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Revista FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS Ano 7

Fevereiro de 2017

Nº 77

Ano 7 – Edição 77 – Fevereiro 2017

R$ 27,00

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TRECHO NORTE DO RODOANEL MÁRIO COVAS TERÁ SETE TÚNEIS DUPLOS Para solucionar os desafios de engenharia, diversos ensaios geotécnicos e tecnologias estão sendo utilizados na obra

NOVO LAYOUT da publicação para 2017

PRÊMIO MILTON VARGAS: cobertura da 5ª e 6ª edição

MEMÓRIA DE CÁLCULO: nova seção na revista


EXPEDIENTE www.revistafundacoes.com.br Rua Leopoldo Machado, 236 – Vila Laís CEP: 03611-020 São Paulo - SP Telefone: (11) 2641-0871 / (11) 95996-6391 *Telefone celular com atendimento também por WhatsApp: das 10h às 18h 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 • Fernando Henrique Martins Portelinha 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 • Marcio Fernandes Leão 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 • Carina Maia Lins Costa • Yuri Costa Espírito Santo • Uberescilas Fernandes Polido Associações que apoiam a revista

www.revistafundacoes.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); Patricia Maeda (Projeto Gráfico); 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: Divulgação DERSA 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 publicação 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. • As seções “Coluna do Conselho”, “Artigo” 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. www.anatec.org.br

EM FOCO – MODELAGEM FÍSICA E NUMÉRICA Alessandro Cirone: alessandro@engegraut.com.br André Assis: aassis@unb.br David Oliveira: dafo407@gmail.com Fernando Saboya Junior: saboya@uenf.br Márcio Muniz de Farias: mmuniz94@gmail.com GEOTECNIA AMBIENTAL – RECUPERAÇÃO DE SOLO Assessoria de Comunicação da Fundação Matias Machline / A.C: Rejanne Barros: rejanne@fmm.org.br Site: www.fundacaomatiasmachline.org.br NOTÍCIA 1 – DEBATE MARIANA Alberto Sayão: sayao@puc-rio.br André Assis: aassis@unb.br Carlos H. Medeiros: chmedeiros@terra.com.br Flávio Miguez Mello: flaviomiguez@hotmail.com NOTÍCIA 2 – ROCKBOWL Carlos Emmanuel Ribeiro Lautenschläger: carlos.emmanuel@ gmail.com Larissa Regina Costa Silveira: larissacbq@hotmail.com Sérgio Fontoura: fontoura@puc-rio.br Vivian Rodrigues Marchesi: vivianrm@puc-rio.br O QUE HÁ DE NOVO – EASY FAST Ignos Aurélio: ignos@easyfast.ind.br

REPORTAGEM – DERSA Assessoria de Imprensa da DERSA – Desenvolvimento Rodoviário S/A imprensa@dersa.sp.gov.br

COLUNA DO CONSELHO Bernadete Ragoni Danziger brdanzig@uerj.br

JOGO RÁPIDO Marcos Massao Futai futai@usp.br

MEMÓRIA DE CÁLCULO Márcio de Souza Soares de Almeida www.marcioalmeida.eng.br Uberescilas Fernandes Polido – Coordenador da seção uberescilas@geoconsult.com.br

LIVRO Júlia Chaim, analista ABEF julia@abef.org.br NOTAS Diretora da ITA (Italian Trade Agency), Erica Di Giovancarlo silvia.colaianni@rmpress.com.br Diretor de Relações Institucionais da ABCP, Mauro William www.abcp.org.br O SETOR EM NÚMEROS ABCIC www.abcic.org.br PERFIL Valéria Guimarães Rodrigues valguima@usp.br

ARTIGO 1 Felipe Vianna Amaral de Souza Cruz felipe@geoestatica.com.br Renan Basso renan.basso@gmail.com Carlos Eduardo Bottino bottino.eng@hotmail.com ARTIGO 2 Celso Felipe Bora cfb.engenharia@hotmail.com Alessander Christopher Morales Kormann alessander@ufpr.br Sidnei Helder Cardoso Teixeira s.helder@uol.com.br Renato Seixas da Rocha renator@petrobras.com.br

Fundações e Obras Geotécnicas

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EDITORIAL RENOVADA

Na edição de número 77 da revista Fundações & Obras Geotécnicas trazemos uma nova proposta de identidade visual para a revista, o que na linguagem editorial chama­ mos de layout da publicação. Esse novo visual tem como objetivo renovar a revista e trazer junto com a mudan­ ça da linguagem visual também a inserção de uma nova seção intitulada “Memória de Cálculo”, coordenada pelo professor Uberescilas Polido, o espaço terá periodicidade bimestral e irá apresentar, como o próprio nome diz, a memória de cálculo de projetos e vertentes importantes para a mecânica dos solos. Para que possamos melhorar ainda mais a nossa revista, gostaríamos de contar com a participação de vocês leito­ res para que possamos saber o que desejam ver em nosso veículo e quais sugestões de inserção ou troca de seções teriam a nos passar. Aqueles que puderem colaborar com comentários, críticas e sugestões, peço, por favor, que en­ viem para o e-mail: glessia@revistafundacoes.com.br Estamos ávidos para saber o que pensam!

DA REDAÇÃO

Errata Na edição de número 76 (janeiro de 2017), na seção “O que há de novo” na matéria intitulada “Boart Longyear traz para o Brasil tecnologia de perfuração sônica”, na página 66 a imagem da di­ reita foi publicada de forma incorreta, quando na realidade a correta é a imagem a seguir.

PARTICIPE

A revista Fundações & Obras Geotécnicas dis­ põe da seção “Em Foco” – editoria mensal e fixa na publicação – que tem um viés didático, com informações detalhadas sobre alguma técnica uti­ lizada na área, explicadas por dois ou mais pro­ fissionais especialistas do setor. Com uma abor­ dagem explicativa e com teor técnico, a matéria explana ao leitor a metodologia executiva da tec­ nologia, quando ela chegou ao Brasil, como foi a sua evolução no mercado nacional, qual é a sua aplicabilidade, qual é a avaliação dada pelo setor, entre outros. A editoria tem o objetivo de orien­ tar empresas e engenheiros que procuram conhe­ cer mais sobre os sistemas de pauta. A matéria também exibe registros fotográficos que possam ilustrar o tema abordado naquela edição.

mídias sociais www.facebook.com/editorarudder twitter.com/fundacoes_news htpps//goo.gl/EC5eMb htpps//goo.gl/nZ7JEJ www.linkedin.com/company/editora-rudder soundcloud.com/editora-rudder issuu.com/editorarudder

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Fundações e Obras Geotécnicas


EDITORIAL NESTA EDIÇÃO

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16 DESTAQUE

5º e 6º Prêmio Milton Vargas valoriza profissionais e trabalhos voltados à engenharia civil

30 REPORTAGEM

Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas terá sete túneis duplos e mais de 350.000 m2 de OAE

42 NOTÍCIA

30

RockBowl se consolida como uma das principais atividades do CBMR e da ISRM

48 NOTÍCIA

Especialistas debatem quais lições foram deixadas pelo desastre de Mariana

56 ARTIGO

42 3

Aplicação, Análise e Interpretação do Ensaio de Prova de Carga Estática, Realizado Pelo Método Bidirecioal

66 ARTIGO

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Análise de estabilidade de uma encosta da Serra do Mar Paranaense: influências da consideração da poropressão em meio não saturado

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O QUE HÁ DE NOVO Fôrma Metálica Easy Fast garante organização e limpeza na obra

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EM FOCO Modelagem Física e Numérica

102 MEMÓRIA DE

CÁLCULO Aterro sobre solo mole melhorado com colunas de brita

108 GEOTECNIA

AMBIENTAL Projeto criado por alunos de Manaus pode recuperar áreas degradadas em menos tempo SEÇÕES

04 Jogo Rápido 06 O setor em números 08 Coluna do Conselho 10 Perfil – Valéria

Rodrigues

54 Notas 76 Hitória 112 Livro 113 Agenda


Jogo Rápido

Concrete Canvas quer produzir no Brasil

Evento de geossintéticos acontece na USP

por Dafne Mazaia

Os pesquisadores Chu Jian, Koh Chwee e Yang Em-Hua, da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, con­ siderada a 13ª melhor do mundo, desenvolveram um novo tipo de concreto, capaz de igualar ou superar o asfalto como revestimento para rodovias e ruas. Nomeado de ConFlexPa­ ve, o material é mais flexível que o concreto e pode ser pré­ -fabricado em formato de placas, o que facilita a instalação e a manutenção. Além disso, o ConFlexPave mantém as principais caracte­ rísticas do concreto: a durabilidade e a resistência. O novo produto consiste em um concreto autoadensável misturado com microfibras de um polímero, o que permite a maior flexibilidade. Essas características melhoram a resistência à derrapagem dos pneus, além de proporcionar mais durabili­ dade. O ConFlexPave passará por mais testes nos próximos três anos. Caso seja aprovado nas avaliações, a expectativa é que até 2020 ele possa ingressar no mercado.

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Divulgação / Huesker

Concreto mais flexível é criado em Cingapura

No dia 17 de novembro, ocorreu em São Paulo o seminário Geossintéticos Aplicados em Obras Geotécnicas, rea­ lizado pelo GeoInfraUSP (Grupo de Pesquisa de Engenharia Geotécnica aplicadas às obras de infraestrutura da Universidade de São Paulo) e organi­ zado pelo professor e coordenador do Programa de Pós-Graduação em Enge­ nharia Civil da Escola Politécnica da USP, Marcos Massao Futai. Com a presença de aproximadamente 70 pessoas, o evento teve como objetivo divulgar as pesquisas aplicadas em obras geotécnicas, que empregam geossintéti­ cos. De acordo com Futai, este tema não é incluso na formação básica dos enge­ nheiros, o que reforça a importância des­ te tipo de seminário. “O geossintético é um material que está presente em quase todas as obras de engenharia geotécnica. Entretanto, não é um assunto que seja apresentado na formação básica dos en­ genheiros civis. Nesse sentido, o seminá­ rio realizado divulga o que há de conhe­ cimento para a comunidade”, salienta. O GeoInfraUSP com o apoio da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), preten­ de realizar mais eventos em 2017. Bruno Pedroni / Geosynthetica

A empresa inglesa Concrete Canvas, especializada em mantas geotécnicas de concreto, planeja instalar duas fábricas no Brasil, provavelmente nas regiões Sudeste e Nordeste. A decisão deve ser tomada ainda no começo deste ano. Há três anos a empresa importava da Inglaterra e vendia no Brasil. Além de comerciali­ zar em território nacional, a Concrete Canvas também pretende abastecer os países vizinhos da América do Sul. As unidades brasileiras devem atender, sobretudo, o segmento de infraestrutura. Em 2016, as vendas totalizaram 150 mil metros quadrados no País. A Concrete Canvas possui alguns clientes brasileiros, como a VLI – empresa de logística criada pela Vale –, a Vale e a Ferbasa (Companhia de Ferro Ligas da Bahia). Com a definição do investimento em fábrica, até o começo do proces­ so da produção, são necessários aproximadamente 18 meses. A empresa poderá disponibilizar ainda mantas para calçadas e áreas de pavimentação para projetos do Minha Casa, Minha Vida, iniciativa do Governo Federal.


O setor em números

O SETOR DE PRÉ-FABRICADOS

A

por Dafne Mazaia

A sondagem com o balanço de 2016 para o setor de pré-fabricados foi realizada entre julho e agosto de 2016 e abrange questões quantita­ tivas e qualitativas relacionadas a 2015, 2016 e 2017. Conforme a presidente da ABCIC (As­ sociação Brasileira da Construção Industriali­ zada de Concreto), Íria Doniak, 2016 foi um ano produtivo para a associação, mesmo com o contexto político e econômico nacional difícil. “Foi um ano de muitas realizações importan­ tes no ambiente institucional, nós concluímos junto à ABNT (Associação Brasileira de Nor­ mas Técnicas) a revisão da principal norma do setor, a NBR 9.062, e também entramos com a linha das normas de produtos, agora nós es­ tamos com a de painel, a norma de painéis pré-­ moldados”, destaca. Os resultados mostraram que a produção de pré-fabricados caiu 12,7% em relação a 2014, alcançando 904.570 m3. A pesquisa indicou ainda que a capacidade de produção das empresas de pré-fabricados de concreto,

que passou de 1,678 milhão de m³ em 2013, para 1,635 milhão de m³ em 2014, caiu novamente para 1,625 milhão de m³ em 2015. A maior parte das empresas (51,1%) apontou uma redução dos investimentos em relação a 2015, com 15,6% assinalando aumento, o que significa um saldo negativo de 35,5 p.p (pontos percentuais), conforme apresenta a sondagem. No entanto, mesmo com o cenário nacio­ nal ainda negativo, a área de pré-moldados mostra-se mais positiva para 2017, segundo a coordenadora de projetos da construção da FGV/IBRE (Instituto Brasileiro de Econo­ mia da Fundação Getulio Vargas), Ana Ma­ ria Castelo. “As empresas de pré-moldados registram expectativas mais favoráveis em relação ao ano de 2017. E é algo muito sig­ nificativo, que a maioria delas está dizendo que a produção vai crescer, e quanto maior esse saldo, maior a confiança que as empresas têm”, argumenta.

Desempenho em 2016 – Indicadores de atividade da cadeia da construção, Brasil taxa acumulada no ano*

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Fundações e Obras Geotécnicas


O setor em números

Desempenho em 2016 – Emprego com carteira na construção, Brasil

ISA (Índice de Situação Atual) e IE (Índice de Expectativas) Empresarial

> ANA MARIA CASTELO É economista e formou-se na UFCE (Universidade Federal do Ceará). É a atual coordenadora de projetos da construção da FGV/IBRE (Instituto Brasileiro de Economia da Fundação Getulio Vargas).

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Divulgação FGV/IBRE

Índices de confiança da Cadeia da Construção


Coluna do Conselho

RUMOS DA GEOTECNIA NO BRASIL

Arquivo Pessoal

O > BERNADETE RAGONI DANZIGER possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, mestrado e doutorado pela COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de PósGraduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro) e pós-doutorado pelo NGI. Trabalhou na empresa Franki de 1975 a 1987 e na empresa Dolphin Engenharia de 1987 a 1990. De 1992 a 2004 foi docente da UFF (Universidade Federal Fluminense) e desde 2004 é professoraassociada do Departamento de Estruturas e Fundações e da Pós-Graduação em Engenharia Civil da UERJ (Universidade do Estado do Rio de Janeiro). É pesquisadora 1 do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), procientista da UERJ e atua em consultoria na área de fundações e escavações.

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Fundações e Obras Geotécnicas

O crescimento da construção civil e da geotecnia no Brasil é in­ dispensável para absorver o desem­ prego e vislumbrar oportunidades aos jovens engenheiros recém-gra­ duados e pós-graduados nas diversas universidades do Brasil. Por outro lado, o reequilíbrio financeiro do setor público é essencial na remoção das barreiras necessárias à retomada do crescimento. Vivemos um momento de crise na maioria dos setores da econo­ mia brasileira, concomitantemente à desesperança da população frente ao envolvimento de parte expressi­ va dos parlamentares e empresários nas investigações da “Lava Jato”, si­ naliza um prognóstico de incertezas futuras quanto aos próximos acon­ tecimentos políticos e os rumos da economia no País. É neste horizonte que as inicia­ tivas de renovação das instituições precisam superar os problemas políticos e econômicos para nova­ mente alavancar a engenharia na­ cional em suas inúmeras deman­ das de crescimento. As necessida­ des crescentes de moradia, trans­ porte, saneamento, abastecimento d’água, energia, aterros de depo­ sição de resíduos, entre outros se­ tores, demandam profissionais da área de geotecnia. A capacitação de pessoas com uma expertise tão

abrangente é essencial quando da retomada do crescimento. Além da responsabilidade na qua­ lificação dos jovens para o atendi­ mento às demandas da sociedade é tarefa das universidades a motivação dos profissionais em sempre inves­ tir no seu contínuo aprendizado, de forma a poder se adaptar a uma vida profissional cada vez mais longa. Na atualidade, em que a população é impelida a uma aposentadoria mais tardia, comparada às gerações ante­ riores, a qualificação é fundamental. Neste sentido, os cursos de pós-gra­ duação vêm sendo procurados de forma cada vez mais intensa. Há, portanto, que se apoiar as iniciati­ vas de motivar os jovens geotécnicos para a procura de cursos de especia­ lização e pós-graduação de forma a vislumbrar melhores oportunidades quando da retomada do desenvolvi­ mento intenso na área da construção que, certamente, está por vir. Ao mesmo tempo, os órgãos de classe, como o Clube de Engenha­ ria, a ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenha­ ria Geotécnica), sindicatos e as­ sociações ligados ao setor devem se unir em iniciativas que visem a manutenção dos projetos e obras desenvolvidos por empresas nacio­ nais, principalmente na retomada de obras interrompidas, como a do


Coluna do Conselho

Comperj (Complexo Petroquímico do Rio de Janeiro), na cidade de Ita­ boraí, no Rio de Janeiro. O país só retomará seu desenvolvi­ mento por meio da produção de em­ pregos que gerem renda e alavanquem a economia. Para isso, a construção civil tem um papel de impulsionar vá­ rios setores associados, gerando novas oportunidades aos engenheiros e, em especial aos jovens mais necessitados de um impulso inicial. Sejamos otimistas, principalmente com os jovens geotécnicos. Para isso, cito alguns dos conselhos do grande professor emérito Fernando Emma­ nuel Barata, que muito motivou no­ vos geotécnicos, seus ex-alunos, da Escola Politécnica da UFRJ (Univer­ sidade Federal do Rio de Janeiro): • A engenharia civil é imprescin­ dível num país com as dimensões, diversidade e complexidades geo­ gráficas do Brasil; • Não há motivos de desânimo para os jovens brasileiros, particularmente seus engenheiros; • Não arrefecer diante de dificulda­ des conjunturais e não desistir nunca; • Estudar sempre e muito, buscar a grande competência o tempo todo; • Buscar a felicidade no trabalho fecundo e responsável. • É este o recado aos jovens profis­ sionais e o rumo que todos desejamos à geotecnia num futuro próximo. 9

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Perfil

Uma carreira de pesquisadora dedicada ao conhecimento e à natureza Fotos: Acervo pessoal

Com quase 20 anos de trajetória, a geóloga e professora Valéria Rodrigues trabalha e estuda formas de melhorar o meio ambiente por Dafne Mazaia

É

poca de escolhas decisivas, a adolescên­ cia é o momento onde o jovem se vê repleto de opções para seguir uma profissão. Testes vocacionais são comuns e podem orientar nesse momento. Não foi diferente com Va­ léria Guimarães Silvestre Rodrigues. Para descobrir qual área a atraía mais, ela decidiu folhear as páginas do clássico “Guia do Es­ tudante”, material que mostrava as diversas profissões existentes no mercado e o manual da FUVEST (Fundação Universitária para o Vestibular), com mais orientações sobre a prova. Foi nesse momento que se encantou pela Geologia. Nascida em São Paulo (SP), a aspirante a geóloga foi amplamente apoiada por sua fa­ mília, inclusive pelo irmão, que já estudava na instituição visada por ela. “Quando co­ mentei que eu iria prestar Geologia, meu pai ficou muito satisfeito. Meu irmão estava cur­ sando Biologia na USP (Universidade de São 10

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A geóloga e professora Valéria Rodrigues

Paulo), na mesma época em que eu estava prestando o vestibular”, recorda. Por ter visto uma disciplina de Geologia durante seu curso de Biologia, o irmão não teve dúvidas de que a estudante estava no caminho certo. “Ele apoiou muito minha es­ colha, pois tinha cursado uma matéria obri­ gatória em Geologia, e, devido a isto, elogiou bastante o curso e a instituição em que eu estava interessada”, lembra a geóloga.


Perfil

Valéria Rodrigues no dia da apresentação do trabalho de conclusão de curso, ao final de sua graduação em Geologia

DESCOBRINDO O MUNDO ACADÊMICO Valéria Rodrigues ingressou no Instituto de Geologia da USP em 1994. Em seu segundo ano de gra­ duação, ela já sabia qual segmento mais gostava dentro da Geologia: geotecnia ambiental. Motivada a seguir nesse setor, procurou pelo professor Joel Barbujiani Sígolo, para que ele a norteasse. Nesse pe­ ríodo, conseguiu uma bolsa pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e realizou sua iniciação científica. “Fiz iniciação científica com bolsa FAPESP, o que foi muito impor­ tante, pois chamou a minha aten­ ção para vários aspectos envolvidos em pesquisas, além do rigor e do grau de exigência, o que me ajudou a desenvolver uma visão mais críti­ ca de como elaborar um projeto e relatórios”, conta. No término do quarto ano da graduação resolveu inscrever-se no processo seletivo para estagiar no IPT (Instituto de Pesquisas Tecno­ lógicas). Conseguiu a vaga e traba­ lhou por um ano no órgão, no setor de mapeamento geotécnico, ao lado 11

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Durante um trabalho de campo com os alunos de graduação de Engenharia Ambiental da EESC/USP (Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo)

do pesquisador Carlos Geraldo Luz de Freitas, onde se aproximou mais da área de geotecnia. Finalizou o curso de Geologia em 1998, resoluta em qual campo seguir. “Após o término do curso, eu tinha certeza da área que que­ ria atuar e que iria fazer mestrado e doutorado, pois me identifiquei muito com a área de pesquisa”, destaca. Em seguida, obteve os títulos de mestre e doutora tam­ bém pela USP, no Instituto de Geociências, na área de contami­ nação por metais potencialmente tóxicos. Tanto seu mestrado como seu doutorado foram financiados pela FAPESP. Na fase inicial do seu doutorado deu seus primeiros passos na fun­ ção de docente. Prestou concurso para a vaga de professora-substitu­ ta no Instituto de Geociências da USP e passou. Na época, minis­ trou aulas de Geologia Geral para os cursos de Geografia e Biologia, além de um curso optativo para

alunos de Geologia (geodinâmica externa aplicada). Além de dar aulas para cursos voltados para sua área de atuação, a geóloga também lecionou em cursos de Informática para a terceira idade, no IME (Instituto de Matemática e Estatística) da USP, atividades que a despertaram para o outro lado do mundo acadêmico. “Estas duas experiências didáticas foram muito importantes na minha escolha pela área acadêmica, pois descobri que além da pesquisa, gosto muito de ensinar. Assim, reuni duas áreas que gosto muito: a pesquisa, a transmis­ são do conhecimento para alunos de graduação e o treinamento e forma­ ção de futuros mestres e doutores, contribuindo para formação de pro­ fissionais capacitados para atuar em nosso país e fora dele”, revela. Atu­ almente, Valéria Rodrigues é profes­ sora do departamento de geotecnia da EESC (Escola de Engenharia de São Carlos) da USP, da área de Geo­ tecnia Ambiental.


