Estruturas Geotécnicas Reforçadas com Geossintéticos
24 Outubro, 2011.
A aplicação de geossintéticos em obras de Engenharia Civil e, em particular, em obras geotécnicas, tem vindo a aumentar continuamente, bem como a variedade das suas aplicações. Como exemplos de estruturas em que estes materiais são aplicados podem referir-se: aterros reforçados, muros de suporte, taludes muito inclinados, aterros para deposição de resíduos perigosos, aterros para deposição de resíduos domésticos e industriais, estruturas de controlo de erosão e de protecção costeira.
As razões para o crescimento da aplicação de geossintéticos são inúmeras, salientando-se as seguintes: trata-se de materiais de fácil e rápida instalação; que podem evitar a utilização de materiais naturais com baixa ocorrência; e que evitam o recurso a estruturas de dimensionamento complicado; permitem a utilização de solos que tradicionalmente não seriam considerados adequados, quer como materiais de aterro, quer como materiais de fundação de estruturas diversas; e têm vindo a ser introduzidos no mercado a preços relativamente baixos. Em suma, de um modo geral, são materiais com custos menores e mais versáteis quando comparados com as metodologias e materiais tradicionais.
Estes materiais permitem um maior controlo do impacte ambiental e que a sua adequação técnica é tal que há casos em que a sua utilização é imposta regulamentarmente.
Muitas destas estruturas são construídas usando a tecnologia vulgarmente designada por reforço de solos. O solo reforçado pode ser descrito como um material de construção compósito, que consiste numa matriz reforçada com um outro material. A interface solo-reforço assegura a transmissão de forças, pelo que o funcionamento das estruturas de solo reforçado depende da eficácia das interfaces solo-reforço.
No entanto, apesar das inúmeras aplicações de reforço de solos com geossintéticos e da existência de muita literatura sobre este tema, a sua compreensão é ainda insuficiente. Tal deve-se, essencialmente, ao desfasamento temporal entre o desenvolvimento desta tecnologia e o desenvolvimento (mais lento) dos métodos racionais para a sua análise e dimensionamento.
No início da aplicação de geossintéticos, nos anos 70, o rápido sucesso da sua aplicação conduziu a uma grande preocupação: manter a confiança da indústria da construção, minimizando os riscos de rotura através da adopção de valores conservativos para os coeficientes de segurança e para as metodologias de dimensionamento. A investigação desenvolvida durante os últimos 30 anos permite, hoje em dia, compreender muito melhor o comportamento destes materiais e das estruturas onde são aplicados, possibilitando prever a construção de estruturas mais económicas e tecnicamente mais eficientes no futuro. De facto, os códigos ou métodos de dimensionamento europeus actuais recorrem ao conceito de Estados Limites e utilizam coeficientes de segurança. Assim, em função do realismo usado na determinação destes coeficientes, O dimensionamento pode ser extremamente conservativo e, portanto, muito caro ou seguro e economicamente viável.
Os coeficientes de segurança parciais utilizados no dimensionamento de geossintéticos representam os vários agentes e mecanismos de degradação que afectam a sua durabilidade. De facto, o dimensionamento destes materiais requer que fique assegurado que os geossintéticos funcionem durante um determinado tempo de serviço mantendo valores mínimos para determinadas propriedades. Na ausência de experiência de longo prazo na utilização de geossintéticos é necessário fazer previsões, que têm que ser baseadas na avaliação nas mudanças de determinadas propriedades durante curtos períodos de tempo.
Para responder às exigências cada vez maiores do mercado, têm sido continuamente desenvolvidos novos materiais, muitas vezes apenas através de pequenas alterações na composição dos materiais e da inclusão de aditivos especiais. No entanto, estas alterações podem conduzir a mudanças significativas nos mecanismos de degradação destes materiais. Então, é importante avaliar a durabilidade dos geossintéticos existentes no mercado e dos novos materiais.
Para a maioria das aplicações de geossintéticos é suficiente assegurar um nível mínimo de durabilidade, pelo que os comités de normalização (tanto na Europa como nos EUA) definiram ensaios simples que permitem verificar essa durabilidade mínima. No entanto, as aplicações de geossintéticos como material de reforço estão excluídas, já que é fundamental calcular a redução de resistência provocada pelos principais agentes e mecanismos de degradação.
Apesar de, usualmente, a durabilidade de um material estar associada à sua longevidade, no que diz respeito aos geossintéticos, as suas propriedades podem ser alteradas instantaneamente pelo seu manuseamento e/ou processos de instalação, já que, quando os geossintéticos são colocados no solo, ocorre danificação mecânica. É então importante avaliar de forma realista os efeitos da danificação durante a instalação nos geossintéticos, para que estes materiais não . sejam exageradamente sobredimensionados, com todas as consequências que isso acarreta.
A consideração do efeito da danificação durante a instalação pode ser efectuada recorrendo a especificações de valores mínimos para algumas propriedades dos geossintéticos de forma que sobrevivam aos procedimentos de instalação; exumação de amostras de geossintéticos que tenham sido submetidas a condições de instalação; e modelação ou simulação em laboratório das condições de instalação. Após o processo de instalação (e consequente danificação) é necessário estimar o grau de degradação das propriedades mecânicas dos geossintéticos ao longo do tempo de serviço da estrutura. É possível ainda que, quando vários agentes de degradação actuam simultaneamente, ocorra alguma sinergia (positiva ou negativa).
Autor: Margarida João Fernandes de Pinho Lopes
Excerto Adaptado
Imagens: Interdrain
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