. Voltado para engenheiros que atuam nesse tipo de projeto, em consultoria, fornecedores de insumos para construção, profissionais de construtoras e interessados em geral, o curso possibilitou que os alunos formados estejam capacitados para

Por Dafne Mazaia

atuarem em atividades relacionadas ao projeto, consultoria e construção sobre solos moles. Na plataforma online do curso, os participantes também puderam compartilhar experiências e networking, por meio de um fórum. Os cursos autorais da Ofitexto são elaborados para mostrar soluções aos problemas enfrentados no cotidiano

do profissional. A empresa pretende realizar outra edição do curso no primeiro semestre de 2017 e já está organizando mais modalidades da área de engenharia, como barragens de rejeitos, controle de execução de estacas, dentre outros. Para saber mais sobre os cursos acesse o site: cursosautorais. ofitexto.com.br.

CBT realiza evento para expor balanço do WTC

Entre os dias 22 e 28 de abril, ocorreu nos Estados Unidos um dos eventos mais importantes na área de túneis do mundo, o WTC (World Tunnel Congress), congresso organizado pela ITA (International Tunneling and Underground Space Association). Durante o encontro, foram apresentados diversos temas relacionados ao setor, com sessões técnicas e palestras. O CBT (Comitê Brasileiro de Túneis) levou uma comitiva com mais de 40 pessoas ao WTC e posteriormente realizou um evento com a mesma proposta no Brasil, o Ecos World Tunnel Congress 2016, para transmitir aos profissionais que não foram ao congresso as principais novidades vistas nos Estados Unidos. No dia 31 de maio, no auditório condomínio Villa Lobos Office Park, em São Paulo, mais de 100 pessoas participaram do evento, que apresentou os temas destacados no WTC 2016, com palestras de integrantes do CBT, por meio de relatos técnicos. De acordo com a diretoria do CBT, o evento é uma forma de divulgar as atualizações da área aos membros da associação. “O encontro é uma oportunidade de replicar o conhecimento adquirido e compartilhado por ocasião do Congresso Mundial de Túneis, com aqueles profissionais brasileiros que não puderam estar presentes. Com isto, o CBT cumpre seu papel de catalisador das atividades voltadas ao ambiente subterrâneo nacional”. Durante o evento, que contou com a presença do presidente da ITA e do CBT, Tarcísio Barreto Celestino, foi exibido um relato do WTC, das assembleias, do Young Members, entre outros. Conforme a diretoria do CBT, o congresso realizado em abril mostrou que novas tecnologias ainda são essenciais devido à continuidade da oferta por obras subterrâneas. “A demanda por obras subterrâneas no âmbito internacional continua promissora. Com isso, a geração de conhecimento e de novas tecnologias é de necessidade constante. No WTC 2016 esses aspectos puderam ser observados e profundamente discutidos, pois o grupo de profissionais que participaram demonstrou alto nível de capacitação técnica”, analisa. Dentre os principais destaques vistos durante o WTC 2016, a diretoria do CBT revela que a participação brasileira foi algo que se sobressaiu. “O número de inscritos e participantes 13 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Banco de imagens / MorgueFile

Ecos World Tunner Congress 2016 foi realizado em maio com a presença de diversos membros do comitê

foi o que mais impressionou. Foi satisfatório ver a grande delegação brasileira e o estande do Brasil que se propôs em mostrar ao mundo nossas empresas, tanto aquelas que expuseram diretamente, quanto as demais associadas do CBT que tiveram suas logomarcas expostas”, ressalta. Durante o Ecos World Tunnel Congress, o engenheiro Marlísio Cecílio apresentou um relatório sobre o Young Members que demonstrou que a versão do projeto aqui no Brasil foi uma das mais ativas no último ano em comparação com grupos internacionais. “Foram apresentadas as atividades desenvolvidas pelo grupo de Jovens Tuneleiros (Young Members) do Brasil, entre junho de 2015 até a data do WTC, como a realização de várias palestras, apresentações e visitas técnicas. Com isto, podese afirmar que nosso grupo foi um dos mais ativos no último ano comparado aos demais grupos estrangeiros”. Nesta edição, o WTC teve a participação de mais de 2.000 pessoas e mais de 200 expositores de todo o mundo, que apresentaram os mais variados tipos de produtos e serviços voltados para a indústria da construção subterrânea na feira paralela ao congresso. Foram realizadas aproximadamente 600 apresentações técnicas, minicursos e sessões. Entre os dias 22 e 28 de abril, ocorreu nos Estados Unidos um dos eventos mais importantes na área de túneis do mundo, o

WTC (World Tunnel Congress), congresso organizado pela ITA (International Tunneling and Underground Space Association). Durante o encontro, foram apresentados diversos temas relacionados ao setor, com sessões técnicas e palestras. O CBT (Comitê Brasileiro de Túneis) levou uma comitiva com mais de 40 pessoas ao WTC e posteriormente realizou um evento com a mesma proposta no Brasil, o Ecos World Tunnel Congress 2016, para transmitir aos profissionais que não foram ao congresso as principais novidades vistas nos Estados Unidos. No dia 31 de maio, no auditório condomínio Villa Lobos Office Park, em São Paulo, mais de 100 pessoas participaram do evento, que apresentou os temas destacados no WTC 2016, com palestras de integrantes do CBT, por meio de relatos técnicos. De acordo com a diretoria do CBT, o evento é uma forma de divulgar as atualizações da área aos membros da associação. “O encontro é uma oportunidade de replicar o conhecimento adquirido e compartilhado por ocasião do Congresso Mundial de Túneis, com aqueles profissionais brasileiros que não puderam estar presentes. Com isto, o CBT cumpre seu papel de catalisador das atividades voltadas ao ambiente subterrâneo nacional”. Durante o evento, que contou com a presença do presidente da ITA e do CBT, Tarcísio Barreto Celestino, foi exibido um relato do WTC, das assembleias, do Young Members, entre outros. Conforme a diretoria do CBT, o congresso realizado em abril mostrou que novas tecnologias ainda são essenciais devido à continuidade da oferta por obras subterrâneas. “A demanda por obras subterrâneas no âmbito internacional continua promissora. Com isso, a geração de conhecimento e de

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novas tecnologias é de necessidade constante. No WTC 2016 esses aspectos puderam ser observados e profundamente discutidos, pois o grupo de profissionais que participaram demonstrou alto nível de capacitação técnica”, analisa. Dentre os principais destaques vistos durante o WTC 2016, a diretoria do CBT revela que a participação brasileira foi algo que se sobressaiu. “O número de inscritos e participantes foi o que mais impressionou. Foi satisfatório ver a grande delegação brasileira e o estande do Brasil que se propôs em mostrar ao mundo nossas empresas, tanto aquelas que expuseram diretamente, quanto as demais associadas do CBT que tiveram suas logomarcas expostas”, ressalta. Durante o Ecos World Tunnel Congress, o engenheiro Marlísio Cecílio apresentou um relatório sobre o Young Members que demonstrou que a versão do projeto aqui no Brasil foi uma das mais ativas no último ano em comparação com grupos internacionais. “Foram apresentadas as atividades desenvolvidas pelo grupo de Jovens Tuneleiros (Young Members) do Brasil, entre junho de 2015 até a data do WTC, como a realização de várias palestras, apresentações e visitas técnicas. Com isto, podese afirmar que nosso grupo foi um dos mais ativos no último ano comparado aos demais grupos estrangeiros”. Nesta edição, o WTC teve a participação de mais de 2.000 pessoas e mais de 200 expositores de todo o mundo, que apresentaram os mais variados tipos de produtos e serviços voltados para a indústria da construção subterrânea na feira paralela ao congresso. Foram realizadas aproximadamente 600 apresentações técnicas, minicursos e sessões.

PERFIL – FERNANDO OLAVO FRANCISS

O ENGENHEIRO COM MAIS DE 60 ANOS DE CONTRIBUIÇÕES À ENGENHARIA CIVIL Fernando Olavo Franciss é um dos mais renomados especialistas em solos no Brasil, com diversos livros da área publicados e prêmios recebidos ao longo de sua carreira

Fotos: Acervo pessoal

Por Dafne Mazaia

Em 1954 ele ingressou no curso de Engenharia Civil na PUC-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro), época em que a instituição estava se transferindo para o campus da Gávea. Formou-se em 1958, na especialidade de Pontes e Grandes Estruturas. Desde o terceiro ano da faculdade ele já trabalhava como estagiário, na empresa Sondotécnica.

CAMINHOS PROFISSIONAIS E ESPECIALIZAÇÕES

O engenheiro civil Fernando Olavo Franciss

Pelas dependências da escola Humboldt, atual Colégio Cruzeiro, fundada em setembro de 1862 por alemães que moravam no Rio de Janeiro, o futuro engenheiro Fernando Olavo Franciss começava a pensar em sua vida profissional. Incentivado por professores de matemática e física, ele decidiu prestar vestibular para engenharia civil, uma carreira que o tornaria um dos grandes especialistas na área de solos do Brasil. Nascido no Rio de Janeiro, em julho de 1935, Franciss fez a educação básica no Colégio Humboldt, instituição tradicional da cidade. Sua passagem pela escola ren15 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

deu lembranças marcantes, seja das instalações ou das lições aprendidas. “Com uma arquitetura imponente, suas instalações incluíam amplas salas de aula, arejadas e bem iluminadas, anfiteatros bem equipados para o ensino de ciências naturais e humanidades, salas de trabalhos manuais e artes plásticas, biblioteca bem selecionada, teatro com bastidores e plateia bem idealizados, ginásio coberto e ao ar livre com aparelhos completos. Seu corpo docente era sólido e com formação humanística herdada do século XIX, mas oposta ao ideal nazista. Esses anos escolares me marcaram profundamente”, recorda.

No início de sua carreira, em meados de 1959, Franciss acompanhava, interpretava e desenvolvia modelos geológico-geotécnicos associados a investigações de campo e laboratório. Participou da consolidação do Departamento de Geotecnologia da Sondotécnica, entre 1962 e 1970. Por dez anos fez parte das atividades relacionadas aos estudos, projeto e construção da UHE (Usina Hidrelétrica) Samuel, em Rondônia, trabalho em que permaneceu até 1980. Após isso, tornou-se diretor da empresa e cooperou com a estruturação de alguns departamentos técnicos do grupo, posição que ocupou até 1991. Foi no começo de suas atividades na Sondotécnica que as portas para uma especialização na área de solos se abriram. No início dos anos 1960, a empresa contratou o professor da Universidade de

Franciss em sua formatura, em 1958

Proferindo uma palestra na UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), em 1968

Grenoble (França), Reynold Barbier, para avaliar umas barragens em Santa Catarina e em Minas Gerais e Franciss, por ser fluente em francês, o acompanhou para traduzir seus relatórios. “Antes de retornar, o professor Barbier sugeriu que a Sondotécnica prestigiasse minha licenciatura intensiva em Geologia Aplicada na sua universidade, de onde saí diplomado em 1961”, lembra. A possibilidade de atuar em um ramo de conhecimento ainda em fase de desenvolvimento no Brasil o atraiu a seguir este caminho. Na instituição obteve seu doutorado. “Posteriormente, em 1970, estimulado pelo professor Jean Sarrot da mesma universidade, defendi minha tese sobre percolação em meios fraturados, obtendo o grau de Docteur Ingénieur”, conta. Nesse período na Europa, fez um estágio na Divisão de Túneis e Fundações do Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Lisboa, entre 1969 e 1970. “Meu estágio no LNEC de Lisboa foi enriquecedor. Além de criar novos laços de amizade, aproveitei a oportunidade para finalizar a tese de doutoramento e aprimorar conceitos de mecânica de rochas, particularmente das brandas”, menciona. Durante sua passagem pela Sondotécni-

ca, o engenheiro realizou diversos trabalhos que se destacaram, como os ensaios de mecânica das rochas em grande escala na fundação da barragem de Itaipú, no Paraná; os estudos e anteprojetos de túneis, arrimagens e obras de terra da ferrovia transnacional Aiquile-Santa Cruz de La Sierra (Bolívia); os estudos, projeto e controle de qualidade da execução de túneis metroviários em rocha alterada, sob o viaduto da Mangueira, no Rio de Janeiro e embaixo de 17 vias férreas paralelas da RFFSA (Rede Ferroviária Federal Sociedade Anônima), além dos estudos e projeto de estocagem subterrânea de 1.200.000 m³ de óleo cru, no TEBAR (Terminal Almirante Barroso), em São Sebastião (SP). Influenciado pelo presidente da época e fundador da Sondotécnica, Franciss decidiu direcionar seu trabalho para outro projeto e então surgiu a PROGEO. “A partir de agosto de 1991, em momento de grande incerteza econômica, fui encorajado pelo presidente, Jaime Rotstein, a buscar uma realização profissional na qualidade de consultor independente. Montei precariamente o escritório da PROGEO e fiz minha primeira incursão na área de mineração”, conta. Mesmo enfrentando dificuldades, ele avalia que

16 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

A família de Fernando Olavo Franciss

O engenheiro conhecendo o sistema Bernold, na Suíça, em 1976

Franciss no alto da serra de Caldas Novas, com os geólogos Devonzir Magalhães e Euzébio Gil

foi um rumo importante em sua carreira. “Aceitar viver com baixo rendimento, mas de forma adequada ao meu perfil foi uma decisão acertada, tanto sob o aspecto profissional quanto humano. Fiz novas amizades que perduram e passei a trabalhar do jeito que me contentava, enfrentando desafios originais, cujas soluções sempre foram gratificantes”, declara. Como consultor independente, já colaborou nos estudos e no projeto básico de estocagem de 200.000 m³ de GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) refrigerado a -40ºC no Terminal Marítimo Almirante Barroso Tebar, em São Paulo; nas pesquisas da interação do aquífero termal de Caldas Novas, em Goiás, com o reservatório da barragem da usina hidrelétrica Corumbá I, além da simulação do comportamento do hidrotermalismo regional. Também participou das simulações e dimensionamentos ligados à drenagem das reservas hídricas subterrâneas, induzida pelo desenvolvimento da lavra de Vazante, em Minas Gerais, em dolomitos carstificados, entre outros projetos. Fernando Franciss revela que a movimentação de águas no subterrâneo é um tipo de atividade que o atrai. “O movimento da água subterrânea através dos meios fraturados, bem como suas consequências, sempre me atraiu, por ser pouco e mal conhecido, apesar da sua relevância em obras civis e trabalhos mineiros”, destaca. O engenheiro observa que ainda há profissionais que não aplicam técnicas corretamente nesta área. “Raros ainda são os profissionais que já perceberam que as técnicas de análise da percolação em meios de porosidade intersticial não podem ser aplicadas aos maciços fraturados, mesmo quando 17 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Em Goiânia, com o engenheiro e amigo Erton de Carvalho

muito intemperizados. Daí a frequência de soluções divorciadas da realidade, não obstante a honestidade profissional do proponente e a riqueza de detalhes da sua apresentação”, pontua. Preocupado com possíveis riscos em determinadas obras, ele decidiu difundir a importância de uma gestão adequada. “Desde 1998 passei a divulgar a necessidade de fazer gestão de riscos geológico- geotécnicos em obras civis e trabalhos mineiros. Esse tipo de gestão, ainda pouco aplicado no Brasil, resulta da combinação dos princípios das ciências dedicadas ao estudo e formas de prevenção de riscos com os da gestão tradicional”, explana.

PERSPECTIVAS Autor de diversas publicações importantes do segmento, como “Hidráulica dos Meios Permeáveis”, “Túneis em Rochas Brandas”, “Permeability of Rock Masses Determined from Integral Samples, in Structural and Geotechnical Mechanics”, entre outros, Franciss pretende lançar mais uma obra, com a parceria dos engenheiros André Assis e Roque Rabechini. “Estamos concluindo a minuta de um livro sobre gestão de riscos, destinado a organizações de certo porte, mas com ênfase nos riscos geológico-geotécnicos”, afirma. Além de consultor, Fernando Franciss também é professor de graduação e pósgraduação na PUC-Rio. O engenheiro já possui mais de 60 anos de carreira na área e acredita que o sucesso do trabalho depende de seu desempenho. “Sempre considerei que todo profissional, qualquer que seja seu nível, deve procurar honrar a profissão escolhida com seu melhor desempenho, sem outro tipo de interesse. Os benefícios decorrentes des-

se compromisso para consigo mesmo, inclusive materiais, apenas medem seu grau de sucesso, nesse ou naquele sentido. No final das contas, o reconhecimento profissional dos seus pares é o que afere sua trajetória, embora autocríticas conscientes, de tempos em tempos, não devam ser negligenciadas”, reflete. Sobre o contexto atual da geotecnia e engenharia no Brasil, Fernando Franciss avalia que são necessárias políticas adequadas e transparentes, porque assim os mercados surgirão e evoluirão ao longo do tempo. “Necessitamos de políticas específicas realistas, claras e bem definidas no curto, médio e longo prazo, capazes de atender as necessidades da nação brasileira, mas de forma compatível com sua diversidade cultural, social e econômica. Políticas que especifiquem objetivamente onde, como, quando etc., se pretende chegar enquanto indivíduos e grupos sociais. Tais políticas devem ser muito bem pensadas, transparentes, continuamente reavaliadas e progressivamente incrementadas, sem solução de continuidade, apesar da impermanência dos poderes transitórios. Só assim, ‘mercados’ poderão surgir, diversificar, evoluir e amadurecer ao longo do tempo”, analisa. Fernando Olavo Franciss é casado com Maria da Graça, tem duas filhas, Lívia e Valéria, além de quatro netos: Luísa, Camila, Carolina e Felipe. Com mais de 60 anos de carreira é um profissional renomado e reverenciado em sua área. Já ganhou prêmios por seus trabalhos no setor, como o Vitor Leinz, da ABGE (Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental) e o Terzaghi, da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica).

HISTÓRIA

Obra: Uma tubulação entre a rua da Independência e a avenida do Estado, em obras de aterramento da avenida Presidente Wilson Local: São Paulo / São Paulo Data: Em meados de 1929 Esta imagem pertence ao acervo de imagens da Fundação Energia e Saneamento de São Paulo 18 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Obra: Obras de aterramento na avenida Presidente Wilson, com destaque para a tubulação de escoamento Local: São Paulo / São Paulo Data: Em meados de 1929 Esta imagem pertence ao acervo de imagens da Fundação Energia e Saneamento de São Paulo

19 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

REPORTAGEM

FUNDAÇÃO DO MUSEU DO AMANHÃ É GRANDIOSA E DESAFIADORA Os projetos de fundações e contenções foram evoluindo com o detalhamento do modelo arquitetônico, das estruturas metálicas e de concreto, e ao longo da execução da obra

Arquivo Infraestrutura Engenharia

Por Dellana Wolney

Estrutura do Museu do Amanhã

Conhecido por sua arquitetura arrojada, o Museu do Amanhã captura olhares daqueles que passam pela Região Portuária do Rio de Janeiro (RJ). Ergui20 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

do no Porto Maravilha e projetado pelo arquiteto espanhol Santiago Calatrava sobre a Baía de Guanabara, o museu foi inaugurado oficialmente pela Pre-

feitura do Rio no dia 19 de dezembro de 2015. A concepção do desenho do edifício contemplou aspectos culturais e

Fotos: Imagens retiradas do vídeo de divulgação “Cidade Olímpica: Timelapse de Infraestrutura”

históricos do Rio de Janeiro, fazendo alusão a elementos da fauna e da flora brasileira. A pesquisa para o conceito levou em consideração as paisagens do Jardim Botânico, Parque Lage e Sítio Burle Marx. O píer junto à histórica Praça Mauá foi o local escolhido para a implantação do museu, local considerado estratégico na orla carioca. Integrar a estrutura ao entorno, aproveitando da melhor forma possível a área útil do terreno, foi uma das premissas que guiou a concepção arquitetônica. São aproximadamente 30 mil metros quadrados distribuídos entre jardins, espelhos d’água, ciclovia, área de lazer e a edificação. A cobertura do edifício é constituída de perfis metálicos que mudam de posição conforme a incidência solar, permitindo maior penetração da luz natural no seu interior e a captação pela usina fotovoltaica instalada no topo. Com 15 mil metros quadrados de área construída, o edifício do museu possui dois andares destinados ao público, compostos por seis mil metros quadrados de área expositiva, auditório com 392 lugares, loja, restaurante, café, espaços educativos e bilheteria, além de um mezanino e uma galeria com áreas técnicas e subsolo de serviço. A capacidade estimada de visitantes é de cerca de 12 mil por dia.

PRIMEIRAS ETAPAS Grandes números compuseram o histórico da construção do Museu do Amanhã: 3.800 m² em 908 peças de vidro, 4.300 toneladas de estruturas metálicas para a cobertura, 76 mil litros de tinta e 5.492 placas voltaicas foram instaladas para captação de energia solar. O projeto usou essencialmente o concreto como matéria‑prima: foram 55 mil toneladas que deram forma aos elementos curvos e inclinados, e serviram como suporte para a estrutura metálica da cobertura, que se assemelha a um casco de navio invertido. 21 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Cravação dos perfis metálicos

Arquivo Infraestrutura Engenharia Fotos: Imagens retiradas do vídeo de divulgação “Cidade Olímpica: Timelapse de Infraestrutura”

Prova de Carga

Vista geral da fase de obra do subsolo

Cravação dos perfis metálicos 22 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

As obras de fundação começaram no mês de agosto de 2010 e a construção, no mês de novembro de 2011. A empresa Infraestrutura Engenharia executou os projetos de fundações, assim como as contenções dos subsolos utilizados como pavimento técnico, e também teve participação na análise da estabilidade do píer e do acompanhamento técnico das obras de fundações e contenções adequando os projetos às condições geotécnicas e interferências locais. De acordo com o engenheiro e sócio-diretor da Infraestrutura Engenharia, Ivan Joppert, os projetos de fundações e contenções foram evoluindo com o detalhamento da arquitetura, estrutura de concreto e metálica e a própria execução da obra. “Se compararmos o conceito dos projetos iniciais como o que foi efetivamente executado, nota-se que ocorreu um significativo aumento da estrutura e arquitetura com a criação, por exemplo, de um andar técnico enterrado, implantado abaixo do lençol freático, que abriga geradores, caixas d’água etc. Isso fez com que no projeto inicial, que previa a utilização apenas de estacas metálicas cravadas, fosse agregada a utilização de parede diafragma executada com estacas secantes e estacas tipo raiz”, explica. Para a escolha do tipo de fundações, a Infraestrutura Engenharia levou em consideração os aspectos técnicos rotineiros e também o histórico das obras no entorno. O Píer Mauá, por exemplo, foi executado entre os anos de 1948 e 1952. Ele é composto por uma estrutura denominada Píer Dinamarquês, que consiste na execução de estacas-prancha travadas superiormente por uma laje estaqueada executada no seu topo com posterior reaterro da sua parte interna com rachão na zona próxima às estacas-prancha (periferia) e às areias provenientes de dragagem nas zonas internas. Por conta de definições arquitetônicas, Joppert relata que o Museu do Amanhã foi projetado com o deslo-

Arquivo Infraestrutura Engenharia

Fases executivas

camento do seu eixo longitudinal para a esquerda, em relação ao centro do píer, se aproximando da região dos rachões. Por outro lado, os aterros da zona interna do píer apresentavam camadas com elevada resistência à penetração (SPTs – Standard Penetration Test > 40), o que poderia dificultar a cravação de elementos pré-moldados de concreto. Também foi priorizado o controle de qualidade da cravação e do material que iriam compor as estacas, conduzindo o projeto para a utilização de estacas metálicas da linha HP da Gerdau. “As contenções em estacas secantes foram executadas para possibilitar as escavações dos pavimentos inferiores que atingiram 4,00 m abaixo do piso do museu o que equivale a 2,00 m abaixo do nível do mar. Como as escavações estavam muito próximas às estacas-prancha do píer (região com muitos vazios devido ao rachão), a possibilidade de fuga de fluido estabilizador para a Baía de Guanabara era muito alta. A grande acidez das águas da baía também seria um fator de risco para a estabilidade da abertura de um eventual painel com clamshell e fluido estabilizador”, revela Joppert. Nesta obra, o tipo de fundação escolhido foi assertivo e trouxe diversas vantagens para o processo como escavação das estacas secantes revestidas, 23 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

sem a necessidade de fluido estabilizador; escavações pontuais a cada 35 cm, permitindo a detecção de eventuais rachões; possibilidade de utilização de martelo de fundo para ultrapassar eventuais rachões; tratamento eficiente das juntas para que não ocorressem vazamentos durante as escavações abaixo do nível d’água e estruturação com perfis metálicos que facilitam a união com as estruturas moldadas in loco (lajes do térreo e subpressão). Além de cargas horizontais provenientes dos empuxos, Joppert descreve que a cortina de estacas secantes teve a função de fundações da laje do térreo nos locais em que incidiam pilares com cargas altas e existiam rachões (região da lateral esquerda do píer) foram utilizadas estacas raiz com o auxílio de martelo de fundo para ultrapassar a camada de aterro composto por pedras. Para eliminar a possibilidade de interrupções do fuste das estacas foi especificada a consolidação dos rachões com jet grouting. Nas etapas executivas das fundações, especificamente nas estacas metálicas, foram utilizados três tipos de perfis nas fundações: HP200x53.0, HP310x79.0 e HP310x93.0. Os perfis foram inicialmente implantados com equipamento vibratório e posteriormente à percussão, com o auxílio de martelo hidráulico, atingindo o topo rochoso.