Perfil

Em uma campanha de campo do curso de recuperação de áreas degradadas, durante a Semana de Engenharia Ambiental

Valéria Rodrigues sendo homenageada por seus alunos, durante a formatura da turma de Engenharia Ambiental da EESC

AS PESQUISAS DE CONTAMINAÇÃO Desde sua iniciação científica a geóloga se envolve com pesquisas acadêmicas, sobretudo na área de contaminação. Sua principal linha de pesquisa é com metais potencial­ mente tóxicos em diversos sistemas. Em sua primeira experiência pes­ quisando, trabalhou com lodo de 12

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esgoto e para seu TCC (Trabalho de Conclusão de Curso), pesquisou sobre contaminação de cádmio em solos tropicais. Em seu mestrado, estudou conta­ minação de chumbo, zinco, cádmio, cobre, cromo e níquel em ambiente lagunar. Já no doutorado estudou a contaminação em sistemas fluviais, mais precisamente no rio Ribeira de

Iguape (SP) e com resíduos de mi­ neração. O tema da pesquisa tam­ bém seguiu em seu pós-doutorado, realizado na UNESP (Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho), em que a geóloga continuou o trabalho relacionado ao rio Ribei­ ra de Iguape. Atualmente Valéria Rodrigues desenvolve pesquisas com a ava­ liação da contaminação por metais potencialmente tóxicos no solo, na área de antiga disposição de resídu­ os de mineração na região do Vale do Ribeira (SP), com a caracteri­ zação de solos e materiais reativos orgânicos (turfa e compostos) e inorgânicos (bentonita), para se­ rem empregados em construções de barreiras selantes e reativas e com avaliação de áreas degradadas por processos erosivos, atividades de mineração, assim como recupe­ ração de áreas degradadas. Repleta de muitas pesquisas em seu histórico profissional, ela desta­ ca que a mais satisfatória até o mo­ mento é a de resíduos de mineração. “Venho trabalhando neste tema desde 2002. Ele é bastante amplo: envolve a caracterização de resíduos de mineração (rejeitos provenientes do beneficiamento da galena e es­ córias de fundição), a avaliação da contaminação do sistema fluvial por metais provenientes destes resíduos de mineração que foram lançados no rio Ribeira de Iguape por aproxi­ madamente 40 anos e do solo (áreas próximas da usina de beneficiamen­ to que estão contaminadas por esses metais potencialmente tóxicos)”, explica a geóloga.


Perfil

De acordo com ela, essa pesqui­ existisse, mas esse aspecto está me­ sa tem um elevado grau de impor­ lhorando aos poucos, por iniciati­ tância por tratar-se de um caso de vas dos dois lados: universidade e má gestão dos resíduos de minera­ empresas”, declara. ção causadores da contaminação Dentre as disciplinas que mais gos­ do sistema fluvial e do solo, talvez ta de ensinar aos seus alunos, ela re­ por desconhecimento dos responsá­ vela que os temas de Condicionantes veis envolvidos no processo, o que Geológico-Geotécnicos em Estudos aumenta a relevância dos estudos. Ambientais e Recuperação de Áreas “Assim, o entendimento de todo o Degradadas: Investigação, Análise e processo de contaminação é extre­ Gestão, ambas ministradas no curso mamente importante para a recupe­ de graduação em Engenharia Am­ ração desta área, assunto que venho biental, se destacam. “Na disciplina pesquisando nos últimos tempos. de Condicionantes são apresentados Algumas pesquisas estão sendo de­ os problemas ambientais (erosão, es­ senvolvidas com o solo da região do corregamentos, contaminação, entre Vale do Ribeira visando avaliar se o outros) e o que condiciona cada um mesmo pode ser usado como bar­ destes problemas. Na disciplina de reira selante e sistema de cobertura Recuperação de Áreas Degradadas no encapsulamento dos resíduos de são apresentados os tipos de degrada­ mineração, tendo ção e as formas de como foco prin­ recuperação am­ SINTO-ME MUITO cipal a caracteri­ biental”, detalha. SATISFEITA E zação geológica e Além destas, a geotécnica deste geóloga também ESTIMULADA COM material”, argu­ aprecia lecionar A MINHA CARREIRA. menta Rodrigues. as disciplinas As­ TUDO O QUE pectos Geológi­ ANÁLISE DA co-Geotécnicos DESENVOLVI FOI CARREIRA na Avaliação de MUITO PRECIOSO Professora da Problemas Am­ EESC e ativa em bientais e Recu­ suas pesquisas na área, a geóloga peração de Áreas Degradadas, do Valéria Rodrigues afirma que as curso de Pós-Graduação em geotec­ atividades não se confrontam, mas nia, porém afirma que a pesquisa e a se completam. “No meu caso, as transmissão dela é algo que sempre duas estão diretamente ligadas, a atrai. “No entanto, falando de for­ sendo que uma complementa a ma mais ampla, gosto muito da pes­ outra. A integração da pesquisa quisa e de passar esse conhecimento com as várias empresas (estatais aos alunos, em diversos níveis, por ou privadas) ainda não se desen­ meio das diversas disciplinas, às volve como deveria ser, com a quais sempre estamos tentando me­ proximidade que gostaríamos que lhorar”, diz. 13

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Em uma defesa de dissertação de Geotecnia, na EESC

Com quase 20 aos de carreira, a geóloga e professora Valéria Rodri­ gues sente-se satisfeita com tudo que conquistou. “Sinto-me muito satisfeita e estimulada com a minha carreira. Tudo o que desenvolvi, desde a iniciação científica foi mui­ to precioso para minha visão e para o meu estágio de desenvolvimento atual. Agradeço imensamente aos profissionais que acreditaram em mim e me deram oportunidades de trabalho”, informa. Como parte de planos futuros, Valéria Rodrigues almeja fazer mais cursos e ainda am­ pliar a interação entre associações e pesquisadores. “Pretendo fazer al­ guns cursos de aperfeiçoamento na área que estou atuando, onde existe um leque muito grande de proble­ mas a serem estudados e soluções a serem propostas. Embora já esteja


Perfil

A geóloga durante a Semana da Engenharia Ambiental, na EESC

com associações com pesquisadores, no Brasil e no exterior, pretendo au­ mentar essa interação, pois além de muito importante é também muito produtiva para todos os envolvi­ dos”, acredita.

REFERÊNCIAS E FAMÍLIA Ao longo de sua carreira ela con­ viveu com diversos profissionais re­ nomados do segmento e referencia alguns que marcaram sua trajetória. “As referências que tenho são os pro­ fessores de Geotecnia da USP (tanto da Politécnica como os da EESC), os profissionais do IPT, os professo­ res de Geologia da USP, os professo­ res da Universidade de Aveiro, em Portugal, entre outros, inclusive de outras áreas, que contribuem muito para o desenvolvimento da minha visão e espírito crítico”, relata. Muita conectada com a família, 14

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a geóloga é a terceira filha do casal Élcio – falecido em 2003 – e Maria Thereza. Tem uma irmã mais velha, que trabalha como artesã. Marcelo, seu irmão do meio – que faleceu em 2006 –, fez Biologia na USP e trabalhou na EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) de Campinas, na unidade de senso­ riamento remoto. Casada desde 2003 com o físico Elmar, a geóloga afirma que ele foi fundamental para seu crescimento. “Sem a compreensão, dedicação e companheirismo do meu esposo não teria chegado aonde cheguei. Ele sempre me incentivou, acom­ panhando toda a minha trajetória profissional, sempre me apoiando em todos os sentidos”, declara. Ao ingressar na EESC/USP como do­ cente, retornou para a casa de sua mãe, em São Carlos (SP), onde vive orgulhosa de seus familiares.


Perfil

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Destaque

5º E 6º PRÊMIO MILTON VARGAS VALORIZA PROFISSIONAIS E TRABALHOS VOLTADOS À ENGENHARIA CIVIL Além da premiação, o evento apresentou a nova edição do livro “Fundações – Teoria e Prática” e uma palestra sobre os estudos geotécnicos realizados na obra da Vila Olímpica por Dellana Wolney

N

No dia 24 de novembro de 2016 foi rea­ lizada pela Editora Rudder e pela revista Fundações & Obras Geotécnicas, com o apoio da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica) e com o patrocínio das empresas Incotep, Maccaferri, Huesker e Solotrat, a quinta (2015) e a sexta (2016) edição do Prêmio Milton Vargas. Dando início à cerimônia de abertura do prê­ mio, o presidente do Núcleo Regional São Paulo da ABMS, Celso Nogueira Côrrea apresentou o livro “Fundações – Teoria e Prática”. A nova edição que foi lançada no COBRAMSEG 2016 (Con­ gresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Enge­ nharia Geotécnica), contou com a participação de editores da segunda edição e foi elaborada pelo Núcleo São Paulo da ABMS e pela ABEF (Asso­

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Fotos: Munir Ahmed / Editora Rudder

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turas estaqueadas. Para avaliação dos deslocamentos e momentos fletores induzidos nas estacas, um ensaio em escala real foi realizado, por meio de um aterro experimental instrumen­ tado”, descreveu. Segundo Uberescilas Fernandes Polido, os resultados gerados costu­ mam ser examinados, considerando o diâmetro e a posição das estacas, bem como o fator de segurança quanto à estabilidade global. Por fim, ele apresentou os valores dos momentos fletores obtidos e a com­ paração com os valores estimados com base em métodos empíricos, teóricos e métodos computacionais com modelagens em 2D (Duas Di­ mensões) e 3D (Três Dimensões).

HISTÓRIA

Participantes prestigiando o Prêmio Milton Vargas 2015 e 2016

ciação Brasileira de Empresas de Enge­ nharia de Fundações e Geotecnia). Em seguida, aconteceu a apresen­ tação da palestra: “Esforços Laterais em Estacas Submetidas a Sobrecar­ gas Assimétricas – Estudos Realiza­ dos na Obra da Vila Olímpica (RJ)”, ministrada pelo engenheiro civil e fundador da empresa Geoconsult – Consultoria de Solos e Fundações, Uberescilas Fernandes Polido. 18

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Na ocasião, ele explicou que esta­ cas em terrenos compressíveis sub­ metidos a sobrecargas assimétricas estão sujeitas a empuxos passivos, gerando deflexões e momentos fleto­ res. “No Brasil, o problema é conhe­ cido como ‘Efeito Tchebotarioff’. Na obra de urbanização da Vila Olímpi­ ca – Rio 2016, em uma região com espessas camadas de solo mole, foram executados aterros adjacentes a estru­

A premissa principal do Prêmio Milton Vargas é premiar os melhores trabalhos técnicos e obras descritas pela revista durante o ano anterior ao ano da publicação, considerando as características de contribuição para o avanço da prática da engenharia e inovação dos trabalhos. Em outubro de 2011, aconte­ ceu a primeira edição da premiação que considerou as seções “Artigo” e “Geo­tecnia Ambiental”, levando em consideração a contribuição que essas obras ou estudos trouxeram para o segmento. Na seção “Des­ taque do Ano”, foram indicados os profissionais que participaram da seção “Perfil” e “Entrevista” da re­ vista e, baseado no regulamento do prêmio, foi concedida a certificação honrosa a uma obra notória na cate­ goria “Obras Geotécnicas”.


Destaque

Diferente da primeira edição, o segundo Prêmio Milton Vargas que ocorreu no ano de 2012, contem­ plou onze categorias, incluindo a premiação de quatro obras de livre indicação no site da Editora Rudder, que foram escolhidas como as me­ lhores do ano pelo conselho da re­ vista. A primeira categoria estrean­te foi “Inovação”, selecionada a partir do material publicado na seção “O Que Há de Novo”. Houve também a inclusão das categorias votadas no site como: “Obra de Infraestrutura”, “Obra de Fundações”, “Obra de So­ lução Inteligente” e “Obra de Sus­ tentabilidade”. Já no ano de 2013 a premiação contemplou nove categorias: Am­ biental, Fundações, Geossintéticos, Inovação, Obra de Fundações, Obra de Infraestrutura, Obra de Sustenta­ bilidade, Profissional do Ano e Solu­ ção Inteligente. Cada categoria lau­ reou um autor ou grupo de autores com um troféu do prêmio e o certi­ ficado de vencedor. Os trabalhos que concorreram à quarta edição do Prê­ mio Milton Vargas em 2014, tam­ bém seguiram estas nove categorias.

PREMIAÇÃO No ano de 2016, o 5º Prêmio Milton Vargas contemplou os traba­ lhos publicados entre as edições de número 48 e 59, e o 6º Prêmio Mil­ ton Vargas considerou os trabalhos publicados entre as edições de nú­ mero 60 a 71. Os trabalhos concor­ rentes foram julgados por um corpo de jurados composto por docentes, sendo todos mestres e/ou doutores na área de avaliação dos trabalhos. 19

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Um dos critérios de seleção para a participação no grupo de jurados, além da escolha por meio da ex­ celência de seus currículos e atua­ ção acadêmica foi a total isenção de participação ou vínculo com os trabalhos concorrentes. Os avalia­ dores foram: Vanessa Montoro Ta­ borianski Bessa, Jefferson Lins da Silva, Alexandre de Macêdo Wahr­ haftig, Emil de Souza Sánchez Fi­ lho, Paulo César de Almeida Maia, Carina Maia Lins Costa, Flávio de Andrade Silva, Valéria Guimarães Silvestre Rodrigues, Orlando Celso Longo, Yuri Costa, André Pereira Lima e João Paulo Souza Silva. No 5º e 6º Prêmio Milton Var­ gas, para compor a mesa e fazer a entrega dos troféus aos vencedores, foram convidados: o presidente da ABGE (Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambien­ tal), Adalberto Aurélio Azevedo; o presidente da ABMS, Alessander Morales Kormann; o presidente do IGS Brasil (Associação Brasileira de Geossintéticos), André Estevão; o presidente do CBT (Comitê Brasi­ leiro de Túneis), Tarcísio Celestino; o diretor-executivo da ABEF, Mar­ co Aurélio Alves Costa; o presidente do NRSP-ABMS, Celso Nogueira e coordenadora editorial da Editora Rudder, Jenniffer Lemes. A primeira categoria a ser pre­ miada foi a “Categoria Ambiental” em que estiveram concorrendo os melhores trabalhos, obras, meios de desenvolvimento ou estudos, relacio­ nados à área ambiental publicados na seção “Geotecnia Ambiental”. O vencedor nessa categoria, no 5º Prê­

mio Milton Vargas, foi o trabalho da empresa Tera Ambiental, “Compos­ tagem de resíduos orgânicos reduz lixo e pode melhorar a qualidade do solo”, publicado na edição 54. Para receber o troféu esteve pre­ sente, representando o engenheiro agrônomo da Tera Ambiental, Fer­ nando Carvalho Oliveira, a gerente comercial da Tera Ambiental, Lívia Baldo, que falou sobre a impor­ tância do trabalho, bem como da surpresa da empresa em ter sido premiada. “Acredito que a iniciati­ va tenha sido premiada por ser uma atividade que, embora antiga, seja muita procurada pelas empresas. O reconhecimento pode ter vindo principalmente pela atividade estar em total acordo com a política de resíduos sólidos”. Ela acrescentou que foi lisonjea­ dor ter recebido este prêmio, tanto para a empresa, quanto para Oli­ veira, que participou ativamente na produção da matéria. “O prêmio é uma ótima oportunidade para a divulgação do que está sendo feito ultimamente. Buscamos a revista Fundações & Obras Geotécnicas por ter conteúdo sobre temas atuais e relevantes. Além disso, a publica­ ção é uma fonte de consulta para o corpo técnico que atua também na área ambiental. Então, para a Tera Ambiental foi um ótimo espaço para disseminarmos o nosso traba­ lho”, pontua. Na mesma categoria, mas con­ correndo no 6º Prêmio Milton Vargas, respectivamente na edição 65, a empresa Serello Ambiental foi laureada pelo trabalho “Gestão de


Destaque 1

2 1. O presidente do Núcleo Regional São Paulo da ABMS, Celso Nogueira Côrrea 2. O engenheiro civil e fundador da empresa Geoconsult – Consultoria de Solos e Fundações, Uberescilas Fernandes Polido durante a sua palestra

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3. Homenagem da Editora Rudder e da revista Fundações & Obras Geotécnicas, assim como das empresas patrocinadoras, Incotep, Maccaferri, Huesker e Solotrat, como agradecimento pela participação e contribuição de Uberescilas Fernandes Polido

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4. Para receber o troféu esteve presente, representando o engenheiro agrônomo da Tera Ambiental, Fernando Carvalho Oliveira, a gerente comercial da Tera Ambiental, Lívia Baldo

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6 5. Representando a empresa Serello Ambiental, estiveram presentes os seus diretores-executivos, Pedro Henrique Serapião e Rafael Cossiello 6. Os vencedores do primeiro lugar do Prêmio Milton Vargas 2015 na “Categoria Fundações” representando o trabalho “A determinação da profundidade de um elemento de fundação utilizando o Ensaio Sísmico Paralelo (Parallel Seismic)”

7. Representando os autores Junio Rene Toledo Fagundes, Leandro Sousa dos Santos, Ana Lúcia Moreira Yoda, José Harris, a engenheira Bruna Martins Torres recebeu o troféu pelo segundo lugar na “Categoria Fundações” do Prêmio Milton Vargas 2015 8. Representando os autores Fernando Schnaid, Daniel Winter e Fernando Alves, a engenheira da Huesker Brazil, Cristina Schmidt recebeu o troféu pelo terceiro lugar na “Categoria Fundações” do Prêmio Milton Vargas 2015

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Resíduos Sólidos”. Representando a empresa estiveram presentes os seus diretores-executivos Rafael Cos­ siello e Pedro Henrique Serapião. Na ocasião, Cossiello comentou so­ bre a missão da Serello de diminuir o impacto ambiental gerado pelos resíduos sólidos da construção civil na Região Metropolitana de Cam­ pinas (SP) e da sensação de estar en­ tre os vencedores em uma categoria tão relevante. “Ficamos extremamente honra­ dos, não só por receber o prêmio, mas também por termos sido clas­ sificados dentre outros profissionais que também fizeram trabalhos de grande qualidade. A alta capacidade técnica, aliada a um trabalho extre­ mamente sério e eficiente da Edito­ ra Rudder e das pessoas que subme­ teram os seus trabalhos, realmente faz com que sintamos orgulho de ser contemplados como vitoriosos. Isso para nós soou como um gran­ de reconhecimento e a certeza de que estamos trabalhando no sentido certo, agregando algo para a nossa sociedade e principalmente para a Região Metropolitana de Campi­ nas”, destaca Cossiello.

CONJUNTO DA OBRA A segunda categoria apresentada foi a “Categoria Fundações” que possui esse nome, pois se trata de uma homenagem ao nome da re­ vista. Nela estiveram concorrendo os artigos técnicos e científicos a partir dos critérios “originalidade”, “conjunto da obra” e “apresentação técnica”, publicados na seção “Arti­ go” da revista. Essa categoria premia 21

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Composição da mesa do 5º e 6º Prêmio Milton Vargas. Da esquerda para a direita: a coordenadora editorial da Editora Rudder, Jenniffer Lemes; o presidente da ABGE (Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental), Adalberto Aurélio Azevedo; o presidente da ABMS, Alessander Morales Kormann; o presidente do CBT (Comitê Brasileiro de Túneis), Tarcísio Celestino; o presidente do IGS Brasil, André Estevão; o diretor-executivo da ABEF, Marco Aurélio Alves Costa e o presidente do NRSP-ABMS, Celso Nogueira Côrrea

três trabalhos, classificando-os em primeiro, segundo e terceiro lugar. Os vencedores do 5º Prêmio Mil­ ton Vargas nesta categoria foram: em primeiro lugar, o trabalho publicado na edição 55 intitulado “A determi­ nação da profundidade de um ele­ mento de fundação utilizando o En­ saio Sísmico Paralelo (Parallel Seismic)” dos autores Otavio Coaracy Brasil Gandolfo, Tiago de Jesus Sou­ za, Paulo Cezar Aoki e Paulo Scarano Hemsi. Aoki acredita que o trabalho tenha sido classificado em primeiro lugar por apresentar a simplicidade de aplicação de uma técnica. “O diferencial foi que no caso desta análise não possuíamos ne­

nhuma informação do elemento de fundação, ou seja, do comprimento da estaca. Então, por meio de um ensaio geofísico, materializou-se essa informação. Além de estarmos utilizando este ensaio que foi des­ crito no artigo, também estamos fazendo o estudo de outros méto­ dos geofísicos. Temos uma expec­ tativa muito grande de conseguir trazer mais das nossas experiências no assunto, para que elas sirvam de exemplo e guia na etapa de funda­ ções de uma obra”, enfatiza. Aoki acrescenta que foi uma surpresa o artigo ter sido premia­ do e que o troféu foi a “cereja do bolo” de um ano de trabalho inten­


Destaque

so. “Tenho certeza que para todos que participaram do artigo foi algo inesperado. O reconhecimento por parte da revista traz uma motivação para os engenheiros, principalmen­ te os jovens, de se permitirem ex­ por. Essa exposição, de forma po­ sitiva, gera um crescimento pessoal para a empresa no qual o engenhei­ ro atua e, acima de tudo, consolida o conhecimento que está divulgan­ do”, declara. Sequencialmente foi divulgado o segundo lugar que ficou para o tra­ balho da edição 49, “Avaliação de parâmetros e de capacidade de carga de Lahar a partir de Ensaios Pressio­ métricos”, dos autores Junio Rene Toledo Fagundes, Leandro Sousa dos Santos, Ana Lúcia Moreira Yoda e José Harris. Já o trabalho premia­ do em terceiro lugar foi “Rodovia do Parque BR 448: uso de Colunas Encamisadas com Geotêxtil (GEC) para redução de empuxos em aterro de aproximação de pontes e viadu­ tos”, publicado na edição 50 pelos autores Fernando Schnaid, Daniel Winter e Fernando Alves. A mesma categoria, porém no 6º Prêmio Milton Vargas, também laureou três trabalhos. A primeira colocação foi do artigo publicado na edição 64 intitulado: “A determi­ nação do Módulo de Cisalhamento Máximo (GO) dos solos em furos de sondagens”, dos autores Breno Padovezi Rocha e Heraldo Luiz Giacheti. O trabalho que ganhou a segunda colocação foi: “Avaliação quantitativa de risco em barragens do semiárido utilizando a Distribui­ ção de Weibull”, publicado na edi­ 22

Fundações e Obras Geotécnicas

ção 65 pelos autores Francisco Hia­ go de Siqueira Gomes, Fernanda de Almeida Furtado e Vanda Tereza Costa Malveira. O terceiro e último prêmio da “Categoria Fundações” foi entregue aos autores Carlos Augusto Mala­ chias Filho, Jorge William Beim e Sérgio Paulino Mourthé de Araújo pelo trabalho da edição 60, intitu­ lado como “O efeito de fissuras na interpretação de Ensaios de Integri­ dade de Baixa Deformação (PIT)”. Tanto Malachias Filho, como Araú­ jo acreditam que o trabalho tenha sido escolhido, devido a sua ousa­ dia, pois o ensaio apresentado, mui­ tas vezes é alvo de críticas. “Conse­ guimos comprovar a teoria na práti­ ca, por meio de fotos e vídeos, que onde o ensaio apontou danos, eles de fato apareceram”. Além de disseminar trabalhos tão relevantes, Araújo considera que o Prêmio Milton Vargas tam­ bém é uma chance de enfatizar que dentro da engenharia geotécnica surgem, a cada dia, novos profis­ sionais com trabalhos premiados e de grande relevância técnica. “O prêmio nos deu mais incentivo, vontade e garra para produzir no­ vos trabalhos, e quem sabe, um dia chegar à ‘medalha de ouro’”.