EXECUÇÃO DA PAREDE DIAFRAGMA Já na parede diafragma com estacas secantes o equipamento utilizado foi uma perfuratriz de hélice contínua. Essa máquina possui um acessório na torre de perfuração chamado “cabeça dupla” (tubo externo e trado interno), que possibilita a execução da perfuração da estaca revestida e o recorte de peças de concreto. Os torques deste acessório são de 7 t.m e 3,5 t.m para tubo e hélice respectivamente. “A cabeça dupla é composta por um tubo de aço de revestimento que gira no sentido anti-horário e um trado helicoidal que gira no sentido horário, de modo que o tubo de revestimento perfura e o trado helicoidal limpa a parte interna da perfuração. A ponta do tubo de revestimento é composta por aço vídea que possibilita o recorte de peças de concreto. O conjunto composto pelo tubo de revestimento e trado possui comprimento máximo de 18 metros que resulta em comprimento máximo de perfuração de 17,50 metros” acrescenta o engenheiro Ivan Joppert. Faz parte do processo executivo o preenchimento das estacas com argamassa fluida de cimento e areia, proveniente de usina transportada por caminhão betoneira. A argamassa deve possuir slump (consistência) mínimo de 27 cm ± 2 cm, slump flow de 32 ± 4 cm e o Fck

VANTAGENS DA PAREDE DIAFRAGMA COM ESTACAS SECANTES

Arquivo Infraestrutura Engenharia

• Eliminação de mureta-guia: o rotor da cabeça dupla instalado na face externa da torre da máquina é fixado em dois pontos tornando a tubulação de revestimento rígida, eliminando-se a necessidade de mureta-guia. Na obra é executado apenas um gabarito de concreto com 10 cm de espessura, com a finalidade de modular as futuras perfurações das estacas; • Escavação e concretagem a seco: o processo não necessita de fluido para garantir a estabilidade da escavação, que ocorre em processo contínuo, similar à hélice contínua. O preenchimento da escavação com argamassa se dá com o auxílio de bomba, a exemplo da hélice contínua; • A escavação das estacas avança em rocha A-4 (rocha alterada) possibilitando maiores embutimentos com consequente maior capacidade de carga vertical e menor percolação de água; • Possibilidade de implantar perfis estruturais em vez de armadura mesmo nas estacas iniciais possibilitando a estruturação da parede para absorver grandes esforços cortantes e de flexão; • Tratamento eficaz das juntas de concretagem: o sequencial executivo das estacas inicia-se com as peças não armadas espaçadas convenientemente para possibilitar a execução das estacas armadas entre as argamassas; • Ausência de desbarrancamento durante a escavação das estacas: o revestimento das estacas aliado à utilização do trado helicoidal contínuo elimina a possibilidade de desbarrancamento durante a escavação.

TUBOS DE REVESTIMENTO DA ESTACA RAIZ Diâmetro da estaca (mm)

100

120

150

160

200

250

310

410

Diâmetro externo do tubo (mm)

102

127

141

168

220

273

356

Diâmetro interno do tubo (mm)

109

122

146

224

284

384

31/2

51/8

75/8

91/8

Martelo de fundo

Tabela que define os diâmetros mínimos dos tubos de revestimento a serem utilizados nas estacas raiz

(Resistência Característica do Concreto à Compressão) deve estar entre 18 Mpa (Megapascal) £ Fck £ 25 MPa. As primeiras estacas executadas na obra não devem ser armadas, ou seja, necessitam ser apenas preenchidas com argamassa. As estacas iniciais devem ser implantadas deixando-se a previsão para a execução em uma segunda etapa de outras estacas entre as argamassadas. As estacas da segunda etapa precisam recortar as estacas argamassadas, promovendo a interação de toda a cortina. Essas estacas da segunda etapa também receberão a armação necessária para suportar a solicitação de empuxos a que estarão expostas (vide Foto 9, parte A). Também é possível a utilização de perfis I de aço laminado ou sol24 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

dado para a estruturação das estacas, mesmo nas estacas iniciais (vide Foto 9, parte B). A determinação do embutimento abaixo dos subsolos, bem como os esforços e condições de estabilidade da cortina são os mesmos adotados no cálculo da parede-diafragma escavada com lama bentonítica.

ESTACA RAIZ As estacas raiz, largamente utilizadas nesta obra, são estacas moldadas in loco, executadas por meio de perfuratrizes rotativas e/ou percussivas, preferencialmente utilizando revestimento ao longo de todo o furo, garantindo assim a integridade de seu fuste. Após a sua perfuração, a estaca é armada e preenchida com argamassa fluida. Ela é executada em três etapas

distintas que são: perfuração, armação e concretagem com ar comprimido. Na etapa da perfuração introduz-se no solo, por meio de rotação imposta por uma perfuratriz, uma tubulação munida na ponta de uma coroa mais larga que o diâmetro externo do tubo, formando a composição de revestimento. O material desagregado pela rotação do tubo é expelido pela circulação de água injetada com pressão na parte interna da tubulação (do topo para a ponta) e que retorna pelo espaço existente entre a parede externa do tubo e a parede da escavação. A tubulação é instalada em segmentos rosqueáveis e reveste totalmente a estaca sendo sacada após o seu preenchimento com argamassa e instalação da armação.

Quando existe a necessidade de se ultrapassar interferências tais como alvenaria, entulho, matacão, rocha etc., utilizam-se ferramentas especiais como coroa com pastilhas de vídea e martelo de fundo de roto percussão. A Foto 10 define os diâmetros mínimos dos tubos de revestimento a serem utilizados nas estacas raiz. “Completada a perfuração na parte interna da tubulação é introduzida a armação da estaca que pode ser em feixe ou em gaiola, de acordo com o especificado pelo projetista. A armação deve ser implantada ao longo de toda a estaca podendo ter quantidade de aço transversal variável de acordo com os esforços atuantes. No caso do tubo de revestimento não ser utilizado integralmente no furo, elementos espaçadores devem ser instalados de modo a evitar o contato do aço com o solo”, explica o engenheiro e sócio-diretor da empresa Infraestrutura Engenharia, Ivan Joppert. Ele completa que os pequenos diâmetros das perfurações aliados aos diminutos espaços disponíveis internos à tubulação, a armação das estacas menores que 160 mm não possuem estribos sendo que elas são armadas com feixe de barras de aço unidas entre si. A emenda das barras pode ser feita por transpasse para as estacas submetidas à compressão e com luva para estacas submetidas à tração. Após a instalação da armadura introduz-se um tubo de PVC (Policloreto de Polivinila) até o final da perfuração e executa-se a injeção de argamassa fluida de baixo para cima até que ela preencha totalmente a perfuração e vaze pelo topo do tubo, expulsando todas as impurezas da perfuração. Em seguida é rosqueada no topo do tubo uma tampa ligada a um compressor de ar que injeta golpes de ar comprimido com pressões de 0,5 kg/cm² a 4 kg/ cm². A remoção da tubulação de revestimento é feita com auxílio de macacos hidráulicos e com o desrosqueamento dos segmentos de tubos superiores e repetidas injeções de ar comprimido no topo do tubo. 25 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

É comum o abatimento da argamassa durante a retirada do tubo devendo o seu nível ser completado sempre antes da aplicação do ar comprimido. A argamassa de preenchimento é fluida e possui um traço aproximado de um saco de cimento para 22 a 25 litros de água para 80 a 85 litros de areia, o que confere resistências maiores que fck³ 18 MPa. A estaca é concretada até a superfície do terreno devendo ser arrasada para a execução do bloco de coroamento.

SONDAGENS “Para o desenvolvimento dos projetos foram executadas 21 sondagens a percussão e 11 sondagens mistas (SPT e rotativa). Para avaliar o desempenho das futuras fundações do Museu do Amanhã foram previamente executadas 11 provas de carga estáticas em perfis com bitolas (2x) HP200x53.0, (2x) HP250X62.0, (3x) HP310x79.0, (2x) HP310X93.0, (2x) HP310x110.0. Com a análise conjunta das sondagens e das provas de carga estáticas foi possível otimizar as cargas admissíveis que foram utilizadas no projeto”, revela Joppert. Segundo ele, desde o início dos projetos havia dúvidas com relação a estabilidade do píer, pois ele já estava

interditado há anos e inspeções feitas no local demonstravam que havia uma deterioração das suas paredes de contenção que exigiram estudos para tornar as fundações do museu totalmente independentes da estrutura do píer. Para tanto, foram executados reparos na estrutura do píer, independente das fundações do museu. Essa diretriz complicou o projeto de estaqueamento na medida em que foi necessário prever desvios e transições de estaqueamento do museu com relação às interferências existentes. O engenheiro diz que a arquitetura do museu aliada à sua cobertura móvel resultaram em grandes esforços de vento e de temperatura na estrutura, sendo necessária uma criteriosa análise das envoltórias dos esforços aliada às limitações geométricas expostas pelas interferências da estrutura existente do museu. Para a empresa Infraestrutura, o Museu do Amanhã foi um dos projetos mais desafiadores na qual esteve envolvida. O fato de ter participado do acompanhamento técnico das fundações agregou muito na correção dos problemas decorrentes do estaqueamento e deu plena certeza de uma obra bem projetada e com excelente controle de qualidade.

OPINIÃO

Há alguns anos ao se executarem projetos e, posteriormente, as fundações de determinada obra, apesar de uma série de dificuldades relacionadas à performance dos softwares e equipamentos disponíveis, observava-se uma maior interação e participação entre os profissionais e as várias etapas do evento em si. Havia uma maior personalização de tudo, uma maior participação e presença de espírito de todos os profissionais envolvidos em todas as etapas. De certa maneira, tudo se processava de maneira mais estável, simples, previsível e, por consequência, mais controlável, o que difere substancialmente da realidade atual, onde parece que tudo ocorre de maneira muito instável, complexa, imprevisível, rápida e incontrolável. Se fizermos uma pequena e simplificada retrospectiva, reportando-nos à década de 1990 (por exemplo), verificaremos que, no que tange às fundações profundas, haviam cotidianamente muitas fundações projetadas e executadas, por exemplo, com estacas tipo Franki e estacas tipo Strauss, as quais, competiam acirradamente com as pré-fabricadas de concreto. Obviamente que cada solução era projetada em obediência a critérios técnicos, e isso era muito discutido, pois naquela oportunidade estava sendo feita a revisão da norma técnica ABNT NBR 6.122 (Projeto e Execução de Fundações), a qual foi publicada no ano de 1996. Nesse ínterim, começaram a ser importados diversos equipamentos de última geração em fundações, os quais traziam consigo elevada tecnologia operacional se comparados aos que até então estavam sendo habitualmente utilizados no Brasil. Surgiram então as estacas tipo hélice contínua monitorada e, mais modestamente alguns equipamentos hidráulicos e, mais recentemente os vibratórios, para cravação de estacas de aço e de concreto. Soluções amplamente utilizadas até então, tais como as estacas tipo Franki e as estacas Strauss foram paulatinamente sendo substituídas, por questões técnicas, operacionais e comerciais. Obviamente que inúmeras empresas tiveram que adaptar-se a todo esse processo e a essa tecnologia para não sucumbirem, e os antigos operários que detinham a expertise e o “know how” para execução desse tipo de fundações, em parte foram adaptados e migraram para a operação desses novos equipamentos e, em parte simplesmente se aposentaram e/ou não mais permaneceram no segmento, sendo que essa mesma linha de raciocínio também pode ser aplicada a muitos profissionais de primeiro escalão de diversas empresas: mestres, gerentes e até diretores. Perdeu-se aí um grande potencial técnico e operacional em relação a alguns tipos de fundações, em particular as duas citadas, sendo que essa perda demorará algumas gerações para ser devidamente ajustada. Surge uma nova geração de equipamentos e de operários no segmento de fundações no Brasil. Grande parte desses equipamentos traz como estratégia de marketing muito bem elaborada a ideia de que controla tudo o que faz e, os profissionais que os 26 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Arquivo Claudio Gonçalves

NAVALHAS NAS MÃOS DE MACACOS

operam, em grande parte, acreditam realmente que estão controlando tudo através de mecanismos hidráulicos, eletrônicos e softwares de última geração, sem se preocuparem ou até mesmo interessarem mais com a presença de espírito profissional, ou seja, de observarem as eventuais não conformidades que rotineiramente ocorrem e raciocinarem para que então intercedam e tomem alguma providência. Pode-se até dizer que, na maioria das vezes, sequer saem das cabines desses equipamentos para tal, as quais são providas de ar-condicionado e uma série de outras condições técnicas de conforto. Como resultado final, quase sempre, uma pilha de papel colorido e cheio de gráficos, torna-se suficiente para ser devidamente arquivado na pasta de documentos da obra e, finalmente, se possa admitir que tudo foi devidamente controlado e está rigorosamente cumprida a etapa de certificação da qualidade dessa fase da obra. Há de se observar, no entanto, que o mero registro de eventos não é sinônimo de que algo tenha sido realmente controlado, pois a produtividade a ser alcançada torna-se o fator fundamental a ser observado, muitas vezes em detrimento de todo o resto. Cabe então a pergunta: será que tudo está devidamente analisado e controlado? Reescrevamos então a frase que, na época, já antevia o haveria pela frente: “Para se adquirir um equipamento basta ter o dinheiro, mas para formar uma equipe capaz de fazê-lo trabalhar eficientemente há necessidade de tempo para treinamento”. – Engº Dirceu de Alencar Velloso – Boletim nº 68 da ABMS – maio/julho de 1998.

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para cometer erros, muitas vezes, resultando em verdadeiras “lambanças”, pois a maior parte da concepção da solução e o bom desempenho da execução está associada à experiência e esta não pode ser substituída por quaisquer programas e/ou equipamentos, por mais completos que possam ser. Sob tal aspecto, quando se busca a troca de ideias e experiências com profissionais competentes e de experiência comprovada, sempre há crescimento e aperfeiçoamento recíproco, porém quando se tenta fazer o mesmo com profissionais que não tenham tais características, em algum momento ocorre alguma inimizade. A resolução de determinados problemas por meio do intercâmbio de fotos e informações com uso cada vez mais frequente de aplicativos tais como o WhatsApp é de grande valia, não há dúvida quanto a isso, mas neste segmento é bom que se tenha em mente, que não substitui-se a já exaustivamente comentada e necessária experiência e também o espírito profissional e, nesse sentido, é necessário deixar um pouco de lado o conforto do escritório, levantar-se da poltrona e ir a campo sujar os sapatos ou as botas de barro, para que os problemas sejam avaliados e resolvidos de maneira personalizada, como deve ser. Uma coisa é certa e ainda permanece inalterada no decorrer dos anos, ou seja, o material de trabalho do engenheiro de fundações (seja ele experiente ou não), é o solo e, por mais que se façam ensaios, o que preponderará sempre a heterogeneidade e a homogeneidade será a exceção. Lembrem-se sempre disso e, os mais incrédulos e eventualmente menos consequentes, que reflitam.

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Parece que os valores e os interesses pessoais mudaram substancialmente no decorrer dos anos e, atualmente nota-se claramente que há muita carência de profissionais predispostos a aprender, a evoluir, a crescer junto com as empresas que trabalham Gléssia Veras / Editora Rudder

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Pensar que a execução atual de determinadas fundações obedece aos mesmos padrões técnicos e operacionais que se encontravam naturalmente associados a elas, há alguns anos, é no mínimo ilusão, até mesmo porque as equipes que executam os serviços são outras e uma série de variáveis mudou no decorrer dos anos e, essas variáveis estão associadas a questões que não são somente técnicas e sim de predisposição pessoal dos profissionais envolvidos na execução, de fazer o certo e sem “invencionices” ou adaptações, em se preocuparem ou até mesmo se interessarem mais com tão necessária presença de espírito profissional, ou seja, de observarem as eventuais não conformidades que rotineiramente ocorrem e continuarão a ocorrer e, se mostrarem predispostos a raciocinar, interceder e tomar alguma providência ou simplesmente passar o problema à frente após identificá-lo, porém em tempo hábil para que algo possa ser feito. Parece que os valores e os interesses pessoais mudaram substancialmente no decorrer dos anos e, atualmente, e nota-se claramente que há muita carência de profissionais predispostos a aprender, a evoluir, a crescer junto com as empresas que trabalham, agravando-se ao fato de que o uso cada vez mais frequente da informática e da tecnologia de comunicação avançarem consideravelmente, a ponto de se tornar permissível a substituição da capacidade de raciocínio lógico e, por que não dizer, de se tornar possível caçar “Pokémons” por todo o lado, e provavelmente em algumas obras num futuro próximo. Parece piada, mas há de se pensar nisso, pois parece não ser tão impossível ou improvável que a qualquer momento não nos deparemos com tal situação que, embora engraçada, pode se tornar factível. Embora estejamos em uma fase de transição entre um mundo mais estável, previsível e controlável, e outro totalmente conectado por diversos mecanismos de informação, instável, imprevisível e, por que não dizer, incontrolável, é preciso ter em mente que estamos numa época em que há muita carência de seres humanos ensináveis em todas as áreas de atividade humana, ou seja, que tenham o espírito realmente aberto e predisposto a isso. Obviamente que nem tudo pode ser generalizado, havendo empresas que se empenham em investir e treinar habitualmente os profissionais, passando-lhes toda expertise adquirida ao longo dos anos, com o intuito de buscar sempre a manutenção de determinado padrão, mas até quando essas empresas sobreviverão, pois todo esse processo envolve custo e tempo e, muitas vezes se veem obrigadas a competir com outras que não têm os mesmos objetivos e preocupações e, pior que isso, por questões meramente comerciais, acabam sendo colocadas em uma situação de competição igualitária no mesmo segmento. Não avalie como sensata e nem coerente tal condição, mas há de se observar que infelizmente ocorre com mais frequência que se imagina. Se houver reflexão mais aprofundada sobre essa questão, verificaremos que se trata de assunto preocupante e cujas prováveis consequências o tempo se encarregará de mostrar. Obviamente é preciso considerar e respeitar sempre a liberdade e o livre arbítrio de todos de optarem pelo que lhes for mais conveniente quando da escolha do projetista e do executor das fundações de determinado empreendimento, porém cabe aqui registrar que neste segmento, softwares ou equipamentos de última geração nas mãos de profissionais, que não tenham experiência, bom senso e presença de espírito profissional são verdadeiras “navalhas nas mãos de macacos”, ou seja, só servem

Claudio Gonçalves é graduado em Engenharia Civil pelo IEEP (Instituto de Ensino de Engenharia Paulista) (1986), é diretor Técnico da empresa SOTEF – Sociedade Técnica de Engenharia e Fundações Ltda. Foi redator da Norma NBR 6.122 – Projeto e Execução de Fundações (1996) e membro da comissão de elaboração da NBR 13.208 – Ensaio de Carregamento Dinâmico (1994). Autor de diversos livros técnicos, foi também coordenador junto à ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) da comissão de estudos para elaboração de norma técnica para Estacas Pré-Fabricadas de Concreto ABNT NBR 16.258 (Estacas Pré-Fabricadas de Concreto – Requisitos), publicada em 17 de fevereiro de 2014.

NOTÍCIA

ALDO DA CUNHA ROSA RECEBE HOMENAGEM NO RIO DE JANEIRO Viaduto batizado com o nome do engenheiro foi construído para a Olimpíada e auxiliará no acesso ao sistema BRT na Barra da Tijuca

No Diário Oficial do dia 23 de junho de 2016, o novo viaduto localizado junto ao Morro do Outeiro, no entroncamento das avenidas Salvador Allende e Abelardo Bueno, ao lado do Parque Olímpico da Barra, na cidade do Rio de Janeiro (RJ), recebeu o nome do renomado engenheiro civil, Aldo da Cunha Rosa. A finalidade da estrutura que faz parte do pacote de obras para os Jogos Olímpicos 2016 é auxiliar no acesso ao sistema BRT (Bus Rapid Transit) da Barra. Aldo da Cunha Rosa foi o mais novo de quatro irmãos e nasceu no ano de 1936 na cidade de Coxim, hoje Estado do Mato Grosso do Sul. Estudou engenharia civil na UFF (Universidade Federal Fluminense) entre 1956 e 1960, e obteve seu primeiro emprego em 1961 na empresa Tecnosolo S.A, em que trabalhou até 1967. Nesta empresa interagiu em diversos projetos geotécnicos de contenção na cidade do Rio de Janeiro com um dos maiores ícones da geotecnia nacional, o engenheiro, diretor da Tecnoloso e professor, Antonio José da Costa Nunes. Em 1961 Aldo da Cunha Rosa se casou com Aciléa Pinto da Cunha, uma mineira que conheceu no Rio de Janeiro. Dessa união nasceram dois filhos: Renato Cunha em 1963 e Rosane Cunha em 1964. Ambos trilharam o caminho profissional do pai, tornaram-se engenheiros e respectivamente professores universitários. Para Renato Cunha, a homenagem é merecida, pois seu pai desde 1950 transformou o Rio de Janeiro em 28 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Fotos: Arquivo Renato Cunha

Por Dellana Wolney

Engenheiro Aldo da Cunha com seu filho Renato Cunha

seu lar. “Pouco se conhece do homem que está por trás do viaduto”, afirma. A carreira geotécnica de Aldo da Cunha Rosa teve início em 1967 após ingressar no antigo Instituto de Geotécnica, órgão da Prefeitura do Rio de Janeiro criado logo após as catastróficas chuvas de 1966 que causaram inúmeras mortes no então Estado da Guanabara. Em 1971 ele se tornou chefe dos serviços de projetos geotécnicos deste instituto, e em 1973, chefe dos serviços de licenciamento de projetos. Entre 1975 a 1992 a instituição se tornou uma Diretoria de Geotécnica da prefeitura, o que o alçou ao cargo de diretor da Divisão de Projetos da Diretoria.

CONTRIBUIÇÃO PROFISSIONAL Já em 1992 a diretoria foi transformada na Fundação Geo-Rio da Prefeitura do Rio de Janeiro, status este que ocupa até o momento. Aldo da Cunha Rosa marcou o seu nome como primeiro presidente desta fundação, na qual atuou nos anos 1992 e 1993. No ano 2000 veio sua aposentadoria da Diretoria de Fiscalização e Licenciamento. Mesmo se desligando da iniciativa pública, no ano de 2006 o engenheiro fundou a empresa AC Rosa Consultoria de Engenharia. Lá continuou com a prestação de serviços de consultoria, projeto e licen-

Aldo com os filhos, esposa e genro no COBRAMSEG 2012 (Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica)

ciamento de projetos de contenção no Rio de Janeiro além de outras cidades no Estado como Petrópolis, Teresópolis e Friburgo. Renato Cunha diz que ao longo de todo o período na prefeitura e até seu falecimento em 2014, seu pai atuou ativamente como projetista e consultor autônomo de obras de contenção. Sua atuação abrangeu obras públicas e privadas de empresas como Gafisa, João Fortes Engenharia, Construtora Santa Isabel, Soloteste, Brookfield Incorporações, Concal, Sig Empreendimentos Imobiliários, LO Graça Engenharia, Edson Musa Arquitetos, e a própria Tecnosolo. Sua larga experiência em obras de contenções também o credenciou a participar da elaboração da NBR 5.629 de ancoragens, em 1975, e na NB 11.682 de estabilidade de taludes entre 1982 a 1990. De forma geral, estima-se que Aldo da Cunha Rosa tenha participado diretamente em mais de 1.500 projetos de cunho privado ou público, levando-se em conta toda a carreira profissional de mais de 50 anos de atuação. Era conhecido pela sua simplicidade, humildade diante do conhecimento, e no auxílio na formação humana e pessoal de inúmeros engenheiros da prefeitura ou de empresas privadas com os quais interagiu. É notável que Aldo da Cunha Rosa foi enfático em incentivar seus filhos na busca do conhecimento e do trabalho honesto e ético, seja em prol do Brasil ou do próximo. “Uma vez ele me confidenciou, com sua simplicidade de sempre, que um dia seu nome estaria em uma rua de favela do Rio de Janeiro. Sem nenhum desmerecimento, creio que o destino lhe reservou algo bem maior que isto. Talvez sem imaginar, tenha igualmente prestado um último serviço à cidade que o acolheu”, finaliza Renato Cunha. 29 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

NOTÍCIA

SOLUÇÕES DE ENGENHARIA SEM CONSULTA TÉCNICA PODEM TRAZER PREJUÍZOS FUTUROS A alternativa escolhida para o trecho que liga as praias de Boiçucanga a Maresias pode ser considerada um equívoco do ponto de vista técnico por diversos motivos Por Dellana Wolney

A engenharia brasileira tem sido reconhecida cada vez mais pelo seu alto nível, mas o olhar técnico aprimorado em alguns assuntos muitas vezes ainda é ausente, principalmente nas tomadas de decisões em obras públicas. Um exemplo emblemático disso é o trecho da Rodovia Rio-Santos que liga as praias de Boiçucanga a Maresias, em São Sebastião, no litoral paulista. O trecho é marcado por prolongadas interdições, devido a quedas de barreiras, principalmente em períodos chuvosos. A distância de uma praia para a outra é de aproximadamente quatro quilômetros, que são percorridos por uma rodovia que sobe uma serra íngreme de até 320 metros acima do nível do mar com curvas sinuosas. Por se tratar de um percurso perigoso, muitos acidentes vitimando pessoas já foram registrados no local. Em uma análise dos prejuízos acumulados durante anos, devido a esse projeto considerado inadequado, o engenheiro, professor da USP (Universidade de São Paulo), vice-presidente da ITA (International Tunnelling and Underground Space Association) e presidente do CBT (Comitê Brasileiro de Túneis), Tarcísio Barreto Celestino fez recentemente um cálculo comparativo de custos operacionais de veículos que sobem e descem a serra com as curvas nesse trajeto de 6,4 quilômetros. De acordo com a sua análise, o trajeto seria apenas de 4,2 quilômetros, em nível, se o trecho fosse substituído por um túnel em linha reta. “Escolheu-se na época uma solução em superfície subindo a serra até a elevação de 350 metros. A solução em superfície é mais barata de ser construída, mas o que se esqueceu na época é que a população paga não somente pelo custo da construção, mas também pela sua utilização, ou seja, o custo operacional quem paga é o usuário”, explica Celestino.

MELHOR OPÇÃO O tráfego diário nesse trecho é de aproximadamente 20 mil veículos, o que em certos horários ainda provoca 30 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

congestionamentos. Desta forma, a diferença de custo operacional dos veículos com as duas concepções (túnel e solução em superfície) chega a 2,2 bilhões de dólares, ao longo dos anos, desde a abertura da rodovia há 40 anos. “Esse é o preço de uma concepção errada de engenharia, com o qual a sociedade arca por não ter sido feito na época da construção um estudo de alternativa conceitualmente sólida”, enfatiza Celestino. Ao ser questionado sobre as possíveis razões que possam ter motivado a decisão pelo trecho em rodovia, o engenheiro Tarcísio Barreto Celestino diz que não tem conhecimento dos estudos que eventualmente tenham sido feitos para esse projeto, mas ressalta que na estrada entre Santos (SP) e Paraty (RJ), por exemplo, não existe nenhum túnel. Trata-se apenas de uma estrada beirando a Serra do Mar, com um traçado difícil. “Se não existe nenhum túnel, é porque lamentavelmente na cultura da engenharia brasileira está implantado esse conceito de que uma estrada deve ser projetada de tal maneira que os cortes compensem os aterros. Trata-se de um conceito equivocado, não sei exatamente quando isso surgiu, porque no século XIX eram feitos muitos túneis nas ferrovias brasileiras, porém no século XX em vez de túneis, as ferrovias passaram a ser feitas, em sua maioria, em cortes e aterros”, comenta. Celestino justifica que o conceito é errado primeiro porque o material de corte não necessariamente serve para aterro, além disso, as consequências ambientais são terríveis e os custos operacionais, como o caso do trecho Boiçucanga-Maresias são, como ele diz, inaceitáveis. “Então, infelizmente nem acredito que tenha sido feito um estudo de consideração de um túnel nesse projeto, simplesmente se seguiu a tradição da engenharia brasileira rodoviária que em algum momento aboliu a palavra túnel, adotando o padrão de simplesmente ligar um ponto a outro por cima da serra em cortes e aterros, curvas e rampas”.

The Tokko / Flickr

Roberto Panzeri / Flickr

Imagem ilustrativa

Serra do Mar

EVOLUÇÃO

cidade de São Paulo em relação aos sistemas de transporte. Alguns achavam que a melhor saída era pintar os ônibus de vermelho ou ter ônibus de dois andares, outro sugeriu que a solução poderia ser um ‘fura-fila’”, lembra. O engenheiro explica que a solução ideal era a implantação do metrô, que hoje transporta mais de três milhões de passageiros por dia com segurança. Trata-se de um sistema confiável e economicamente viável. “Isso é uma solução de engenharia. Quando no passado outros políticos quiseram adotar, por nenhum motivo específico, outros recursos, o que se percebe é que nós pagadores de impostos, gastamos dinheiro à toa”, ressalta. Com este exemplo, Celestino acredita que a alternativa de uma ponte ligar Santos ao Guarujá é mais uma solução política, idealizando um aspecto estético. Na maquete da ponte apresentada anteriormente à decisão, o cartãopostal seria visível apenas para quem o visse há 300 metros de altura aproximadamente, ou seja, de um helicóptero. Já para os que se locomovem com carro na elevação zero, a ponte não passaria de elevados ou minhocões, um em Santos e outro no Guarujá, cada um com cerca de 1,5 km de extensão. “Essa visão global do que é uma solução de engenharia nem sempre faz parte do repertório dos políticos. A maioria enxerga parcialmente, pois não é treinada para pensar em todas as consequências, visto que essas soluções são os engenheiros que devem oferecer. Por isso, é importante que todas as associações técnicas se manifestem na sociedade, como o CBT fez em relação ao projeto Santos-Guarujá. A engenharia tem muito a fornecer para o Brasil, mesmo em baixa ultimamente. As contribuições em todas as áreas já foram expressivas, entretanto em um país carente de infraestrutura como o nosso, os esforços ainda devem ser contínuos”, finaliza o engenheiro Tarcísio Barreto Celestino.

Depois de muita insistência por parte das instituições técnicas e científicas e dos próprios profissionais da área, a inclusão de ideias e sugestões, assim como uma consultoria especializada, tem sido mais ativa, principalmente em obras públicas. Um exemplo é o projeto do Túnel Santos-Guarujá, que será construído submerso no canal do Porto de Santos. Neste caso, a engenharia contribuiu com conhecimento técnico para a decisão de utilizar esse tipo de técnica. O CBT se empenhou e conseguiu reverter um processo que poderia ser um novo erro de engenharia. Após várias audiências públicas com participação de engenheiros, arquitetos e da comunidade da região, o comitê defendeu a construção de um túnel imerso com avançada tecnologia, mostrando sob o ponto de vista técnico e social que o projeto anterior de construção de uma ponte não era adequado para o local. Para Celestino, esse tipo de atuação é muito saudável e ocorre também em outros países, em que as associações locais de túneis promovem o espaço subterrâneo, mostrando as suas vantagens e benefícios diante de outras técnicas. A atuação do CBT neste caso em especial é um exemplo, mas não único, do que deve ser feito pelo meio técnico, porque segundo ele, são os engenheiros, geólogos e demais profissionais do setor que conhecem muito mais os problemas e as soluções que a sociedade precisa neste âmbito e não necessariamente os políticos. “Neste sentido, costumo citar o exemplo de que nenhum político chega ao hospital exigindo uma solução médica para o seu problema de saúde. Então, como engenheiro, me sinto ultrajado, porque muitas vezes os políticos se sentem no direito de opinar sobre soluções de engenharia sem a formação técnica adequada para decidir a melhor solução. Historicamente vimos isso, por exemplo, na 31 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

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NOTÍCIA

3º CONCURSO IGS BRASIL DE CASOS DE OBRAS DIVULGA VENCEDORES Com 20 trabalhos escritos, evento ocorreu entre março e junho

Arquivo Marcus Campus e Carlos Panta

Por Dafne Mazaia

Obra que ficou em primeiro lugar. Os engenheiros utilizaram geocélulas preenchidas com concreto, como proteção de geomembrana, com uma técnica para não comprometer a impermeabilização

Criado em 2012 pela IGS Brasil (Associação Brasileira de Geossintéticos), o 3º Concurso IGS Brasil de Casos de Obras ocorreu entre março e junho deste ano. Realizado a cada dois anos, o evento foi idealizado para enaltecer o traba34 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

lho dos profissionais associados à IGS. Os vencedores desta edição foram anunciados no final do primeiro semestre e, como prêmio, ganharam um diploma e um convite para a apresentação de seus trabalhos durante o 6º Encontro

Arquivo Marcus Campus e Carlos Panta

O projeto dos engenheiros Marcus Campus e Carlos Panta substituiu o uso da técnica rip-rap pelas geocélulas de PEAD (Polietileno de Alta Densidade) perfuradas e texturizadas, para preservar a manta PEAD a longo prazo

Anual IGS Brasil / Geossintéticos em Pauta, que ocorreu no dia 18 de agosto. Em sua primeira edição, o concurso registrou 12 trabalhos inscritos. Desde então, o número de interessados cresceu e nesse ano houve a inscrição de 20 projetos. De acordo com a professora da Universidade Federal de Lavras, em Minas Gerais, secretária-geral da IGS Brasil e coordenadora do 3º Concurso IGS Brasil de Casos de Obras, Natália Correia, o participante precisa ter um trabalho concluído e feito em território nacional, além de apresentar características que sejam inovadoras. “Este concurso da IGS Brasil oferece prêmios a seus associados para os melhores casos de obra executados com o uso de geossintéticos. É essencial que o projeto tenha sido realizado no Brasil e que esteja concluído. A relevância na solução e inovação são aspectos fundamentais a serem apresentados à comunidade técnica”, explica. Direcionado aos profissionais e indústrias da área de geossintéticos, que utilizem esse tipo de material em obras geotécnicas, sejam rodoviárias ou ambientais, o concurso exibe os empreendimentos que estão sendo realizados no País, com o uso dos geossintéticos, conforme ressalta Correia. “Este concurso tem a importância de trazer, aos nossos associados e à comunidade técnica, informações sobre o que vem sendo realizado nas grandes obras do País com o uso de geossintéticos, agregando conhecimento, tanto em termos de novidades técnicas quanto de novos produtos existentes no mercado”, afirma.

OS PRIMEIROS COLOCADOS Durante um mês, os artigos foram avaliados pela banca examinadora, composta pelos atuais representantes regionais da IGS Brasil, como a professora da URFN (Universidade Federal do Rio Grande do Norte), Carina Costa, pelo profes35 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

O geossintético aplicado no projeto ainda é pouco difundido no Brasil e precisa de muitos estudos

sor da UnB (Universidade de Brasília), Gregório Araújo, pelo professor da UFPR (Universidade Federal do Paraná), Sidnei Teixeira e pelo professor da UFSCar (Universidade Federal de São Carlos), Paulo Maia, todos representando as cinco regiões do Brasil. Ao longo da avaliação foram examinados aspectos como originalidade do projeto, relevância do uso de geossintéticos no contexto da obra, desafios das condições geotécnicas e/ ou ambientais, as inovações na concepção ou no emprego de geossintéticos no empreendimento, o grau de dificuldade da solução, a clareza em relação à descrição do projeto e da utilização dos geossintéticos, assim como a qualidade do texto do artigo, entre outros pontos. Os vencedores desta edição foram os engenheiros da empresa TDM Brasil, Marcus Vinícius Weber de Campus e Carlos Antônio Centurión Panta conquistaram o primeiro lugar. A segunda colocação ficou com os profissionais da empresa Huesker: a engenheira Emília Andrade, ao lado do coordenador técnico, Eduardo Andrade Guanaes, com o consultor técnico José Carlos Vertematti. O professor da UFRN, Fagner França e o professor da Escola Politécnica da USP (Universidade de São Paulo), José Orlando Avesani Neto, ao lado do engenheiro Vinícius Rocha, ocuparam o terceiro lugar.

TRABALHOS VENCEDORES Marcus Vinícius Weber de Campus e Carlos Antônio Centurión Panta apresentaram o uso de geocélulas preenchidas com concreto, como proteção de geomembrana, compondo a face de uma barragem, com uma técnica para não comprometer o sistema de impermeabilização, que além de reduzir custos, também é de fácil aplicação. “Esse projeto usou geossintéticos especificamente na barragem do reservatório, construída com solo areno-siltoso compactado e

Créditos: Arquivo Emília Andrade, Eduardo Andrade Guanaes e José Carlos Vertematti

Projeto que ficou em segundo lugar no concurso, desenvolvido pelos profissionais Emília Andrade, Eduardo Andrade Guanaes e José Carlos Vertematti

estruturado em taludes de 2H:1V (medida de inclinação) a montante. Inicialmente, a proteção superficial desta barragem estava planejada em rip-rap (técnica para estabilização de taludes e contenção de encostas, com o propósito de estabelecer o equilíbrio da encosta por meio de seu próprio peso), colocado diretamente sobre uma geomembrana de impermeabilização em PEAD (Polietileno de Alta Densidade)”, explica Campus. Ele acrescenta que o uso do rip-rap poderia provocar danos e os engenheiros deveriam procurar uma solução que possibilitasse a preservação da manta PEAD. “Para evitar os prejuízos que ocasionaria a colocação do rip-rap sobre a geomembrana PEAD e a escassez de rocha na região, a equipe de engenharia foi obrigada a buscar alternativas de proteção que garantissem a integridade da manta PEAD a longo prazo”, conta. A alternativa escolhida pelos especialistas deveria ser resistente, de fácil execução e que não comprometesse a impermeabilização. “Dentre as opções como concreto reforçado com aço, sacos preenchidos com solo cimento e o próprio rip-rap, foi a opção com geossintéticos, constituída por geocélulas de PEAD perfuradas e texturizadas, que se mostrou mais econômica, simples e rápida, cumprindo todos os requisitos exigidos pela construtora da obra”, informa. Campus revela que o geossintético aplicado é pouco difundido no Brasil e que precisa ainda de muita pesquisa. Devido a esses fatores, o projeto foi um desafio e uma solução inovadora. “Mesmo sendo um material com um potencial muito grande pela ampla quantidade de soluções que ela aporta, precisa ainda de muita pesquisa e desenvolvimen36 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

to. Por esse motivo, conseguir o aceite do nosso cliente e mostrar que a nossa proposta era tecnicamente válida e economicamente viável foi um desafio que envolveu muita engenharia e tempo. A importância regional do projeto hidroelétrico e o risco inerente a esse tipo de estruturas, tornaram essa aplicação com geossintéticos responsável por garantir a integridade de uma estrutura da magnitude de uma barragem ainda acima das soluções convencionalmente usadas”, declara. Emília Andrade, Eduardo Andrade Guanaes e José Carlos Vertematti exibiram o alteamento de células de rejeitos compostos por cinzas oriundas da queima do carvão, com o uso de geofôrmas lineares de geotêxtil tecido. Como se trata de um resíduo seco e de manipulação complexa, além da ausência de parâmetros de métodos de dimensionamento foi necessário realizar testes de campo e estudos nesse caso. Segundo Emília Andrade, poderiam ser construídos diques, mas a aplicação dos geossintéticos foi vista como mais eficaz. “Este alteamento poderia ser realizado com a construção de diques sobre a superfície do depósito existente, porém o uso de geofôrmas lineares foi proposto como um método mais seguro, menos custoso e mais rápido para a execução desta ampliação”, assegura. A engenheira acrescenta que após os testes foi realizada a construção de um dique perimetral em duas etapas, formado por geofôrmas preenchidas hidraulicamente, misturado com cinzas e águas, totalizando uma altura de 3 metros. “A primeira etapa foi realizada com a aplicação de 24 geofôrmas com 22 m de perímetro e 30 m de comprimento, atingindo uma altura de 2 m. Após a consolidação desta

Créditos: Arquivo Emília Andrade, Eduardo Andrade Guanaes e José Carlos Vertematti

A obra utilizou geofôrmas lineares de geotêxtil tecido

37 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Arquivo Fagner França, José Orlando Avesani Neto e Vinícius Rocha

A aplicação é inédita no Brasil e possui benefícios, como menor tempo de obra e simplicidade na execução

Terceira colocada no concurso, obra utilizou geogrelha e chumbadores metálicos para a estabilização do talude natural

Arquivo Fagner França, José Orlando Avesani Neto e Vinícius Rocha

primeira camada, numa segunda etapa foram usadas 24 geofôrmas menores, com 5 m de perímetro, 30 m de comprimento e 1 m de altura, finalizando a altura requerida total de 3 m do dique”, explica. A aplicação, além de inédita no Brasil, possui vantagens em relação às soluções habituais, como menor tempo de obra, facilidade na execução e uso do próprio rejeito como material de construção. Fagner França, José Orlando Avesani Neto e Vinícius Rocha apresentaram a construção de um aterro reforçado com geogrelha, associado ao uso de chumbadores para estabilização do talude natural. O procedimento resultou na recuperação e ganho de área do terreno acima da estrutura, que antes havia sido perdida em escorregamentos. Os chumbadores metálicos foram ligados às geogrelhas na estrutura da contenção. França explica que a estrutura foi construída em uma residência que havia sido erigida sobre uma falésia de cerca de 50 m de altura, com problemas de estabilidade. As estruturas de contenção anteriores à execução da obra não resistiram e desmancharam em um curto período e era preciso aplicar uma alternativa adequada. “Isso foi conseguido com o reforço do trecho superior desse desnível com uma estrutura de contenção composta pela associação de duas técnicas: solo grampeado e reforço com geogrelhas. O talude natural foi estabilizado por meio da inclusão de 315 chumbadores, com 9 m e 12 m de comprimento e 100 mm de diâmetro. Em seguida, foi promovida uma ampliação do terreno com a construção de um muro de solo reforçado com geogrelhas uniaxiais de poliéster, utilizando o faceamento com o sistema Lock and Load®”, relata. A obra levou cinco meses para ser finalizada e proporcionou o ganho de uma área de aproximadamente 300 m² de terreno na parte superior do talude. Entre os diferenciais desse projeto destacam-se a associação com o solo grampeado, que mostra a versatilidade do reforço com os geossintéticos; a conexão de chumbadores metálicos às geogrelhas, empregadas como reforço na estrutura da contenção, além da adaptabilidade da técnica a uma geometria arrojada, assim como a utilização do solo da região, como esclarece França. “As vantagens advindas do uso do solo local também ganharam destaque, resultando em menores custos construtivos. Por fim, devido à grande visibilidade da obra na orla, ela mostrou-se uma oportunidade bastante interessante de ilustrar o potencial de aplica-

Procedimento conseguiu recuperar e ganhar a área do terreno acima da estrutura, que havia sido perdida em escorregamentos anteriores

ção dos geossintéticos com a função de reforço e impulsionar sua utilização”, ressalta. O concurso que ajuda a reconhecer os trabalhos que estão sendo realizados no campo de geossintéticos no Brasil faz parte da agenda IGS, que pretende continuar sua organização nos próximos anos, com uma nova edição prevista para 2018. Além dele, o órgão também visa promover o Prêmio IGS Brasil de Fotografia e o Prêmio Estudante, de teses e dissertações.

ARTIGO

MÉTODOS DIRETOS PARA CÁLCULO DE CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS – MICROESTACAS Felipe Vianna Amaral de Souza Cruz Engenheiro Civil, Rio de Janeiro (RJ) GeoEstática Consultoria e Engenharia felipesouzacruz@hotmail.com Carlos Eduardo Bottino Engenheiro Civil, Rio de Janeiro (RJ) bottino.eng@gmail.com Arthur Santos Coelho Engenheiro Civil, Rio de Janeiro (RJ) arthursantoscoelho@hotmail.com

RESUMO A Microestaca Arcos é um tipo de fundação caracterizada pela cravação à percussão de tubos especiais de aço, que conta com o auxílio de um micro bate-estacas elétrico e posterior injeção de calda de cimento sob pressão. Com esse método de execução, a Microestaca Arcos possui características de estacas cravadas e de estacas moldadas “in loco”. Assim como em todas as fundações profundas, a Microestaca Arcos, a depender do local e tipo de solo encontrado, pode ser dimensionada por pelo menos cinco métodos consagrados na engenharia para estacas cravadas (Décourt, P. P. Velloso, Urbano, Aoki e Alberto Teixeira), com diâmetro acabado de 12 cm a 15 cm a depender do tamanho da ponteira utilizada (escolha do projetista, quanto menor a área, menor o custo final). Cada método de dimensionamento será mais ou 38 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

menos apropriado a depender do tipo de solo e região e até mesmo a média dos cinco métodos pode ser utilizada, pois este resultado estará em favor da segurança. Serão demonstrados os resultados dos dimensionamentos realizados pelos cinco métodos supracitados e correlacionados com os resultados dos ensaios de prova de carga estática realizados pelo método convencional, com o intuito de demonstrar qual melhor método se aplica a cada caso. A microestaca é uma solução de fundação ideal para obras que tenham dificuldade de acesso, edificações preexistentes, obras embaixo de tubulações, restaurações, aumento de carga para um determinado uso específico entre outros. Palavras-Chave: Prova de Carga Estática, Microestaca, Fundações Especiais, Dimensionamento, Controle de Desempenho de Fundações.

INTRODUÇÃO A engenharia brasileira está se deparando com uma crescente reutilização de suas edificações, o que era bom dez anos atrás, não é mais aceitável hoje. Nesse direcionamento foi desenvolvida na década de 1980, pelo engenheiro civil e fundador da empresa Arcos Engenharia de Solos, Pedro Elísio da Silva, a partir das dificuldades encontradas na execução de um reforço de fundação de um prédio na cidade de Belo Horizonte, a Microestaca Arcos, como sendo um tipo de fundação caracterizada pela cravação à percussão de tubos especiais de aço, que conta com o auxílio de um micro bate-estacas elétrico e posterior injeção de calda de cimento sob pressão. O processo preenche internamente a estaca, ao mesmo tempo em que realiza o recobrimento externo de baixo para cima, criando uma aderência solo-estaca e protegendo o elemento de fundação contra corrosões. A microestaca é uma solução de fundação ideal para obras com dificuldade de acesso, obras dentro de edificações preexistentes, embaixo de tubulações, restaurações, aumento de carga para um determinado uso específico. Também pode ser utilizada em obras que onde não há espaço para acesso ou deslocamento de perfuratrizes de estacas raiz ou estacas do tipo hélice contínua. O processo foi aprimorado com melhorias no equipamento de cravação, sistema de injeção e emendas dos tu-

bos sem solda, tornando a execução mais rápida, eﬁcaz, técnica e economicamente viável. Atualmente, a microestaca é utilizada como reforço e como elemento de fundação. Com esse método executivo, ela possui características de estacas cravadas e de estacas moldadas “in loco”. Assim como em todas as fundações profundas, a Microestaca Arcos a depender do local e tipo de solo encontrado, pode ser dimensionada por pelo menos cinco métodos já consagrados para estacas cravadas (Décourt, P. P. Velloso, Urbano, Aoki e Alberto Teixeira), com diâmetro acabado de 12 cm a 15 cm a depender do tamanho da ponteira utilizada (escolha do projetista: quanto menor a área, menor o custo final). Cada método de dimensionamento será mais ou menos apropriado a depender do tipo de solo e região e até mesmo a média dos cinco métodos pode ser utilizada como dimensionamento, pois o resultado estará em favor da segurança. Serão apresentados neste artigo os métodos de dimensionamento supracitados e qual deles é mais apropriado em alguns casos de obra, através do ensaio de prova de carga estática realizado pelo método convencional.

1 MICROESTACA DO TIPO ARCOS 1.1 Histórico Desenvolvida na década de 1980, pelo engenheiro civil e fundador da empresa Arcos Engenharia de Solos, Pedro Elísio da Silva, a partir das dificuldades encontradas na execução de um reforço de fundação de um prédio na cidade de Belo Horizonte, a Microestaca Arcos, como sendo um tipo de fundação caracterizada pela cravação à percussão de tubos especiais de aço, conta com o auxílio de um micro bate- estacas elétrico e posterior injeção de calda de cimento sob pressão, como pode ser visto nas imagens 1 e 2. A primeira obra executada em microestaca, do tipo Arcos, exigiu criatividade emergencial, uma vez que a fundação em paraboloide havia sido descalçada devido ao rompimento de uma tubulação de água em um local próximo, onde a estrutura já apresentava trincas 39 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Figura 1 – Detalhe esquemático da execução da microestaca

Foto 1 – Detalhe da microestaca após a injeção de calda

geradas pelo recalque diferencial. O pé-direito baixo da garagem impedia a utilização das máquinas usuais no processo de reforço de fundação. Como solução foi utilizado um sistema de cravação com catraca manual presa ao pilar, no qual o paraboloide foi previamente perfurado para que as microestacas penetrassem através dele até atingirem o limite impérvio da sondagem. Foram usados tubos vazados de aço, de 2 ½ polegadas de diâmetro, soldados um a um, e o reforço de fundação fez com que os problemas fossem imediatamente sanados. Como a estaca é cravada à percussão para em seguida ser injetada, são obtidos com isto diversos benefícios sobre outros tipos de fundações como o deslocamento no solo horizontal rápido que solicita um atrito lateral proporcional ao valor do empuxo passivo, que é um resultado máximo de pressão de terra, por ser cravada como elemento pré-moldado. Inclusive é possível notar um aumento do atrito lateral, já que o preenchimento da lacuna entre a estaca cravada e o solo é feito imediatamente sem permitir o deslocamento à posição horizontal inicial. O tubo não é recuperado e passa a fazer parte integrante da estaca como elemento estrutural, aumentando a resistência da peça, garantindo a integridade do fuste e permitindo total controle sobre a injeção da nata de cimento. Além disso,

há a vantagem da elevada capacidade de carga considerando seu pequeno diâmetro (estacas com diâmetro acabado de 15 cm possuem uma capacidade de até 40 tf ). Devido aos seus apoios reguláveis telescópicos, a microestaca é utilizada em locais de difícil acesso, inclusive em locais com pé-direito chegando a 1,90 m. A execução não é limitada pela presença do nível d’água no terreno, pois pode ser executada abaixo do lençol freático, suportando carga à tração e ser inclinada em grande variação angular podendo ser utilizada como tirante.