GEOSSINTÉTICOS EM FOCO A terceira categoria da noite foi a “Categoria Geossintéticos” em que concorreram os melhores traba­ lhos, obras, ou meios de desenvol­ vimento ou estudo, relacionados à geossintéticos, publicados na seção

“Geossintéticos”. O vencedor do 5º Prêmio Milton Vargas nessa ca­ tegoria foi o trabalho da edição 48: “Uso de geossintéticos no reforço de aterros sobre solos moles baseado no incremento da resistência não dre­ nada” realizado pelo engenheiro da empresa Maccaferri, Petrucio José dos Santos Junior. O artigo trata de um tema bas­ tante relevante, do ponto de vista da engenharia geotécnica, que é a bus­ ca por soluções em melhoramentos de solos. O autor do trabalho con­ ta que a finalidade do projeto foi tentar conciliar dois geossintéticos: drenos fibroquímicos e geogrellhas, com o intuito de acelerar o processo de adensamento, melhorar a resis­ tência não drenada desses solos e, com isso, reduzir a resistência das geogrelhas necessárias para estabili­ zar esses aterros. Petrucio José dos Santos Junior diz que não esperava que o arti­ go fosse premiado. “É uma honra receber este prêmio, ainda mais por ter sido um trabalho que para mim foi bastante interessante de escrever. O Prêmio Milton Vargas é muito relevante, primeiramente porque reúne em um único espa­ ço profissionais que se conhecem e que estão sempre envolvidos nos temas, e segundo, porque estimula os profissionais a escreverem sobre trabalhos que estão sendo desen­ volvidos na área. Ver um artigo feito por você publicado em uma revista é motivador”, revela. O vencedor do 6º Prêmio Mil­ ton Vargas nessa mesma catego­ ria foi o trabalho da edição 65:


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9. Representando os autores Breno Padovezi Rocha e Heraldo Luiz Giacheti, o engenheiro, Fernando Henrique Martins Portelinha recebeu o troféu pelo primeiro lugar na “Categoria Fundações” do Prêmio Milton Vargas 2016

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10. Os engenheiros Carlos Augusto Malachias Filho e Sérgio Paulino Mourthé de Araújo recebendo o troféu pelo trabalho “O efeito de fissuras na interpretação de ensaios de integridade de baixa deformação (PIT)”

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11. O engenheiro da empresa Maccaferri, Petrucio José dos Santos Junior 12. Os engenheiros Camyla de Oliveira e Fernando Pereira

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14 13. O representante da empresa Sondeq, Jorge Dequech recebendo o prêmio pelo trabalho: “GPR RD1000+ auxilia na localização de interferências subterrâneas” 14. O representante da empresa Allonda, Luiz Gustavo Escobar recebendo o prêmio pelo trabalho: “Allonda desenvolve equipamento inovador para desidratação de lodo”

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15. Representantes do trabalho premiado na “Categoria Obras de Fundações” do Prêmio Milton Vargas 2015 16. O trabalho publicado na edição 66 pelas empresas Serki Fundações, Born Sales Engenharia e Lorensi Engenharia intitulado “Projeto exige dimensionamento e execução de fundações de silos de 40.000 toneladas” foi o vencedor do 6º Prêmio Milton Vargas na “Categoria Obras de Fundações”

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Destaque 17

18 17. Representando o engenheiro Fernando Rebouças Stucchi, o engenheiro Francisco Blancas recebe o troféu na categoria “Profissional do Ano” do 5º Prêmio Milton Vargas 18. O engenheiro vencedor na categoria “Profissional do Ano” de 2016, Fernando Olavo Franciss

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19. A coordenadora editorial da Editora Rudder, Jenniffer Lemes entrega o troféu de Homenagem do Ano de 2015 para o engenheiro George Teles de Souza 20. A coordenadora editorial da Editora Rudder, Jenniffer Lemes entrega o troféu de Homenagem do Ano de 2016 para o engenheiro Flavio Miguez de Mello

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SOLUÇÃO INOVADORA

21. O engenheiro Flavio Miguez de Mello teve sua trajetória profissional retratada no trabalho “O engenheiro por trás de grandes projetos”

“Drenagem de jardim suspenso de centro empresarial” feito pelos autores Camyla de Oliveira e Fer­ nando Pereira. Trata-se de uma obra inovadora, que se destaca pelo seu tamanho e pelas tecno­ logias empregadas durante a sua construção. Pereira conta que o caso de obra foi um marco no que diz respeito à drenagem de lajes em edifícios comerciais. 24

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Por outro lado, Camyla de Oli­ veira diz que o trabalho possui uma proposta muito forte voltada para a sustentabilidade. “Os profissionais devem pensar atualmente na ques­ tão das grandes cidades, do clima e das ilhas de calor que existem nessas localidades. O telhado verde é mui­ to importante e hoje é levado em consideração na hora de planejar uma obra”, analisa.

A quarta categoria do 5º e 6º Prê­ mio Milton Vargas foi a “Categoria Inovação” em que competiram os melhores trabalhos, equipamentos, técnicas, meios de desenvolvimento ou estudos inovadores, publicados na seção “O que há de novo”. O vencedor da quinta edição do Prê­ mio Milton Vargas foi o trabalho da empresa Sondeq: “GPR RD1000+ auxilia na localização de interfe­ rências subterrâneas”, publicado na edição 55 e o vencedor da sexta edi­ ção foi o trabalho intitulado “Allon­ da desenvolve equipamento inova­ dor para desidratação de lodo”, da empresa Allonda. Em seguida, a quinta categoria anunciada foi a “Categoria Obra de Fundações” em que concorreram os melhores trabalhos práticos, técni­


Destaque

cas ou sistemas desenvolvidos em uma obra de fundações publicados nas seções “Notícia” e “Reporta­ gem” da revista Fundações & Obras Geotécnicas. O trabalho “Edifício Brasil: obra faz experiência pioneira no uso de estacas metálicas cravadas no centro de São Paulo” da edição 52 em que participaram as empresas Wzarzur Investimentos e Incorpora­ ções, Tecnum Construtora e Apoio Assessoria e Projetos de Fundações foi o vencedor do 5º Prêmio Milton Vargas nessa categoria. O engenheiro da Tecnum Cons­ trutora, Sussumu Niyama conta que a obra descrita no trabalho tal­ vez tenha chamado a atenção dos jurados por alguns aspectos relevan­ tes, como técnica adotada que gerou menores custos; sua localização no centro de São Paulo, revitalizando assim o entorno; e pelo histórico da incorporadora, cujo fundador é o célebre engenheiro Waldomi­ ro Zarzur, conhecido por projetar e construir o Edifício Mirante do Vale, considerado por 48 anos o maior edifício do Brasil. “Trata-se também de um prédio muito alto, construído em uma re­ gião cujo subsolo é bastante pecu­ liar. Mesmo com sondagens com mais de 60 m não foi encontrado substrato resistente e nem rocha, então a solução de fundação que inicialmente era por estacas esca­ vadas, foi substituída por estacas metálicas de seção decrescente, técnica nunca aplicada na capital paulistana, somente na região li­ torânea, em cidades como Santos (SP) e Guarujá (SP), onde há es­ 25

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pessas camadas de argilas moles”, explica Niyama. O trabalho publicado na edição 66 pelas empresas Serki Fundações, Born Sales Engenharia e Lorensi Engenharia intitulado “Projeto exi­ ge dimensionamento e execução de fundações de silos de 40.000 tone­ ladas” foi o vencedor do 6º Prêmio Milton Vargas. Representando as empresas que participaram da pro­ dução da matéria, a engenheira civil Fernanda Stracke recebeu o troféu na “Categoria Obra de Fundações”. Na oportunidade, ela comentou sobre os desafios encontrados no projeto, principalmente na etapa de execução das fundações, que foi feita com a cravação de estacas me­ tálicas com comprimentos de até 55 m, totalizando aproximadamente 13 mil m² de estacas em camadas de areias compactas. “Nesta obra hou­ ve toda uma questão de produtivi­ dade envolvida. Por todos estes obs­ táculos, ficamos muito lisonjeados em receber este prêmio que é muito reconhecido pelo meio geotécnico”.

LEGADO A sexta e última categoria cha­ mada de “Profissional do Ano”, tradicionalmente é o momento mais emocionante do Prêmio Mil­ ton Vargas, pois laureia profissio­ nais considerados os “Melhores do Ano”, retratados por meio de um perfil ou entrevista. Unanime­ mente a trajetória dos profissionais indicados ao prêmio possui forte relevância para o segmento de fun­ dações e geotecnia. Desta forma, a personalidade es­

colhida para representar a categoria no 5º Prêmio Milton Vargas foi o engenheiro Fernando Rebouças Stucchi, cuja trajetória foi descrita na edição 56 com o título “O en­ canto pela magnitude dos proje­ tos de infraestrutura”. Já o nome apontado como profissional do ano de 2016 foi o do engenheiro civil Fernando Olavo Franciss que par­ ticipou da publicação da edição 71 com o título “O engenheiro com mais de 60 anos de contribuições à engenharia civil”. Depois de receber o prêmio ele confessou que ao ganhar o troféu a primeira coisa que pensou foi em dividir a conquista com todos aque­ les que participaram da sua vida profissional. “Nós não somos nin­ guém sem o outro. De certo modo, todas as pessoas que trabalharam comigo têm parte desse prêmio. Por meio dos diálogos e desafios que en­ frentamos juntos, eu aprendi muita coisa”, recorda. Com otimismo, Franciss deixa um conselho para os profissionais mais jovens. “Não pretendo parar tão cedo. Eu quero continuar tra­ balhando até onde eu tiver forças, e recomendo para todos os profis­ sionais desta área que não parem nunca. Mesmo que consigam se realizar profissionalmente e finan­ ceiramente, continuem trabalhan­ do. O Brasil ainda precisa muito de engenheiros, ideias novas e profissionais, de modo geral, com mais disposição e energia para en­ frentar desafios”, destaca. Aproveitando a oportunidade, a Editora Rudder prestou uma ho­


Destaque

menagem a dois profissionais da engenharia civil por suas trajetórias, atuação na engenharia geotécnica e contribuições para o avanço des­ se setor. O troféu “Homenagem 5º Prêmio Milton Vargas” foi para o engenheiro civil e diretor da empre­ sa Solotrat, George Teles de Souza que teve sua trajetória retratada no trabalho “A dedicação pelo trabalho delineada em cada túnel”, publica­ do na edição 58. Muito conhecido na geotecnia, principalmente na área de barragens e hidroelétricas, o engenheiro civil Flavio Miguez de Mello foi o segun­ do homenageado, apontado para re­ ceber o troféu “Homenagem 6º Prê­ mio Milton Vargas”. Sua grandiosa carreira é mostrada no trabalho “O engenheiro por trás de grandes pro­ jetos” presente na edição 62 da re­ vista Fundações & Obras Geotécnicas. “Para mim foi algo inesperado ter sido homenageado como per­ sonalidade. Inicialmente, pensei que tivesse sido mais uma ação de amizade por parte da editora, pelas minhas contribuições em artigos e/ ou entrevistas para a revista, porém fiquei impactado quando tive co­ nhecimento da relação de pessoas que selecionaram os homenageados, e o mais lisonjeador, eu não conhe­ cia ninguém do júri, de modo que, não creio que tenha sido uma ação mais voltada para a amizade, desta forma, fiquei ainda mais satisfeito com a homenagem que recebi”, ex­ plica Mello. Ele comenta que estas premiações são muito importantes, mas ainda raras nesta área. “Há muito tempo, 26

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resolvi fazer uma homenagem a um professor que tive na graduação. Foi muito emocionante, não só para ele que estava se aposentando das suas atividades, mas também para mim e para todos os alunos que tiveram a oportunidade de tê-lo como mentor. A partir daí, eu fiz muitas outras ho­ menagens que também foram grati­ ficantes, e uma delas foi ao professor Fábio Henrique Lira”, lembra. Antes do encerramento da pre­ miação, a última homenagem pres­ tada foi em memória do engenheiro Francisjones Marino Lemes, funda­ dor da Editora Rudder e criador do Prêmio Milton Vargas, que faleceu em novembro de 2015. No ano de 2010, ele criou a Editora Rudder com o sonho de produzir uma re­ vista mensal que unisse conteúdos técnicos e científicos, de circulação nacional, independente e que tives­ se como temática exclusiva o seg­ mento de fundações e geotecnia. O sonho aliado à motivação fez com que surgisse a revista Fundações & Obras Geotécnicas, e sequencial­ mente uma premiação (Prêmio Mil­ ton Vargas) que laureasse os melho­ res trabalhos publicados na revista durante cada ano, que homenageas­ se um dos profissionais ícones da engenharia civil e que incentivasse a produção técnica e científica no setor. Sem o trabalho e persistência de Francisjones Marino Lemes nada disso seria possível.

POR TRÁS DO TROFÉU Atrás dos holofotes, uma dedica­ da equipe trabalha para que o prê­ mio possa acontecer da melhor for­

ma possível. Uma das maiores con­ tribuições é da equipe que confec­ ciona o troféu, que simboliza toda a história do Prêmio Milton Vargas. A artista Yone Di Alerigi, conta como começou esse trabalho que já dura há quase sete anos. “Quando fui procurada pelo Francisjones, ele me explicou a im­ portância da premiação e o escopo do projeto, bem como a trajetória da pessoa que leva o nome do prê­ mio, o que me encantou muito, pois percebi que o Milton Vargas foi um profissional de grande competência e pioneiro na área geotécnica. Tive incríveis razões para me sentir im­ pelida a criar esse troféu, tanto pelo incrível nome que representa o prê­ mio, quanto pelos profissionais que o receberia, e todas as outras pessoas envolvidas no projeto. Foi um misto de prazer e responsabilidade desde o estudo inicial do desenho do troféu até o final da escultura”, lembra. A artista enfatiza que procura manter o seu trabalho para causas de cunho educativo, e que ao acei­ tar um projeto, busca saber se este possui alguma relevância social. “Peças como a do Prêmio Milton Vargas eu nem costumo chamar de troféu, e sim de ‘Escultura Prêmio’, pois considero o termo troféu um pouco genérico, como um objeto que você compra em alguma loja ou fabricante, já pronto, que não passa por um processo de fabri­ cação único e exclusivo para um evento”, considera. Um dos pontos de maior impor­ tância desde o começo para Yone Di Alerigi foi a liberdade que a Editora


Destaque

Participantes do 5º e 6º Prêmio Milton Vargas durante o coquetel

Rudder concedeu a ela, no papel de escultora, criar a peça da forma que achasse mais adequada. “Para mim esse aspecto é gratificante, porque o processo de criação de peças como esta envolve uma série de sentimen­ tos, envolve a energia de gente feliz e pessoas merecedoras que fizeram ações inovadoras”. Yone Di Alerigi conta que a característica do formato de uma escultura prêmio é o que leva mais tempo no processo de criação, já 27

Fundações e Obras Geotécnicas

que precisa ser moderno. “Embora o troféu seja moderno e estilizado, ele tem que lembrar alguma coi­ sa visualmente. Por exemplo, no formato do Prêmio Milton Var­ gas, priorizei o M maiús­culo de Milton, porque ele é o patrono do prêmio. Dentro desse M natural­ mente já se assinala um V. Após essa primeira impressão, eu gos­ taria que tivesse um ícone que re­ presentasse os profissionais da en­ genharia civil, então surgiu a ideia

de colocar o capacete. Abaixo e junto ao capacete, criei traçados irregulares mais robustos, que tec­ nicamente falando, é o arrimo da peça, estando presente frequente­ mente em esculturas modernas de artes plásticas visuais”, explica. O bronze foi o escolhido para compor a peça, devido a sua qualida­ de e por ser considerado um material clássico, mesmo havendo essa mistu­ ra de modernidade e estilo. A técnica utilizada foi a fundição, porque per­


Arquivo Yone Di Alerigi

Destaque

Arquivo Yone Di Alerigi

Yone Di Alerigi durante a montagem dos troféus do Prêmio Milton Vargas

Recente escultura de parede confeccionada por Yone. Título: “Conexões Urbanas”. Representa o urbanismo e suas conexões de forma moderna. Mostra: Galeria Marta Traba no Memorial da América Latina

mite, tecnicamente, criar uma peça melhor. Não há nada industrializa­ do, as peças são fundidas uma a uma, e depois passam pelo processo de lixa, polimento etc. Trata-se de um processo desafiador, pois se o pedido é de dez peças, então é necessário fa­ zer vinte, para que se possa escolher as melhores, visto que toda fundição sai com defeito. Até o próprio clima influencia no formato final. Somado ao processo cuidadoso, o troféu do Prêmio Milton Vargas 28

Fundações e Obras Geotécnicas

possui um certificado de autentici­ dade da AIAP/UNESCO (Associa­ ção Internacional de Artes Plásticas da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cul­ tura). Yone Di Alerigi destaca que quando uma peça é industrializa­ da mecanicamente, esta não pode ter no certificado esta chancela da AIAP/UNESCO. Ela acrescenta que o mesmo acontece se o artista também não for registrado na associação. “A se­

riedade do certificado é o que con­ fere à peça o grau de arte. O próprio artista pode fazer a solicitação deste certificado, mandando a ficha técni­ ca, que mostra tecnicamente tudo que envolveu o desenvolvimento do troféu como protótipo, dimensões, peso, material empregado, técnica usada na fundição, o título da obra, finalidade do troféu e o histórico do artista contratado”, esclarece. Para Yone Di Alerigi, produzir estes troféus todos os anos possui um simbolismo muito grande, sig­ nifica a certeza do crescimento do segmento e que cada vez mais os profissionais brasileiros estão fa­ zendo coisas de grande importân­ cia. “Tenho conhecimento da ban­ ca avaliadora convidada, são pro­ fissionais muito competentes. O prêmio é um sinal de que, mesmo com a crise, as tecnologias existem e estão sendo disseminadas. O prê­ mio não morreu, porque projetos competentes e pessoas merecedoras sempre existirão”, completa. Além do trabalho realizado pela artista Yone Di Alerigi, a premia­ ção também contou com o exímio trabalho de outros profissionais que tornaram esse evento possível e com a qualidade que evolui a cada ano. A apresentação do evento foi realizada pelo mestre de cerimônias Flávio Marin; o registro fotográfi­ co ficou sob a responsabilidade do fotógrafo Munir Ahmed, o registro em vídeo foi feito pela produtora cinematográfica Cavalo Marinho Audiovisual e o trabalho gráfico foi realizado pelo publicitário Mel­ chiades Ramalho.


Destaque

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Fotos: Divulgação DERSA

Escavação de materiais rochosos

Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas terá sete túneis duplos e mais de 350.000 m2 de OAE Para solucionar os desafios de engenharia, diversos ensaios geotécnicos, equipamentos e tecnologias estão sendo utilizados na obra por Dellana Wolney

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C

Concebido para contornar a Região Me­ tropolitana de São Paulo e reduzir substan­ cialmente o fluxo de caminhões que com­ plicam o tráfego nas vias urbanas da capital,


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o Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas, que integrará o complexo viário (180 km de extensão), ainda está em obra abrangendo diversos desafios construtivos. O Trecho Norte com 44 km de extensão conectará os Trechos Oeste e Leste do Rodoanel Mário Covas, tendo início na confluência da Aveni­ da Raimundo Pereira de Magalhães, antiga estrada Campinas/São Paulo (SP-332) e término na intersecção com a Rodovia Presidente Dutra (BR-116). O Rodoanel Norte tam­ bém prevê acesso à Rodovia Fernão Dias (BR-381), além de uma ligação com o Aeroporto Internacional de Guarulhos, com extensão de 3,6 km. De acordo com a DERSA (De­ senvolvimento Rodoviário S/A), empresa de economia mista que representa o Governo do Estado de São Paulo, contratante das obras, o empreendimento foi projetado para atender características técnicas de uma rodovia “Classe Zero” (alto padrão técnico e controle total de acessos), com pistas duplas separa­ das por canteiro central e velocidade diretriz de 100 km/h. O Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas teve suas obras inicia­ das em março de 2013, desenvol­ vendo-se a partir do final do Trecho Leste, entre o trevo de intersecção com a Rodovia Presidente Dutra e a Avenida Raimundo Pereira de Ma­ galhães (início do Trecho Oeste). A obra foi dividida em seis lotes: Lote 1 – Construtora Mendes Jr. e Iso­ luxCorsán; Lote 2 e 3 – OAS S/A; Lote 4 – Acciona Infraestructuras S/A; Lote 5 – Construtora Cons­ 31

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Execução da armadura do tabuleiro (Lote 2)

Execução das placas do guarda-rodas dos tabuleiros da OAE 203 (Lote 2)

trucap e Copasa e Lote 6 – Acciona Infraestructuras S/A. Além de desviar e distribuir o trá­ fego de passagem para o entorno da

região metropolitana de São Paulo, o empreendimento, quando concluí­ do, permitirá o acesso mais rápido ao Porto de Santos, em Santos (SP),


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Execução de tabuleiro (Lote 2)

Execução de tabuleiro da OAE 203 (Lote 2)

e redefinirá a plataforma logística de transportes da Região Metropolita­ na de São Paulo de radial para ane­ lar, o que reduz o tempo gasto nos congestionamentos, o consumo de combustível e, por conseguinte, a emissão de poluentes.

SOLUÇÕES O traçado do Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas inclui sete 32

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Execução dos serviços de escacação do túnel 202 – Emboque Leste (Lote 2)

cho Norte também contempla di­ versas obras em muros e contenções, tais como solos grampeados, cortinas atirantadas, solos reforçados com fi­ tas metálicas, incluindo encontros portantes de OAE, além de muros à flexão em concreto moldados e mu­ ros de gabião. “Para os tratamentos de fundações de aterro em regiões de várzeas e talvegues, adotamos solu­ ções de remoção de solos moles (total ou parcial), aceleração de recalques por meio da implantação de drenos fibroquímicos, utilizamos geogrelhas e bermas de equilíbrio para garantia de estabilidade, bem como aterros estaqueados com capitéis e estacas túneis duplos, que somam 6,3 km pré-moldadas”, descreve. de extensão, além de 107 OAE A empresa acrescenta que foram (Obras de Arte Especiais), sendo 44 adotadas soluções de drenagem, den­ pontes e 63 viadutos, que represen­ tre as quais contemplam drenagens tam mais de 350.000 m² de OAE superficiais que, por meio de canali­ com variadas soluções de fundações zações, canaletas, escadas hidráulicas (tubulões a céu aberto e ar compri­ e sarjetas, coletam e levam ao local mido, estacas escavadas de grande adequado as águas pluviais que atin­ diâmetro, estacas raiz, estacas pré-­ gem a plataforma da rodovia e seu moldadas e sapatas). entorno e obras de arte correntes que De acordo com a DERSA, o Tre­ se caracterizam por estruturas tubu­


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lares ou celulares de concreto para a transposição de cursos d’água. Há também o uso de drenagens profundas compostas por drenos e bueiros de talvegue, DLPs (Drenos Longitudinais Profundos) e DHPs (Drenos Horizontais Profundos), assim como o sistema de proteções contra acidentes com cargas perigo­ sas. Quanto às soluções de pavimen­ to, a DERSA destaca o pavimento invertido utilizado na pista principal do rodoanel, o pavimento rígido para os trechos em túneis e os pavimentos flexíveis em execução nos ramos e re­ locações viárias, quando necessário.

OAE As obras de arte que irão compor a Rodoanel Norte tiveram como fa­ tor determinante na sua concepção as transposições de cursos d’água e vias existentes nas passagens inferio­ res, a interligação de áreas urbanas segregadas nas passagens superiores, a transposição de vales profundos ou com espessas camadas de solo mole que inviabilizam ou encare­ cem demasiadamente a execução de aterros. Em outros locais foi neces­ sária a adoção de obras de arte de interligação com a Rodovia Fernão Dias (BR-381) e Rodovia Presiden­ te Dutra (BR-116). Segundo a DERSA, a solução em obra de superestrutura com vigas pré-moldadas em concreto proten­ dido, coroada pela laje que conso­ lida o tabuleiro foi a solução que se mostrou mais adequada do ponto de vista técnico e econômico para a maioria dos casos. Somente algumas obras não tiveram esta conforma­ 33

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ção, devido a alguns fatores. Ao longo do traçado, foram ado­ tadas algumas soluções em cavaletes com seção caixão, interligadas por vigas pré-moldadas, obtendo-se vãos entre pilares de 80 a 90 metros para os locais com necessidade de vãos acima de 40 metros, seja por elevada altura dos pilares, seja tam­ bém por dificuldade de executar fundações para vãos de 40 metros. Para a transposição da Via Dutra, diminuindo impactos de eventuais interdições foi empregada a solução em consoles sucessivos, tendo-se em vista a necessidade de manutenção da via em tráfego durante o tempo de execução da obra. Sobre a aveni­ da Benjamin Harris Hunnicutt foi adotada a solução de obra de arte em seção caixão, em que a execução da escavação prevista no projeto geomé­ trico pode ser feita após a execução da obra, tornando a solução econo­ micamente conveniente pela elimi­ nação do cimbramento.

SONDAGENS Os tipos de fundações utilizados na obra do Trecho Norte do Rodo­ anel Mário Covas foram tubulões a céu aberto e a ar comprimido (1.672 unidades), estacas raiz (1.149 unida­ des), estacas pré-moldadas de con­ creto (80 unidades) e estacas escava­ das de grande diâmetro com uso de fluido estabilizante (12 unidades). Do ponto de vista técnico, a esco­ lha do tipo de fundação levou sempre em conta o contexto geológico e geo­ técnico característico da região, que influenciam diretamente na escolha da fundação, bem como uma ava­

Execução dos serviços de mesoestrutura e superestrutura

liação de custos, de modo que fosse aplicada a melhor solução técnico-e­ conômica, respeitando-se técnica, se­ gurança e durabilidade da obra, bem como as normativas vigentes. Para determinar a geologia local fo­ ram efetuados amplos estudos dentre os quais estão: o ensaio SPT (Standart Penetration Test) e sondagem rotati­ va, sendo denominada mista quando associada ao ensaio SPT em trechos de solo para a definição do topo ro­ choso e qualidade da rocha. Também foram realizados ensaios de televisionamento do furo de son­ dagem ou chamados de perfilagem óptica, que consiste num método de investigação em que são obtidas ima­


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Implantação da OAE 203. Execução da mesoestrutura e superestrutura (Lote 2)

gens contínuas, coloridas e de 360º das paredes dos furos da sondagem convencional ou das perfurações com métodos rotopercussivos. O procedimento fornece o que pode ser considerado um testemu­ nho de sondagem virtual, auxi­ liando na interpretação geológico-­ geotécnica local. Como exemplo, a DERSA cita a utilização deste 34

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método para a verificação de possí­ veis vazios em rochas cársticas, que também foram encontradas de for­ ma localizada, no Trecho Norte do Rodoanel Mário Covas. As sondagens realizadas confir­ maram os estudos e interpretações geológicos-geotécnicos previamen­ te realizados e os mapeamentos de campo em superfície, bem como

permitiram definir com clareza a resistência do material de apoio das fundações das obras de arte, presença ou não do lençol freático, características do maciço rochoso (RQD – Índice de Qualidade, grau de fraturamento do maciço etc.) e definição de contatos entre os mate­ riais (quando necessário, no caso da presença de rochas cársticas).


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Números do projeto De forma resumida e aproximada, pode-se indicar os seguintes números referentes ao projeto executivo do empreendimento: Número total de obras: 107 unidades; Obras em vigas pré-moldadas: 99 unidades; Obras em cavalete e vigas pré-moldadas: seis unidades; Obras em seção caixão: uma unidade; Obras em consolos sucessivos: uma unidade; Extensão total das obras: 20.411 m²; Área total dos tabuleiros: 353.920 m²; Número total de vigas pré-moldadas: 3.160 unidades; Divididas entre pontes e viadutos, atualmente há 92 OAE em execução.

ENSAIOS ADICIONAIS Segundo a DERSA, os ensaios citados não só foram utilizados para definição das fundações, como tam­ bém na caracterização de taludes, trechos de aterro e ao longo das ex­ tensões dos túneis. Para os túneis, além das sondagens à percussão e sondagens rotativas e mistas, tam­ bém ocorreu a execução de ensaios 35

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geofísicos, que utilizam a propagação de ondas para investigação do subs­ trato, sendo aplicado para caracteri­ zação litológica e estratigráfica/geo­ técnica dos terrenos, determinação do topo rochoso, lençol freático etc. Para os trechos de corte, foi feita a coleta de amostras indeformadas para análise dos parâmetros de re­ sistência do maciço, confrontando com os dados de literatura, oriun­ dos dos mapeamentos geológicos. Baseados nos parâmetros obtidos e levando em conta as questões rela­ cionadas à desapropriação e supres­ são vegetal, de modo a minorar o impacto ambiental e garantir a esta­ bilidade no caso em que soluções de talude natural (sem contenção) não pudessem ser aplicadas, foram ado­ tadas soluções de contenção. As soluções também abrangeram solo grampeado, muro à flexão, corti­ nas atirantadas, solos reforçados com fitas metálicas, como citado antes, sendo a utilização de geossintéticos

baseada em auxílio ao sistema de dre­ nagem por meio de geocompostos drenantes no intradorso de muros e contenções, bem como em locais com necessidade de conter a fuga de finos (carreamento de material). Para os trechos em aterro foram realizados ensaios para caracterização do comportamento do corpo de ater­ ro em termos de resistência, defor­ mabilidade, expansão, compactação, umidade e desenvolvimento de pres­ são neutra. Já para aterros sobre solos moles, além dos acima citados, foram efetuados ensaios especiais de campo para caracterização de sua fundação, como CPTu (Piezocone Penetration Test), Vane Test e amostragens do tipo shelby para ensaios de laborató­ rio, aferindo assim a solução geotécni­ ca adotada para cada trecho estudado. Como exemplo de solução nos trechos em aterro, a DERSA cita a adoção de geodrenos para acelera­ ção de recalques, visto que a técnica apresenta grande magnitude e tem­


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Implantação da OAE 204. Execução dos serviços de mesoestrutura e superestrutura (Lote 2)

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po de adensamento. Houve tam­ bém, ainda em aterros, a utilização de geogrelhas e bermas de equilíbrio para garantia de estabilidade quan­ do necessário.

FUNDAÇÕES Quando o solo de apoio, em pro­ fundidades rasas apresentou tensão admissível suficiente para a carga atuante e sem presença de lençol freá­tico, foram adotadas as fundações diretas em sapata ou encontros por­ tantes em maciços reforçados com fitas metálicas em obras de menor vão. Quando não houve a possibili­ dade de adoção de fundações diretas, optou-se pela solução de fundação profunda, considerando as caracte­ rísticas geológicas da região de apoio e atrito lateral, por exemplo, estacas raiz e estacas pré-moldadas. Estas fundações foram adotadas especificamente nos trechos de se­ dimentos (Bacia de São Paulo), que não apresentassem moradias lindei­ ras à região de implantação, a fim de evitar impactos aos moradores, de­ vido à sua cravação no terreno, po­ rém, o litotipo granítico, em alguns locais, impedia a adoção da mes­ ma fundação em função da grande quantidade de blocos e matacões. Nos locais em que o mesmo fator ocorreu, ao longo do traçado do ro­ doanel, grande parcela dos tipos de fundações adotada foram tubulões (a céu aberto ou ar comprimido) e estacas raiz. O primeiro está condi­ cionado à presença do lençol freático na região, decidindo assim o tipo de tubulão: céu aberto, quando o nível d’água não foi interceptado ou ar 37

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comprimido, quando interceptado. A DERSA ressalta que sempre devem ser respeitadas as normativas vigentes de circunstâncias de trabalho sobre condições hiperbáricas e confinadas. “Para tubulões pinados em rocha e caso esta apresentasse RQD e grau de fraturamento adequado, foi estudada a possibilidade de não abertura de sua base, desde que a tensão admissível prevista em projeto fosse garantida e a limpeza de fundo e deformações fossem adequadas. Esse tipo de fun­ dação apresenta custos mais baixos do que as demais em termos licitatórios, portanto é justificável sua escolha fre­ quente dentre os tipos de fundação do Trecho Norte”, explica a empresa. Atualmente, esse tipo de solução tem sido reavaliado, tendo em vista as normativas de trabalho e avanço tec­ nológico. Entretanto, a DERSA hoje trabalha internamente para que em um futuro próximo tal solução seja suprimida e adotada apenas em casos extremante específicos e necessários. Nesse litotipo granítico também foi adotada a solução em estaca raiz, uma vez que esta permite que haja o embu­ timento em rocha quando necessário. Nesta abordagem técnica existe a pos­ sibilidade de telescopagem com dimi­ nuição do diâmetro do elemento de fundação assim que o topo rochoso é atingido ou quando ocorre a presença de um bloco de rocha/matacão duran­ te a execução da fundação.

EXECUÇÃO Toda a execução das fundações da obra seguiu a Norma Brasileira da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) NBR 6.122:2010

– Projeto e Execução de Fundações, bem como as especificações técnicas do DER/SP (Departamento de Es­ tradas de Rodagem de São Paulo). Desse modo, a empresa apresenta como exemplo as etapas executivas dos tubulões. Para a escavação do poço primá­ rio, os serviços foram iniciados com a execução da terraplenagem do lo­ cal do apoio, bem como a remoção dos obstáculos presentes na superfí­ cie, tais como restos de construção, entulhos ou blocos de rocha. Após a terraplenagem houve a locação dos tubulões e o início da escavação preliminar, que consistiu num poço com profundidade de 1,50 m a 2 m, com diâmetro do fuste mais 0,80 m, que serve de escoramento lateral para as concretagens subsequentes. Nos locais em que houve presen­ ça de água na superfície do terreno, ou próximo dela, impedindo a es­ cavação a 2 m de profundidade foi executado um pequeno aterro para eliminação da água e em seguida implantado uma estrutura que per­ mitiu escorar o tubulão lateralmen­ te, tanto para concretagem, quanto para descida na vertical, durante o processo de escavação. Terminada a escavação preliminar ou a estrutura de escoramento, a topografia foi feita para locar definitivamente o tubulão. A etapa de instalação de fôrmas e montagem de armaduras foi feita ba­ seada na locação topográfica, então uma fôrma de madeira, menor que o diâmetro do fuste, com forma cir­ cular, em volta da fôrma de madeira menor da qual se iniciou a armação da ferragem do tubulão. Esse trecho


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do fuste é denominado câmara de trabalho e tem um diâmetro que de­ pende do diâmetro do tubulão. Concluída a armação e uma vez liberada, foi colocada uma fôrma externa cujo diâmetro é o mesmo do fuste especificado em projeto e o comprimento é de 4 m. Esta fôrma externa pode ser de madeira com cambotas de aço presas por parafu­ sos ou em chapas de aço. O fecha­ mento entre as várias partes foi feito com parafusos, porcas e arruelas.

CONCRETAGEM O passo seguinte foi a concretagem da camisa, ou seja, do espaço resultan­ te entre a fôrma interna e externa. A fôrma interna é foi escorada contra a fôrma externa, visando manter a uni­ formidade das paredes. Terminada a concretagem, o tempo de cura do concreto, para posterior desforma in­ terna e externa foi aguardado. Durante este período, a camisa foi umedecida constantemente com água, evitando assim a perda da água da mis­ tura do concreto. Na extremidade su­ perior da camisa de concreto ficaram fixados os chumbadores, cuja finalida­ de é acoplar a campânula ao tubulão no momento de comprimir o ar, em caso de presença de água no local. A fase seguinte foi a desfôrma e início da escavação, que pode ser a céu aberto ou ar comprimido, depen­ dendo da presença ou não de água no interior do tubulão. A escavação iniciada a céu aberto foi executada empregando um guincho e caçamba para remoção do material escavado. A escavação costuma ser executada com pá, picareta, ferramentas pneu­ 38

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máticas ou explosivos, dependendo do material no interior do tubulão. Uma vez atingido o lençol d’água, a escavação teve prossegui­ mento após a montagem da cam­ pânula sobre a camisa de concreto. A campânula consiste em várias peças, as quais são presas umas às outras por meio de parafusos, por­ cas e arruelas e vedadas com cordão de látex. Montada a campânula, ela será pressurizada por compressores conectados a um reservatório de ar (pulmão), filtros e resfriador. Os trabalhos de escavação foram executados em trechos de 1 m a 1,50 m (cada vez), visando assegurar a sua verticalidade. A verticalidade (prumo) ficou mantida escorando a camisa contra o terreno ou quadro e acompanhando a descida por meio de prumos de face. Cravados os 4 m concretados inicialmente, a campâ­ nula fez-se retirada para concretagem de um novo segmento do tubulão com uma nova armação e colocação de fôrmas internas e externas. A se­ quência da concretagem, escavação e novamente concretagem pode ser repetida até atingir o comprimento previsto em projeto ou determinado pela inspeção do terreno. Uma vez atingida a cota de assen­ tamento do tubulão, previsto em pro­ jeto, teve início a abertura da base de acordo com detalhes projetados ou modificados pela inspeção. Se o ter­ reno não atender às necessidades, um novo segmento será concretado e cra­ vado, com o intuito de atingir camadas mais resistentes do subsolo. Após atin­ gir condições satisfatórias para o alar­ gamento da base, o serviço será com­

pletado. Depois do alargamento foram conferidas as dimensões e verificada a armadura da base e por último foi feito o preenchimento com concreto. O concreto necessitou ser introdu­ zido na campânula por meio de um dispositivo. A concretagem da base e, na sequência, a do fuste encerraram os serviços de execução do tubulão. O tubulão permaneceu comprimido durante seis horas após a concretagem da base, visando preservar a qualidade do concreto lançado, que pode ser da­ nificado por pressões do lençol freáti­ co ou devido a interferências geradas pela presença de ar comprimido de escavações próximas.

EQUIPAMENTOS Durante a obra está sendo utilizada uma frota de equipamentos formada por caminhões basculares, carregadei­ ras, escavadeira hidráulica, perfura­ triz, jumbo de perfuração, rolo com­ pactador, motoniveladora, robô para concreto projetado e retroescavadeira, bem como tecnologias vantajosas para acelerar o cronograma. O jumbo de perfuração, dentre es­ ses equipamentos, tem sido o mais re­ levante, pois é utilizado na escavação dos túneis no intuito de aumentar a produtividade, a precisão na perfura­ ção dos furos de detonação e melho­ rar a velocidade de avanço. Ele possui um sistema de navegação automático pré-programado que depende unica­ mente de um ponto de referência para realizar as furações de avanço. Uma das tecnologias empregadas que solucionaram os desafios de en­ genharia impostos pelo traçado foram as Fôrmas Deslizantes. Os produtos


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Vista da mesoestrutura e superestrutura da OAE 203 (Lote 2)

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fornecidos pela empresa SH Fôrmas ainda está sendo usado na execução de alguns pilares de 40 m de altura no Lote 5 e foi indicada devido, princi­ palmente, ao seu tamanho. O sistema de fôrmas deslizantes para pilares consiste basicamente no deslizamento de um painel (madeira ou metálico), utilizando equipamentos hidráulicos ou mecânicos e da observa­ ção quanto ao início de pega e resistên­ cia lateral do concreto. Esse processo permite uma rápida execução da es­ trutura, sem necessidade de andaimes ou escoramentos e com uma redução na utilização de equipamentos de car­ ga. O principal diferencial do sistema de fôrmas deslizantes é que ele se eleva continuamente com uma velocidade que pode variar de 5 cm a 30 cm/h, dependendo do início da pega do con­ creto e diretamente da mão de obra especializada para execução do serviço. Monta-se a fôrma (com um metro de altura) apenas uma vez, ainda no chão, e um sistema hidráulico que ele­ va continuamente todo o conjunto de fôrmas e plataformas. A sustentação do sistema é feita por meio de bar­ ras maciças de aço colocadas dentro do concreto, as quais trabalham em conjunto com os macacos. Durante o deslizamento, a montagem da ferra­ gem e o lançamento de concreto são ininterruptos. Uma plataforma infe­ rior de trabalho possibilita o acaba­ mento perfeito da superfície aparente.

COMPENSAÇÕES AMBIENTAIS O projeto impôs uma série de de­ safios e o principal deles foi de ordem ambiental, visto que o trecho atra­ 40

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Critérios Foram considerados no licenciamento ambiental critérios relacionados a: Interferências ou sobreposição com unidades de conservação; Interferências ou sobreposição com cobertura vegetal nativa; Interferências ou sobreposição com áreas de ocupação urbana consolidada; Interferências ou sobreposição com áreas de elevada fragilidade dos terrenos; Interferências ou sobreposição com corpos d’água e sistema produtores de água.

vessa uma região significativa de São Paulo, a Serra da Cantareira, consi­ derada uma das últimas reservas de mata atlântica do Estado. Desde o projeto inicial houve várias alterações até chegar ao traçado final. A DERSA conta que o empreendi­ mento foi objeto de estudo de impac­ to ambiental (EIA/RIMA – Estudo de Impacto Ambiental/Relatório de Impacto Ambiental), aprovado pelo CONSEMA (Conselho Estadual do Meio Ambiente) após a realização de audiências públicas e parecer favorável, emitido pela CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), com o qual se obteve a Licença Prévia. Posteriormente foi elaborado o PBA (Plano Básico Ambiental) que contém o detalhamento de todas as medidas de controle ambiental da obra, bem como os programas de medidas mitigadoras e compensatórias dos impactos am­ bientais e sociais. Esse documento foi aprovado também pela CETESB e possibilitou a emissão da Licença de Instalação. Ao longo da obra foram ainda elaborados estudos adicionais para permitir a Autorização para Su­ pressão de Vegetação e para o licen­ ciamento de áreas de apoio às obras,

como canteiros, DME (Distance Mea­ suring Equipment), usinas de concreto e asfalto, entre outros. “Na etapa de fundações, realiza­ mos um conjunto de medidas de controle para assegurar a adequada execução dos serviços, de modo a re­ duzir ou mitigar eventuais impactos ao ambiente (erosão, assoreamento, derrame de combustíveis, incômodos ambientais às populações vizinhas, entre outros)”, comenta a DERSA. Dentre as compensações ambien­ tais, a empresa adotou como premissa a não intervenção na superfície dos terrenos pertencentes ao PEC (Par­ que Estadual da Cantareira). Toda a travessia do PEC foi feita por meio de túneis, sem a necessidade de aberturas em superfície, quer seja para ventila­ ção ou outras finalidades executivas. Foram estudadas várias alternativas e variantes de traçado, tanto ao Sul como ao Norte da Serra da Canta­ reira, para selecionar o traçado reco­ mendado. Todos esses estudos fizeram parte do EIA e foi longamente discu­ tido com as prefeituras municipais, com órgãos gestores de unidades de conservação e com o órgão licencia­ dor (CETESB).