2 MÉTODOS DIRETOS PARA CÁLCULOS DA MICROESTACA 2.1 Formulação teórica da capacidade de carga Segundo (MAGALHÃES, 2010), por meio de observações do comportamento de fundações rasas, várias teorias foram criadas para se tentar determinar a capacidade de carga de fundações profundas (CASTELLO, 1979). Os primeiros trabalhos teóricos para previsão da capacidade de carga admissível foram apresentados por (CAQUOT, 1934) e (BUISMAN, 1935), seguido por (TERZAGHI, 1943), (MEYERHORF, 1951) e outros como (DÉCOURT et al., 1996). Cada um destes autores assumiu um

modelo de ruptura para ser utilizado na análise teórica da capacidade de carga (DÉCOURT et al., 1998). A solução para a determinação da capacidade de carga apresentada por Terzaghi em 1943 dizia que, para que ocorresse a ruptura do solo na cota de apoio da estaca o solo precisaria se deslocar para baixo, para cima ou para os lados. Peck e Terzaghi consideram que o estado de tensões na base de uma estaca cravada é bastante complexo e se referem às experiências em modelos de grandes dimensões realizadas por (VESIC, 1963), (Kérisel, 1961), (Kérisel e Adam, 1962) e (Velloso e Lopez, 2002). Meyerhof foi um dos pesquisadores que mais contribuiu com os estudos da capacidade de carga das fundações. Ele abordou a capacidade de carga de fundações com base na teoria da plasticidade dos solos e fez referência ao uso do SPT (Standard Peneration Test). A capacidade de carga, Qp é definida pela soma das resistências máximas suportadas pela ponta Qp e pelo atrito lateral Ql:

Figura 2 – Esforços de reação de uma estaca carregada

Figura 3 – Esforços de atrito lateral e ponta estimados numa estaca

FÓRMULA_1 Qu = Qp + Ql

2.2 Resistência de ponta Segundo Vesic (1972), a resistência do solo é o único contribuinte para a determinação da capacidade de carga de ponta (VELLOSO e LOPEZ, 2002). A resistência de ponta, Qp é definida pelo produto da capacidade de carga unitária, Qp, da camada de solo na cota de apoio da estaca, pela área da seção transversal de sua ponta Ap: FÓRMULA_2 Qp = qp . Ap Sendo para um solo homogêneo: FÓRMULA_3 Onde: γ: peso específico total do solo B: menor dimensão da fundação (no caso de estacas circulares B é o diâmetro da estaca) Cs: coesão do solo de apoio Lc: profundidade entre a superfície do 40 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

terreno e o nível da ponta da estaca Sc, Sγ e Sq: fatores de correção quanto à forma da fundação e Nc, Nγ e Nq: são os fatores de capacidade de carga. A estaca trabalhará especialmente por atrito de ponta quando o fuste da estaca atravessa camadas de solos com baixa ou quase nenhuma resistência e se apoiam em camadas rígidas com alta capacidade de carga. As estacas cravadas são geralmente dimensionadas como estacas de ponta pelo fato de o processo de cravação fazer geralmente diminuir drasticamente a resistência lateral mobilizável. Esta noção não é encarada de modo consensual por projetistas e fabricantes (PEDRO, 2007). A capacidade de carga depende também do ângulo de atrito interno ‘φ” do solo e pelo fato de existirem diversos fatores de influência, obtém-se vários resultados que tentam estimar a mesma grandeza. Devido às diversas teorias existentes, juntamente com os inúmeros resultados de ensaios de cam-

po e laboratório, percebe-se que as estimativas para capacidade de carga, levando-se em consideração os cálculos a partir de fórmulas semi-empíricas são muitas com resultados discrepantes. Abaixo na ilustração da figura 2 é possível obsevar os esforços de reação de uma estaca carregada.

2.3 Resistência de atrito lateral O atrito lateral que ocorre ao longo do fuste da fundação em contato com o solo depende não somente da resistência ao cisalhamento do solo, mas também do histórico de tensões ao qual o solo esteve submetido e em particular da relação de sobre-adensamento (DÉCOURT et al., 1998). O atrito e a adesão entre o fuste da estaca e o solo desenvolvem uma força resistiva Ql, também conhecida como carga lateral e definida como: FÓRMULA_4 rl = ql . Al Onde:

ql: Tensão de ruptura unitária por atrito lateral; Al: Área lateral da estaca. Em geral, a tensão de ruptura lateral é determinada por:

Esses métodos de previsão da capacidade de carga determinam a resistência lateral e de ponta e, juntamente, com seus respectivos coeficientes de segurança, a carga admissível. A área lateral da estaca é dada por:

FÓRMULA_5 Ql = ca + σh . tgδ Onde: ca: Aderência entre a estaca e o solo; σh: Tensão horizontal média na superfície lateral da estaca na ruptura; δ: Ângulo de atrito entre a estaca e o solo. A tensão de ruptura lateral ao longo do fuste é de difícil avaliação (LAMBE e WHITMAN, 1969). A mobilização da estaca em ambas as partes de atrito, de ponta e lateral, propicia à estaca uma capacidade de carga maior do que quando submetida a apenas uma das partes de atrito, como ilustrado na figura 3.

2.4 Métodos semi-empíricos que utilizam SPT Segundo (MAGALHÃES, 2010), no Brasil, o uso da sondagem por percussão SPT é sem dúvida a investigação geotécnica mais difundida e realizada. A engenharia de fundações correntes no Brasil pode ser descrita como a geotecnia do SPT. Por este motivo, os profissionais de fundações se preocuparam em desenvolver métodos de cálculo da capacidade de carga que utilizam SPT (VELLOSO e LOPES, 2002). Os métodos semi-empíricos são baseados em correlações empíricas com resultados de ensaios “in loco”. Meyerhof (1956) publicou seu primeiro trabalho e, possivelmente, foi o primeiro pesquisador a desenvolver um método semi-empírico para estimar a capacidade de carga de estacas utilizando o SPT (VELLOSO e LOPES, 2002). No Brasil, o primeiro método de estimativa da capacidade de carga de estacas foi proposto por Aoki e Velloso (1975). Neste trabalho serão adotados além do método Aoki-Velloso (1975), o método de Décourt-Quaresma (1978), o método de Pedro Paulo Costa Veloso (1979), o de Alberto Henriques Teixeira (1996) e o método de Urbano Rodriguez Alonso (1996), bastante utilizados no Brasil. 41 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

FÓRMULA_6 Al = Σp . ∆l onde: p: Perímetro da seção transversal do fuste da estaca; ∆l: Trecho onde se admite ql constante; ql e qp: Parâmetros que diferenciam os métodos semi-empíricos que serão abordados neste artigo. Os métodos semi-empíricos apresentados a seguir serão utilizados para estimar a capacidade de carga das Microestacas Arcos cravadas em diferentes tipos de solo.

2.5 Métodos Aoki-Veloso (1975) Aoki e Velloso (1975) apresentaram o método de estimativa da capacidade de carga de estacas. O método prevê o uso de diferentes seções e execuções. Através deste método foi possível analisar os diferentes tipos de estacas em solos diversos com vários tipos de execuções. Aoki e Velloso desenvolveram essa metodologia para que fosse usada a partir de dados colhidos em investigações do solo por SPT ou CPT (Cone Penetration Test). Neste trabalho serão utilizados dados colhidos em sondagens à percussão SPT. A capacidade de carga do solo “Qpu” na cota de apoio da estaca é dada por: FÓRMULA_7 Qpu = (Sp/ F1) . k. Np e o atrito lateral ql entre a estaca e o solo é definido como: FÓRMULA_8 Qlu = fs / F2 FÓRMULA_9 fs = α . k . Nl FÓRMULA_10 Qlu= (p/ F2) . Σ ( α . k . Nl) Onde: Qpu: A resistência de ponta unitária medida no ensaio de SPT

Fs: resistência lateral unitária F1e F2: São os coeficientes de correção que levam em consideração o tipo de estaca e o efeito de escala entre a estaca. Existe uma correlação entre os valores obtidos por CPT e SPT. Aoki e Velloso (1975) estimaram uma relação que a partir de dados obtidos por SPT ou CPT, ambos pudessem ser utilizados no mesmo método. O ensaio por SPT é muito comum nas investigações do solo. Por este motivo, muitos processos foram desenvolvidos ao longo dos anos proporcionando uma maior diversificação de ensaios com a possibilidade de melhores opções de viabilidade. Obtém-se a expressão utilizada para resultados em SPT: FÓRMULA_11 FÓRMULA_12 e

Onde: Np: Índice de resistência à penetração na cota de apoio da fundação. Nl: índice de resistência à penetração ao longo do fuste da estaca, obtidos a partir do SPT. α : Atrito do cone com a tensão de ponta. K: Coeficiente em função do tipo de solo correlacionado entre o ensaio de CPT e SPT. Segundo Aoki e Velloso (1975) o método proposto fora desenvolvido com a intenção de trabalhar com tipos de estacas limitadas como as estacas tipo Franki, metálicas e pré- fabricadas. Posteriormente, o método foi estendido para outros tipos de estacas, como por exemplo as escavadas com lama bentonítica. Os coeficientes de proporcionalidade propostos por Aoki e Velloso (1975), Danziger (1982), Laprovitera (1988) e Monteiro (1997) são apresentados nas Tabelas 1 e 2. Os valores de k e α estão apresentados na Tabela 3. Para o cálculo da capacidade de carga Qu de estacas isoladas, Aoki e Velloso (1975) estimaram pelo método semi- empírico a expressão:

Onde: p: Perímetro da seção transversal do fuste da estaca ∆l: Trecho onde se admite ql constante. Para carga admissível, segundo Aoki e Velloso:

FÓRMULA_14 Laprovitera (1988) e Benegas (1993) avaliaram o método de Aoki-Velloso através de dados obtidos em provas de carga e publicaram os resultados para valores de k e α acrescentados na tabela 4 ao lado.

Tabela 1 – Valores de F1 e F2

Tabela 2 – Valores de F1 e F2 (Aoki e Velloso, 1975; Velloso et al., 1978)

Monteiro (1997) estabeleceu correlações diferentes para k e α, mostrado na Tabela 5.

2.6 Método (DÉCOURTQUARESMA, 1978, 1982) Décourt e Quaresma apresentam um método de previsão da capacidade de carga do sistema estaca-solo a partir dos dados fornecidos por sondagens de reconhecimento à percussão SPT. Eles apresentaram o método de estimativa de capacidade de carga de estacas a partir do SPT ao 6° congresso Brasileiro (Velloso e Lopez, 2002). O método Décourt e Quaresma (1978) tem como característica o dimensionamento da capacidade de carga e de ponta separadamente. Através dos números de golpes apresentado no projeto de ensaio por SPT e o tipo de solo, define-se a resistência de ponta Qpu, que é dada pela expressão: FÓRMULA_15 Qpu = C. Npm Onde: Npm: Média aritmética dos valores de SPT a cota de apoio da estaca; C: Coeficiente relacionado ao tipo de solo obtidos na Tabela 6. A tabela 7 a seguir apresenta os valores de resistência lateral do fuste segundo (Décourt e Quaresma, 1978). Décourt e Quaresma (1982) aperfeiçoaram o método citado acima. A expressão para resistência lateral é modificada e passa a ser obtida por: FÓRMULA_16 Qlu= 10. (Nl/ 3 + 1) Onde: Nl: Valor médio dos valores de SPT ao longo do fuste da estaca.

Tabela 3 – Coeficientes k e α (Aoki-Velloso, 1975) 42 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Segundo os principais autores, os valores de SPT menores que 3 devem ser considerados como 3 e os valores de SPT acima devem ser considerados até no máximo 50, acima desse valor também considerar 50. Portanto, a capacidade de carga Qu de uma fundação composta por apenas uma estaca é estimada pela fórmula semi-empírica de Décourt e Quaresma (1978,1982) a seguir:

Onde: C = Coeficiente para resistência de ponta em função do tipo de solo (Tabela 6); Npm = Valor médio do NSPT na ponta da estaca, o imediatamente anterior e o imediatamente posterior; AP = Área da ponta da estaca; Al = Área do fuste da estaca; Nl = Valor médio do NSPT ao longo do fuste da estaca. Décourt, em 1996 acrescentou coeficientes “α” e “β” na fórmula de capacidade de carga. A finalidade da inclusão destes dados foi estender o método para que outros tipos de fundações pudessem ser dimensionados. Inicialmente o método de Décourt se aplicava apenas a estacas de deslocamento. Os coeficientes adotados pelo autor estão dispostos na Tabela 8. A expressão também fora modificada acrescentando-se os novos dados e, segundo Décourt, a fórmula pode ser expressa como:

Tabela 4 – Coeficientes k e α (LAPROVITERA, 1988)

FÓRMULA_18

2.7 Método Pedro Paulo Costa Velloso (1979) No método de Pedro Paulo Costa Velloso (1979), o problema da estimativa do comprimento de fundações profundas com base em sondagens de reconhecimento à percussão. Para capacidade de carga Qu de um elemento isolado da fundação é estimada pela fórmula semi-empírica de Pedro Paulo Costa Velloso (1979) a seguir:

Tabela 5 – Coeficientes k e α (MONTEIRO, 1997)

FÓRMULA_19 Qu = Qlu + Qpu Onde: Qu: Capacidade de carga da relação solo/estaca; Qlu: Capacidade de carga lateral da estaca cravada; Qpu: Capacidade de carga de ponta da estaca. O valor da carga admissível da estaca é: 43 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Tabela 6 – Valores de C (DÉCOURT-QUARESMA, 1978)

Qadm: Carga admissível da estaca isolada cravada. 2,5: Coeficiente de segurança definido pelo autor.

Velloso (1979) definiu para capacidade de carga lateral ao longo da estaca e capacidade de carga de ponta, pelas seguintes expressões, respectivamente:

e FÓRMULA_22 Onde: αl: Correlação do atrito de ponta; αp: Correlação do atrito lateral da estaca ao longo do seu comprimento; λl: Correlação para compressão ou tração conforme solicitação lateral; λp: Correlação para compressão ou tração conforme solicitação de ponta; p: Perímetro da estaca. Segundo o método de Pedro Paulo Costa Velloso (1979), temos que considerar:

Tabela 7 – Valores de N1 – Resistência Lateral – (DÉCOURT- QUARESMA, 1978)

Tabela 8 – Valores de α e β em função do tipo de estaca e do tipo de solo (Décourt, 1996)

a) β = 1,016 - 0,016; b) dp/dc onde dc = diâmetro do cone holandês = 3,6 cm; c) (Cp . N)acima = Média dos valores qp calculada num intervalo de oito vezes o diâmetro da estaca, acima da ponta da estaca; d) (Cp . N) abaixo = Média dos valores calculada num intervalo de 3,5 vezes o diâmetro da estaca, abaixo da ponta da estaca; e) Utilizar 40 quando N (SPT) for superior a 40. Dessa forma, as tabelas 9, 10 e 11 apresentam parâmetros de ponta e lateral do fuste com relação ao tipo de estaca, aos esforços de compressão e tração e ao tipo de solo. As abreviaturas dos tipos solos terão as seguintes referências: ARGS: Argila siltosa; ARGA: Argila arenosa; SAG: Silte argiloso; SAR: Silte arenoso; AREA: Areia argilosa; ARS: Areia siltosa; ARP: Areia com pedregulhos.

Tabela 9 – Correlação de ponta e lateral com os tipos de estacas, αl e αp

2.8 Método Alberto Henriques Teixeira (1996) Para capacidade de carga Qu de um elemento isolado da fundação é estimada pela fórmula semi-empírica de Alberto Henriques Teixeira (1996) a seguir:

Tabela 10 – Correlação de ponta e lateral em relação à solicitação de esforços de tração ou compressão

44 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Onde: Qu: Capacidade de carga da relação solo/estaca; Qlu: Capacidade de carga lateral da estaca cravada; Qpu: Capacidade de carga de ponta da estaca. O valor da carga admissível relacionado ao coeficiente de segurança para estacas cravadas pode ser expresso da seguinte forma:

Tabela 11 – Parâmetros de atrito lateral e ponta

Onde: Qadm: Carga admissível da estaca isolada cravada; 2,0: Valor do coeficiente de segurança para estacas cravadas definido pelo autor. Alberto Henriques Teixeira (1996) determinou para capacidade de carga lateral ao longo da estaca e capacidade de carga de ponta, as seguintes fórmulas:

Onde: p: Perímetro da estaca; Ap: Área de ponta da estaca; Σ N: Somatório dos valores de N ao longo da estaca; α ε β: Parâmetros correlacionados à capacidade de carga dos variados tipos de solo, ver tabela 12. Segundo o método de Alberto Henriques Teixeira considerar: a) (α . N) acima = média dos valores qp calculada num intervalo de 4 vezes o diâmetro da estaca, acima da ponta da estaca; b) (α . N) abaixo = média dos valores calculada num intervalo de 1 vezes o diâmetro da estaca, abaixo da ponta da estaca; c) Utilizar 40 quando N (SPT ) for superior a 40 e 4 quando inferior a 4. As abreviaturas dos tipos solos terão as seguintes referências: 45 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Tabela 12 – Valores de α, β

ARGS: Argila siltosa; ARGA: Argila arenosa; SAG: Silte argiloso; SAR: Silte arenoso; AREA: Areia argilosa; ARS: Areia siltosa; ARP: Areia com pedregulhos.

ça para estacas cravadas é expresso como:

2.9 Método Urbano Rodrigues Alonso (1996) Para capacidade de carga Qu de um elemento isolado da fundação é estimada pela fórmula semi-empírica de Urbano Rodrigues Alonso (1996) a seguir: Qu = Qlu + Qpu Onde: Qu: Capacidade de carga da relação solo/estaca; Qlu: Capacidade de carga lateral da estaca cravada; Qpu: Capacidade de carga de ponta da estaca. O valor da carga admissível relacionado ao coeficiente de seguran-

Onde: Qu: Capacidade de carga da relação solo/estaca; Qadm: Carga admissível; Qlu: Capacidade de carga lateral da estaca; 2,0: Coeficiente de segurança a ser aplicado à capacidade de carga total; 0,8: Coeficiente de segurança a ser aplicado à capacidade de carga lateral. Segundo o autor Urbano Rodriguez Alonso (1996), considerar o resultado de menor valor encontrado entre as fórmulas acima para carga admissível. Urbano Rodriguez Alonso (1996) determinou para capacidade de carga lateral ao longo da estaca e capacidade de carga de ponta as seguintes fórmulas:

Onde: p: Perímetro da estaca, Ap: área de ponta da estaca, Σ N: Somatório dos valores de N ao longo da estaca; α ε β: Parâmetros correlacionados à capacidade de carga dos variados tipos de solo (ver tabela 13). Segundo o método de Urbano Rodriguez Alonso (1996) considerar: a) (α . N) acima = Média dos valores qp calculada num intervalo de oito vezes o diâmetro da estaca acima da ponta da estaca; b) (α . N) abaixo = Média dos valores calculada num intervalo de três vezes o diâmetro da estaca abaixo da ponta da estaca; c) Utilizar 40 quando N (SPT) for superior a 40. Note-se que agora h1 e h2 são as espessuras das camadas mais resistentes e menos resistentes, respectivamente, e fu1 e fu2 são os atritos correspondentes.

Tabela 13 – Valores de αl e β

3 RESULTADOS DE CAMPO Neste artigo foram analisados dois resultados de campo em diferentes localidades e verificado com qual método cada resultado mais se assemelha.

3.1 Análise de resultados de ensaios em Belo Horizonte (MG) O ensaio de prova de carga estática, realizado pelo o método convencional com a utilização de estacas e tirantes de reação foi realizado numa Microestaca do tipo Arcos com 3” de diâmetro e 12,60 m de comprimento. A interação solo estaca se deu conforme exemplificado na Figura 4. A prova de carga estática foi realizada com o processo de carregamento rápido, conforme item 3.5.3 da norma NBR 12.131 (Estacas – Prova de Carga Estática – Método de Ensaio). A Tabela 14, apresentada abaixo resume os principais re46 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Figura 4 – Sondagem referente ao ensaio de BH (MG)

sultados obtidos na prova de carga estática executada. A Figura 5 apresenta o gráfico da carga x recalque do ensaio de prova de carga estática realizado na microestaca supracitada.

3.2 Análise de resultados de ensaios em Macaé (RJ) O ensaio de prova de carga estática realizado com o método convencional, com a utilização de estacas + tirantes de reação foi realizado numa Microestaca do tipo Arcos com 3” de diâmetro e 15,02 m de comprimento.

A figura 6 apresenta a sondagem utilizada para o dimensionamento dessa microestaca. A prova de carga estática foi realizada com o processo de carregamento rápido, conforme item 3.5.3 da norma NBR 12.131 (Estacas – Prova de Carga Estática – Método de Ensaio). A Tabela 15, apresentada abaixo, resume os principais resultados obtidos na prova de carga estática executada. A Figura 7 apresenta o gráfico carga x recalque do ensaio de prova de carga estática realizado na microestaca supracitada.

3.3 Análise de resultados de ensaios em Betim (MG) O ensaio de prova de carga estática, realizado com o método convencional, com a utilização de estacas + tirantes de reação foi realizado numa Microestaca do tipo Arcos com 3” de diâmetro e 15,45 m de comprimento. A Figura 8 apresenta a sondagem utilizada para o dimensionamento dessa microestaca. A prova de carga estática foi realizada com o processo de carregamento rápido, conforme item 3.5.3 da norma NBR 12.131 (Estacas – Prova de Carga Estática – Método de Ensaio). A Tabela 16 apresentada abaixo resume os principais resultados obtidos na prova de carga estática executada. A Figura 9 apresenta o gráfico carga x recalque do ensaio de prova de carga estática realizado na microestaca supracitada.

3.4 Análise de resultados de ensaios em Conselheiro Lafaiete (MG)

Tabela 14 – Resultados obtidos no ensaio de PCE

Figura 5 – Gráfico carga x recalque da microestaca analisada em BH (MG)

O ensaio de prova de carga estática realizado com o método convencional, com a utilização de estacas + tirantes de reação foi realizado numa microestaca do tipo Arcos com 3” de diâmetro e 11,52 m de comprimento. A Figura 10 apresenta a sondagem utilizada para o dimensionamento dessa microestaca. A prova de carga estática foi realizada com o processo de carregamento rápido, conforme item 3.5.3 da norma NBR 12.131 (Estacas – Prova de Carga Estática – Método de Ensaio). A Tabela 17 apresentada abaixo resume os principais resultados obtidos na prova de carga estática executada. A Figura 11 apresenta o gráfico da carga x recalque do ensaio de prova de carga estática realizado na microestaca supracitada.

3.5 Análise de ruptura de provas de carga em estaca

Figura 6 – Sondagem referente ao ensaio de Macaé (RJ)

Existem três formas de classificar a ruptura em provas de carga estática de estacas, são elas: ruptura nítida, ruptura física e ruptura convencional. A ruptura nítida refere-se à condição em que a prova de carga atinge a ruptura do elemento de fundação (con-

tato estaca-solo), ou seja, esgota-se a capacidade de mobilizar resistência ou atinge-se a resistência máxima do sistema estaca-solo. A ruptura física é a condição em que

47 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

a prova de carga não gera pontos suficientes para evidenciar o rompimento do elemento de fundação, mas na fase de carregamento fica evidente que o gráfico da curva

Tabela 15 – Resultados obtidos no ensaio de PCE

carga-recalque representa parte de um gráfico assintótico. Sendo necessário extrapolar o gráfico da fase de carregamento a fim de obter o valor de capacidade de carga do elemento de fundação. A ruptura convencional corresponde à condição em que nos últimos estágios de carregamento, a curva carga-recalque se transforma em um segmento linear não-vertical. A carga aplicada poderia aumentar, com recalques crescentes, mas sem indício de ruptura física ou nítida. Nesses casos, a carga de ruptura é adotada arbitrariamente em um ponto da curva carga-recalque.

3.6 Critérios de interpretação da curva carga- recalque

Figura 7 – Gráfico da carga x recalque da microestaca analisada em Macaé (RJ)

Figura 8 – Esquema de montagem e sondagem referente ao ensaio de Betim (MG)

Tabela 16 – Resultados obtidos no ensaio de PCE 48 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

A maior parte das curvas carga recalque não exibe ruptura nítida, sendo necessário um critério de interpretação para definir o valor da capacidade de carga do elemento de fundação. Os critérios são reunidos em dois grupos ou classes: ruptura física e ruptura convencional. Os critérios de ruptura física são vários, mas os mais usados no Brasil são: o critério de Van der Veen (1953), Van der Veen modificado por Aoki (1976) e Chin (1970). Existem diversos critérios de ruptura convencional, normalmente são empíricos e nem sempre contemplam uma explicação racional, os mais usados no Brasil são: o método de Terzaghi (1942), a NBR 6.122 (2010) e Davisson (1972). Neste trabalho, serão abordados os métodos de Van der Veen, Van der Veen modificado por Aoki e o recomendado pela NBR 6.122. O critério de Van Der Veen está associado à ruptura física, onde há a necessidade de extrapolar a curva carga-recalque para identificar a ruptura do elemento de fundação. O critério de Van der Veen associa a curva carga-recalque com uma função exponencial, desta forma:

Onde: α = Representa a forma da curva;

R = Indica a interseção da assíntota vertical com o eixo das cargas. Para determinar α e R usa-se um processo por tentativas, adotando-se valores para R e desenhando-se os respectivos gráficos de: FÓRMULA_33 - ln (1 – P/R) contra ρ. Aoki (1976) deixa de impor que a curva ajustada passe pela origem do sistema de coordenadas. A equação é então modificada para: Figura 9 – Gráfico carga x recalque da microestaca analisada em Betim (MG)

FÓRMULA_34 P = R (1 – e – (α ρ + b)) Onde: b = É o intercepto no eixo dos recalques da reta obtida na escala semilogarítmica. Assim, podemos obter um valor de r² mais próximo de 1 gerando um melhor ajuste da curva carga-recalque com os pontos intermediários e finais do carregamento. A NBR 6.122 (2010) estabelece um critério de ruptura convencional para qualquer prova de carga em que não ocorra ruptura nítida. A carga de ruptura pode ser convencionada como aquela correspondente à interseção da curva carga recalque (extrapolada se necessário) com a reta de equação: FÓRMULA_35 ρ = D + PL 30 AE Onde: D = Diâmetro da estaca; A = Área da seção transversal do fuste; L = Comprimento da estaca; E = Modulo de elasticidade do material da estaca.