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Notícia

RockBowl se consolida como uma das principais atividades do CBMR e da ISRM O jogo criado por brasileiros que ganhou alcance internacional em 2015 chega com sucesso à sua terceira edição por Dellana Wolney

O

O RockBowl é um jogo de perguntas e respostas que surgiu durante os eventos: CO­ BRAMSEG 2014 (Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), VI SBMR (Simpósio Brasileiro de Mecânica das Rochas) e VI GEOJOVEM (Simpósio Brasileiro de Jovens Geotécnicos). Na compe­ tição, as equipes concorrentes são desafiadas a responder questões técnicas e não-técnicas, cujo tema central é a Mecânica de Rochas. A ideia do jogo surgiu na gestão 20132014 do CBMR (Comitê Brasileiro de Me­ cânica das Rochas), idealizada pelo seu então presidente Sergio Augusto Barreto da Fon­ toura e pelas integrantes da diretoria Vivian Marchesi e Talita Miranda. O objetivo dos idealizadores era alcançar o público jovem, despertando o interesse na área de rochas por meio da competição. De acordo com a vice-presidente do CBMR, Vivian Marchesi, a diretoria do CBMR pro­ pôs a criação do jogo como principal atividade

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da gestão do Brasil junto ao YMPG (Young Members Presidencial Group) da ISRM (International Society for Rock Mechanics – Socieda­ de Internacional de Mecânica das Rochas). “Apesar da ABMS há alguns anos já realizar o GEOJOVEM, que é um espaço voltado para o jovem geotécnico, queríamos trazer uma alternativa divertida para esse público, uma brincadeira em que ao mesmo tempo fosse séria, envolvesse conhecimento técnico e tam­ bém a energia de uma competição”, explica. As edições nacionais do RockBowl, que aconteceram nos anos de 2014 e 2016, fo­ ram abertas a alunos de universidades brasi­ leiras associados ativos do CBMR (Comitê Brasileiro de Mecânica das Rochas), afiliado à ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica). O RockBowl foi oficialmente registrado pela ABMS/CBMR. Os membros jovens Car­ los Emmanuel Lautenschläger (atual secretá­ rio-executivo do CBMR), Guilherme Righet­


Notícia

Equipe vencedora do RockBowl 2016

to e Carla Carrapatoso, integrantes da equipe liderada por Fontoura, Vivian e Talita em 2014, foram responsáveis pela organização do RockBowl inter­ nacional, ocorrido em 2015. Em relação ao formato, o jogo é composto em geral por oito times inscritos, divididos em duas chaves. Os adversários da fase eliminatória são sorteados no dia anterior ao jogo, durante o treinamento das equipes. Os vencedores das eliminatórias pas­ sam à semifinal e os vencedores da semifinal seguem para a final. Cada round possui dez questões gerais e, para cada questão geral corretamente respondida, o time ganha o direito de responder a uma questão bônus. 43

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As equipes inscritas contêm no mínimo um aluno de graduação e no máximo um de doutorado e são formadas por acadêmicos de diversos cursos como geologia, en­ genharia de minas, engenharia civil e engenharia de petróleo. Devido à disciplina Mecânica de Rochas en­ globar diversas áreas, a ideia central foi a de que outros cursos, não só a engenharia civil, fizessem parte do jogo. O desafio foi aceito pelos estu­ dantes, tornando o jogo um grande sucesso desde sua primeira edição.

ALCANCE INTERNACIONAL Segundo Marchesi, a primeira

edição do RockBowl em 2014 cau­ sou uma ótima impressão na ISRM, representado na ocasião pelo seu secretário-geral, Luis Lamas e pelo então presidente Xia-Ting Feng. Diante do entusiasmo da comitiva internacional, na época, o presi­ dente do CBMR, Sergio Fontoura assumiu o compromisso de liderar a organização de uma versão inter­ nacional do jogo, a qual mais tarde se consolidaria como atividade da ISRM. Essa versão foi criada, acon­ tecendo pela primeira vez no ano de 2015, em Montreal, no Canadá. “O atual vice-presidente da ISRM para a América Latina, Sergio Fon­ toura e o ex-presidente da ISRM, Xia-­


Notícia

RockBowl edição internacional que aconteceu em Montreal, no Canadá, em 2015

Ting Feng, lideraram a iniciativa para a realização do primeiro RockBowl internacional, buscando incentivar o aumento da participação dos jovens geotécnicos nas atividades da ISRM. A atual presidente, que na mesma ocasião tomou posse do cargo, Eda Freitas de Quadros se comprometeu a dar continuidade à iniciativa de apro­ ximação de estudantes e jovens profis­ sionais por meio da sua participação ativa na ISRM”, comenta o engenhei­ ro, secretário-executivo do CBMR e organizador do RockBowl 2015, Car­ los Emmanuel Lautenschläger. 44

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Na edição internacional, uma equipe brasileira foi vencedora. Para Marchesi esta vitória contou com al­ guns fatores positivos. “Procuramos juntar nesta equipe internacional os melhores alunos e o professor-tutor mais dedicado da edição 2014. Assim fizemos o time vencedor em Montre­ al. Os membros da ISRM gostaram muito do que viram, tanto que o Ro­ ckBowl se tornou um evento institu­ cional. A proposta é que em todos os congressos internacionais da ISRM, a cada quatro anos, tenha uma edição do RockBowl. Isso é muito motiva­

dor, porque foi uma ideia que surgiu no Brasil e que agora ganha alcances internacionais”, afirma. O RockBowl internacional foi composto por seis times inscritos, sendo os países participantes: Brasil, Canadá, África do Sul, China e Co­ reia do Sul. Segundo Lautenschlä­ ger, as equipes estavam muito moti­ vadas e se prepararam notavelmente para o jogo, mesmo ainda sem saber exatamente como seria a edição. “As questões envolviam conheci­ mentos técnicos e não-técnicos so­ bre Mecânica das Rochas, em suas diversas ramificações. Os dois times brasileiros venceram a primeira fase, fazendo com que a final da primeira versão do RockBowl internacional fosse verde e amarela. Antes do térmi­ no, todos os participantes receberam medalhas de participação e ao final do jogo que ocorreu em dois rounds, após uma acirrada disputa, o time ‘Brazil Rock Team’ foi o campeão”, conta a engenheira Vivian Marchesi. O tutor da equipe vencedora foi o professor da UFRGS (Universida­ de Federal do Rio Grande do Sul), Clóvis Gonzatti. Além do troféu e das medalhas de primeiro lugar, os vence­ dores receberam um cheque no valor de 4 mil dólares e o melhor jogador do RockBowl 2015 foi Rui Francis­ co, que recebeu um prêmio de 400 dólares. A outra equipe brasileira que ficou em segundo lugar (Rock Team) recebeu um prêmio de 1.600 dólares.

EDIÇÃO 2016 A segunda montagem do Ro­ ckBowl Brasil aconteceu na 18ª edi­ ção do COBRAMSEG e 7ª edição do


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SBMR, trazendo o mesmo espírito de competição e motivação dos partici­ pantes. O grupo vencedor, por coin­ cidência era formado por estudantes de uma universidade de Minas Gerais, estado escolhido para sediar esta edição do congresso. A equipe foi composta pela graduanda em Engenharia de Mi­ nas, Aline Costa e pelas mestrandas e ex-alunas de Engenharia de Minas, La­ rissa Silveira (PPGEM – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mine­ ral) e Lívia Pimenta (NUGEO – Nú­ cleo de Geotecnia da Escola de Minas). Essa foi a primeira equipe da UFOP (Universidade Federal de Ouro Preto) a disputar o RockBowl. A professora da UFOP, Christianne Lyra foi quem teve a iniciativa de le­ var a ideia aos alunos da graduação na disciplina de Mecânica das Rochas, ficando como tutora do grupo. Para a competidora Larissa Siqueira foi muito engrandecedor participar do evento, não só pela competição, mas pelo congresso em si. “Vencer o Ro­ ckBowl foi muito recompensador por ser uma competição sobre Mecânica de Rochas, justamente a área de foco das nossas pesquisas acadêmicas, e por ter sido bastante desafiadora a disputa com outras universidades do Brasil de renome na área de geotecnia”. Ela ainda comenta como a vitó­ ria do primeiro lugar será impor­ tante para o seu futuro e das outras integrantes do grupo. “É um ótimo adendo aos nossos currículos o reco­ nhecimento no meio geotécnico e o ótimo prêmio conquistado, isso nos estimula muito a continuar o apri­ moramento nessa área. Foi muito gratificante dar maior visibilidade 45

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ao curso de Engenharia de Minas da UFOP, que conta com excelentes professores na área de geotecnia, que tanto nos ensinaram e estimularam, tornando possível essa conquista”. A opinião de toda a equipe é una­ nime em relação ao incentivo que o RockBowl concede diretamente e indiretamente. Para o grupo, de uma forma divertida, a área de Mecânica das Rochas especificamente, desperta a curiosidade e interesse até mesmo de profissionais que não atuam nela, envolvendo principalmente estudan­ tes da graduação e pós-graduação. “Dar destaque a esse pilar da en­ genharia geotécnica é extremamente importante no Brasil, pela sua cres­ cente aplicação em grandes obras em maciços rochosos (poços, túneis e taludes) e minerações subterrâne­ as, gerando assim uma demanda de aperfeiçoamento constante na área”, pontua Lívia Pimenta. A equipe conta que a vitória deman­ dou muito estudo e durante a elabora­ ção das respostas foram encontradas algumas dificuldades, principalmente em relação às questões históricas por exigirem conhecimento, por exemplo, de datas, eventos e personalidades rele­ vantes para a área de Mecânica de Ro­ chas, o que, em geral, não é estudado nas disciplinas da universidade. Além disso, ter que relembrar informações estudadas há anos em um curto in­ tervalo de tempo e a pressão para res­ ponder o mais rápido possível foram outros obstáculos enfrentados. Aline Costa conta que a prepara­ ção para a competição começou divi­ dindo o amplo conteúdo entre as três participantes da equipe, de acordo

com as afinidades de cada uma. “No nosso caso, o que facilitou essa divisão foi o fato de que estávamos envolvidas em projetos de pesquisa de diferentes áreas dentro da Mecânica das Rochas e cada uma se responsabilizou por es­ tudar dentro da própria área de traba­ lho. Em relação aos conteúdos menos dominados por toda equipe, também houve uma divisão conforme a dispo­ nibilidade e aptidão de cada uma, de forma que ninguém ficasse sobrecar­ regada. Houve planejamento, diálogo e trabalho em equipe para merecer­ mos o primeiro lugar”, relata. Os desafios do jogo não estiveram presentes somente para os participantes, a organização demandou muito tempo e esforço dos envolvidos. “São muitas perguntas para elaborar, evitando ao máximo a repetição em relação as que tenham sido feitas em edições passadas, para que elas não sejam gravadas. Para toda edição são geradas novas pergun­ tas. É um trabalho massivo, que exige a união de um grupo de pelo menos seis pessoas. A diretoria do CBMR convida uma equipe também de jovens geotéc­ nicos para a organização de cada edi­ ção”, enfatiza Lautenschläger. Em 2016, dois integrantes do time vencedor de 2014 estiveram à frente da organização (Daniel Duque Es­ trada e Dalma Cerro Arrieta), relata Marchesi. Ainda, segundo o secretá­ rio-executivo Lautenschläger, o cará­ ter renovável da organização do Ro­ ckBowl também é característica desta ação voltada para o público jovem, buscando envolver os estudantes não só na competição, mas também na or­ ganização. As novas coordenações são supervisionadas pelos organizadores


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experiência profissional diferente, sendo necessário gerenciar o trabalho em equipe para atividades técnicas e não-técnicas, envolvendo reuniões com patrocinador, elaboração de or­ çamentos, acompanhamento de pedi­ dos, prazos, prestação de contas etc. É importante tanto para os participan­ tes que vão jogar, quanto para o pro­ fissional que organiza”. RockBowl 2014

das versões anteriores, bem como pela diretoria do CBMR. Marchesi explica também que não é possível organizar esse jogo em poucos meses de antecedência, pois a montagem adequada da programa­ ção, geração e revisão das perguntas e divulgação do jogo nacionalmente demanda tempo e união de esforços. “Embora haja dificuldades, o jogo possibilita aos organizadores ter uma 46

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APOIO O patrocínio da empresa Geobrugg tem se estendido em todas as edições. Muito mais que uma patrocinadora, a empresa tem dado um incentivo para o jogo com sua interação por meio de ideias e sugestões. “A energia que a Geobrugg passa, representa realmente que eles gostam e acreditam na inicia­ tiva. Embora, em termos técnicos a participação seja um patrocínio, eles querem ver acontecer, acham legal e

se divertem junto com o aluno”, co­ menta a engenheira Vivian Marchesi. Na edição internacional, a Geo­ brugg foi responsável por 50% do apoio financeiro. O restante foi patrocinado pela empresa chinesa Handar Blasting. A Geobrugg, além de patrocinar metade dos custos da competição, incentivou a ida dos jogadores brasileiros, bem como for­ neceu apoio logístico ao Comitê Or­ ganizador, disponibilizando parte de sua equipe no Canadá. A empresa diz que acreditou na ideia assim que a equipe do CBMR descreveu o jogo em 2013. O pa­ trocínio aos times representantes do Brasil faz parte do conceito de com­ petição e incentivo à engenharia brasileira. A empresa acredita que colaborando com as instituições e associações fortalece o segmento nacional. No RockBowl, além de apoiar o CBMR, eles apoiam dire­ tamente o jovem profissional, que é o futuro da geotecnia no País. “A Geobrugg é parceira técnica de associações e universidades sérias e comprometidas com o desenvolvimen­ to técnico e profissional da área de en­ genharia geotécnica. Sempre apoiamos os eventos e ações que se enquadrem nestas premissas. Somos uma empresa que pesquisa e desenvolve soluções de engenharia com tecnologia de ponta desde 1960 e seguimos como referên­ cia mundial na engenharia geotécnica, portanto, para nós, quanto mais quali­ ficados e preparados os profissionais da área, mais as nossas tecnologias serão disseminadas e aplicadas corretamen­ te”, pontua a manager Brazil da Geo­ brugg, Maria Teresa Soares.


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Divulgação ABMS

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Especialistas debatem quais lições foram deixadas pelo desastre de Mariana

Com sucesso absoluto de público, evento contabilizou aproximadamente 350 inscritos, além de 20 participantes que acompanharam a transmissão ao vivo pela internet

Equipe vencedora do RockBowl 2016

O RockBowl é um jogo de pergun­ tas e respostas que surgiu durante os eventos: COBRAMSEG 2014 (Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), VI SBMR (Simpósio Brasileiro de Mecânica das Rochas) e VI GEOJO­ VEM (Simpósio Brasileiro de Jovens Geotécnicos). Na competição, as equipes concorrentes são desafiadas a responder questões técnicas e não­ -técnicas, cujo tema central é a Me­ cânica de Rochas. A ideia do jogo surgiu na gestão 2013-2014 do CBMR (Comitê Brasileiro de Mecânica das Rochas), idealizada pelo seu então presidente Sergio Augusto Barreto da Fontoura 49

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por Dellana Wolney

Soterrando vidas e tingindo o Rio Doce e parte da praia de Regência (ES) de ala­ ranjado, o rompimento da barragem de Fundão, em Mariana (MG), completou um ano no dia 5 de novembro de 2016. Considerada a maior tragédia ambiental do Brasil, o rompimento da estrutura cei­ fou 19 vidas, levou casas, animais e me­ mórias. Mesmo todo esse tempo depois, muitas perguntas ainda seguem sem uma resposta. O que aprendemos com o desas­ tre de Mariana? Para falar sobre as lições deixadas por essa grande tragédia, engenheiros e espe­ cialistas no tema se reuniram nos dias 3


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4 de novembro de 2016, na PU­ C-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro) para o 5º Debate Nacional sobre Se­ gurança de Barragens de Rejeitos, cujo tema foi “Lições de Mariana – Um Ano Depois”. Tratando de um assunto tão re­ levante, o resultado positivo não foi uma surpresa. Os dois dias de discussões que, por sua vez, dura­ ram além do horário programado, lotaram os auditórios. Foram con­ tabilizados aproximadamente 350 inscritos para o debate, além de 20 participantes que acompanharam a transmissão ao vivo pela internet no segundo dia. As entidades que promoveram a realização do debate foram: ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenha­ ria Geotécnica), CBDB (Comitê Brasileiro de Barragens), ANE (Academia Nacional de Enge­ nharia) e o Clube de Engenharia do Rio de Janeiro. O engenheiro e professor da PUC-Rio, Alberto Sayão tem participado ativamente da orga­ nização de debates sobre seguran­ ça de barragens de rejeitos desde a tragédia em Mariana. Em entre­ vista para a ABMS, ele conta que o tema é de grande interesse da comunidade geotécnica nacional e internacional. “Contando com as edições realizadas durante o COBRAMSEG 2016 (Comitê Brasileiro de Barragens) em Belo Horizonte (MG), no 8º Congres­ so Luso-Brasileiro em Portugal e uma edição organizada pelo 50

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CBDB, foram oito eventos sobre o tema feitos em um ano, todos com grande participação do pú­ blico”, enfatiza.

PROGRAMAÇÃO Diferente das edições anteriores, o 5º Debate Nacional sobre Segu­ rança de Barragens de Rejeitos ado­ tou outro método de separação de conteúdos. O debate foi dividido em sessões de dois dias, transfor­ mando-se em um evento com uma programação bem mais densa do que os anteriores. O primeiro dia teve início com uma importante palestra do reitor da PUC-Rio, Padre Josafá Carlos de Siqueira. Na ocasião, ele comen­ tou sobre as lições aprendidas com o desastre de Mariana sob o ponto de vista ético e ambiental. Em se­ guida, o engenheiro, professor da UnB (Universidade de Brasília) e presidente da ABMS, André Assis falou sobre gestão de riscos na pa­ lestra intitulada “Riscos de Ruptu­ ra em Barragens”. Ele apresentou o conceito de risco, a importância de quanti­ ficá-lo e monetizá-lo, tanto em termos de probabilidade de falha, as consequências de uma eventu­ al ruptura, quanto como usar a análise de risco como elemento de decisão em engenharia. Assis ilustrou estes conceitos e resumiu os principais métodos probabi­ lísticos utilizados para calcular a possibilidade de falha de uma barragem, bem como as diversas dimensões das consequências de uma eventual ruptura que engloba

os prejuízos diretos de reconstru­ ção, as perdas de lucro incessantes e os danos sociais às pessoas, pro­ priedades, bens de terceiros, infra­ estrutura e meio ambiente. “O ponto mais importante é destacar que a gestão de risco incorpora dois componentes im­ portantes para a decisão de enge­ nharia de uma barragem, que é a sua segurança e conceitos corre­ lacionados, já tradicionalmente utilizado na engenharia, e a loca­ lização do empreendimento em relação à presença humana, meios sociais e ambiental, patrimônio histórico e cultural. Esta quebra de paradigma na engenharia traz benefícios a procedimentos de engenharia em si e transparência com a sociedade e seus órgãos de controle e defesa”, afirma.

PAINÉIS Durante o evento, aconteceu o Painel 1 sobre “Barragens de Rejeitos no Brasil e no Exterior”, cuja apresentação foi feita pelo en­ genheiro, presidente honorário do CBDB e membro titular da ANE, Flávio Miguez Mello. Na oportu­ nidade, ele fez uma introdução à tecnologia atual aplicada em bar­ ragens de rejeitos e discorreu sobre os diversos tipos de barragens de rejeitos, métodos de projeto e os processos de construção. Na ocasião, Mello também fa­ lou sobre o progresso das ativida­ des relativas à segurança de barra­ gens que estocam água, desde o início da primeira metade do sé­ culo passado. “Essas atividades fo­


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ram catalisadas por graves aciden­ tes ocorridos em diversos países”, conta o engenheiro que também relatou resumidamente os aciden­ tes mais impactantes ocorridos e as suas consequências. Segundo ele, a preocupação com os acidentes com barragens que acumulam água foi posterior­ mente estendida para as barra­ gens que acumulam rejeitos, em virtude do vertiginoso crescimen­ to verificado, a partir de meados do século passado, na quantidade de rejeitos estocados anualmente e na altura e importância de bar­ ragens que os estocam. Semelhan­ temente às barragens que acumu­ lam água, as barragens de rejeitos tiveram sua tecnologia de projeto e construção catalisadas por gra­ ves acidentes. No painel, Mello ainda citou os principais métodos de construção de barragens de rejeitos e os cuida­ dos especiais com a disposição de rejeitos tóxicos e nucleares. Dessa maneira, concluiu enfatizando a importância da permanente aten­ ção com relação à segurança das estruturas de contenção de rejeitos e da longa extensão de tempo ne­ cessária para a auscultação de segu­ rança, mesmo após o descomissio­ namento das barragens de rejeitos.

LEGISLAÇÃO Já o segundo painel do debate “A Lei de Segurança de Barragens: Considerações sobre Rejeitos”, con­ tou com as experiências do enge­ nheiro e diretor-técnico do CBDB, Carlos Henrique Medeiros. De 51

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acordo com ele, a Lei de Segurança de Barragens Nº. 12.334/2010 tem uma redação única e válida para segmentos de engenharia diferentes em organização e no trato de pro­ blemas relacionados à segurança de barragens ou cultura. Medeiros diz que durante o evento vários painéis tiveram te­ mas que gravitaram em torno da legislação e sua eficácia, defici­ ências e/ou vulnerabilidades nos sistemas de fiscalização e método construtivo, ou seja, alteamento por montante versus jusante, na­ tureza do rejeito e influência da água em sua composição; além do fator que surpreende a todos, no que diz respeito ao acidente ter ocorrido em uma barragem, sob a guarda de uma organização com histórico de boa reputação no controle de qualidade e de gestão de seus empreendimentos. “Foi notório e unânime a preo­ cupação com o grande número de barragens de rejeito em operação no País e a constatação de que es­ tamos de fato, muito vulneráveis e passíveis de assistir o desfecho de novos e tão danosos acidentes. Precisamos avançar no esforço de implantação da Lei Nº. 12.334 que define a Política de Segurança de Barragens, em todo o território nacional”, comenta Medeiros. Ele acrescenta que o Brasil tem um arcabouço legal consistente, com legislações complementares relevantes, a exemplo da Lei de Crimes Ambientais e da Lei de Responsabilidade Fiscal, mas não está preparado o suficiente para fa­

zer cumprir a “letra da le”i. “A Lei 12.334 não foi o ‘vilão’. Nosso pon­ to fraco é de natureza organizacio­ nal e, em certa medida, limitações quanto à capacitação e qualificação dos profissionais, hoje em número insuficiente para o enfrentamento da demanda por serviços de inspe­ ção, monitoramento e avaliação de segurança de nossas barragens de rejeito”, pontua.