Figura 10 – Esquema de montagem e sondagem referente ao ensaio em Conselheiro Lafaiete (MG)

3.7 Resultados reais de interpretação da curva cargarecalque Ao analisarmos os resultados das provas de cargas realizadas em diferentes regiões do País percebemos que a con49 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Tabela 17 – Resultados obtidos no ensaio de PCE

Figura 11 – Gráfico carga x recalque da microestaca analisada em Conselheiro Lafaiete (MG)

Tabela 18 – Análise de capacidade de carga e ruptura do ensaio de Belo Horizonte (MG)

temente pelo método de Van Der Veen, como consta nos dados apresentados na tabela 19. No caso de Betim (MG), a capacidade de carga teória calculada pelo método de Décourt-Quaresma, ficou um pouco acima da ruptura calculada pelo critério da norma NBR 6.122:2010, tanto pelo método de Van Der Veen, quanto pelo método de Van Der Veen modificado por Aoki, já a capacidade de carga teória calculada pelo método de Aoki-Velloso ficou um pouco abaixo da ruptura calculada se mostrando assim a favor da segurança, como constam nos dados apresentados na tabela 20. Já no caso de Conselheiro Lafaiete (MG) há uma ruptura no ensaio de prova de carga, que leva a interpretação da sondagem como problemática, já que o impenetrável ocorre com SPTs muito aquém da expectativa, mas o fato é que a capacidade de carga teórica calculada pelo método de Urbano Alonso ficou um pouco acima da ruptura calculada pelo critério da norma NBR 6.122:2010, tanto pelo método de Van Der Veen, quanto pelo método de Van Der Veen modificado por Aoki, dados apresentados na tabela 21.

CONCLUSÃO

Tabela 19 – Análise de capacidade de carga e ruptura do ensaio de Macaé (RJ)

veniência de cada método se faz pela região analisada. No caso de Belo Horizonte, Minas Gerais, a capacidade de carga teórica calculada pelos métodos de Urbano Alonso e Alberto Henriques Texeira ficou um pouco abaixo da ruptura calculada pelo método da norma NBR 50 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

6.122:2010, como é possível verificar na tabela 18. No caso de Macaé (RJ), a capacidade de carga teória calculada também pelo método de Alberto Henriques Texeira ficou um pouco abaixo da ruptura calculada pelo método da norma NBR 6.122:2010 e coinciden-

Após o estudo desenvolvido é possível afirmar que microestaca do tipo Arcos é bastante eficiente como elemento de fundação e também como reforço, principalmente se considerados locais de difícil acesso. A maior vantagem sobre seus concorrentes é a facilidade de adaptação do seu sistema como o todo, tornando viável a execução de uma fundação em locais inimagináveis. Para ser possível dimensionar esse tipo de fundação sugere-se a utilização de ao menos cinco métodos consagrados e descritos nesse artigo (Décourt, P. P. Velloso, Urbano, Aoki e Alberto Teixeira). Vale ressaltar que cada método se adapta a uma melhor correlação a depender da região e do tipo de solo em que a fundação foi executada.

Nos exemplos apresentados neste artigo foi demonstrado que o método de Alberto Henriques Texeira é o mais indicado para dimensionamentos na região de Belo Horizonte (MG) e de Macaé (RJ), no município de Betim (MG) o método de AokiVelloso se mostrou o mais indicado por ser a favor da segurança. No caso específico do ensaio de prova de carga realizado no município de Conselheiro Lafaiete (MG) houve uma ruptura no ensaio, fazendo com que os métodos teóricos ficassem todos acima da ruptura da microestaca. No caso de dúvida sobre o melhor método a ser usado, sugere-se fazer uma média aritimética dos cinco métodos supracitados, pois assim estará a favor da segurança em obter a capacidade de carga real e admissível da estaca.

Tabela 20 – Análise de capacidade de carga e ruptura do ensaio de Betim (MG)

AGRADECIMENTOS Os autores do artigo agradecem a todos os autores dos métodos citados, como a todas as referências aqui expostas.

REFERÊNCIAS

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Tabela 21 – Análise de capacidade de carga e ruptura do ensaio de C. Lafaiete (MG)

baixada santista. 2005. Dissertação (Mestrado) – Escola Politécnica da universidade de São Paulo, São Paulo, 2005. Disponível em:<http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3145/tde-08112005093633/> Acesso em: 14 nov 2008. JORDÃO, D. R. Estabilidade global de edifícios sobre fundações profundas, considerando a interação estrutura-solo. Universidade de São Paulo. Dissertação (mestrado). São Carlos. 2003. MAGALHÃES, C. M. Estudo comparativo por análise computacional de fundações constituídas por diferentes elementos metálicos em aço. Universidade Federal de Minas Gerais. Dissertação (mestrado). Belo Horizonte. 2010. NIYAMA, S.; AOKI, N.; CHAMECKI, P. R. Verificação do desempenho. Livro Fundações: teoria e prática. 2. ed. Editora PINI, São Paulo.1998 pp. 723-751.

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ARTIGO

COMPORTAMENTO DE GEOTÊXTEIS IMPREGNADOS COM ASFALTO SUBMETIDOS À ELEVADA CARGA HIDRÁULICA Sabrina Robeck Discente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil – UFPR (Universidade Federal do Paraná) – Curitiba (PR) sabrinarobeck@hotmail.com Sidnei Helder Cardoso Teixeira Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil – UFPR (Universidade Federal do Paraná) – Curitiba (PR) s.helder@uol.com.br

RESUMO Da família dos geossintéticos, o geotêxtil desempenha as principais funções aplicáveis em projetos de engenharia civil e geotecnia, enquanto os demais produtos sintéticos somente atendem a funções específicas. Particularmente, os geotêxteis nãotecidos apresentam potencial para a sua impregnação com asfalto resultando em um material flexível, de pouca espessura, baixa permeabilidade e superfície aderente. A pesquisa é baseada na experiência do uso de geotêxteis impregnados com asfalto na restauração de pavimentos rodoviários e obras de impermeabilização, com vistas ao uso deste material em aterros de barragens e ensecadeiras, atuando como uma manta impermeável em substituição aos tradicionais materiais naturais de construção empregados. Foram ensaiadas as permissividades e permeabilidades normais em setenta corpos de prova de geotêxteis nãotecidos agulhados de poliéster, diante de diferenciadas técnicas e procedimentos de impregnação com materiais asfálticos, tais como: emulsão asfáltica; tinta asfáltica; asfalto modificado e cimento asfáltico. Os parâmetros foram medidos através de ensaios de carga variável, em um permeâmetro idealizado para uma carga hidráulica elevada, superior àquela imposta nos ensaios tradicionais. Os resultados obtidos mostram valores de permeabilidade compatíveis aos solos siltosos e argilosos, sendo fatores preponde52 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

rantes à taxa de impregnação e espessuras finais. Porém, os procedimentos de ensaio apontam para uma variação na permissividade e na permeabilidade caso o material seja submetido a alguma deformação. Palavras-chave: Geotêxtil NãoTecido; Asfalto; Permeabilidade e Permissividade; Manta Impermeável; Carga Hidráulica.

INTRODUÇÃO Os geossintéticos proporcionaram às obras de engenharia uma gama de materiais com vantagens, entre outras, quanto a pouca espessura, flexibilidade, facilidade na aplicação, resistência e baixo custo. Estes materiais possuem aplicações diversificadas, desempenho comprovado e vários segmentos da engenharia incorporam estes produtos. A engenharia rodoviária emprega os geossintéticos na recuperação de pavimentos degradados com resultados positivos sob a ótica de impermeabilização, quando impregnados com asfalto e reforço da capa asfáltica, como sistema antirreflexão de trincas. Obras de reservatórios e tanques de armazenamento de líquidos também apresentam bom desempenho com o uso de geomembranas e geotêxteis impregnados com asfalto. Em obras de barragens, ensecadeiras ou diques os tradicionais materiais, como concreto, solos argilosos compactados e núcleo de asfalto para impermeabilização, tem sido cada vez mais substituídos pelo uso de materiais geossintéticos. Nesta linha, tomando como base o emprego de geossintéticos em obras rodoviárias e obras de impermeabilização, percebe- se a potencialidade do emprego de geotêxteis nãotecidos impregnados com material asfáltico atuando como uma barreira impermeável, por exemplo, em ensecadeiras construídas com materiais naturais de permeabilidade elevada, esta manta poderia ser instalada durante a execução do aterro, na região do núcleo ou próximo da face do talude de montante, através de um envelopamento ou na fundação para vedação. Em todos os casos que se tem registro no Brasil até o momento, a técnica não foi empregada em obras de aterros hidráulicos, como são os casos de ensecadeiras e barragens de

terra. Nos demais casos o processo de impregnação da manta ocorreu sempre em campo durante a execução da obra. Por este motivo não há um controle rígido no que diz respeito às taxas de ligante e espessura, bem como um conhecimento totalmente consolidado sobre a impermeabilidade. Na França existe uma tecnologia industrializada que além do asfalto mais o geotêxtil leva outros materiais como a areia em sua composição. Este material possui padrões de espessura, taxas de impregnação e valores atestados de permeabilidade. Suas características e seu uso recomendado remetem a uma geomembrana em termos de flexibilidade e espessuras. Contudo, seu custo é considerado elevado para as obras de engenharia no Brasil. Quando o objetivo é produzir um material de alta praticidade, baixo custo e com bom desempenho, dentro das condicionantes impostas pelas obras de engenharia geotécnica, o estudo em laboratório se justifica para estimativa de parâmetros de projeto. Por este motivo, o presente trabalho direciona esforços na obtenção de informações quanto aos possíveis métodos de impregnação da manta em campo, e resultados com enfoque na impermeabilização de obras de ensecadeiras e barragens, submetidas a uma elevada carga hidráulica.

1 REVISÃO DE LITERATURA 1.1 Permeabilidades (Kn) para baixa carga hidráulica A determinação padrão da permeabilidade normal em geotêxteis (Kn) é semelhante à empregada em mecânica dos solos com o uso de permeâmetros de carga constante ou variável. Uma quantidade específica de água atravessa um corpo de prova de geotêxtil de dimensões conhecidas, sendo realizadas leituras da diferença de carga d’água (Dh) e do tempo necessário para a travessia. O geotêxtil é um material com características de compressibilidade que apresenta diferentes valores de condutividade hidráulica para diferentes espessuras. O valor da permeabilidade tende a decrescer com o aumento dos esforços normais aplicados ao material (VERTEMATTI, 2004). Devido a este aspecto, define-se o parâmetro permissividade (ψ), que segundo Vidal (2015), elimina a dificuldade de medida de espessura durante o ensaio e, devido às pequenas espessuras dos geotêxteis, representa melhor suas condições de permeabilidade. A permissividade correlaciona o coeficiente de permeabilidade normal e a espessura do geossintético submetido à determinada tensão (VERTEMATTI, 2004), conforme equação:

Segundo Koerner (2005), a permissividade pode ser aplicada na fórmula Lei de Darcy da seguinte forma:

Ou Fórmula 03

Onde: Q – vazão (m³/s) i – gradiente hidráulico Dh – carga total (m) A – área total do corpo de prova (m²) A formulação descrita aplica-se para os ensaios de carga constante indicados para materiais com permeabilidade elevada. Para os ensaios de carga variável, indicados para valores de permeabilidade muito baixos, a Lei de Darcy é integrada para a diferença de carga em um determinado tempo (KOERNER, 2005). Segundo Pinto (2000), a vazão de água que atravessa o corpo de prova é igual a que atravessa a tubulação que abastece o equipamento de ensaio: Fórmula 04 Sendo a a área do tubo e a.dh o volume que escoou no tempo dt. O sinal negativo indica que h diminui com o tempo. Igualando as expressões de vazão: Fórmula 05 Integrada da condição inicial (h=hi , t=0) à condição final (h=hf , t=tf ), conduz a: Fórmula 06 E, a equação final: Fórmula 07 Ou Fórmula 08 Onde: a – área do tubo que abastece o sistema (m²) A – área total do corpo de prova (m²) Dt – intervalo de tempo entre hi e hf (segundos) hi – carga no início do ensaio (m) hf – carga no fim do ensaio (m) A norma ASTM D 4491:2014, análoga à NBR ISO 11058:2013, se baseia na Lei de Darcy, conforme exposto, e apesar de ter

53 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

sido escrita para os ensaios de carga constante com carga hidráulica de 50 mm, pode ser empregada em ensaios de carga variável na determinação da permissividade em geotêxteis. Uma consideração importante preconizada pela norma se refere ao controle da temperatura da água durante o ensaio, devido a sua viscosidade. Com isso, a equação considera a determinação de um fator de correção da temperatura designado como Rt . De acordo com Koerner (2005), assim como nos solos, os valores de permissividade e permeabilidade dos materiais geotêxteis variam bastante e podem ser citadas as ordens de grandeza de permissividade entre 0,02 e 2,2s-1 e de permeabilidade entre 8x10-6 e 2x10-3m/s.

1.2 Aplicações de GTnt impregnados com asfalto Especificamente na área rodoviária o geotêxtil é utilizado com as funções de sistema antirreflexão de trincas e de juntas, redução de deformações plásticas e bloqueio de bombeamento de finos (VERTEMATTI, et al. 2004). Em restaurações de pavimentos degradados, o geotêxtil aplicado na interface das camadas antiga e nova de asfalto, retarda a ascensão de trincas entre as capas de asfalto, pois seus filamentos ou fibras redistribuem as tensões que se concentram nas bordas das trincas e fissuras. A ação de impermeabilização da manta impregnada com asfalto evita a perda da capacidade de suporte dos solos e dos materiais granulares, que pode ocorrer através das trincas do revestimento sob o umedecimento com a infiltração das águas pluviais. De acordo com a ABINT (2001), para atuar corretamente o geotêxtil deve ser totalmente saturado com asfalto e estar aderido a ambas as superfícies através de imprimações. Um conjunto impermeável é obtido com as trincas e fissuras preenchidas e o geotêxtil saturado com asfalto. Contudo, o efeito dos geotêxteis sobre pavimentos na restauração da superfície de rodovias asfálticas e sua incorporação à construção é um mecanismo complexo, determinado por vários parâmetros tais como: tipo do geotêxtil, tipo da mistura asfáltica, impregnação do ligante no geotêxtil, estrutura da superfície e processo construtivo (MACCAFERRI, 2010). Vertematti et al. (2004) relata que da experiência na utilização em restauração de pavimentos, as propriedades relevantes para os geotêxteis a serem impregnados com asfalto são: resistência à tração > 7kN/m, segundo a NBR 12.824; capacidade de retenção de ligante betuminoso > 0,9l/m², segundo Texas DOT-3099; ponto de amolecimento > 180ºC. Além das características citadas, são recomendáveis os geotêxteis nãotecidos de poliéster ou polipropileno com gramatura 150g/m² e espessura 1,50 mm. O autor afirma que “pouca diferença tem sido observada entre os geotêxteis de diferentes gramaturas que atendem a estes critérios, com um ligeiro benefício adicional acrescentado pelas maiores gramaturas”. Para que sejam obtidos os efeitos de absorção de tensões e aderência adequada da camada asfáltica de recapeamento há que prestar atenção à taxa de aplicação do ligante asfáltico; este deve ser suficiente para a impregnação da manta geotêxtil, bem como para a ligação entre o revestimento antigo e o revestimento novo. A quantidade de emulsão asfáltica aplicada deve ser suficiente para determinar a quantidade de resíduo asfáltico. Recomendam-se, de maneira geral, 54 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

as taxas de ligante asfáltico residual entre 0,8 e 1,0l/m² para geotêxtil 150g/m², entre 1,0 e 1,2l/m² para geotêxtil 180g/ m² e entre 1,2 e 1,3l/m² para geotêxtil 200g/m². Segundo Vertematti et al. (2004), o banho recomendado para um geotêxtil de 200g/m² é de 1,10l/m² de emulsão RR-1C, que após a ruptura e a cura, gera 0,64l/m² de resíduo asfáltico, por se tratar de uma emulsão com 63% de resíduo asfáltico ativo. Da experiência norte-americana desde a década de 80 envolvendo geotêxteis de polipropileno com gramaturas entre 120g/m² e 135g/m², ao se aplicar uma taxa de imprimação da ordem de 1,10l/m², o geotêxtil deve apresentar uma taxa de impregnação entorno de 0,90l/m². Por fim, Vertematti et al. (2004) afirma que o efeito da impermeabilização no geotêxtil é desprezível até que este absorva ao menos 0,70l/m² de asfalto residual. Resultados de ensaios de permeabilidade em amostras de geotêxteis impregnados com diferentes quantidades de asfalto do tipo AC-20 foram realizados por Marienfeld e Baker (1999), segundo Correia (2010). O ensaio de permissividade, de acordo com o método da ASTM D 4491 foi modificado para uma coluna d’água sobre a amostra que pudesse proporcionar um fluxo ideal através de amostras de baixa permeabilidade, porém não há relato da carga hidráulica adotada e nem das espessuras finais do geotêxtil impregnado. Os resultados obtidos nestes ensaios, entre 0,4l/m² e 1,0l/ m² os valores de permeabilidade variam entre 10-1cm/s e 103 cm/s. Entre 1,0l/m² e 1,1l/m² os valores de permeabilidade variam entre 10-3cm/s e 10-7cm/s. Somente a partir de 0,9l/m² é que os resultados demonstram uma melhoria em termos de impermeabilidade e com 1,10l/m² atingem níveis elevados. Correia (2010) obteve resultados de permeabilidade para geotêxteis nãotecidos impregnados com emulsão asfáltica RR-1C, através de ensaios de vapor d’água. Este ensaio permite quantificar a perda de massa de água em termos de permeabilidade normal ao plano do geotêxtil. Contudo, não há carga hidráulica sobre as amostras ensaiadas nestas condições e os valores resultantes são elevados. Em sua pesquisa foram estabelecidas as taxas de impregnação de 0,60l/m², 0,90l/m² e 1,10l/m² para geotêxteis de poliéster e polipropileno com gramaturas de 150 e 180g/m². Os valores de permeabilidade alcançados variaram entre 10-9cm/s e 10-10cm/s. A impermeabilização asfáltica é citada em uma obra do tanque de resfriamento de água por Bidim (2011). Nesta ocasião o tanque foi revestido com geotêxtil nãotecido de gramatura 180g/m² e o espalhamento da emulsão asfáltica com 2,8% de bentonita realizado “in loco”. Foram aplicadas três camadas, sendo que a segunda recebeu a emulsão mais bentonita diluída em água na proporção 1:0,5 (emulsão:água). A área impermeabilizada de 5.500 m² apresentou desempenho satisfatório segundo relato, porém não houve informação quanto aos controles de espessuras, taxas ou permeabilidades. Bidim (2011) cita outro caso em que um reservatório e canais de adução pertencentes a um sistema de irrigação foram impermeabilizados com o emprego de geotêxteis nãotecidos impregnados com asfalto oxidado O-115. Inicialmente a superfície do terreno do canal recebeu uma camada de asfalto diluído e na sequência o geotêxtil foi instalado e fixado ao solo. Então, o asfalto aquecido despejado sobre a manta em camada única.

Tabela 01 – Propriedades relevantes dos geotêxteis nãotecidos utilizados na pesquisa de acordo com o fabricante Propriedade

Norma

Permissividade

Geotêxtil NãoTecido 120 g/m²

180 g/m²

ASTM D 4491

2,5s

2,0s-1

Fluxo de Água

ASTM D 4491

7450l/min/m²

5820l/min/m²

Permeabilidade Normal

ABNT NBR ISO 11058

0,40cm/s

0,39cm/s

Ponto de Fusão

260°C

Também não há relatos técnicos, somente que o desempenho atendeu as expectativas, quando comparado aos trechos do canal sem o tratamento. Inclusive detectou-se que não houve degradação do canal nos trechos impermeabilizados. As barreiras geossintéticas – GBR são materiais de baixa permeabilidade que tem por finalidade prevenir ou limitar a percolação de fluídos através da estrutura (ABNT NBR ISO 10.318/2013). Segundo Vidal (2013), estas barreiras podem ser argilosas (GBR-C), poliméricas (GBR-P) ou betuminosas (GBR-B). As barreiras poliméricas são as comumente utilizadas geomebranas de PEAD ou PVC. O termo geomembrana é descrito como um geossintético essencialmente impermeável constituído por uma ou mais mantas poliméricas (ASTM D4439-11), flexíveis, fornecidas em bobinas, com espessura usual entre 1 a 2,5 mm. A permeabilidade das geomembranas de PEAD ou PVC em torno de 10-14m/s é significativamente menor do que a das camadas compactadas de argila, por isso as mesmas são consideradas materiais relativamente impermeáveis (National Highway Institute, 1988).

2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Geotêxteis Dois tipos diferentes de geotêxteis nãotecidos foram adotados neste estudo. Apesar de ambos serem fabricados com o mesmo polímero, o poliéster (PET), suas gramaturas são de 120g/ m² e 180g/m². O geotêxtil nãotecido de 120g/m² foi adotado como padrão na pesquisa por ser um tipo difundido e consagrado no mercado, bem como corriqueiramente utilizado em obras de engenharia geotécnica. Já a manta com gramatura superior (180g/m²) foi selecionada para efeito de comparação entre os resultados e análise paramétrica. As principais propriedades, relevantes para a pesquisa, especificadas pelo fabricante são apresentadas na Tabela 01.

2.2 Asfaltos A emulsão asfáltica empregada, como um dos materiais para impregnação dos geotêxteis é denominada RR-1C ou do tipo catiônica de ruptura rápida. Além desta emulsão, foram realizados ensaios com cimento asfáltico de petróleo – CAP do tipo 50/70, asfalto modificado com polímero de grau 60/85 e tinta asfáltica, comumente empregada na construção civil contra a umidade e águas agressivas. A emulsão asfáltica foi selecionada como padrão na pesquisa. É um material frequentemente utilizado na recuperação de pavimento rodoviário associado ao geotêxtil, sua aplicação 55 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

-1

Foto 01 – Processo de impregnação com emulsão asfáltica pelo método de espalhamento – Grupo A

pode ser realizada a temperatura ambiente, não há necessidade de aquecimento e controle de temperatura, o armazenamento requer instalações simplificadas e não prejudica o meio ambiente, pois não emite gases tóxicos ou poluentes.

2.3 Impregnação Os métodos utilizados para a impregnação dos corpos de prova de geotêxteis nãotecidos com asfalto foram o espalhamento e a imersão, designados como pertencentes ao Grupo A e Grupo B respectivamente. O método de espalhar o asfalto sobre a amostra foi efetuado com o auxílio de um rolo de pintura de dimensões 5 cm de comprimento por 2 cm de diâmetro (Foto 02). Já o método imersão basicamente consistiu em despejar asfalto em um recipiente, de dimensões apropriadas, e em seguida mergulhar o corpo de prova durante um determinado tempo (Foto 01). De maneira padronizada, os corpos de prova foram mergulhados em 100 ml de emulsão asfáltica pelo tempo total de 30 minutos e permaneceram secando durante 24 horas. Para análise paramétrica foram preparados corpos de provas com o dobro e a metade do volume de asfalto, o dobro e a metade do tempo de imersão, duas imersões de 30 minutos cada intercaladas por meia hora e período de secagem de 48 e 72 horas. Para a tinta asfáltica foi seguido o padrão de imersão em 100 ml por 30 minutos e secagem por 24 horas. A aplicação por espalhamento com rolo foi executada através de dez passadas intercaladas por duas saturações do rolo, ou seja, cinco passadas para cada saturação. O padrão estabelecido, para a análise comparativa foi o de duas aplicações de dez passadas cada, espaçadas por 2 horas, em somente uma das faces do corpo de prova, com tempo de secagem de 24 horas. As amostras comparativas receberam aplicações nas duas faces, a metade e

Foto 02 – Processo de impregnação com emulsão asfáltica pelo método de imersão – Grupo B

Foto 03 – Dispositivo utilizado para o ensaio de determinação da permeabilidade dos geotêxteis impregnados com asfalto

o dobro de tempo entre aplicações de dez passadas, aplicação única de dez de mãos ou três aplicações de dez de mãos cada e o dobro e triplo de tempo de secagem. Os corpos de prova preparados com tinta asfáltica também seguiram o padrão de dez passadas a cada 2 horas com secagem de 24 horas. O CAP e o asfalto modificado por polímero foram previamente aquecidos, pois em temperatura ambiente se encontram no estado semissólido, para então serem procedidas às impregnações. Neste caso, somente foi possível realizar o método de impregnação pela imersão. Em ambos os casos os corpos de prova de geotêxtil permaneceram imersos somente 2 minutos, uma vez que o asfalto esfria rapidamente e a penetração do ligante é praticamente imediata. Em elevadas temperaturas, da ordem de 100°C não foi possível realizar o espalhamento. Em todas as situações os corpos de prova impregnados foram dispostos na posição horizontal até resfriarem, no caso dos asfaltos aquecidos, ou até secar, asfaltos manipulados em temperatura ambiente.