FATOS O segundo dia de debate dedi­ cou-se a discutir entre profissionais e participantes, o que aconteceu na cidade de Mariana, efetivamente. Nesta oportunidade, o evento con­ tou com a apresentação de um re­ sumo do relatório da junta interna­ cional de consultores contratados pela Samarco Mineração S.A, em­ presa responsável pela barragem de Fundão, além de discussões sobre o projeto da barragem. Em seguida foram realizadas as demais palestras da programação e a sessão de perguntas e debate do segundo dia. O engenheiro da em­ presa Mecasolo, Jean Pierre Rémy foi um dos profissionais que fize­ ram uma avaliação sobre as discus­ sões feitas durante o evento. “Um ano depois do acontecimento, não temos ainda informações concre­ tas e profundas sobre o acidente para que possamos tirar as lições que nos guiem rumo a melhorar nossas práticas profissionais e evi­ tar novas rupturas de barragens de rejeitos alteadas por montante”, esclareceu Rémy em entrevista para a ABMS.


Rogério Alves / TV Senado

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Rompimento da barragem de rejeitos da mineradora Samarco em Bento Rodrigues, Mariana (MG)

Para ele, as declarações, bem como os relatórios divulgados até agora são insuficientes para a co­ munidade técnica. Como exemplo Rémy utiliza uma comparação com os acidentes na aviação, que cos­ tumam ser estudados instantane­ amente e com profundidade, com finalidade de que os erros cometi­ dos não sejam repetidos. “Na enge­ nharia, preocupa-se mais em achar culpados do que aprender com as falhas”, opina. Assis compartilha a mesma opinião e acrescenta que as in­ formações sobre o desastre am­ biental ainda estão muito disper­ sas. “Infelizmente no Brasil, os processos investigativos técnicos e criminais se misturam, ficam restritos as partes interessadas, e 52

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a comunidade de engenharia tem pouco acesso às informações téc­ nicas finais, não permitindo tirar lições claras do acidente. O ideal é agir como em muitos países, em que uma junta de especialistas, de renome e credibilidade é nomea­ da para o parecer técnico. E este é o parecer, de onde se conhecem os processos e causas técnicas que levaram ao acidente, e por fim, de onde se tiram as lições aprendidas do acidente, de forma clara e ob­ jetiva”, argumenta. Ele ainda explica que é a partir deste parecer técnico que os demais órgãos, com seus interesses diversos (criminal, danos ambientais, defesa pública etc.), preparam e encami­ nham seus processos e inquéritos. Este assunto foi objeto do Editorial

da ABMS de novembro de 2015. Aqui se contratam inúmeros pare­ ceres, muitos permanecem sob sigi­ lo e ao final não se tem conclusões claras do que de fato ocorreu. “A cultura de segurança de bar­ ragens é incipiente e permite a ocorrência de acidentes, uma vez que as ações são desencadeadas após o acidente, fato agravado pela ausência de ações de prevenção. É extremamente relevante a manu­ tenção do tema segurança de bar­ ragens, no topo da agenda. O tema precisa ser discutido em todo e qualquer fórum de debate técnico e por todos os profissionais e en­ tidades representativas de classe”, reflete o diretor-técnico do CBDB, Carlos Henrique Medeiros. Segundo ele, o Brasil precisa de mais transparência na apuração dos acidentes e comprometimen­ to com o avanço do conhecimen­ to, com base nos erros cometidos, o que não tem ocorrido com os acidentes brasileiros, visto que muitos continuam sem resposta e novos acidentes, não são imprová­ veis. É preciso neutralizar as ações que visam o silêncio e a blinda­ gem dos fatos, com prejuízo para a engenharia.

LIÇÕES Apesar das falhas, Rémy salien­ ta que o fato de a comunidade técnica se mobilizar para discutir o tema é fundamental. “Mesmo com o sentimento geral de frus­ tração por conta da falta de infor­ mações técnicas sobre o acidente, os eventos sobre segurança de


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barragens devem continuar. Sinto que a comunidade técnica evolui a cada encontro, no sentido de buscar fatos que possam se trans­ formar em lições”. Então, quais lições foram aprendidas após um ano da tra­ gédia de Mariana? O presidente da ABMS, André Assis revela que mesmo com os percalços foi possível tirar aprendizados e que a Samarco, até então, era vista pela comunidade técnica como um exemplo de empresa no trato com as questões de engenharia, pois tinha uma equipe técnica qualificada, quadro de engenha­ ria dedicado à barragem, junta de consultores independentes e de renome internacional. No entanto, não ficaram imunes a este acidente. Ele lembra que o relatório téc­ nico, encomendado pela própria Samarco a uma junta de especia­ listas, isenta e de renome, e que foi divulgado publicamente, aponta claramente os diversos erros téc­ nicos ocorridos nos últimos anos, mas também erros de gestão, que apontam como ao longo do tempo as equipes técnicas foram aceitan­ do desvios de seus padrões de qua­ lidade, até que no momento final tem-se uma situação totalmente desviada dos padrões de engenha­ ria desejáveis. “Portanto, há lições a apreender tanto nas questões téc­ nicas quanto nas questões de ges­ tão”, comenta. Já para Medeiros a grande lição foi a constatação de que, risco zero ou segurança absoluta, não exis­ 53

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tem. Some-se a isso: a complexi­ dade, multi e interdisciplinarieda­ de de toda e qualquer estrutura de barramento, com destaque para as barragens de contenção de rejeitos; a magnitude e extensão dos danos causados pelo rompimento da bar­ ragem e que os temas segurança de barragens e correspondente PAE (Plano de Ação de Emergência), precisam ser levados a sério e devi­ damente aplicados e testados, por meio de ações conjuntas com o envolvimento dos atores da defesa civil e população potencialmente atingida pelo acidente. “Não se admite ‘meia ação’ ou ‘ação simplificada’ no trato de pro­ cedimentos que visam à proteção da população e do meio ambiente. Considero o acidente de Maria­ na o ‘marco zero verdadeiro’ para o desenvolvimento de ações que garantam o pleno cumprimen­ to da legislação sobre segurança de barragens, em todo o territó­ rio nacional. As organizações de controle e fiscalização precisam ser modernizadas, aparelhadas e reforçadas com profissionais mais qualificados. Essas ações têm que ser simultâneas e de caráter ime­ diato”, considera.

COMPLEMENTO Barragens são estruturas de valor estratégico para o nosso de­ senvolvimento, são estruturas de risco e de grande impacto sobre o meio ambiente. O desafio dos técnicos, administradores e gesto­ res é mantê-las em bom estado de conservação e, portanto, seguras

no que tange à sua integridade estrutural e função operacional, sem induzir ameaça ou prejuízo à população afetada e ao meio ambiente. Entretanto, Medeiros recorda os grandes acidentes com essas estruturas, apesar da exce­ lente reputação que o Brasil des­ fruta no cenário internacional. “São muitos os erros cometidos e, tenho convicção que os prin­ cipais e que conspiram para a se­ gurança das barragens podem ser assim elencados: burocracia, falta de recursos financeiros, divisões internas no âmbito das organiza­ ções com conflitos entre os setores de segurança, projeto, construção e operação, falta de qualificação técnica e administrativa no trato dessas estruturas e o grande pas­ sivo de barragens, potencialmente de risco. Isso impõe um debate permanente sobre o tema seguran­ ça de barragens, um grande desa­ fio para as associações técnicas e entidades de controle, fiscalização e regulação”, salienta. Para complementar as pales­ tras, ao final do evento, foram distribuídos aos participantes dois artigos divulgados na im­ prensa sobre a tragédia em Ma­ riana. Um deles foi assinado pe­ los engenheiros Alberto Sayão e Flávio Miguez de Mello, vei­ culado na revista Fundações & Obras Geotécnicas em março de 2016, intitulado “Barragens e Rejeitos“. O outro artigo foi “As Lições de Mariana“, de auto­ ria do reitor da PUC-Rio, Josafá Carlos de Siqueira.


Notas

Norma estabelece obrigatoriedade de duração em corredores BRT Em 27 de outubro de 2015 entrou em vigor a resolução nº 787, que estabelece a obrigatorie­ dade de toda obra de mobilidade urbana para transporte público, financiada com recursos do FGTS (Fundo de Garantia do Tempo de Ser­ viço), uma durabilidade comprovada de, pelo menos, 20 anos. As obras atingidas pela norma são os corredores para BRT (Bus Rapid Transit), corredores de ônibus etc. Aprovada pelo conselho curador do FGTS e confirmada pelo Ministério das Cidades, a me­ dida incentiva o uso do concreto para projetos com esse perfil, em vez do asfalto, por ser um material mais duradouro. Além disso, o con­ creto é mais vantajoso, tanto financeiramente, como ecologicamente, segundo o diretor de relações institucionais da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland) e membro do conselho curador, Mário William. “O concreto é mais claro, enquanto o asfalto é um pavimen­ to escuro. Então, só por essa questão de cor, se economiza mais energia elétrica com o concre­ to, porque será preciso menos luz do que no asfalto”, explica. Mário William foi quem conseguiu a aprovação do Ministério das Cidades, para que a norma fosse viabilizada. Antes dela não havia um regulamento em relação à duração do pavimento. Com a aprovação da norma, nenhuma prefeitura poderá possibilitar a construção de corredores de ônibus, sem que esteja especificado no projeto pelo menos 20 anos de duração. A imposição de obrigatoriedade surgiu devido à comprovação da deterioração de muitos corredores de asfalto, viabilizados durante a Copa do Mundo de 2014. Antes da realização do evento esportivo, o FGTS passou a dispor de recursos para a mobilidade urbana e a maioria dos projetos foi dimensionada em asfalto. Os BRTs, por serem de asfalto, não suportaram o transporte pesado. Isso resultou em pavimentos danificados, a exemplo de Brasília (Distrito Federal), que teve diversos corredores deteriorados, em menos de dois anos.

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Banco de Imagens / Construtora Free Images

por Dafne Mazaia


Notas

Divulgação / Italian Trade Agency

Congresso reuniu mais de 100 empresários e apresentou propostas para o setor Em novembro de 2016 ocorreu no Estado de São Paulo um dos maiores eventos de negócios promovido pela Itália, o Missão Empresarial Brasil – Itália 2016, realizado pela ITA (Italian Trade Agency), agência especializada em internacionalização das empresas italianas e de intercâmbio. O evento aconteceu em São Paulo e em São José dos Campos. Com a presença de mais de 600 pesso­ as entre os vários painéis realizados nos dois dias do evento, além do vice-mi­ nistro do Desenvolvimento Econômi­ co da Itália, Ivan Scalfarotto. Segundo a diretora da ITA, Erica Di Giovancar­ lo, o congresso serviu para intensificar, diversificar e consolidar relações já es­ tabelecidas entre os dois países, além de discutir sobre o futuro do setor de infraestrutura. “O evento teve como fina­ lidade mostrar que a Itália continua sendo um dos principais parceiros econômicos do Brasil, independentemente da crise que já começa a dar seus sinais de enfraquecimento, para dar lugar a uma retomada lenta, mas certa. Ade­ mais, as dificuldades econômicas não afetam todos os setores igualmente e, no caso dos projetos de infraestrutura, energia e ambiente, existem boas oportunidades que se descortinam com os projetos de licenciamento/privatização que estão sendo propostos pela administração Temer”, destaca. De acordo com ela, a Itália planeja estar cada vez mais presente nas negociações com o Brasil no setor de construção futuramente. “Existe uma certeza de que boas oportunidades começam a se apresentar e, quando isso acontecer, os italianos querem estar entre as primeiras opções dos empresários brasileiros, como parceiros para a realização de grandes obras, mas também como fornecedores de produtos e serviços para a execução delas”, analisa. Dividido em duas partes, a primeira etapa do evento promoveu propostas de colaboração industrial no setor aeroes­ pacial e a segunda foi dedicada ao setor de infraestrutura e dos segmentos de agronegócio, ambiente, energia, entre outros. Na mesa de infraestrutura, o principal tema apresentado foram os projetos propostos dentro das diretrizes do programa Crescer, do Governo Federal, que englobam a construção ou duplicação de 1.759 km de estradas, a construção de 2.438 km de ferrovias e a concessão de dois terminais portuários e de cinco aeroportos.

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Artigo

APLICAÇÃO, ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DO ENSAIO DE PROVA DE CARGA ESTÁTICA, REALIZADO PELO MÉTODO BIDIRECIOAL Felipe Vianna Amaral de Souza Cruz GeoEstática Consultoria e Engenharia, Rio de Janeiro, Brasil felipe@geoestatica.com.br Renan Basso RB Engenharia Consultiva, São Paulo, Brasil renan.basso@hotmail.com Carlos Eduardo Bottino Engenheiro Civil, Rio de Janeiro, Brasil bottino.eng@gmail.com

RESUMO Este artigo contempla uma intro­ dução à história, análise e interpre­ tação do ensaio de prova de carga estática pelo método bidirecional com a utilização de CED (Célu­ la Estática Descartável). O ensaio bidirecional é hoje a metodologia de prova de carga estática mais uti­ lizada no mundo e vem crescendo 56

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de forma significativa no Brasil. O método consiste na instalação de uma ou mais CED no corpo do elemento estrutural (estaca) em uma profundidade previamente di­ mensionada. A CED quando acio­ nada hidraulicamente faz a porção do elemento estrutural logo abaixo dela (resistência de ponta mais atri­ to lateral da porção), reagir contra a porção acima da célula (atrito lateral do trecho superior). O ensaio bidi­ recional apresenta como resultado as curvas carga x recalque do topo e da ponta, porção superior e inferior da estaca, de forma direta. Já a curva carga x recalque equivalente à esta­ ca completa, depende de extrapola­ ção e conversão dos dados obtidos. Concluindo, serão apresentados di­ ferentes métodos de interpretação e conversão, entre eles, os métodos apresentados por Da Silva (1983 e 1986) e Massad (2015), demons­ trando suas comprovações teóricas e numéricas. Palavras-chave: Prova de Carga Estática; Ensaio Bidirecional; Cé­

lula Estática Descartável; Análise; Interpretação.

INTRODUÇÃO O ensaio de prova de carga es­ tática por meio do método bidire­ cional vem sendo realizado desde 1980. O sistema consiste em posi­ cionar um ou mais conjunto de cé­ lulas estáticas descartáveis ao longo do fuste da estaca e aplicar carga em sentidos opostos buscando o equi­ líbrio das tensões atuantes no fuste e na ponta da estaca ensaiada. Os registros históricos apontam que o ensaio bidirecional foi idealizado por Da Silva, divulgado em 1983 e é bastante similar ao sistema pro­ posto por J. Osterberg, utilizando as O’Cell (O’Cell é o nome dado por Osterberg à CED, assim como CER que significa Célula Estática REDAV, sendo a sigla CED –Cé­ lula Estática Descartável usada pela empresa REDAV). Ambos os siste­ mas (Da Silva e Osterberg) foram patenteados à época, mas a última patente caiu em 2015. Schmmert­ mann & Hayes, 1997, mencioana­


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ram que a O’cell foi utilizada pela primeira vez, experimentalmente, em 1984 e comercialmente em 1987, e até 1996 já haviam sidos realizados mais de duzentos ensaios com a O’cell nos Estados Unidos e no sudeste da Ásia. Apesar do pioneirismo brasileiro na utilização deste tipo de ensaio, há poucos trabalhos referindo-se ao comportamento de estacas molda­ das “in loco” ensaiadas através des­ sa metodologia.

1 PROVA DE CARGA ESTÁTICA NO BRASIL 1.1 Método Convencional As provas de carga são utiliza­ das na geotecnia para se estudar o comportamento estaca-solo, veri­ ficam aspectos importantes como a capacidade de carga, desloca­ mentos do elemento da fundação, e ainda, no caso das estacas instru­ mentadas, a transferência de carga ao longo do fuste. A prova de carga é um ensaio que visa determinar, por meios diretos, as características de deslocamento ou resistência do conjunto terreno e elementos estruturais da fundação. Os ensaios são realizados para aferir que não irá ocorrer ruptura para a carga admissível da fundação dimensionada; avaliar a integridade estrutural do elemento da funda­ ção (de forma indireta); determinar qual a carga de ruptura, realizando o rompimento ou modelos mate­ máticos de extrapolações; deter­ minar o comportamento carga x deslocamento de um elemento de fundação, especialmente na região 57

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 1 – Sistema de reação do método convencional

da carga admissível. A prova de carga estática, re­ alizada pelo método convencio­ nal, é executada através de um carregamento aplicado no topo da estaca ensaiada. Esse carrega­ mento reage contra um sistema de reação (Figura 1), permitindo a compressão axial no bloco de coroamento da estaca. O ensaio é definido na aplicação de sucessivos estágios de carga à es­ taca, conjuntamente com a leitura dos recalques correspondentes. Para aplicar a carga é necessário utilizar um sistema de reação que suporte o carregamento dimensionado. Dependendo do sistema de carre­ gamento o ensaio pode ser determi­ nado como rápido, lento ou misto, conforme a norma vigente NBR 12.131:2006. O ensaio de prova de carga está­

tica, realizado pelo método conven­ cional, nos fornece a curva de carga x recalque e a integridade (indireta) do elemento testado, já que supõe que se o elemento resiste à carga é porque ele está íntegro. É um ensaio muito estudado e difundido no Brasil, com inúmeras análises de ruptura fundamentadas em seus resultados.

1.2 Método Bidirecional O ensaio de prova de carga es­ tática pelo método bidirecional é realizado desde 1980 no Brasil. O sistema consiste em posicionar uma ou um conjunto de CED ao longo do fuste da estaca e realizar a com­ pressão de forma bidirecional, idea­ lizado pelo engenheiro Pedro Elísio Chaves A. F. da Silva e publicado em 1983 e 1986. Segundo Da Silva (1983 e 1986),


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Figura 2 – Prova de carga pelo método convencional reagindo contra estacas mais tirantes de reação

devido ao sentimento de relutância de executores de fundação e cons­ trutores em realizar ensaios em fundações pelo alto valor e prazo estendido de execução, observou-se a necessidade de criar instrumentos de controle de desempenho de fun­ dações que permitisse quantificar a resistência do solo e das fundações simultaneamente. Essa metodologia deveria ser dinâmica e agradar os construtores, com um menor im­ pacto possível no custo do empre­ endimento e no seu cronograma, atendendo também a comunidade geotécnica, fornecendo resultados relevantes e confiáveis. Obviamente, qualquer tentativa nesse sentido teria que eliminar nos ensaios convencionais os fatores que estariam impactando os seus custos e prazos de execução. Essa análise inicial evidenciou que a utilização de estacas e tirantes de reação neces­ 58

Fundações e Obras Geotécnicas

sitaria ser excluída na metodologia de ensaio, mas precisava-se pensar em algo que pudesse servir como reação para a prova de carga. A primeira solução lógica foi uti­ lizar o próprio elemento de funda­ ção como reação, mas isso só seria possível em estacas moldadas “in loco” e/ou tubulões escavados e concretados a céu aberto que pos­ suíssem um comprimento específi­ co, capaz de conseguir reagir o fuste versus a base da fundação. Para isso, seria necessária a instalação de um macaco hidráulico dentro da estaca, numa posição tal que aproveitasse a máxima capacidade do atrito lateral para reagir contra sua base e peque­ na parte do fuste colocado sobre ela. Além disso, seria necessário de­ senvolver dispositivos que instru­ mentassem a estaca quanto ao seu deslocamento com o máximo de precisão.

Figura 3 – Desenho esquemático do ensaio bidirecional

Nessa primeira ideia, observou-se o primeiro problema, o custo eleva­ do de perder um cilindro hidráu­ lico concretado no fuste da estaca. Com isso Da Silva (1983 e 1986), começou a pensar em como redu­ zir o custo da fabricação do cilindro hidráulico e a redução veio com a percepção de que este só precisaria abrir e fechar uma única vez. Assim surgiu a primeira CED denominada de CEH (Célula Expansiva Hidro­ dinâmica) e com o seu baixo custo, o ensaio passou a ser viável econo­ micamente. Depois de vencidas as dificulda­ des de se encontrar o material ideal


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Figura 4 – Etapas do Ensaio Bidirecional

Figura 5 – Sistema de reação do método bidirecional

para a confecção da CED e na ade­ quação do sistema de vedação dos cilindros através dos testes realiza­ dos em simuladores, partiu-se para outra etapa do projeto, a instrumen­ tação dos deslocamentos a grandes 59

Fundações e Obras Geotécnicas

distâncias, justamente a questão mais importante e delicada. Pelo entendimento publicado por Da Silva (1983 e 1986) a instrumenta­ ção deveria ser feita aproveitando-se o tubo hidráulico que conectava a

célula, instalada ao longo do fuste da estaca a bomba de pressão. Isso foi possível com a colocação de uma haste metálica, que fica apoiada no fundo da célula, por dentro do tubo e conectá-la a um gradiente hidráu­ lico, fixado na extremidade do tubo de ligação célula/bomba. Com o desenvolvimentoo do gradiente hi­ dráulico, consegui-se um circuito fechado e um sistema estanque a cada estágio de pressão. Como as células usam água em vez de óleo para pressurização, é possível preencher as fissuras oca­ sionadas pelo ensaio bidirecional com o preenchimento da célula com calda de cimento e como o cir­ cuito é fechado, podemos confirmar o preenchimento com a saída das impurezas pelo sistema ao realizar a injeção da calda. A etapa de recuperação da esta­ ca ensaiada é a que mais gera in­ quietação aos engenheiros que não conhecem o ensaio, pois ao saber que a estaca será fissurada, muitos temem gerar uma zona de fraqueza no local do dano, pois não confiam no preenchimento ou desconfiam que este possa ocasionar problemas. O preenchimento de uma estaca en­ saiada através do ensaio bidirecional é análogo à injeção de tirantes com válvulas manchete para gerar o bul­ bo de tensão, a calda de cimento é injetada pressurizada e ocupa todo espaço vazio e camadas de solo com tensões inferiores ou iguais à pressão da injeção, criando assim um bulbo de preenchimento na região afeta­ da. Além do preenchimento da área onde há o deslocamento da CED,


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ocorre o preenchimento da própria célula estática descartável assegu­ rando, mesmo que algo saia fora do esperado, uma ligação entre a parte superior do elemento de fundação e a parte abaixo da CED (Figura 4). Fora isso, empresas como a RE­ DAV Serviços de Engenharia ofere­ cem o ensaio de integridade (gratuito) junto com o ensaio bidirecional, con­ forme condições comerciais estabele­ cidas na proposta, mas o ensaio de in­ tegridade é uma forma de confirmar o sucesso do processo de recuperação da estaca. Acredita-se que esse tipo de garantia será cada vez mais comum agora com novas empresas realizando esse tipo de ensaio. O ensaio de prova de carga está­ tica pelo método bidirecional parte do princípio de executar um car­ regamento, no ponto de equilíbrio das tensões da estaca ensaiada, atrito lateral do trecho acima da CED con­ tra a resistência de ponta somadas ao atrito lateral do trecho abaixo da CED (Figura 5), permitindo a aná­ lise do comportamento de carrega­ mento estático do elemento testado.

2 ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DO ENSAIO BIDIRECIONAL 2.1 Histórico da análise Segundo Da Silva (1983 e 1986), o ensaio bidirecional nos fornece três tipos de gráficos distintos: a) Uma curva carga-recalque do topo (fuste) da estaca; b) Uma curva carga-recalque da base (fuste + ponta) da estaca; c) Uma curva carga-recalque da estaca, onde se soma causa e efeitos. 60

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Figura 6 – Curvas carga x deslocamento do topo e da base de Souza Cruz (2016)

Figura 7 – Curva carga x recalque ajustada de Souza Cruz (2016)

A ação e reação fornecem varia­ ção de carga de zero a 2F, que pro­ vocam recalques totais, resultantes, em cada estágio do deslocamento do fuste adicionado. Segundo Da Silva (1983 e 1986), para se converter as curvas bidirecionais em curva única carga-recalque da estaca precisam-se seguir os seguintes passos: I – Verificar na curva carga-deslo­ camento do topo (fuste), qual carga equivale ao recalque x; II – Procurar na curva carga-re­

calque da base (fuste + ponta), qual carga provocou o mesmo recalque x; III – Plotar a curva final da es­ taca obtida por meio da somatória de cargas, que provocaram o mesmo deslocamento do topo e da base; É o que Da Silva (1983 e 1986) denominou de “Curva Ajustada”. Nem sempre as rupturas são equi­ valentes e não se encontra os mesmos recalques nas curvas carga-recalque do topo e da base, nesses casos, usam-se métodos de extrapolação consagrados


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para obter os mesmos recalques e so­ mar suas cargas resultantes. A curva ajustada de Da Silva (1983 e 1986) é a transposição do re­ sultado do método bidirecional para o resultado do método convencio­ nal. Tal estudo se fez necessário para aprovação da metodologia pela co­ munidade geotécnica. Dessa forma não se perdem teses, levantamentos, estudos e formulações realizadas com base no ensaio convencional. A curva ajustada pode ser consi­ derada a favor da segurança, pois é comum que apenas um dos segmen­ tos das estacas atinja a carga última. Para viabilizar a substituição da curva carga x deslocamento da me­ todologia convencional, pela curva ajustada da metodologia bidirecional é necessário que, além da estaca ser totalmente rígida, sejam similares as compressões atuando simultanea­ mente na ponta e no topo e que o des­ locamento da ponta seja equivalente ao deslocamento do topo, no que diz respeito ao atrito lateral. Para a con­ versão ser a mais precisa possível é de suma importância usarmos o peso da estaca acima da CED e abaixo da CED nos estudos, assim como usar o encurtamento elástico (medido) na parte do topo.

Onde Qp e Al, são cargas de pon­ ta e atrito lateral, respectivamente.

Kr é a rigidez da estaca, com uma altura h, área da secção transversal S e módulo de elasticidade E, dada por:

Segundo Lovell (1979), a razão entre o valor médio da carga lateral transferido (a zona sombreada da Figura 6 (a), sobre a altura da esta­ ca) e a carga total do eixo (Al) seria:

O coeficiente c depende da dis­ tribuição da unidade de atrito late­ ral do eixo (f ). Se a carga do eixo está totalmente mobilizada (Al = Alr), então c = 0,5 para fu = cons­ tante junto profundidade e c = 2/3 para fu aumentando linearmente com a profundidade. Valores de c para outras formas simples de distribuição de fu pode ser

obtida rapidamente utilizando os abá­ cos preparados por Leonards e Lovell (1979), ou a equação proposta por Fel­ lenius (1980), mostrada na Figura 9. Note-se que h1 e h2 são as espes­ suras das camadas menos resistentes e mais resistentes, respectivamente, e fu1 e fu2 são os atritos dos eixos correspondentes.

2.2.2 Encurtamento da estaca durante o teste bidirecional Ainda segundo Massad (2015), para carregamentos realizados pelo método bidirecional, a equação (1) muda para:

O c que é fornecido pela Equação (4) está relacionado com a Figura 8 (b). No outro ábaco semelhante pode ser interpretado como c’, mos­ trado na Figura 9 (b), com a equa­ ção associada. 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. Comparando as Figuras 8 (a) e 8 (b), com as Figuras 9 (a) e 9 (b),

2.2 Análise matemática 2.2.1 Encurtamento da estaca durante o teste convencional Segundo Massad (2015), para es­ timar o encurtamento de estacas ver­ ticais, sob compressão axial de carga no topo da estaca (Po), não necessa­ riamente levada à ruptura, a seguinte expressão pode ser utilizada: 61

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Figura 8 – (a) Distribuição de carga teste convencional (b) Distribuição de carga teste bidirecional


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(fu1). Para cada camada ao longo do fuste, haverá uma correlação como mostra a Figura 10. Usando subscri­ tos 1 e 2, para distingui-los:

Figura 9 – a) Ábaco teste convencional b) Ábaco teste bidirecional

pode ser visto que:

Note-se também que, em geral, c’ < c, isto é, a compressão elástica em estacas sob as cargas acima das CED (Células Estáticas Descartáveis) é inferior que o valor correspondente para as cargas abaixo das células. Isto é assim porque as células ex­ pansivas hidrodinâmicas primeiro mo­ bilizam os solos mais resistentes para depois mobilizar os menos resistentes.

2.2.3 Simulação matemática do teste bidirecional Para a simulação de ensaio bidire­ cional, um modelo matemático de­ senvolvido por Massad (1995) para ensaios convencionais foi utilizado. Baseando se nas relações Cambefort modificadas que são realizadas atra­ vés de vários aspectos dos fenômenos de transferência de carga, como a ruptura progressiva, devido às cargas de compressão e as tensões residuais, 62

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devido à condução ou cargas subse­ quentes. Como as estacas no presen­ te documento são supostamente para serem usadas no local e submetidas a um carregamento único, tensões re­ siduais foram ignoradas. Um coeficiente que mede a rigi­ dez relativa do sistema de estacas-so­ lo foi introduzido e é definido como:

Onde Alr é a carga do atrito fi­ nal; 1ɣ, o deslocamento da estaca, da ordem de alguns milímetros, necessário para mobilizar resistên­ cia por atrito lateral. O modelo deu um novo discernimento sobre o comportamento da estaca e levou a uma nova classificação, no que diz respeito aos valores de k: “curta” ou rígida (k≤2); intermediária (2≤k≤8); e “longa” ou compressível (k≥8). Para simular o ensaio bidirecio­ nal, este modelo foi alterado in­ corporando uma camada superior pouco resistente (fu2) sobre um solo mais profundo e mais resistente

Para ambas as camadas assumiu-­ se o valor de 1ɣ (ver Figura 10 (a)), de modo que o valor K (Equação 7), pode ser associado a todo o subsolo ao longo do fuste da estaca. Note-se que Kr na equação (7) refere-se à al­ tura da estaca acima das CED. Em muitos dos ensaios bidirecio­ nais foram simulados, variando a rela­ ção fu1/fu2 e h2/h, tal como ilustrado nas Figuras 11 e 12. Em cada caso, o solo abaixo da célula foi o mesmo, obedecendo à relação da Figura 10 (b), com os seguintes parâmetros:

Onde Sp é a área da seção trans­ versal da ponta da estaca. Os resultados que são apresentados nas Figuras 13 e 14 ressaltam que as curvas do topo, normalizada para os ensaios bidirecionais são aproximada­ mente invariantes no que diz respeito ao c’.k, independentemente da distri­ buição de resistências de atrito lateral.

2.2.4 Convencional x Bidirecional Ainda segundo Massad (2015) para se derivar as fórmulas aproxi­ madas com o intuito de determinar uma curva equivalente, serão feitas algumas considerações com base na Figura 15, supondo que o desloca­


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do deslocamento do topo da estaca:

Figura 10 – Coeficientes de Cambefort modificados a) Atrito Lateral b) Ponta

Figura 11 – Distribuição do atrito ao longo da profundidade

Figura 12 – Distribuição do atrito ao longo da profundidade

Para simular o ensaio conven­ cional, realizado a partir do topo da estaca, ɣ‘p será admitido como o deslocamento da ponta da estaca; estando associado à Q’p, como indi­ cado na Figura 15. Finalmente, os pontos o e Po da curva equivalente, serão determina­ do pelas equações abaixo:

Se o deslocamento do topo da es­ taca puder ser observado, em vez do movimento da parte superior da cé­ lula, o processo é análogo, como exi­ bido na Figura 16. E, finalmente, se os movimentos do topo da estaca e na parte superior da célula podem ser medidos, o e medido é usado em vez do valor da Eq. (10).

CONCLUSÃO

Figura 13 – Simulação de ensaios bidirecionais em estacas profundas

mento ascendente foi medido na parte do topo (acima da célula). O ponto P será o ponto da curva as­ cendente de um ensaio bidirecional 63

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com os ɣf e Al como coordenadas. Abaixo será demonstrado o en­ curtamento elástico do atrito lateral e ɣ‘p, como uma medida aproximada

Conclui-se nesse trabalho que o método bidirecional de realizar pro­ va de carga estática teve o pionerismo brasileiro, apesar de ter sido bastante difundido e estudado nos Estados Unidos. O resultado que esse artigo considera mais gratificante é poder concluir que um tipo de prova de carga, como o método bidirecional, apesar de pouco conhecida e divul­


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Figura 14 – Ensaios bidirecionais com diferente distribuição de atrito lateral

Figura 15 – Curva esquemática de um ensaio bidirecional: medições do gráfico do topo (acima da célula)

gada no País é facilmente correlacio­ nada ao método convencional com altos índices de convergência. O ensaio de prova de carga estáti­ ca, realizado pelo método bidirecional, com a utilização de CED (Células Es­ táticas Descartáveis), permite que se meçam curvas carga x recalque relacio­ nadas à base e carga x deslocamento re­ lacionadas ao topo, podendo assim dar uma análise semelhante ao ensaio de prova de carga realizado pelo método convencional, caso seja usada a curva corrigida e permitindo análise mais de­ talhada, podendo nos fornecer dados de distribuição de carga ao logo do fuste e a capacidade de carga da ponta, a depender da quantidade de células e localização das instalações. Pode-se concluir também que a dis­ tribuição diferente de resistência do atri­ to lateral pode levar ao mesmo encurta­ mento elástico e, assim sendo, a mesma curva equivalente: o fator chave é o en­ curtamento elástico do atrito lateral. Concluindo que caso a estaca seja comprovadamente um elemento rí­ gido, ou seja,

que a metodologia proposta por Da Silva (1983 e 1986) é válida mesmo sem levar em conta o encurtamento elástico, mas se a estaca for compressí­ vel é de suma importância a medição do encurtamento para uma melhor aferição do método.

AGRADECIMENTOS Figura 16 – Curva esquemática de um ensaio bidirecional: medições do gráfico do topo (Topo da estaca)

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Os autores do artigo agradecem a todos os autores citados e às suas publicações utilizadas.


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REFERÊNCIAS DA SILVA, P. E. C. A F., 1986, Célula expansiva hidrodinâmica – uma nova maneira de executar provas de carga. In VIII COBRAMSEF, v., pp.223-241. Porto A1egre, RS. LEONARDS, G. A. and Lovell, D. (1979). Interpretation of Load Tests in High Capacity Driven Piles. Beha­ vior of Deep Foundations, ASTM STP 670, Raymond Lundgren, Ed., ASTM, P. 388-415. Loadtest. (2014) Retrieved on January, 04th, 2014, from www.loadtest.com. MASSAD, F. (1995): Pile analysis taking into account soil rigidity and residual stresses”. X Pan-American Con­ ference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, México, v.II:1199-1210. MASSAD, F. & Lazo G. (1998): Graphical method for the interpretation of the load-settlement curve from vertical load tests on rigid and short piles. XI Brazilian Congress on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. vol. 3, pp. 1407-1414, Brasília, Brazil (em português). MASSAD, F. (2015): Bidirectional Test With Use Of Hydrodynamic Cell – Testing And Its Interpretation “. SEFE8, BRASIL, v.II:1199-1210. OSTERBERG, J. (1989). New Load Cell Testing Device. Proceedings – 14th Annual Conference (pp. 17-28). Deep Foundations Institute.

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ANÁLISE DE ESTABILIDADE DE UMA ENCOSTA DA SERRA DO MAR PARANAENSE: INFLUÊNCIAS DA CONSIDERAÇÃO DA POROPRESSÃO EM MEIO NÃO SATURADO Eng° Celso Felipe Bora, Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Construção Civil, Curitiba (PR) cfb.engenharia@hotmail.com

mostram a importância da conside­ ração da sucção em análises de esta­ bilidade de encostas naturais.

Prof. Dr. Alessander Christopher Morales Kormann, Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Construção Civil, DCC (Departamento de Construção Civil), Curitiba (PR) alessander@ufpr.br

Palavras-chave: Análise de Esta­ bilidade, Solo Não Saturado, Poro­ pressão, Sucção.

Prof. Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira, Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Construção Civil, DCC (Departamento de Construção Civil), Curitiba (PR) s.helder@uol.com.br Eng.° Me. Renato Seixas da Rocha, Petrobras, Cenpes (Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello), Rio de Janeiro (RJ) renator@petrobras.com.br

RESUMO O presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto da con­ sideração da poropressão nos fatores de segurança de uma encosta natu­ ral por meio de análises numéricas de fluxo e análises de estabilidade global. Com base neste objetivo se­ lecionou-se uma região localizada às margens da BR-277, no município 66

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de Morretes (PR), como plataforma experimental da pesquisa. De for­ ma a caracterizar o comportamen­ to hidráulico do solo, ensaios para a determinação da curva de reten­ ção foram realizados. As análises de fluxo foram realizadas no progra­ ma Seep/W, enquanto as análises de estabilidade foram conduzidas no Slope/W. Os resultados obtidos

INTRODUÇÃO A água possui papel fundamental na maioria dos deslizamentos de en­ costas, seja por meio de incremento de esforços solicitantes ou pela sua participação na redução dos parâ­ metros de resistência ao cisalhamen­ to do solo. Segundo Vargas (1999), os escor­ regamentos registrados na Serra do Mar estão geralmente associados a um longo período de chuvas inten­ sas e uma das causas que explica a ocorrência dos escorregamentos é a redução ou eliminação da resistên­ cia ao cisalhamento do solo devido à redução da parcela de sucção em solos não saturados. Apesar de a chuva ser apontada como o principal agente deflagrador


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dos movimentos de massa, diversas outras características do talude po­ dem influenciar na estabilidade glo­ bal da encosta, como as condições geoestruturais, litológicas, topográ­ ficas e hidrogeológicas, entre outras. Segundo Farias (2013), na enge­ nharia geotécnica as propriedades do solo são determinadas basica­ mente através de investigações de campo e em poucos ensaios de la­ boratório. Parâmetros específicos como a sucção, são obtidos por meio de estimativas conservadoras baseadas nos poucos resultados ob­ tidos em ensaios de laboratório. Baseado neste contexto selecionou-­ se uma região localizada às margens da rodovia BR-277, no município de Morretes (PR), como plataforma experimental para o desenvolvimento desta pesquisa. A encosta natural per­ tence à cadeia de montanhas da Ser­ ra do Mar e é caracterizada pela alta complexidade geológica-geotécnica. Nessa região encontram-se implan­ tadas grandes obras de infraestrutura, como a rodovia federal BR-277, o que garante maior importância eco­ nômica à região. Diante dessa problemática, tem-­ se como objetivo principal deste trabalho a avaliação do impacto que a consideração da poropressão tem nos fatores de segurança da encosta, assim como compreender a influên­ cia da poropressão na estabilidade de taludes naturais não saturados.

1 PROPRIEDADES DOS SOLOS NÃO SATURADOS Os estudos envolvendo solos não 67

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saturados são de interesse da me­ cânica dos solos desde a instituição desta como uma ciência de engenha­ ria (FREDLUND e RAHARDJO, 1993). Esse interesse é explicado pelo grande número de obras de engenha­ ria envolvendo solos não saturados, como aterros, barragens, estabiliza­ ção de taludes e encostas naturais. A água é removida do solo por evaporação na superfície do terre­ no ou pela evapotranspiração da cobertura vegetal. Esses processos acabam produzindo um fluxo as­ cendente de água para fora do solo. Em contrapartida, a chuva e outras formas de precipitação fornecem um fluxo descendente de água para dentro do solo. O balanço entre es­ tas duas situações de fluxo impõe a condição de poropressão da água num determinado tipo de solo (FREDLUND, 1994). Mudanças na poropressão negati­ va da água nas camadas de solos mais superficiais, quando estão associadas a períodos de chuvas intensas, são as causas de inúmeras rupturas de en­ costas e taludes. Esse fenômeno em particular indica o importante papel da poropressão negativa, ou sucção mátrica, na estabilidade de talu­ des não saturados (FREDLUND e RAHARDJO, 1993).

1.1 Parâmetros hidráulicos Segundo Calle (2000), a curva de retenção e o coeficiente de permea­ bilidade do material determinam as propriedades hidráulicas do solo, ou seja, definem o comportamento do fluxo da água em seus vazios.

A curva de retenção pode ser determinada em laboratório por meio: do uso de placas ou mem­ branas de pressão; da aplicação direta de sucção utilizando funil de pedra porosa; da utilização de tensiômetros convencionais e de alta capacidade. Indiretamente, utilizando sempre funções de ca­ libração, a curva de retenção pode ser determinada por meio: de rela­ ções entre o potencial e a permea­ bilidade elétrica (psicrômetros); da permeabilidade térmica (sensores de permeabilidade térmica); de ele­ mentos porosos (papel filtro). Para o desenvolvimento deste trabalho, a sucção foi determinada pelo mé­ todo indireto do papel filtro. Já a permeabilidade não saturada dos materiais pode ser determinada diretamente por meio de métodos experimentais in situ, laboratoriais ou indiretamente através de mode­ los matemáticos preditivos. Para o desenvolvimento da pesquisa, uti­ lizou-se o modelo desenvolvido por van Genuchten, cuja formulação empírica é a mais utilizada em pro­ blemas práticos de engenharia.

2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO 2.1 Localização A área de estudo fica localizada pró­ xima às margens da rodovia BR-277, região pertencente à cadeia de monta­ nhas da Serra do Mar, no município de Morretes, Estado do Paraná. A encosta apresenta altura apro­ ximada de 150 m e comprimento estimado de 650 m, e as inclina­ ções dos taludes variam entre 1,8%


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no Pico do Paraná, onde a elevação máxima chega a 1969 m de altitude. Segundo Suzuki (2004), nesta re­ gião são encontradas rochas ígneas e metamórficas do período Pré-Cam­ briano, compostas por granitos, migmatitos e intrusões de diques de diabásio. Também são encontrados depósitos recentes do quaternário como aluviões, colúvios, sedimen­ tos areno-argilosos de baía e depó­ sitos de tálus.

Figura 1 – Região de estudo no município de Morretes (PR)

Figura 2 – Seção de análise típica gerada para o estudo da encosta, e na qual estão indicados os locais de retirada das amostras indeformadas A1, A3 e A5

(região do topo e da base) e 20% (região da meso-encosta). Na área, importantes obras de infraestrutura estão implantadas, conforme mos­ trado na Figura 1.

2.2 Aspectos geológicos A área de estudo encontra-se dentro do compartimento geológi­ co chamado de Escudo Paranaense, sendo formado pelas rochas ígneas e metamórficas mais antigas e eleva­ das do Estado do Paraná, que cons­ 68

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tituem o embasamento da Platafor­ ma Sul-Americana. Segundo Wolle e Hachich (1989), a Serra do Mar possui um relevo montanhoso e com geologia complexa, localizada no litoral bra­ sileiro entre os Estados do Rio de Janeiro e o norte de Santa Catarina. A extensão aproximada da cadeia de montanhas é de 2000 km, apresen­ tando largura variável entre 5 e 10 km e possui um desnível médio de 1000 m, sendo o ápice localizado

2.3 Geometria da encosta Para a realização do estudo pa­ ramétrico aqui descrito foi sele­ cionada a seção de um dos taludes presentes na área de interesse. A sua escolha envolveu critérios como a direção de movimentações pretéri­ tas, a direção do fraturamento e lo­ calização de diques de diabásio atra­ vés das cartas geológicas do Paraná (MINEROPAR, 2014). Sondagens disponíveis na área mostram a existência de um depó­ sito de solo coluvionar, distribuído em camadas de solo argilo-siltoso e silto-argiloso, com presença de ma­ tacões, característica de um depósito de tálus. A camada mais superficial corres­ ponde a um depósito de solo colu­ vionar com baixos valores de NSPT (Índice de Resistência à Penetra­ ção), variando entre 3 e 15 golpes, material composto por argila siltosa marrom, com espessura variável en­ tre 4 m e 20 m. Logo abaixo encon­ tra-se solo residual, com valores de NSPT superiores a 15 golpes, ma­ terial composto por silte arenoso de


Artigo

cor variegada, com espessura variá­ vel entre 10 m e 15 m. Sob o solo residual foi encontrada a rocha alte­ rada de migmatito (impenetrável), conforme mostra a Figura 2 abaixo.

2.4 Histórico de movimentações A área de interesse apresenta um histórico de movimentações que mo­ tivou o desenvolvimento de diversos trabalhos de pesquisa (e.g. Suzuki 2004, Vogt 2012 e Farias 2013). Na sequência serão descritos os princi­ pais eventos registrados na área. Em março de 1999 foi identifi­ cada a existência de trincas superfi­ ciais na parte superior da encosta. Em maio de 1999, iniciou-se um processo de estabilização da encos­ ta, ampliando-se o sistema de dre­ nagem e implantando-se drenos ho­ rizontais profundos. Entre os meses de abril e maio de 2000, iniciou-se a instalação de um sistema de moni­ toramento através de piezômetros e inclinômetros. Em outubro do mesmo ano, ve­ rificou-se através dos instrumentos que a encosta encontrava-se em movimento. Em fevereiro de 2001, após um período de chuvas inten­ sas, ocorreu uma grande movimen­ tação de massa.