2.4 Caracterização Do mesmo modo que os geotêxteis virgens, os corpos de prova após serem impregnados com asfalto foram submetidos à determinação de suas espessuras e massas finais. Tendo em vista o comportamento viscoelástico dos asfaltos, os corpos de prova quando submetidos a pressão de 2kPa apresentaram variação da espessura em função do tempo. Nas amostras impregnadas com CAP e asfalto modificado, com espessuras mais significativas, da ordem de 4 mm, este comportamento fi56 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Foto 04 – Sequência 1 de preparo do permeâmetro e instalação do corpo de prova de geotêxtil impregnado com asfalto modificado para início do ensaio

cou mais evidenciado. Para estes casos, foram realizadas as anotações das espessuras ao início do ensaio e após cinco minutos, quando tende a estabilização. A espessura adotada foi aquela resultante da média aritmética das duas leituras. Nos geotêxteis impregnados com emulsão e tinta asfálticas, a tendência à estabilização ocorre em até um minuto, tempo estipulado, nestes exemplares, para a leitura e anotação da espessura final. Além das espessuras e massas, faz parte da caracterização após impregnação com asfalto a determinação da taxa de impregnação ou retenção de asfalto do geotêxtil. Os valores foram determinados com base na norma ASTM 6140:2014. A norma especifica a retenção de asfalto somente para o CAP, porém foi adotada a mesma premissa para o asfalto modificado, emulsão e tinta asfálticas.

2.5 Ensaio Tendo em vista o objetivo da pesquisa de submeter às amostras impregnadas a elevada carga hidráulica, superior àquela corriqueiramente empregada em ensaios de permeabilidade de geotêxteis foi construído um dispositivo para os testes realizados na pesquisa. O sistema permite ensaiar corpos de prova simulando uma carga hidráulica de até 2 metros de altura. Na Foto 03 é possível observar as características do dispositivo. O diâmetro da tubulação que abastece o sistema é de 5 centímetros e, por sua vez, a área da amostra ensaiada também possui 5 centímetros de diâmetro. Depois de preparados e secos os corpos de provas de geotêxtil mais emulsão ou tinta asfáltica passaram por um processo de

Foto 05 – Sequência 2 de preparo do permeâmetro e instalação do corpo de prova de geotêxtil impregnado com asfalto modificado para início do ensaio

Foto 06 – Sequência 3 de preparo do permeâmetro e instalação do corpo de prova de geotêxtil impregnado com asfalto modificado para início do ensaio

saturação fora do permeâmetro, permanecendo imersos em água durante 24 horas. Os corpos de prova preparados com cimento asfáltico de petróleo e asfalto modificado foram submetidos ao processo de saturação prévio, por imersão durante 24 horas fora do dispositivo, e posterior saturação final, no próprio sistema. A saturação final no dispositivo consistiu em instalar o corpo de prova no dispositivo, abastecer o sistema com água e permitir a passagem da água com a válvula de controle aberta durante o período de um dia. Procedidas as saturações dos materiais, com o registro de esgotamento fechado e a válvula de controle aberta, o dispositivo é abastecido com água até a altura da válvula de controle. Com a válvula de controle fechada, na posição horizontal, o sistema é preenchido com água até a junção, conforme sequência 1, ilustrada na Foto 04, a tela de suporte deve ser posicionada, sequência 2 na Foto 05, o corpo de prova acomodado, sequência 3 na Foto 06, e então a tubulação poderá ser acoplada. A sequência 4 na Foto 07 ilustra a junção posicionada para possibilitar a conexão com a tubulação acima do corpo de prova, sequência 5 na Foto 08. Com a junção conectada na tubulação que permite o abastecimento com água, dados os passos mencionados, o sistema deve ser completado com água e está pronto para o início do ensaio. O ensaio de carga variável realizado em permeâmetro diferenciado foi baseado na norma ASTM D 4491:2014, que leva em consideração, além da área do corpo de prova, diâmetro da tubulação que abastece o sistema, diferença de carga hidráulica e o tempo, a temperatura da água durante o teste. 57 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Foto 07 – Sequência 4 de preparo do permeâmetro e instalação do corpo de prova de geotêxtil impregnado com asfalto modificado para início do ensaio

3 ANÁLISE DOS RESULTADOS Para cada conjunto de três corpos de provas preparados e ensaiados sob a mesma condição foi adotado um valor único resultante da média dos três valores obtidos. Os principais parâmetros de comparação adotados são as permeabilidades e permissividades, obtidos a partir dos corpos de prova padrão, frente a influência das variações impostas, seja no preparo, ensaio, tipo de geotêxtil ou tipo asfalto. Também são feitas ponderações em função das taxas de impregnação, espessuras finais e fluxos de água, fatores que influenciam no desempenho da manta impregnada com asfalto como barreira impermeabilizante. Quanto ao tempo de secagem, constatou-se que este influencia nos resultados das permeabilidades da manta impregnada, seja por espalhamento ou por imersão utilizando a emulsão asfáltica. Recomenda-se o período de três dias, até que a emulsão asfáltica esteja totalmente curada e solidarizada ao geotêxtil. Para a técnica de espalhamento, considerando que somente duas aplicações de emulsão asfáltica serão realizadas para a impregnação da manta, o ideal é que o intervalo de tempo entre cada aplicação da emulsão seja igual ou superior a 4 horas. O resultado é uma manta mais impermeável, reflexo das maiores taxas de impregnação e espessura alcançadas. Aplicações sucessivas, com intervalos inferiores a 2 horas, prejudicam os resultados de permeabilidade. Bons resultados podem ser obtidos ao se aumentar o número de aplicações por espalhamento de emulsão asfáltica para três repetições em vez de somente duas. Neste caso, o intervalo de

Foto 08 – Sequência 5 de preparo do permeâmetro e instalação do corpo de prova de geotêxtil impregnado com asfalto modificado para início do ensaio

Foto 09 – Corpos de prova, após o ensaio com elevada carga hidráulica sem a tela de suporte

tempo entre cada aplicação poderá ser de no mínimo 2 horas. O procedimento de impregnação por espalhamento da emulsão asfáltica nas duas faces do geotêxtil resulta em um aumento da taxa do ligante, mas não em sua espessura final, indicando a obturação de vazios existentes. Com isso, os resultados de permeabilidade são ligeiramente inferiores aos obtidos quando a aplicação é realiza em somente uma das faces da manta. Para a técnica de imersão em emulsão, não há diferença significativa nos resultados quando se realiza uma única imersão de 60 minutos total ou duas imersões de 30 minutos cada, intercalada por um tempo de secagem de meia hora. Os resultados das permeabilidades são equivalentes, inclusive as taxas de impregnação e espessuras finais. Em contrapartida, quando a imersão com emulsão é empregada, o tempo de 30 minutos pode ser considerado um limiar. Com 15 minutos de imersão os resultados são equivalentes à imersão de 60 minutos. Porém, as taxas e espessuras são diferenciadas, devido ao tempo necessário para que ocorra a penetração da emulsão na manta. O aumento do volume de emulsão asfáltica durante a imersão, para uma mesma área de geotêxtil, somente eleva a espessura final sem contribuição nas taxas de impregnação. Para ambas as técnicas de impregnação a tinta asfáltica apresentou valores elevados de permeabilidade. Os resultados são equivalentes aos obtidos para emulsão aplicada em uma só face ou com intervalo entre impregnações inferiores a 2 horas. A impregnação com o CAP só foi possível através da técnica de imersão com resultados da ordem de 10-5cm/s. O controle da 58 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Foto 10 – Corpos de prova, após o ensaio com elevada carga hidráulica com a tela de suporte

temperatura nestes casos é muito importante, pois o geotêxtil de 120g/m² apresentou sensibilidade a este aspecto. As temperaturas de aplicação da ordem de 100°C são toleráveis. Com 130°C houve praticamente uma desintegração dos corpos de prova. Mantas de geotêxtil com gramatura 180g/m² são mais sensíveis às taxas de impregnação do que os geotêxteis com 120g/ m². Os resultados indicam que é possível reduzir os valores das permeabilidades em até cem vezes ao aumentar em 60% a taxa de impregnação com emulsão asfáltica. Isto ocorre independentemente da técnica de aplicação e para espessuras finais semelhantes, porém, sob as mesmas condições, para o geotêxtil com gramatura 120g/m² o aumento da taxa não resulta necessariamente em melhores resultados. Os corpos de prova ensaiados sem o uso da tela de suporte apresentaram deformação, mas em nenhum caso houve o rompimento do corpo de prova. As deformações devem ser dependentes das descargas hidráulicas impostas (Fotos 09 e 10). Quando ocorreram deformações nas mantas impregnadas por espalhamento, os valores de permeabilidade resultaram vinte vezes menores. Já os resultados para a técnica de imersão, para a mesma condição, ficaram entorno de seis vezes menos. O CAP e o asfalto modificado por polímero, nos ensaios em que não são esperadas deformações, alcançaram valores da ordem de 10-6cm/s tendo sido os melhores resultados obtidos. Os asfaltos aquecidos, aplicados através da técnica de imersão, apresentaram os melhores resultados em termos de permeabilidade, quando comparados aos asfaltos manipulados em temperatura ambiente tanto por espalhamento como pela imersão.

Tabela 02 – Valores de referência para permeabilidades, espessuras finais e taxas de impregnação, dos geotêxteis nãotecidos impregnados com emulsão asfáltica por espalhamento Impregnação com emulsão asfáltica por espalhamento(*) Kn (cm/s)(**)

Espessuras finas (mm)

Taxa de impregnação (l/m²)

10-2 a 10-3

1,25 a 1,35

0,35 a 0,50

10-2 a 10-3

10-3 a 10-4

1,35 a 1,55

0,50 a 0,90

10 a 10

1,55 a 1,75

0,90 a 1,30

10 a 10

1,75 a 1,85

1,30 a 1,45

Com deformação

Sem deformação

10-1 a 10-2 -3 -4

-4 -5

-6 -6

Nota: (*) Valores para geotêxteis de gramatura 120g/m² (**) Valores obtidos para carga hidráulica da ordem de 1,75 m

De um modo geral, a técnica de imersão impregna mais o geotêxtil. Porém, o controle da espessura final e taxa de emulsão é mais facilitado através da técnica de espalhamento. A técnica de espalhamento de emulsão asfáltica em geotêxteis de gramatura 120g/m² com deformação da amostra durante o ensaio, apresentou uma maior variação entre seus resultados de espessura final versus taxa de impregnação versus permeabilidade. Contudo, somente acima de uma taxa de 0,9l/m² e espessura final de 1,55 mm é que os resultados de permeabilidade se tornam interessantes como barreira impermeabilizante. A partir destes valores foram alcançadas permeabilidades da ordem de 10-4cm/s. Para a técnica de imersão, com emulsão asfáltica, emprego de geotêxteis de gramatura 120g/m² e deformação da amostra durante o ensaio, os resultados ficaram entorno de 10-4 e 10-5cm/s. Os maiores valores foram obtidos para taxas a partir de 1,30l/m² e espessuras da ordem de 1,70 mm.

3.1 Permeabilidades As permeabilidades tiveram seus resultados comparados com as taxas de impregnação e espessuras finais, com vistas à obtenção de valores de referência dentro dos limites reconhecidos nesta pesquisa. Os resultados médios plotados nos Gráficos 01 ao 04 indicam que o comportamento das permeabilidades se assemelha aos da permissividade, porém com ordem de grandeza diferencia. As permeabilidades são, de um modo geral, dez vezes menores que as permissividades. Para o Grupo A é possível estabelecer quatro faixas de espessuras em relação aos valores das permeabilidades. Entre 1,25 e 1,35 mm os valores são da ordem de 10-2cm/s, entre 1,35 e 1,55 mm são 10-3cm/s, de 1,55 até 1,75 mm da ordem de 10-4cm/s, acima de 1,75 mm alcançam os 10-5cm/s. No Grupo B as faixas foram estabelecidas entre 1,45 e 1,55m com permeabilidades 10-4cm/s, de 1,55 até 1,85 mm com variação de 10-3cm/s até 10-5cm/s, e acima de 1,85mm com 10-5cm/s. Considerando as reduções, segundo os fatores obtidos nos ensaios com o uso da tela de suporte, para o Grupo A os resultados das permeabilidades foram reduzidos em vinte vezes e para o Grupo B em seis vezes. Com isso, para o Grupo A foram estimados os resultados sem deformação entre 10-2 e 10-6cm/s e para o grupo B entre 10-4 e 10-6cm/s. Os valores de referência definidos para os resultados de per59 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Gráfico 01 – Resultados das permeabilidades do Grupo A, com uso de emulsão asfáltica, gramatura 120g/m² e com e sem tela versus espessuras finais após impregnação por espalhamento

Gráfico 02 – Resultados das permeabilidades do Grupo A, com uso de emulsão asfáltica, gramatura 120g/m² versus espessuras finais e taxas de impregnação por espalhamento

meabilidades do grupo A são apresentados na Tabela 02 e para o grupo B na Tabela 03.

Tabela 03 – Valores de referência para permeabilidades, espessuras finais e taxas de impregnação, dos geotêxteis nãotecidos impregnados com emulsão asfáltica por imersão Impregnação com emulsão asfáltica por imersão(*) Kn (cm/s)(**)

Espessuras finas (mm)

Taxa de impregnação (l/m²)

10-4 a 10-5

1,45 a 1,55

1,10 a 1,30

10 a 10

1,55 a 1,85

1,30 a 1,40

10 a 10

1,85 a 2,10

1,40 a 1,60

Com deformação

Sem deformação

10-3 a 10-4 -3 -4

-5 -5

-4 -4

-5 -6

Nota: (*) Valores para geotêxteis de gramatura 120g/m² (**) Valores obtidos para carga hidráulica da ordem de 1,75 m

Gráfico 03 – Resultados das permeabilidades do Grupo B, com uso de emulsão asfáltica, gramatura 120g/m² e com e sem tela versus espessuras finais após impregnação por imersão

Gráfico 04 – Resultados das permeabilidades do Grupo A, com uso de emulsão asfáltica, gramatura 120g/m² versus espessuras finais e taxas de impregnação por imersão

REFERÊNCIAS

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ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 10.318: Geossintéticos – Termos e definições. Rio de Janeiro, 2013. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 11.058: Geotêxteis e produtos correlatos — Determinação das características de permeabilidade hidráulica normal ao plano e sem confinamento. Rio de Janeiro, 2013. ABINT – Associação Brasileira das Indústrias de NãoTecidos e Tecidos Técnicos. Curso Básico de Geotêxteis. Janeiro, 2001. ASTM – American Society for Testing and Materials. Standard Terminology for Geosynthetics, Active Standard ASTM D4439, 2014. ASTM – American Society for Testing and Materials. Standard Test Method to Determine Asphalt Retention of Paving Fabrics Used in Asphalt Paving for Full-Width Applications, Active Standard ASTM D6140, 2014. ASTM – American Society for Testing and Materials. Standard Test Methods for Water Permeability of Geotextiles by Permittivity, Active Standard ASTM D4491, 2014. BIDIM. Aplicação de Geotêxtil Bidim Impregnado com emulsão Asfáltica para Impermeabilização de Tanques da Açucareira Quatá S/A – São Paulo. Departamento Técnico Mexichem Bidim Ltda. 2011. BIDIM. Utilização de Geotêxtil Bidim e Asfalto Oxidado para 60 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

61 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

EM FOCO

MECÂNICA DOS SOLOS NÃO SATURADOS A mecânica dos solos não saturados é um segmento da geotecnia que abrange conceitos teóricos específicos relacionados ao estudo do comportamento dessa classe de solos. Os solos não saturados são materiais multifásicos e a interação entre suas fases implica uma série de fatores como o surgimento da sucção na água intersticial que influencia o comportamento mecânico e hidráulico desses solos. Trata-se de um tema relevante, considerando o fato de que em países tropicais como o Brasil o nível d’água é quase sempre profundo e, por esta razão, os solos não saturados são encontrados geralmente em perfis de grande espessura, em que são construídas muitas obras de engenharia.

HISTÓRICO Desde a Revolução Industrial temos caminhado em direção a uma segmentação cada vez maior e foi nesse processo que as disciplinas foram sendo criadas e subdivididas. Nesse sentido, a mecânica dos solos não saturados é apenas uma subdivisão, ramificação ou simplesmente ampliação do escopo da mecânica dos solos. Classicamente a mecânica dos solos vinha se dedicando de modo predominante ao estudo do comportamento dos solos saturados, mas em muitas situações dominantes, sobretudo em países de clima tropical, havia a necessidade de uma maior ênfase ao estudo dos solos não saturados de modo a propiciar maior segurança, durabilidade e economia às obras de engenharia. Tanto a mecânica dos solos como sua subdivisão ou o ramo da mecânica dos solos não saturados são conteúdos da engenharia civil com alcance mais amplo que os próprios nomes, pois nelas 62 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

se estuda não só o comportamento hidromecânico como as propriedades dos solos. A mecânica dos solos não saturados se refere especificamente aos solos cujos vazios se encontram apenas parcialmente preenchidos pela água diferenciando-se assim dos solos saturados, em que os vazios são inteiramente ocupados pela água. O comportamento dos solos nos dois estados, saturado e não saturado é geralmente distinto, abrindo assim maior espaço para a existência da disciplina mecânica dos solos não saturados em que se estuda o comportamento do solo nesse estado buscando-se contextualizá-lo no caso real de uma obra ou de um maciço a ser analisado. Em muitas universidades, os conteúdos relativos aos solos saturados e aos solos não saturados integram uma única disciplina. Em países de clima tropical como o Brasil tanto o estudo dos solos saturados como o dos solos não saturados são muito relevantes, mas mesmo em países de clima temperado e frio, com níveis freáticos elevados, o estudo nos dois estados é importante. Um ótimo exemplo da importância da universalização da necessidade do estudo do solo nos dois estados é o caso das barragens de terra. Nos projetos dessas barragens, na fase construtiva o solo do corpo da barragem está não saturado, embora a fundação possa até estar saturada, já nas fases de funcionamento e esvaziamento rápido o maciço encontra- se parcialmente saturado requerendo o estudo do comportamento do solo em estado saturado e em estado não saturado. Considerar apenas o estado saturado sempre amplia o coeficiente de segu-

rança dos taludes, predominando o estado não saturado e gerando assim maior custo para a obra. Esse exemplo é particularmente interessante, pois no caso da barragem de terra, em certo momento, final de construção, o maciço como um todo está não saturado, mesmo considerando um percentual de geração de pressão neutra em sua base. Em seguida, parte do maciço passa por um processo de saturação durante o enchimento e funcionamento do reservatório e, finalmente, quando necessário o seu esvaziamento ou mesmo em períodos de seca prolongados, parte do maciço ou sua globalidade volta ao estado não saturado. Logo, e considerando que vários outros exemplos poderiam ser dados ao engenheiro atuando na área geotécnica, é fundamental conhecer tanto o comportamento dos solos saturados como o dos solos não saturados. No livro recentemente publicado “Solos não Saturados no Contexto Geotécnico” disponível no site da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) o conteúdo é bastante completo. Sua capa mostra pegadas de uma pessoa saindo da água, simbolizando a caminhada pisando no solo saturado em direção a um solo não saturado. A história da mecânica dos solos não saturados é de certa forma assim, pois estudou-se muito os solos saturados para em seguida se constatar a importância e a necessidade do estudo dos solos em estado não saturado.

ESPECIFICAÇÃO Na situação do solo saturado, em que todos os vazios estão preenchidos com água, tem-se um sistema com duas fa-

Arquivo Fernando Marinho

ses: a sólida (partículas) e a líquida (a água). Quando os vazios não estão totalmente preenchidos por água o solo possui um grau de saturação menor do que 100% e, por consequência, é chamado de solo não saturado. Os fundamentos da mecânica dos solos foram desenvolvidos levando em conta que o solo esteja no estado saturado, o que simplifica um pouco os modelos a serem utilizados na previsão do seu comportamento. Embora haja um acréscimo de conceitos envolvidos com solo na condição não saturada, os aspectos teóricos fazem uma transição entre os conceitos nos dois estados. Deve-se desmitificar a impressão de que o comportamento dos solos na condição não saturada é algo muito diferente ou que só deve ser considerado em problemas acadêmicos. Tomemos um perfil de solo, que será considerado homogêneo, ilustrado na Foto 1. Conforme indicado, abaixo do nível de água o solo está saturado e a pressão da água é positiva. Acima do nível, a água sobe por capilaridade e mantém o solo saturado até certa altura. O diagrama de pressão apresentado na Foto 1 é indicado como condição de equilíbrio, representa a pressão ao longo do perfil até a superfície e é uma 63 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Arquivo Roger Augusto

Foto 1 – Perfil de sucção e a retenção de água no solo

Foto 2 – Esquema de um solo não saturado

reta, cujo coeficiente é o peso específico da água. Embora se tenha a certeza das pressões da água na condição de equilíbrio, sendo este perfil independente do tipo de solo, isto não acontece com o grau de saturação e com o teor de umidade. As partes (b) e (c) ilustram a variação do grau de saturação e teor de umidade com a profundidade para um dado solo. Observe que até o ponto (B) indicado na parte (b), o solo permanece saturado. As informações das partes (b) e (c) quando obtidas na condição de equilíbrio, representam a chamada curva de retenção

de água, que é fundamental para as análises do comportamento dos solos não saturados. Na parte (a) observa-se que a sucção (pressão negativa da água) pode variar de acordo com a época do ano. Esta variação sazonal induz uma evaporação e/ou infiltração que altera o perfil de equilíbrio, aumentando ou reduzindo a sucção. A profundidade até onde este efeito da atmosfera penetra no solo, é chamado de zona ativa. Esta zona tem muita importância nas análises de problemas geotécnicos. Já os solos não saturados são materiais multifásicos e multiespécies

Arquivo Fernando Marinho

Diminui com a tensão aplicada, sobe com o aumento da saturação em solos potencialmente expansivos, diminui com a redução da saturação em solos potencialmente expansivos e diminui com o aumento da satuaração em solos

Aumenta com a tensão aplicada, diminui com o aumento da saturação e aumenta com a diminuição da saturação

Sobe com o aumento da saturação e diminui com a diminuição da saturação

Foto 3 – Efeitos das variações sazonais em algumas características de solos

compostos basicamente pelas fases: sólida (minerais), fase líquida (água e ar dissolvido) e fase gasosa (mistura de ar seco e vapor d’água) conforme a Foto 1. Em muitos processos as fases e as espécies interagem mutuamente, conferindo certa complexidade ao comportamento desses solos. Em geral, os solos não saturados são procedentes de depósitos residuais, coluvionares, eólicos, aluviais e, ainda, de aterros compactados. Por algum tempo a expressão “Solo Não Saturado” foi motivo de debate no meio técnico-científico, pois se usava também a expressão “Solo Parcialmente Saturado”. Com o tempo se chegou a um consenso optando-se pelo uso da expressão “Solo Não Saturado”. No entanto, é preciso considerar que nos solos tropicais profundamente intemperizados, o estado parcialmente saturado se faz muitas vezes presente. Nesses solos, não raro, os agregados e microagregados presentes encontram-se em estado saturado, enquanto os vazios entre esses agregados encontram-se em estado não saturado, sendo entendido que o solo está parcialmente saturado. Quanto às especi64 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

ficações, dependem do ângulo que se pretende visualizá-las. Por exemplo, se o foco for uma construção de uma casa ou de um aterro, deve-se especificar para suas bases materiais com baixa sucção/capilaridade para se evitar a ascensão capilar. Todavia, se a especificação é a de ensaios para a definição paramétrica do comportamento do solo não saturado, devem ser realizados ensaios nessa condição, se possível com controle de sucção. É preciso reconhecer o maior grau de dificuldade que se tem ao estudar o comportamento dos solos não saturados em relação ao estudo dos solos saturados. Essas dificuldades vão do maior custo dos equipamentos ao maior tempo necessário à realização dos ensaios. Isso torna necessária a busca por caminhos simplificadores, mas sem grandes riscos. Como a expressão “sucção/capilaridade” será usada outras vezes ao longo do texto, cabe um esclarecimento. O termo é utilizado para indicar que pode estar presente um fenômeno ou o outro, mas não raro, apesar de origens distintas, os dois atuam concomitantemente no solo. A sucção é um fenômeno de natureza eletroquímica

sendo proveniente da energia de adsorção ou de diferenças de concentração iônica que predomina nas argilas e em certos siltes. Já a capilaridade é um fenômeno predominantemente físico que atua geralmente entre partículas com menor atividade como as areias quartzosas. Embora o que caracterize o solo não saturado seja obviamente o fato dele estar com um grau de saturação menor do que 100%, as análises devem ser feitas de forma conjunta com as informações da condição saturada, já que o solo irá passar por variações sazonais que podem levá-lo da saturação a não saturação. Algumas características dos solos tais como índice de vazios, resistência ao cisalhamento, compressibilidade e condutividade hidráulica são afetadas pela variação sazonal de sucção. A forma como estas características reagem às variações sazonais estão apresentadas na Foto 3, que embora de modo simplificada e simplista permite uma noção dos seus efeitos e de eventuais aplicações práticas dos conceitos associados ao processo de variação de grau de saturação em solos não saturados.

DIFICULDADES O solo não saturado muitas vezes pode ser considerado como um tipo de solo problemático para a construção de uma obra, pois nele ocorre mudança sazonal de umidade devido aos ciclos de umedecimento (chuva) e secagem (estiagem). Tal mudança depende das características do solo e das condições atmosféricas da região, o que afeta a sucção no solo, portanto, as propriedades dos solos não saturados dependem não apenas do histórico geológico e do ambiente de formação, mas também da variabilidade sazonal, pois a sucção varia ao longo do tempo em função dos fenômenos meteorológico-atmosféricos e desta depende o comportamento dos solos não saturados. Na geotecnia podem surgir incertezas

sobre os parâmetros do solo, devido à variabilidade das propriedades dos materiais geotécnicos de um lugar para outro. Deste modo, alguns solos apresentam uma variabilidade espacial em diversas de suas características, como por exemplo, na geometria de camadas e nas propriedades físicas e mecânicas. Se no caso dos solos saturados muitas vezes ocorre este tipo de variabilidade, nos solos não saturados, além desta, ocorre ainda a variabilidade sazonal dos parâmetros do solo. Por um lado, o solo em questão não deve ser caracterizado como problemático o que falta muitas vezes é o entendimento do problema. Como mencionado por Lerouiel (2001), depende dos profissionais geotécnicos entenderem o comportamento dos solos e ajustar os requerimentos de acordo com a compreensão obtida por meio de ensaios, ou modificar o comportamento do solo com técnicas de melhoramento de suas características. Em todas as áreas do conhecimento a compreensão dos fenômenos leva a solução dos problemas associados a eles. Desta forma, conhecer os elementos envolvidos com o comportamento dos solos não saturados fará o profissional ter uma visão que incluirá a possibilidade do problema estar associado a variações sazonais e sua influência no comportamento dos solos ou outro material particulado.

REDUÇÃO DA RESISTÊNCIA A redução da resistência do solo não saturado ocorre pela redução da sucção. A sucção impõe ao solo uma coesão sem alterar o ângulo de atrito. Na Foto 6 parte (a) é apresentada uma ilustração de uma envoltória de resistência em termos de tensões efetivas e, portanto, na condição saturada. Também é apresentada uma envoltória em que se observa um ganho de coesão. Trata-se de uma envoltória obtida para o mesmo solo, porém ensaiado com um determinado valor de sucção. 65 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

As respectivas equações estão indicadas na parte (a). Como o ganho de coesão devido a sucção não é, necessariamente, o mesmo que o ganho de resistência devido a um aumento da tensão aplicada, tem-se que a envoltória projetada para tensão zero fornece um ângulo de atrito em relação à sucção representado por (φb). A equação geral da superfície de ruptura para solos, saturados ou não saturados está indicada na parte (b), que é a representação tridimensional do comportamento do solo. Por conta da variação da resistência, sob um mesmo estado de tensão total, o solo ganha resistência com o aumento da sucção (redução do grau de saturação) ou perde resistência com a diminuição da sucção (aumento do grau de saturação). Tratando-se de um solo potencialmente expansivo podem-se ter variações volumétricas com o aumento ou redução da sucção (diminuição ou aumento de grau de saturação). Os solos potencialmente expansivos apresentam variações de volume por conta da presença de um teor de argila associado a determinadas características mineralógicas. Minerais argilosos do grupo das esmectitas são as que apresentam maior potencial de expansão. A variação de volume está relacionada à água absorvida e, portanto, depende fundamentalmente do teor de umidade inicial. Quanto menor for o teor de umidade, mais o material irá expandir. É importante mencionar que a pressão exercida pelo solo durante a expansão, denominada pressão de expansão, depende da densidade seca do material. A alteração do teor de umidade é muitas vezes fruto de variações sazonais na superfície (evaporação e/ou infiltração). Conforme apresentado na parte (a), a zona ativa tem um papel fundamental no projeto de estruturas em solos potencialmente expansivos. No caso de fundações assentes, abaixo da zona ativa, não serão observados efeitos danosos, pois abaixo

desta zona o solo não sofre variações de teor de umidade. Salienta-se, no entanto, que nas estacas pode ocorrer tração, devido a uma eventual expansão se em contato com o solo na região da zona ativa. Para evitar este problema, as estacas devem ser encamisadas. O caso dos solos colapsíveis, o comportamento está intimamente ligado à sua estrutura, estado de tensão e saturação. Estes solos possuem uma estrutura metaestável, que pode sofrer uma drástica modificação devido ao aumento do grau de saturação do solo. Em geral este colapso está associado a uma carga aplicada. A presença da água (diminuição da sucção) causa uma “destruição” das ligações entre partículas existentes por conta do processo geológico que formou o solo. Salienta-se também que solos mal compactados podem sofrer colapso. O solo colapsível não sofre com variações sazonais como os solos expansivos, pois ocorrendo o colapso, as variações de teor de umidade subsequentes não irão causar colapso adicional sob a mesma carga. As soluções para controlar os problemas em solos potencialmente expansivos podem ter três abordagens: impedir as variações sazonais de teor de umidade, garantir uma carga aplicada superior a pressão de expansão ou assentar as estruturas abaixo da zona ativa. A princípio não se deve utilizar o solo potencialmente expansivo como material de aterro. Já no caso dos solos colapsíveis, a remoção e recompactação é a solução mais simples. A retirada deve levar em conta as cargas a serem aplicadas no terreno e o seu bulbo de tensões em profundidade associado ao máximo colapso.

VARIAÇÕES Existem duas categorias de solos não saturados que são mais sensíveis à variação de umidade: os solos expansivos e os solos colapsíveis. Os solos expansivos sofrem uma deformação que se manifesta quando

Arquivo Roger Augusto

Arquivo Roger Augusto Arquivo Fernando Marinho

Fotos 4 e 5 – Danos nas edificações em Pereira Barreto (SP) devido ao colapso do solo

Foto 6 – (a) envoltórias de resistência para a condição saturada e não saturada em uma representação bidimensional; (b) superfície de ruptura em solos em uma visualização tridimensional

o solo é umedecido, resultando em um aumento de volume que pode provocar deslocamentos das estruturas e demais obras de engenharia. Os solos expansivos geralmente são argilosos ou argilosiltosos, e a expansão é causada pela presença de argilominerais expansivos. Já os solos colapsíveis são solos que se caracterizam por experimentar deformações por umedecimento, resultando em uma redução de volume, sem que haja variação significativa das sobrecargas atuantes. Estes solos são porosos e geralmente apresentam um arranjo estrutural que se mantém 66 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

estável devido à sucção, cuja redução, durante o umedecimento, pode ocasionar o colapso. Na grande maioria dos estudos laboratoriais acerca desses solos, recorre-se à realização de ensaios edométricos (ensaios de compressão confinada). Os ensaios edométricos simples correspondem aos ensaios que são inundados em um determinado estágio de carga e os ensaios edométricos duplos correspondem aos ensaios gêmeos, em que dois corpos de prova, um na umidade de campo e outro previamente inundado, são ensaiados simultaneamente e comparados.

Atualmente estão disponíveis técnicas mais modernas para realização desses ensaios com a possibilidade do controle da sucção, as quais permitem uma descrição mais detalhada da ocorrência dos fenômenos de colapso e de expansão. Neste caso em particular é de se reconhecer o significativo avanço que o controle de sucção tem proporcionado recentemente ao entendimento dos solos não saturados. Exemplos disso são as técnicas de translação de eixos e de transferência de vapor aplicadas aos solos colapsíveis e expansivos, respectivamente. No caso dos solos expansivos e colapsíveis, alguns cuidados tomados na fase de elaboração do projeto de fundações podem diminuir a possibilidade de ocorrência das deformações associadas ao umedecimento. Dos métodos de investigação do subsolo para fins de dimensionamento de fundações, alternativas relativamente simples podem ser incorporadas para uma melhor interpretação dos resultados de sondagens SPT (Standard Penetration Test), por exemplo, como a determinação da umidade do solo durante a etapa da investigação do subsolo e o conhecimento da curva de retenção de água no solo em laboratório. Estas informações adequadamente interpretadas possibilitam uma melhor avaliação do comportamento do solo. Pertinente aos tipos de fundações, em princípio, devem ser evitadas fundações superficiais apoiadas nesses solos, a não ser que sejam realizados estudos mais detalhados, considerando- se as tensões a serem aplicadas pelas fundações e a possibilidade de prevenir o umedecimento do solo. Fundações profundas são alternativas mais seguras para diminuir o efeito destas deformações. No caso dos solos colapsíveis, a compactação do solo pode ser ainda uma alternativa atraente e de baixo custo. Mesmo que as alternativas disponíveis para redução da manifestação do colapso e da expansão sejam, de certo modo, simples do ponto de vista de

Arquivo Fernando Marinho

engenharia é importante ressaltar que tanto o colapso quanto a expansão são responsáveis por recalques em muitas obras civis, ocasionando desde pequenos danos, tais como o aparecimento de pequenas trincas em paredes ou danos de maior magnitude como rachaduras de paredes, pisos e rupturas de instalações hidráulicas como nas Fotos 4 e 5. Mesmo considerando que as perdas decorrentes destes processos tenham um caráter eminentemente econômico, a quantificação, caso efetuada, proporcionaria resultados assustadores, devido a grande disseminação dos solos colapsíveis e expansivos em todo o mundo.

EXEMPLIFICAÇÃO A relação entre a resistência e a pressão negativa da água (sucção) foi explicada na Foto 6, porém cabe agora apresentar um exemplo em que o efeito do ganho de resistência por conta da presença de sucção pode ser considerado. Tomemos como exemplo o caso de uma escavação não muito profunda para o assentamento de uma tubulação, em uma camada de areia. A escavação será linear e não existe espaço para adotar uma inclinação igual ou superior ao ângulo de atrito da areia, o que forneceria um fator de segurança de 1. Na parte (a) tem-se a situação quando a inclinação do talude da escavação é igual ao do ângulo de atrito. Observa- se que a escavação intercepta áreas construídas impossibilitando a sua execução sem escoramento. Neste caso a areia está seca e, portanto, não há coesão. Na parte (b) a areia foi umedecida artificialmente de forma controlada, criando uma coesão aparente (induzida pela presença da sucção). Aparente porque é efêmera. Se a areia secar ou saturar além de um determinado ponto, a coesão desaparece. Nesta situação há um ganho de resistência devido a sucção e o fator de segurança será maior do que 1. Para efetivamente se utilizar este procedimento deve ter em mente 67 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Foto 7 – Escavação em areia: (a) situação da areia seca e (b) situação com sucção

que a escavação deve ser feita sem a presença de operários dentro da vala. Deve-se considerar que uma eventual chuva pode reduzir a coesão aparente devido à redução da sucção e que carregamentos nas laterais devem ser considerados. O tempo que a vala deve permanecer aberta deve ser cuidadosamente avaliado. A determinação do ganho de resistência pode ser feita por meio de ensaio de cisalhamento direto com umidade constante. É também possível se estimar a altura crítica para solos argilosos levando em conta a presença da sucção e sua forma de variação com a profundidade. Na Foto 7 não há necessidade de se medir a sucção, mas é fundamental compreender os fenômenos envolvidos de modo que as intervenções e projetos possam garantir a segurança da obra. É possível também estimar a altura crítica para um corte vertical em solo coesivo na condição não saturada.

Por fim, salienta-se que o grande problema com a perda de resistência quando a sucção é reduzida, acontece em taludes em que o fator de segurança na condição saturada é inferior ou muito próximo de 1. Lembrando que o fator de segurança varia sazonalmente e que alterações na geometria ou carregamento destes taludes pode levar a um fator de segurança menor do que 1 na condição saturada, sem que se perceba que isto aconteceu. Fato muito comum em locais cuja ocupação é feita sem engenharia.

SONDAGENS As especificações evidentemente dependem da finalidade do estudo, mas de um modo geral no caso das sondagens, se atenta apenas para o fato do solo encontrar-se no maciço acima ou abaixo do nível freático, mas muitos problemas seriam evitados ou os projetos melhorados se houvesse uma indicação do estado de saturação do solo, pois o seu com-

Arquivo José Camapum

Foto 9 – Recalque no piso da edificação, Brasília (DF)

Coelho e Aquino, 2016

Foto 8 – Local da escavação cujo solo foi usado no aterro de nivelamento do terreno para implantação da edificação

umidade, ele depende da umidade inicial do solo, ou seja, da sucção/capilaridade e, portanto, a questão temporal é muito relevante. Na avaliação da resistência comumente se utiliza ensaios de cisalhamento direto e triaxiais. Todos esses ensaios podem ser realizados à sucção controlada, que embora seja desejável, raramente é feita, em especial na engenharia aplicada. Como isso geralmente não ocorre pode-se recorrer à estimativa da sucção atuante no solo a partir de curvas características de retenção de água definidas para o solo. Na maioria das vezes, essa definição é feita para condições específicas de porosidade, o que gera um problema de ordem prática, pois muitas vezes no campo a porosidade está variando. Como já comentado antes, diante do quadro atual, faz-se necessário buscar técnicas de análise que simplifiquem o uso das teorias aplicadas aos solos não saturados na prática da engenharia.

RUPTURA DE TALUDES Foto 10 – Influência da qualidade da água sobre os resultados de compactação (Coelho e Aquino, 2016)

portamento depende diretamente da sucção/capilaridade e, por consequência, do grau de saturação sob o qual ele se encontra. Ainda com reflexos no comportamento do solo não saturado e no próprio nível freático é relevante contextualizar a sondagem temporalmente, pois geralmente o comportamento do solo em período chuvoso é um, e no período de estiagem é outro, tendo em vista que o perfil de umidade e de grau de saturação varia ao longo do ano como mostra Guimarães (2002), seria interessante incorporar nas sondagens a determinação dos perfis de umidade. Quanto aos ensaios, tudo depende da finalidade. Por exemplo, no estudo do colapso por saturação ou aumento de 68 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

umidade do solo, o ensaio mais usado é o duplo-edométrico, feito com o solo na umidade natural e outro no estado inundado. A diferença entre os resultados obtidos nos dois ensaios corresponde para cada nível de tensão ao colapso que o solo sofreria. Esse tipo de ensaio também é muitas vezes realizado determinando-se o colapso por inundação sob um determinado estado de tensão. Poderia surgir a pergunta então: qual é a melhor opção? Segundo Camapum, a resposta que os engenheiros sempre devem dar em um primeiro momento é “depende”. Isso remete à reflexão, fazendo com que seja necessário avaliar o solo, as tensões que atuarão na obra etc. Cabe lembrar que no estudo do colapso por variação da

A relação da ruptura de taludes com os solos não saturados é uma questão importante, não só porque diz respeito ao comportamento dos solos não saturados, mas também porque transcende a esse aspecto. Alguns fatores isoladamente ou em conjunto são responsáveis pelas rupturas de taludes, encontrem-se eles em obras ou compondo encostas naturais. Um deles é em relação ao aumento do grau de saturação do maciço ou mesmo saturação de parte dele, dessa forma, esse é um fator que se insere diretamente no contexto dos solos não saturados. Um dos fatores principais, mas pouco considerado diz respeito à degradação de médio e longo prazo do maciço. Embora essa degradação possa ser natural, ela muitas vezes tem origem antrópica, ao se incorporar aos solos agentes desestruturantes como alguns insumos agrícolas e as águas servidas, ambos em função do solo, ou seja, nem todo insumo ou solo geram esse efeito de desestruturação.

FUNDAÇÃO EM SOLO NÃO SATURADO A não saturação do solo geralmente melhora a sua estabilidade, o problema muitas vezes é o aumento do grau de saturação que geralmente provoca a perda da capacidade de carga do solo ou gera expansão. Então, é necessário enfatizar os cuidados e as vantagens em se considerar o estado não saturado do solo no projeto de fundação. Os dois cuidados básicos são: nos solos tropicais profundamente intemperizados é preciso evitar a construção de fundações superficiais ou construí-las precavendo-se contra aumentos da umidade do solo além do previsto, pois tais aumentos podem gerar o colapso estrutural do solo. As Fotos 8 e 9 ilustram uma situação, em que o engenheiro construtor não se precaveu drenando a área do corte, cujo solo foi utilizado para a construção do aterro 69 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Arquivo Kamylla Silva

Hoje, existe ainda o problema das variações químicas da água da chuva. Em uma tese orientada pelo professor José Camapum de Carvalho é mostrada claramente a importância desse fator (Lima, 2003) que conjugado com a questão do aumento da umidade constitui-se em causa de muitas rupturas. Todavia, é preciso rever a percepção na engenharia. Os estudos e análises quase sempre se referem a um determinado momento e nesses casos é preciso que se incorpore a questão temporal. Em obras, não é raro ter rupturas de taludes, não simplesmente porque não se considerou a questão da não saturação, mas porque as análises são quase sempre realizadas considerando-se o plano bidimensional, enquanto a questão da não saturação e mesmo do nível freático requer uma avaliação tridimensional atentando-se para os aspectos geomorfológicos. Há alguns anos, Camapum analisou uma ruptura de talude em corte que se deu exatamente porque não se considerou as variações de umidade e do nível freático com a morfologia do terreno.

Foto 11 – Projeto Minha Casa, Minha Vida, em Brasília (DF)

de nivelamento do terreno e o piso do edifício recalcou alguns centímetros, o edifício em si não, pois eram fundações profundas superdimensionadas em relação ao estado do solo não saturado. Quando não se considera o efeito da não saturação aumenta-se o coeficiente de segurança das fundações. Os solos pouco intemperizados e os solos saprolíticos, com frequência apresentam argilominerais expansivos e nesse caso também, apesar da elevada capacidade de carga que geralmente apresentam faz-se necessário precaver-se contra o aumento da umidade do solo para se evitar fenômenos expansivos. No caso de fundações, elas devem ir além da zona ativa. Pode-se pensar então, diante do exposto até aqui que o estado não saturado do solo é um problema, mas não, o problema é a falta de conhecimento aprofundado sobre a mecânica dos solos não saturados. Conhecendo-a é possível projetar e executar a obra com mais segurança e economia, pois o comportamento mecânico do solo é, via de regra, melhor que o do solo não saturado.

CUIDADOS Qualquer tipo de obra requer cuidados, mas talvez um dos principais seja buscar entender o solo, suas propriedades e comportamento. Por exemplo, se o solo é profundamente intemperizado, por ser geralmente poroso e colapsível, deve-se ter o cuidado de avaliar se o período e as condições em que foram realizadas as sondagens que serão utilizadas no projeto correspondem ao período e condições críticas, ou seja, nível freático mais elevado, quando existente, e solo na condição mais úmida. Ao se trabalhar com solos não saturados deve-se ter esse mesmo cuidado quando o solo é pouco intemperizado e potencialmente expansivo. No que diz respeito à execução, deve-se evitar a drenagem das águas pluviais para o canteiro de obra, pois todo aumento do grau de saturação do solo termina contribuindo para a sua perda de resistência. Na fase de operação, durante a vida útil da edificação, deve-se evitar a condução de água e esgoto para a zona de implantação das funções em solos não saturados.

INFLUÊNCIA DA QUALIDADE DA ÁGUA NA COMPACTAÇÃO E COMPORTAMENTO DOS SOLOS Grande parte dos cursos d’água e reservatórios no Brasil encontra-se com a água poluída, seja pelo lançamento de águas servidas, seja por receber águas poluídas por insumos agrícolas oriundas das áreas rurais, ou seja, ainda por receberem a água de chuva que vem se poluindo ao longo do tempo. A Foto 10 mostra os resultados de curvas de compactação obtidas para um solo laterítico fino utilizando-se água destilada, água de torneira e onde se lê rio, na verdade corresponde a um pequeno curso d’água poluído, dentre outros, por coliformes fecais. Esse curso d’água nasce e corre em pleno Lago Sul, em Brasília (DF), localidade sem rede de esgoto. Essa figura integra o seminário feito pelas engenheiras Jéssica Coelho e Sacha Aquino (2016), no âmbito da disciplina Solos Tropicais. Embora essa figura corresponda à profundidade de 5 m, elas fizeram o estudo para um perfil de intemperismo completo indo de um solo profundamente intemperizado, solo laterítico, passando por um solo de transição e atingindo um solo residual pouco intemperizado, solo saprolítico. Todos eles apresentaram em termos de compactação resultados semelhantes quanto à disposição das curvas. Quanto ao comportamento mecânico avaliado a partir do CBR (Índice de Suporte Califórnia) houve alguma variação entre os tipos de solo. Olhando essa figura, em uma análise rápida, a primeira conclusão é que a água poluída melhora a compactação do solo e por isso seria uma boa opção, ou pelo ponto de vista do comportamento, não sendo algo preocupante. Um conclusão errada, pois nesse caso específico a melhoria do resultado da compactação se deve à desestruturação do solo, ou seja, à destruição dos seus agregados, o que conduz geralmente à piora do comportamento mecânico. 70 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Além desse aspecto, se calculado o grau de compactação em relação ao resultado da compactação usando água de torneira chegaria a 109% e em relação ao resultado obtido usando-se água destilada o resultado chegaria a 113%, o que em muitos casos poderia levar a reduzir o número de passadas do rolo compactador. O que fazer em casos como esse? Camapum sugere que estudos de projeto devem ser feitos, utilizando-se preferencialmente a água a ser usada na obra, mas isso seria um problema porque nos cursos d’água poluídos e mesmo nos não poluídos a qualidade da água pode variar significativamente ao longo do ano. Ele recomenda que nos estudos de laboratório se registre o pH (Potencial Hidrogeniônico) e condutividade elétrica da água utilizada nos ensaios, e que se verifique se a água utilizada no campo é muito diferente daquela usada em laboratório e caso positivo é aconselhável uma verificação do comportamento do solo com aquela água.

CASO DE OBRA Este caso de obra integra o livro “Solos Não Saturados no Contexto Geotécnico”, Capítulo 24 – Fundações em Solos Não Saturados, coordenado pelo engenheiro e professor Mauricio Martines Sales. Localizada no Distrito Federal essa obra se destaca pelo impacto econômico e pelo modo como foram conduzidos os estudos. Foram feitos ensaios de laboratório e de campo e realizadas provas de carga em várias estacas. Além de ser um ótimo exemplo, o estudo mostra o quanto pode ser proveitosa para a sociedade a interação entre o meio acadêmico e o meio técnico profissional, pois com estudos mais aprofundados se chegou à viabilização econômica do empreendimento. A obra analisada corresponde a um empreendimento constituído por 400 edifícios com quatro pavimentos do Programa Minha Casa, Minha Vida, localizado no Distrito Federal (Foto 11).

A solução proposta inicialmente consistia em estacas hélice contínua com comprimento superior a 20 m atingindo o manto de solo residual saturado mais resistente. Essa solução, apesar de tecnicamente correta, inviabilizava economicamente o empreendimento. Com os estudos realizados chegou-se a estacas escavadas com profundidade variando entre 10 m e 12 m assente em um solo laterítico poroso não saturado, viabilizando-se economicamente o empreendimento. Os estudos destinados à definição do projeto de fundações foram iniciados pela execução de sondagens SPT convencionais. No estudo específico voltado para a busca de solução alternativa para o empreendimento foram realizadas sondagens SPT complementares com determinação dos perfis de umidade, pois é sabido que a umidade do solo não saturado afeta o seu comportamento mecânico. Iniciou-se um amplo estudo envolvendo a determinação de perfis de umidade e índice de vazios, a realização de ensaios de caracterização, de colapso e de cisalhamento direto no plano vertical com e sem inundação e determinaram-se curvas características para o perfil de solo. Sobre estacas teste foram realizadas provas de carga sem e com a saturação do solo. Iniciada a obra foram realizadas as provas de carga exigidas em norma, mas sem o monitoramento da execução das edificações em termos de medidas de recalques. Em consequência da natureza colapsível do solo de fundação foram feitas recomendações de ordem preventiva no sentido de afastarem das fundações a infiltração de águas servidas e da chuva e evitar vibrações excessivas, uma das energias capazes de gerar o colapso estrutural do solo.

DESAFIOS Quando há vontade, determinação e, sobretudo, a percepção de que a engenharia deve ter como base a técnica com engenhosidade e não apenas a experiência, os desafios se esvaem.

REFERÊNCIAS Camapum de Carvalho, J., Rezende, L.R. Cardoso, F.B.F., Lucena, L.C.F.L., Guimarães, R.C. & Valencia, Y.G. (2015a). Tropical soils for highway construction: peculiarities and considerations. Transportation Geotechnics, v. 5: pp. 3-19. Coelho, J.A. & Aquino, S.C.N. (2016). 71 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Fernando A. Marinho é engenheiro civil pela Poli-UPE (Politécnica da Universidade de Pernambuco), 1983, mestre pela PUC-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro), 1986 e obteve o título de Ph.D (Doctor of Philosophy) pelo Imperial College da Universidade de Londres em 1994. Atualmente é professor associado da USP (Universidade de São Paulo) nos cursos de Engenharia Civil, Minas e Geologia; é membro do programa de pós-graduação de Recursos Minerais e Hidrogeologia do Instituto de Geociências da USP; atua como consultor de diversas agências governamentais e empresas de engenharia; é pesquisador nível 1 do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) e líder do grupo de pesquisa sobre solos não saturados, além disso é membro da Sociedade Internacional de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica e representante brasileiro no comitê TC-106 sobre solos não saturados.

Arquivo Pessoal Arquivo Pessoal

Análise da influência da qualidade da água na compactação de solos tropicais. Seminário da Disciplina Geotecnia dos Solos Tropicais. Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, Universidade de Brasília. Publicação interna. 8 p. Guimarães, R.C. (2002). Análise das propriedades e comportamento de um perfil de solo laterítico aplicada ao estudo do desempenho de estacas escavadas. Dissertação de Mestrado, Publicação G.DM-090A/02, Dep. de Engenharia Civil e Amb., Universidade de Brasília, Brasília, DF, 180 p. Lima, M.C. (2003). Degradação Físico- Química e Mineralógica de Maciços Junto às Voçorocas. Tese (Doutorado em Geotecnia), Publicação G.TD – 017A/03, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 336 p.

Arquivo Pessoal

E esse estudo foi deflagrado por um engenheiro experiente em projetos e execuções de fundações em solos colapsíveis ou não, mas que preza acima de tudo o suporte teórico às soluções de engenharia. Trata-se do engenheiro da empresa Embre Engenharia, Carlos Medeiros da Silva. Em casos como esse, geralmente o principal desafio é ultrapassar a questão tempo de modo a viabilizar a execução da obra sem atrasos, e essa é sobretudo uma questão de planejamento que no Brasil relegamos quase sempre a um segundo plano. Em uma visita ao Japão, o professor José Camapum conheceu obras em execução cujos estudos e projetos foram elaborados em dez anos. Em casos assim, ele afirma que dificilmente se erra em um projeto básico, onerando o custo do empreendimento ou mesmo inviabilizando-o economicamente como seria o caso desse empreendimento se estudos complementares não tivessem sido realizados. O principal desafio nesse caso de obra em Brasília foi estabelecer um plano de estudo abrangente em conteúdo, mas com limitações de prazo de execução. Graças ao envolvimento e comprometimento das empresas envolvidas o estudo foi realizado com êxito e constitui-se em exemplo de que em muitos casos são necessários mais estudos geotécnicos sobre as obras, estudos que convergem sempre para a maior segurança e economia. No contexto brasileiro é fundamental um maior envolvimento das universidades e dos centros de pesquisa com as empresas em prol do desenvolvimento científico e tecnológico e de um ensino mais aplicado.

José Camapum de Carvalho é graduado em Engenharia Civil (1978), Administração (1978) e Direito (2009). É mestre em Engenharia Civil (1981). Possui mestrado, doutorado e pós- doutorado em Engenharia Civil. Atualmente é professor-titular do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da UnB (Universidade de Brasília). Suas áreas de atuação acadêmica abrangem: solos tropicais, solos não saturados, erosões, fundações, barragens, pavimentação e direito ambiental. Tem atuado em prol da popularização da ciência participando da organização de eventos e publicando materiais que já somam 400, entre cartilhas, capítulos de livro, artigos em periódicos e artigos em eventos. Orientou 38 dissertações de mestrado e 19 teses de doutorado. Foi presidente do Núcleo Centro-Oeste da ABMS e é atualmente conselheiro da associação. Roger Augusto Rodrigues é engenheiro civil e mestre em Engenheiria Civil pela UNESP (Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”) 2000 e 2003, doutor em Geotecnia pela EESC-USP (Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo) 2007. Realizou doutorado sanduíche na UPC (Universidade Politénica da Catalunha, Barcelona) 2006 e estágio de pós-doutroado na EESC-USP 2008-2010. Atualmente é professor da Faculdade de Engenharia da UNESP de Bauru. Na área geotécnica tem experência em solos não saturados com ênfase em solos colapsíveis, estabilidade de taludes, teoria da plasticidade, modelagem do comportamento THM (Termo-Hidro-Mecânico) acoplado de solos não saturados e interação solo-atmosfera.

O QUE HÁ DE NOVO

APLICAÇÃO DE CACOS CERÂMICOS É OPÇÃO ECONÔMICA E SUSTENTÁVEL Projeto do IPT analisou possíveis utilizações dos resíduos de cerâmica vermelha, visando a racionalização do consumo energético e a diminuição de perdas de produtos Por Dellana Wolney

O IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), juntamente com a INCOESP (Cooperativa das Indústrias Cerâmicas do Oeste Paulista), desenvolveu um projeto de pesquisa para viabilizar a utilização dos RCVs (Resíduos de Cerâmica Vermelha) que são gerados durante a queima de produtos como blocos, telhas e lajotas, pois o costume de descartar os cacos cerâmicos que não entram no processo produtivo ainda é bastante presente na construção civil. A iniciativa do programa “Cerâmica Vermelha”, que começou na década de 1980, partiu do envolvimento da atual SDECTI (Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado de São Paulo) e do IPT. O objetivo inicial era o desenvolvimento tecnológico e o aperfeiçoa mento competitivo da indústria de cerâmica vermelha paulista. Com uma abordagem sistêmica em toda a cadeia produtiva, as equipes técnicas do IPT atuaram na melhoria dos produtos e nos processos industriais e no aperfeiçoamento do sistema de suprimento de matérias-primas minerais. Também foi proposta a redução e melhoria do consumo de energia, caracterização e desenvolvimento de sistemas construtivos, e na monta72 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

gem do primeiro laboratório de caracterização cerâmica do País, vinculado diretamente ao setor produtivo. Nesse período, as soluções tecnológicas dirigidas para a sustentabilidade focaram na racionalização do consumo energético que pudesse aprimorar os processos de secagem e queima, com a redução dos gastos com combustível (essencialmente biomassa), diminuição de perdas de produtos e, consequentemente, da geração de resíduos cerâmicos. No Brasil são produzidas cerca de 130 milhões de toneladas de cerâmica vermelha anualmente. Só no Estado de São Paulo, são 16 milhões de peças e 32 milhões de toneladas de cerâmica. O polo está centralizado nos municípios paulistas de Panorama e Pauliceia. Lá estão reunidas mais de 100 empresas de cerâmica, em sua maioria de micro e pequeno porte, mas com uma produção anual de aproximadamente um milhão de toneladas. Deste total 5% tornam-se resíduos que, na maioria das vezes, são descartados ou usados como cascalho em estradas ou pátios das próprias empresas. O IPT e a INCOESP escolheram este polo industrial para a realização dos estudos do programa Cerâmica Vermelha justamente pelo

local abranger uma das aglomerações produtivas de base mineral, reconhecidas pelos governos estadual e federal como sendo um APL (Arranjo Produtivo Mineral), pois lá, além da elevada produção de cerâmica há uma gestão bem estruturada representada pela INCOESP.

DISSEMINAÇÃO Apesar dos recentes avanços da indústria cerâmica nacional, envolvendo uma série de iniciativas importantes como melhoria dos processos industriais, maior controle e padronização dos produtos, e a sua capacitação técnica e gerencial, uma demanda importante refere-se às soluções tecnológicas e gerenciais para o aprimoramento do sistema de suprimento de matérias- primas minerais. De acordo com o geólogo e pesquisador do IPT, Marsis Cabral Junior, os problemas mais comuns dos ceramistas estão concentrados na falta de qualidade e constância de propriedades das argilas, o que implica na queda de produtividade e da padronização dos produtos comercializados; a dificuldade de regularização das lavras; e, em certas regiões, a própria escassez de reservas de argila. Prevalecendo a tendência do mode-

Fotos: Arquivo IPT

lo atual de suprimento mineral, no qual a produção é dominada pelos ceramistas, de maneira individual ou cooperativada, com o ingresso crescente de pequenos mineradores especializados, uma iniciativa fundamental é o reconhecimento por parte do setor produtivo da necessidade de profissionalização e aprimoramento tecnológico e gerencial da produção de argila. “A modernização das minerações com maior defasagem tecnológica passa por investimentos na pesquisa geológica dos depósitos, no planejamento e desenvolvimento das lavras e na caracterização e controle da qualidade das matérias-primas. Um salto tecnológico importante para modernização do elo mineral e que o IPT vem trabalhando sistematicamente, abrange três modalidades de desenvolvimento: implantação de mineradoras comuns, centrais de massa e laboratórios de caracterização tecnológica”, afirma Junior.

VIABILIDADE A pesquisa foi dividida em três fases: a primeira foi realizada no ano de 2013 e consistiu no levantamento de informações básicas do setor na região. Foi levado em consideração o volume da produção e de resíduos gerados, características técnicas de processo produtivo, bem como a coleta de amostras para análises e ensaios nos laboratórios do IPT. Na segunda fase foi feita a caracterização físico-química e tecnológica dos cacos cerâmicos, orientada para duas aplicações. Já a última etapa consistiu na preparação de um projeto conceitual de uma planta de produção de RCV, englobando as etapas de processamento, recepção, homogeneização, estocagem, cominuição (fragmentação), separação granulométrica e estocagem. De forma detalhada, o geólogo e pesquisador do IPT, Luiz Carlos Tanno enfatiza que o aproveitamento dos RCV pode ser efetuado de duas formas. A primeira corresponde à incorporação do resíduo na própria massa cerâmica. “Os estudos evidenciaram que a adição dosada de resíduo nas matérias-primas acrescenta algumas vantagens no processamento industrial e nos produtos de cerâmica ver73 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Restos de tijolos que normalmente são descartados

Manuseio dos materiais pelos pesquisadores

melha. Além do menor consumo de matérias-primas naturais (argilas) há a possibilidade de economia, pela aceleração do processo de secagem e 74 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

diminuição de perdas decorrentes da menor retração das peças durante a secagem e queima”, explica. Segundo ele, a outra rota tecnoló-

gica que se mostrou viável refere- se à utilização dos resíduos moídos como aditivo mineral de propriedades aglomerantes (pozolana) em cimentos e concretos. Dessa forma, os RCV devidamente processados poderão constituir novos produtos para os ceramistas, com ganhos econômicos dentro das suas plantas industriais e agregando um novo negócio a partir da comercialização do material pozolânico. Além das vantagens econômicas, a transformação de um resíduo indesejável em uma nova matéria-prima ou produto mineral propiciará a diminuição da geração de passivos ambientais decorrentes da disposição do RCV. Outro ganho relevante é na própria fabricação dos produtos, pois a adição de cacos devidamente processados possibilita a produção de cimento de baixo impacto ambiental, com menor emissão de gás carbônico. “Preliminarmente, as avaliações indicam que as duas rotas tecnológicas de aproveitamento dos resíduos mostram-se economicamente viáveis. Tendo em vista os investimentos necessários para a instalação de uma unidade industrial de beneficiamento e, sobretudo, a escala mínima de produção de resíduo moído, que deve envolver o aproveitamento dos cacos gerados por várias empresas cerâmicas, a nossa recomendação é que esse empreendimento seja estruturado preferencialmente de maneira consorciada entre ceramistas”, pontua Tanno. O projeto foi financiado pelo CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) e duas unidades técnicas do IPT participaram: a seção de Recursos Minerais e Tecnologia Cerâmica e o Laboratório de Materiais de Construção Civil. Tanno diz que existem pesquisas similares no Brasil, mas o diferencial deste projeto é que, além da caracterização tecnológica dos resíduos em duas vertentes de aplicação, os estudos abrangeram a formatação de uma unidade industrial de processamento de RCV, o que amplia a perspectiva do uso da tecnologia pelo setor produtivo e, consequentemente, do sucesso do projeto.

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GEOTECNIA AMBIENTAL

MÉTODO DE IDENTIFICAÇÃO DE ÁREAS DE RISCO UTILIZA DADOS GEOESPACIAIS GRATUITOS Desenvolvida por doutorando, a solução garante melhorias na gestão e monitoramento em áreas de risco

Recentemente uma metodologia criada pelo engenheiro ambiental e doutorando da Poli-USP (Escola Politécnica da Universidade de São Paulo), Luiz Augusto Manfre, financiada pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e apoiada pelo Laboratório de Geoprocessamento do Departamento de Engenharia de Transportes da Poli-USP ganhou destaque por ser capaz de ajudar a Defesa Civil na identificação de pontos de deslizamento de terra em rodovias, reduzindo a probabilidade de possíveis acidentes. “Utilizamos como principal exemplo a contribuição que a metodologia pode gerar para a Defesa Civil, principalmente porque ela usa dados gratuitos e de fácil acesso com manipulação difundida, o que permite a avaliação de amplas áreas de maneira rápida. A identificação de cicatrizes recentes e a avaliação de riscos que podem representar às rodovias tornam-se mais práticas, viabilizando as visitas de campo mais urgentes e possibilitando intervenções e mitigações de acidentes, além de evitar problemas logísticos no fluxo das rodovias”, destaca Manfre. Testada na região que engloba o trecho de serra do sistema Anchieta-Imigrantes, tendo como principal foco o deslizamento ocorrido no mês de dezembro de 1999 no km 42 da Rodovia Anchieta, a metodologia é baseada na utilização de ferramentas e dados geoespacias para a definição de compartimentos do relevo mais suscetíveis a deslizamentos e para identificação de cicatrizes de deslizamentos já ocorridos. A principal motivação do estudo inicialmente era desenvolver um método de baixo custo que pudesse ser replicado em outras áreas. Para a definição dos compartimentos do relevo mais suscetíveis a deslizamentos foi utilizado o dado TOPODATA, que é uma interpolação realizada por pesquisadores do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) para os dados da SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). 76 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Fotos: Arquivo Douglas Robaldo

Por Dellana Wolney

Localização da área de estudo (quadrado preto) e foto da cicatriz de deslizamento na Bacia do Rio Pilões. Deslizamento Ogura (2004)

Já para a identificação de cicatrizes de deslizamentos foi utilizado o dado LANDSAT (Land Remote Sensing Satellite), que é disponibilizado de forma gratuita pelo USGS (Serviço Geológico Americano).

Visão em perspectiva da classificação SVM (Support Vector Machines) e NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) sobreposto ao modelo de elevação digital do terreno

FUNCIONAMENTO O período de compartimentação do relevo decorreu da necessidade de identificar compartimentos homogêneos do relevo de forma automatizada e com o mínimo de influência por parte do operador. Desta forma, o estudo buscou adaptar e aprimorar uma proposta metodológica publicada na revista Geomorphology em 2012 por Dragut e Eisank. O artigo original apresentava uma metodologia que utilizava OBIA (Object Based Image Analysis) para definir os compartimentos do relevo. “Este processo de compartimentação do relevo é geralmente realizado por interpretação visual, porém a metodologia proposta na tese de doutorado utiliza técnicas de processamento digital de imagem para a extração desses compartimentos. Foi empregada a técnica de classificação baseada em OBIA a diversas variáveis do relevo, como elevação, declividade, curvatura vertical, curvatura horizontal e densidade de drenagem. O resultado da classificação foi um mapa-síntese com as feições mais propícias à ocorrência de deslizamentos”, explica Manfre. A etapa que abrange a identificação das cicatrizes de deslizamento surgiu pela demanda de reconhecimento das áreas em que existe a necessidade de mitigação ou que as cicatrizes existentes representam algum risco para as rodovias. Segundo ele, monitorar esses eventos é bastante difícil considerando a abrangência das rodovias. Assim, o sensoriamento remoto tem grande aplicabilidade para isso. Ele acrescenta que para a identificação das cicatrizes de deslizamento foram testadas duas técnicas de processamento digital de imagens, uma delas utilizando índices de vegetação e outra combinando o resultado de diversas classificações para obter uma solução mais precisa. “O maior problema a ser contornado neste caso foi a grande ocorrência de sombras do relevo nas imagens de satélite. Esse problema seria recorrente em qualquer local com grande suscetibilidade a deslizamentos, portanto, teria que ser solucionado de alguma forma”, afirma.

Feição identificada pela metodologia associada a dutos na Serra do Mar

FACILIDADE As duas metodologias testadas produziram resultados satisfatórios, porém a combinação de diversos classificadores apresentou o melhor resultado. Ao final, os resultados da definição de feições do relevo mais propícios à ocorrência de deslizamentos foram combinados ao resultado da identificação de cicatrizes de deslizamento. Obteve-se um inven77 • FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Área de estudo na Rio-Santos, Angra dos Reis (RJ)

Mapa de nível de risco de deslizamento

tário de eventos de deslizamento e de áreas mais vulneráveis a desastres ambientais. Por utilizar dados gratuitos, a metodologia pode ser executada também em softwares gratuitos. Os pesquisadores do Laboratório de Geoprocessamento planejam elaborar um script em uma plataforma gratuita para a aplicação da etapa

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metodológica. O procedimento de identificação de cicatrizes demanda mais conhecimento técnico por parte do operador, porém pode ser executado de forma rápida para uma área de estudo de grande abrangência. O uso da solução criada pelo doutorando não está limitada apenas às rodovias, ela pode ser simplesmente replicada para estudos relacionados a dutos de água, gás e petróleo. Inclusive, dentre as feições identificadas com características de deslizamento na área de estudo, algumas pequenas áreas estão associadas a dutos na Serra do Mar. O método também poder se utilizado para detecção de possíveis enchentes. A aceitação da metodologia tem sido satisfatória, pois um exemplo atual é a sua aplicação para o estudo da Rodovia Rio-Santos no trecho de Angra dos Reis (RJ). Trata-se de uma parceira com o Ibama (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), para a definição de problemas associados aos planos de evacuação da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto. Algumas adaptações necessitam ser feitas para atender de forma adequada cada área de estudo, porém a aplicabilidade é direta. Parcerias e possíveis comercializações da metodologia podem ser desenvolvidas de acordo com a demanda.

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LIVRO TECNOLOGIA NÃO DESTRUTIVA: TECNOLOGIA, PLANEJAMENTO E MÉTODOS Autor: Mohammad Najafi Tradutor: Francisco Araújo da Costa Editora: Bookman Ano: 2016 Conhecidos como uma maneira para diminuir os impactos ambientais e ainda reduzir os custos sociais e financeiros de obras realizadas com vala a céu aberto, os MNDs (Métodos não Destrutivos) recebem cada vez mais adesão das empresas da área, como uma atividade de aplicação geral. No entanto, o Brasil ainda carece de obras que explorem o assunto. No dia 16 de junho, em São Paulo, a ABES (Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental) promoveu o lançamento do livro “Tecnologia não destrutiva: tecnologia, planejamento e métodos”, do professor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Texas (Estados Unidos), Mohammad Najafi, uma iniciativa precursora por ser a primeira tradução em português de uma publicação do segmento. Najafi é considerado um dos maiores especialistas do mundo em métodos não destrutivos e sua obra apresenta informações sobre planejamento, métodos de projetos para instalação de redes novas, inspeção e reabilitação de utilidades subterrâneas, com o emprego de tecnologias que diminuem ou eliminam a necessidade de escavações. Ao longo dos capítulos dessa primeira edição são mostradas considerações geotécnicas e de superfície, assim como a influência das propriedades dos maciços rochosos que podem afetar a viabilidade econômica de projetos de construção e ainda informa a importância dos fluidos de perfuração e lubrificação. Em 2016, a ABES completa 50 anos e comemora com a coordenação a publicação de uma obra relevante para o setor no Brasil.

Para comprar as obras indicadas nesta seção, envie um e-mail para assinatura@rudders.com.br

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AGENDA BRASIL 15 DE SETEMBRO

OFICINA TEMÁTICA DE INDUSTRIALIZAÇÃO E GESTÃO DA PRODUTIVIDADE NA CONSTRUÇÃO

São Paulo, São Paulo http://bit.ly/1U9h0jb

O evento debaterá conceitos, práticas e soluções que muitas empresas estão aderindo em seus projetos e tipologias, com o objetivo de aumentar a produtividade e elevar a industrialização da construção. A oficina é direcionada a diretores, gestores de incorporadoras, construtoras, arquitetos, projetistas, fornecedores de materiais, equipamentos e serviços, administradores de condomínio, professores, pesquisadores e demais interessados no tema.

20 A 22 DE SETEMBRO

CONSTRUMETAL 2016 – CONGRESSO LATINOAMERICANO DA CONSTRUÇÃO METÁLICA

São Paulo, São Paulo

foi a primeira obra de concreto protendido do Brasil. Desde então começaram a surgir normas técnicas, institutos e órgãos sobre o segmento, que começavam a se expandir no mercado brasileiro. O SELAP (Seminário Latino-Americano de Protensão) teve sua primeira edição em Campinas (SP), em 2012, e já começou com anseios de se tornar um dos maiores eventos relacionados ao setor. Neste ano acontece a terceira edição, que tem como objetivo promover a protensão no Brasil, com a participação de representantes de países como Estados Unidos, Peru, Colômbia e Iraque.

29 E 30 DE SETEMBRO

BIM INTERNATIONAL CONFERENCE – 4ª EDIÇÃO

São Paulo, São Paulo www.bimmi.net/

Pelo quarto ano consecutivo, o BIMMI (Building Information Modelling Management Institute) organiza a BIM International Conference, que em 2016 terá duas edições: uma no Brasil e outra em Lisboa, Portugal, nos dias 13 e 14 de outubro. O evento destacará as melhores práticas de colaboração e softwares BIM, além de dedicar um dia à realização de workshops e treinamentos do programa.

www.abcem.org.br/construmetal/

Consagrado como o maior evento da construção metálica da América Latina, o Construmetal 2016 terá um amplo programa de conferências internacionais e palestras técnicas reunindo conferencistas mundiais, que irão apresentar e discutir os principais temas relacionados ao desenvolvimento do setor, junto a renomados profissionais, líderes, investidores e formadores de opinião do segmento.

21 A 23 DE SETEMBRO

XVI ENTAC – ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO

São Paulo, São Paulo entac2016.pcc.usp.br/

Realizado a cada dois anos é considerado o maior evento brasileiro na área de tecnologia do ambiente construído. Promovido pela ANTAC (Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído), o encontro tem como objetivo integrar academia e mercado, para envolver os agentes do setor da construção civil. Com este foco, o tema desta edição é “Os Desafios e as Perspectivas da Internacionalização da Construção”. O encontro é direcionado a professores, pesquisadores, estudantes de graduação e pós-graduação, construtores, projetistas, arquiteto e demais profissionais relacionados.

23 E 24 DE SETEMBRO

III SELAP – SEMINÁRIO LATINO-AMERICANO DE PROTENSÃO

São Paulo, São Paulo www.selap.com.br

A Ponte Galeão, construída em 1948 no Rio de Janeiro,

EXTERIOR 07 A 11 DE SETEMBRO CAPAC EXPO HÁBITAT 2016

Cidade do Panamá, Panamá http://bit.ly/29BwJHM

O evento tem o objetivo de reunir fornecedores de materiais, máquinas, equipamentos e tecnologia da área de construção civil para atrair construtores, arquitetos e profissionais relacionados com o setor. Em suas primeiras edições, a feira destacava somente os aspectos técnicos e de construção da indústria, com ênfase na exposição de materiais, equipamentos, entre outros. A partir de 1993 o evento incluiu o conceito de habitação, destinado-se também ao mercado imobiliário.

08 E 09 DE SETEMBRO

SOIL MIXING AND MICROPILES: STATES OF PRACTICE FOR DESIGN, CONSTRUCTION AND QUALITY ASSURANCE

Orlando, Estados Unidos http://bit.ly/1UNmL66

Durante dois dias, o evento apresentará a evolução da indústria de soil mixing – ou coluna de solo-cimento, mas também abordará questões de design, construção e controle de qualidade de microestacas. O primeiro dia do seminário mostrará as especificações, os critérios de aceitação e destacará os casos regionais sobre o uso de soil mixing, assim como as aplicações

ambientais, a estabilização de material dragado, entre outros. No segundo dia, os palestrantes debaterão o projeto avançado de micro-estacas, a concepção geotécnica e estrutural de apoio, os materiais e as técnicas de construção empregados, além de casos práticos.

09 A 10 DE SETEMBRO

DFI-INDIA 2016: 6TH CONFERENCE ON DEEP FOUNDATIONS TECHNOLOGIES FOR INFRASTRUCTURE DEVELOPMENT IN INDIA

Kolkata, Índia

http://bit.ly/1q6PJ6R

O evento debaterá a evolução da tecnologia e mostrará histórias de casos em sistemas de bate-estacas. Também haverá discussões sobre melhorias do solo, sistemas de escavação profunda e engenharia de solo macio em aplicações subterrâneas. Antes da conferência, haverá um workshop de um dia. O encontro é voltado para empreiteiros, representantes governamentais, designers e demais profissionais envolvidos com projetos geotécnicos e com construção. Durante esses dois dias também haverá exposição de produtos e serviços no local.

12 A 15 DE OUTUBRO

DFI INTERNATIONAL CONFERENCE ON DEEP FOUNDATIONS, SEEPAGE CONTROL AND REMEDIATION

Nova York, Estados Unidos http://bit.ly/1rXCer0

Realizado anualmente, a conferência mostrará nessa edição pesquisas relacionadas com controle de escoamento e remediação para projetos de barragens e diques no mundo todo. Essa edição pretende atrair profissionais da indústria, engenheiros, empreiteiros, agências governamentais e acadêmicos, com o objetivo de reunir e compartilhar experiências, ideias em sessões- técnicas informativas, que pretendem pautar as recentes inovações em tecnologia de fundações profundas.

17 A 19 DE OUTUBRO

INTERNATIONAL CONFERENCE ON SUSTEINABLE INFRASTRUCTURE 2016

Shenzen, China http://icsi2016.org/

A última edição do evento realizado em 2014 contou com a participação de mais de 300 pessoas. Neste ano, o encontro focará na projeção e entrega de sistemas de infraestrutura que realmente contribuem para a sustentabilidade. Os participantes poderão aprender e interagir com líderes da indústria, terão conhecimento de casos de sucesso, compreenderão as tendências do mercado e as políticas públicas que levam ao desenvolvimento sustentável.

26 A 29 DE OUTUBRO

CINPAR – XII CONGRESSO INTERNACIONAL SOBRE PATOLOGIA E REABILITAÇÃO DE ESTRUTURAS

Porto, Portugal

11 A 14 DE OUTUBRO 58º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO

Belo Horizonte, Minas Gerais www.ibracon.org.br/eventos/58cbc/

Entremeado de fóruns de debates relacionados à tecnologia do concreto e seus sistemas construtivos, o evento pretende divulgar pesquisas científicas, que tenham o objetivo de apresentar as inovações de produtos e processos, as melhores práticas construtivas, as normalizações técnicas atuais e demais tópicos relacionados. O encontro ainda discute projetos de estruturas, os materiais e produtos específicos, além da sustentabilidade.

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web.fe.up.pt/~cinpar/pt/

Em sua 12º edição, o evento abordará temas de patologia, reabilitação de estruturas e métodos construtivos. O congresso é destinado aos profissionais da construção civil, engenharia e arquitetura, que buscam atualizar-se no setor. Durante os três dias do encontro, os participantes terão a possibilidade de aprender mais as técnicas de reabilitação e reforços de estruturas, assim como verificar quais são as manifestações patológicas recorrentes e analisar ensaios não-destrutivos e destrutivos para avaliação de projetos.