2.5 Parâmetros hidráulicos Os dados pretéritos disponíveis de investigações geotécnicas, resultados de ensaios de laboratórios e evidên­ cias de campo foram analisados, vali­ dados e incorporados no desenvolvi­ mento do presente trabalho. 69

Fundações e Obras Geotécnicas

A campanha de investigação foi composta por SPT (Sondagens a Percussão), SM (Sondagens Mistas) e coleta de AI (Amostras Indefor­ madas). De forma a caracterizar e definir o comportamento hidráu­ lico dos materiais foram realizados ensaios para a determinação da cur­ va de retenção de umidade do solo. O método utilizado para a defi­ nição da curva de retenção foi a téc­ nica do papel filtro. A escolha pelo método levou em consideração a relativa simplicidade nos processos de determinação, baixo custo e pela sua aplicabilidade em nível de suc­ ção, ou seja, é possível determinar níveis baixos e elevados de sucção (Figura 3). Este trabalho limitou-se apenas à determinação da sucção mátrica das amostras indeformadas AI-1, AI-3 e AI-5, identificadas na Figura 2 anterior e na sequência do traba­ lho como A1, A3 e A5, respectiva­ mente. A seleção das amostras levou em consideração a localização e o ponto de coleta. Os procedimentos para a determinação da curva de re­ tenção seguiram as recomendações propostas por Marinho (1994). No total foram moldados 30 anéis (10 por amostra indeformada), sendo a sucção determinada em ambas as faces de cada um dos anéis, totali­ zando dessa maneira 60 pontos de medição. O papel filtro utilizado para de­ terminação da curva de retenção foi o Whatman 42, cujas curvas de cali­ bração propostas por Chandler et al. (1992) encontram-se representadas pelas Equações 1 e 2.

Figura 3 – Corpos de prova para a determinação da curva de retenção

Relacionando as sucções deter­ minadas com a umidade volumé­ trica das amostras tem-se a curva de retenção do material. Os resultados obtidos de umida­ de volumétrica e sucção foram ajus­ tados pelo método empírico pro­ posto por Fredlund e Xing (1994), com o auxílio do software Seep/W (GEO-SLOPE, 2007). Na Figura 4 estão representadas as curvas de re­ tenção ajustadas. Na Tabela 1 estão apresentados os coeficientes de ajuste obtidos pelo modelo, assim como alguns índices físicos determinados a partir das amostras indeformadas A1, A3 e A5, cujos locais aproximados de coleta foram indicados na Figura 2. Observa-se que para as três amos­ tras ensaiadas a curva de retenção apresenta o mesmo comportamento físico, registrando-se altos valores de sucção, característica comum dos solos argilosos e siltosos.


Artigo

Na Figura 5 é apresentada a cur­ va de permeabilidade não saturada ajustada pelo método de van Genu­ chten (1980).

3 METODOLOGIA 3.1 Hipóteses de estabilidade

Figura 4 – Curvas de retenção ajustadas pelo método empírico de Fredlund e Xing (1994) Tabela 1 – Parâmetros de ajustes e índices físicos Amostra/ Caractarística

A1

A3

A5

Argila Siltosa

Argila Arenosa

Argila Siltosa

Índice de Vazios

1,75

2,17

1,93

Umidade Volumétrica Saturada (%)

63,64

38,45

65,87

Material

Parâmetros de ajuste, proposto por Fredlund e Xing (1994) a (kPa)

275,09

3815

1469,7

n

0,7122

0,5377

0,7535

m

3,254

12,425

7,4305

Figura 5 – Curva de permeabilidade hidráulica não saturada da amostra indeformada de solo A3 ajustada pelo método van Genuchten (1980)

70

Fundações e Obras Geotécnicas

Foram analisados 3 (três) cenários distintos neste trabalho. Nos Cená­ rios 1 e 2 avaliou-se a estabilidade da encosta sem a consideração de fluxo hidráulico. No Cenário 3 ava­ liou-se a evolução da poropressão no tempo, causada pela infiltração da água da chuva na encosta. Nesse último cenário avaliou-se a estabili­ dade da encosta em diferentes níveis de precipitação e tempo de duração (análise de fluxo transiente). No Cenário 1 considerou-se como condição inicial de pressão hidráulica a linha freática média registrada pelos piezômetros ins­ talados na encosta. Nesse cenário, abaixo da linha freática o diagra­ ma de pressão é dado pelo produ­ to entre a altura da coluna de água (hw) e o peso específico da água (γw), pressão positiva. Acima da linha freática essa pressão foi con­ siderada nula, ou seja, desprezou-­ se a parcela equivalente a sucção mátrica do material. No Cenário 2 avaliou-se a in­ fluência da poropressão na estabi­ lidade da encosta através da inser­ ção das propriedades hidráulicas dos materiais como a curva de retenção e a curva de permeabili­ dade hidráulica. Já no Cenário 3 foi avaliada, pri­ meiramente, a evolução da poro­


Artigo

pressão durante o processo de infil­ tração e, posteriormente, realizada a análise de estabilidade. As análises de fluxo foram realizadas através do MEF (Método dos Elementos Fini­ tos) e as análises de estabilidade se­ guiram a teoria do equilíbrio limite. Para o desenvolvimento desta pes­ quisa foi selecionado um intervalo de tempo com duração de 20 dias da série temporal registrada pelo pluviômetro automático instalado na encosta, cujos registros abran­ gem mais de uma década. O critério utilizado para selecionar esse inter­ valo de tempo de 20 dias foi que este contivesse a maior intensidade diária de precipitação registrada na série temporal do instrumento. Esse intervalo de tempo com duração de 20 dias foi denominado como “chu­ va de projeto” (Figura 10).

Figura 6 – Fator de segurança calculado para a região superior da encosta com o Cenário 1, no qual não foram considerados a sucção mátrica do material e o fluxo hidráulico em subsuperfície

3.2 Ferramentas computacionais As análises de fluxo foram realiza­ das utilizando-se o programa Seep/W (GEO-STUDIO, 2007), enquanto as análises de estabilidade foram con­ duzidas utilizando-se o programa Slo­ pe/W (GEO-SLOPE, 2007). O Seep/W é um software do pa­ cote GeoStudio 2007, o qual permi­ te por meio do método dos elemen­ tos finitos a modelagem e a análise numérica do fluxo de água subter­ râneo, assim como da distribuição das poropressões em meios porosos, tanto em solo como em rocha, po­ dendo ser utilizado para fluxo satu­ rado e não saturado. O Slope/W, também pertencente ao pacote GeoStudio 2007, permite 71

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 7 – Fator de segurança calculado para a região superior da encosta com o Cenário 2, no qual foi considerada a sucção mátrica do material, porém não foi considerado o fluxo hidráulico em subsuperfície

calcular o fator de segurança de ta­ ludes e encostas utilizando o méto­ do do equilíbrio limite. O software permite a modelagem de geometrias complexas, podendo avaliar dife­ rentes superfícies de deslizamento e condições de poropressão.

4 RESULTADOS 4.1 Cenário 1 Utilizou-se para a análise o mé­ todo proposto por Spencer, atra­ vés da teoria do equilíbrio limite.

Na Figura 6 é representada a seção de análise, onde é possível verifi­ car os contatos entre os diferentes tipos de solo e a posição da linha freática inferida. Para as condições descritas acima as análises de estabilidade apresen­ taram fatores de segurança de 1,12 para a região superior da encosta.

4.2 Cenário 2 O Cenário 2 admitiu as mesmas premissas adotadas no Cenário 1,


Artigo

porém considerou-se a parcela equi­ valente à sucção mátrica do material nas análises de estabilidade. Utilizou-se para a análise o mé­ todo proposto por Spencer, atra­ vés da teoria do equilíbrio limite. Para as condições descritas acima as análises de estabilidade apre­ sentaram fatores de segurança de 1,37 (Figura 7). Percebe-se que a consideração da sucção mátrica leva a uma maior re­ sistência ao cisalhamento, fato que pode ser verificado através da varia­ ção dos fatores de segurança apre­ sentados nos Cenários 1 e 2.

4.3 Cenário 3 No Cenário 3 avaliou-se a esta­ bilidade da encosta através de uma análise de fluxo transiente, avalian­ do a influência da percolação na es­ tabilidade global da encosta. Antes da apresentação dos resul­ tados das análises de fluxo e estabili­ dade, vale a pena descrever a evolu­ ção da poropressão durante o pro­ cesso de infiltração, possibilitando a compreensão da variação do Fator de Segurança da encosta submetida à precipitação. De forma a avaliar o processo de infiltração e entender o processo de escoamento superficial, foram simu­ ladas chuvas com intensidades infe­ riores e superiores ao coeficiente de permeabilidade hidráulica do mate­ rial superficial. A encosta foi submetida a inten­ sidades horárias de precipitação pa­ dronizadas de 1,20 e 40 mm/h. A precipitação de 40 mm/h excede a máxima capacidade de infiltração 72

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Figura 8 – Curva de permeabilidade hidráulica da amostra indeformada de solo A3, e os valores da permeabilidade que são numericamente iguais às três intensidades de precipitação analisadas

do solo, que é de 1,0 x 10-5 m/s (36 mm/h), configurando uma condi­ ção de precipitação excedente, ou seja, na qual ocorreria um escoa­ mento superficial. Abaixo na Figura 8, juntamente com a curva de permeabilidade hi­ dráulica da amostra indeformada de solo A3, foram destacados com as retas horizontais os valores de permeabilidade hidráulica que são numericamente iguais às três inten­ sidades de precipitação analisadas nas simulações da infiltração e do escoamento superficial. Na sequência são apresentados os perfis de sucção (eixo horizon­ tal) ao longo da cota altimétrica da encosta (eixo vertical) para as diferentes intensidades horárias de precipitação e duração pluviomé­ tricas (Figura 9). Para a precipitação de 1 mm/h (um valor abaixo da permeabilidade hidráulica do material) não ocorre a saturação das camadas superficiais da encosta. A frente de umedeci­ mento ou de saturação do material não é bem definida, ou seja, apre­

senta comportamento não unifor­ me em função da profundidade no solo. Para essa intensidade de pre­ cipitação os níveis de sucção foram estabilizados em 20 kPa. Para a precipitação de 20 mm/h (um valor mais próximo à permea­ bilidade hidráulica do material) os níveis de sucção já estão bem próximos a zero, porém ainda não ocorre a saturação superficial do terreno. Observa-se que a frente de umedecimento é bem definida, ou seja, é quase uniforme. Para a precipitação de 40 mm/h (um valor acima da permeabilidade hidráulica do material) observa-se a saturação das camadas superfi­ ciais do solo e o início do processo de escoamento superficial. A frente de umedecimento é bem definida, e todo o maciço percorrido por esta se encontra total ou quase total­ mente saturado. Finalmente, na Figura 10 é apre­ sentado o resultado da simulação transiente do Cenário 3. Na figura pode-se observar o comportamento ao longo do tempo do fator de segu­


Artigo

Figura 9 – Perfis de poropressão ao longo da cota altimétrica da encosta nos instantes cujas durações da precipitação são iguais a 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 100h, e calculados para as intensidades de precipitação de 1, 20 e 40 mm/h, para a permeabilidade máxima do solo A3 de K = 1,0 x 10-5 m/s

rança da região superior da encosta quando esta é submetida à chuva de projeto de 20 dias, a qual também é mostrada na mesma figura. A Figura 10 mostra que o fator de segurança decresce com o pas­ sar dos dias em função da constan­ te precipitação. De forma a compreender o pro­ cesso de infiltração nas camadas superficiais do solo, nas Figuras 11a até 11d são apresentados os perfis de poropressão em função da profundidade, para cada um dos 20 dias da chuva de projeto. Para tornar melhor a visualização dos 20 perfis gerados, os mesmos foram divididos entre quatro gráficos e, portanto, cada um destes apresenta a evolução da poropressão em cin­ co dias consecutivos. Nos perfis de poropressão apre­ sentados nas Figuras 11a até 11d podemos verificar a variação da sucção ao longo da cota altimétrica para os 20 dias de precipitação. 73

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Figura 10 – Chuva de projeto de 20 dias e a evolução do fator de segurança da região superior da encosta versus tempo

E podemos verificar também que não ocorreu a saturação das camadas superficiais da encosta para os níveis de precipitação da chuva de projeto.

CONCLUSÕES A variação no fator de seguran­ ça registrada no Cenário 2 decorre exclusivamente da sucção mátrica do material, o que representa nesse

caso 22,3% no fator global quan­ do comparado ao Cenário 1. Esse número mostra a relevância da consideração da sucção na análise de estabilidade de encostas naturais em meios não saturados. Observou-se através do Cená­ rio 3 que o perfil de sucção possui correlação inversa com as chuvas anteriores, ou seja, percebe-se um progressivo aumento dos níveis de


Artigo

Figura 11 – Perfis de poropressão ao longo da cota altimétrica da encosta para os 20 dias da chuva de projeto (agrupados de 5 em 5 dias)

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Artigo

sucção entre os dias 13 e 18 pro­ vocado pela redução dos níveis de precipitação. Conforme mostra o gráfico da Figura 11, no 12º dia da chuva (dia de maior precipitação), registrou-se a maior redução dos níveis de sucção, chegando a valo­ res próximos a -5 kPa. Conclui-se através dos três ce­ nários analisados que a conside­ ração da sucção ou poropressão garantem maiores fatores de segu­

rança à encosta. Já para a análise de fluxo transiente (Cenário 3), os valores encontrados retornam fatores de segurança muito pró­ ximos à condição sem percolação (Cenário 2). Os perfis de poroporessão elabo­ rados no Cenário 3 permitem inter­ pretar de que forma a precipitação leva à redução dos níveis de sucção das camadas superficiais. Em maio­ res profundidades, pode-se observar

que a variação de poropressão pro­ vocada pela precipitação é pequena, sendo praticamente nula para as chuvas de pequena duração.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o fomento financeiro e a disponibilização de dados históricos pela Petróleo Bra­ sileiro S.A. – Petrobras e Petrobras Transportadora S.A – Transpetro utilizados nessa pesquisa.

REFERÊNCIAS CALLE, J. A. C. Análise de ruptura de talude em solo não saturado. Dissertação de Mestrado. Escola de Enge­ nharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. São Carlos, 2000. CHANDLER, R. J., CRILLY M. S.; MONTGOMERY S. H. G. A low cost method of assessing clay desiction of the institution of civil Eng. Vol.92, 1992. FARIAS, M. M. Modelagem tridimensional e estudo de estabilidade com abordagem probabilística de uma encosta da Serra do Mar. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2013. FREDLUND, D. G.; XING, A. Equations for the soil-water characteristic curve. Canadian Geotechnical Journal, vol.30, n.4, p.521-532. 1994. FREDLUND, D. G.; RAHARDJO, H. Soil Mechanics for Unsaturated Soils. John Wiley e Sons, Inc. Cana­ dá, 1993. GEO-SLOPE. Seepage Modeling with Seep/W – An Engineering Methodology. Manual do usuário. Geo-Slope International Ltd. Canadá, 2007. MARINHO, F. A. M. Medição de sucção com o método do papel filtro. In: Brazilian Conference on Soil Me­ chanics and Foundation Engineering, 2, 515-522, 1994. MINEROPAR. Mapa Geológico do Estado do Paraná. Disponível em: http://www.mineropar.com.br. Acesso em: 18 julho de 2014. SUZUKI, S. Propriedades geomecânicas de alguns solos residuais e coluviais ao longo do oleoduto Curitiba-Paranaguá. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, RJ, 2004. VAN GENUCHTEN, M. A. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J., vol.44, n.5, p.892-898. 1980. VARGAS, M. Revisão Histórico-Conceitual dos Escorregamentos da Serra do Mar. Solos e Rochas, volume 22, nº.1, pp.53-83. São Paulo, 1999. VOGT, V. Avaliação das propriedades geotécnicas de uma encosta coluvionar no oleoduto Araucária-Paranaguá (OLAPA). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2012. WOLLE, C.M.; HACHICH, E. Rain-induced landslides in southeastern Brazil. Proceedings of the 12th In­ ternational Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, vol.3, p.1639-1644. 1989.

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Imagens: Acervo da Biblioteca da FAUUSP (Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo)

História

Obra: Canteiro de obras do LANARA (Laboratório Nacional de Referência Animal), construído para o Instituto Nacional de Saúde Animal. Atualmente funciona como o LANAGRO (Laboratório Nacional Agropecuária) Local: Pedro Leopoldo / Minas Gerais Data: Entre 1971 e 1980

Obra: Vista do canteiro de obras do LANARA (Laboratório Nacional de Referência Animal), construído para o Instituto Nacional de Saúde Animal. Atualmente funciona como o LANAGRO (Laboratório Nacional Agropecuária) Local: Pedro Leopoldo / Minas Gerais Data: Entre 1971 e 1980

Estas imagens foram retiradas do banco de imagens Arquigrafia da USP (Universidade de São Paulo)

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O que há de novo

Fôrma Metálica Easy Fast garante organização e limpeza na obra Produto também possui outras características positivas como proporcionar ganho de prazo e dispensar a desfôrma por Dellana Wolney

O

O começo de uma obra abrange diversos desafios. É uma etapa que requer planejamen­ to, validação do escopo e das metodologias estabelecidas no orçamento. Paralelamente, a construtora e os profissionais envolvidos precisam dar o pontapé inicial na mobiliza­ ção dos recursos (materiais, equipamentos e mão de obra), na construção do canteiro, nas contratações iniciais e no início dos serviços. Nas fundações, que é uma das fases iniciais, a obra visivelmente vai ganhando fôrma. Espe­ cificamente, para esta etapa a empresa Easy Fast Engenharia e Artefatos traz uma proposta que consisti em uma Fôrma Metálica Perdida para Fundação. A chapa, confeccionada por aço gal­

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Fundações e Obras Geotécnicas

vanizado, possui espessura de 0,5 mm e pas­ sa, inicialmente, pelo processo de perfilaria e, posteriormente, pelo processo de estamparia. Juntas, estas etapas conferem à chapa de aço galvanizada maior resistência para suportar todos os esforços que a fôrma necessita duran­ te a concretagem. De acordo com o diretor-técnico da Easy Fast Engenharia e Artefatos, Ignos Aurélio Benevides Oliveira, o produto é leve, pesando apenas 6 kg/m². “A leveza gera menor desgaste físico ao funcionário e se adequa às exigências das normas regulamentadoras de segurança do trabalho, pois diminui os riscos de ergonomia, contribuindo assim para a redução de aciden­


O que há de novo

Principais benefícios da Fôrma Easy Fast: Melhoria da produtividade; Redução de prazo; Redução de custo; Redução de riscos de acidentes de trabalho; Redução de resíduos;

tes de trabalho e colabora com a saúde ocupacional dos funcionários da obra que utilizará a fôrma metálica”, explica. A montagem é feita de forma sim­ ples e prática, devido à maleabilidade do aço. A confecção dos moldes é fácil, principalmente nos de geometria circu­ lar, octogonal, piramidal etc., segundo Ignos. “Sua aplicação pode ser realizada pela equipe de armação, uma vez que a fixação é feita por meio de pontos com arame galvanizado (material também fornecido pela Easy Fast)”, afirma. Esta facilidade garante a potencializa­ ção do trabalho da equipe de armação e reduz significativamente a equipe de carpintaria. Levantamentos de dados nas obras apontam para uma produ­ ção de 1 m²/h trabalhada, convergindo para a redução do custo, uma vez que a produtividade é maior e com menor utilização de mão de obra, além de um ganho efetivo de qualidade e prazo.

VANTAGENS Com a utilização da Fôrma Easy Fast é possível trabalhar com várias atividades simultaneamente, sem au­ mentar nenhum risco e reduzindo o prazo do projeto. Pode-se executar a 79

Fundações e Obras Geotécnicas

Fotos: Arquivo Easy Fast

Ganho na produtividade e qualidade.

Utilização da Fôrma Metálica Easy Fast

pré-montagem da armação e da fôrma em uma determinada área, enquanto os serviços de escavação, arrasamento de estacas e de concreto magro tam­ bém sejam executados. No momento que esta etapa estiver concluída é pos­ sível fazer o lançamento do conjunto fôrma/armação in loco e na sequência realizar a concretagem da estrutura. “Em alguns contratos foram reali­ zadas parcerias com empresas de cor­ te e dobra de aço que também pres­ tam o serviço de montagem das ar­ mações. Neste caso, o cliente recebe na obra os blocos já montados (aço e fôrma), reduzindo o efetivo locado”, descreve Oliveira que acrescenta que em outros casos é eliminado total­ mente o escoramento das fôrmas. Em situações como essa é execu­ tado o reaterro da estrutura antes da concretagem. A adoção desta me­ todologia impacta no custo dessa

ação, uma vez que melhorando o acesso à concretagem, ela pode ser realizada de forma convencional e eliminar o custo de bombeamento. Outra característica positiva da adoção do produto é o ganho de pra­ zo devido ao fato de ser desnecessário realizar a desfôrma, assim a atividade de reaterro pode ser iniciada logo após a cura inicial do concreto, não sendo imprescindível esperar o prazo míni­ mo de 48 horas para a concretização da desfôrma, conforme preconiza a norma. O impacto visual no em­ preendimento é notado instantânea­ mente. A aplicação da Fôrma Easy Fast garante organização e limpeza na obra, pois não há geração de resíduos sólidos de construção civil.


Em foco

MODELAGEM FÍSICA E NUMÉRICA

A

Apesar de popularmente conhecida como uma ciência exata, a engenharia está lon­ ge disso, pois ela é na verdade uma ciência empírica, em que o conhecimento ganho é essencialmente baseado em observações e ex­ periências com determinados processos e me­ canismos. As evidências empíricas, ou seja, os dados obtidos diretamente das observações e experiências com certo processo são analisa­ dos tanto quantitativamente como qualitati­ vamente, o que gera em muitos casos, os mé­ todos racionais ou semirracionais que usamos na prática. O primeiro passo obrigatório é o enten­ dimento do comportamento dos materiais presentes em determinado problema, de uma forma individual. Por exemplo, em uma es­ taca de concreto usada como fundação pro­ funda é preciso entender o comportamento tanto do concreto como do solo de fundação quando submetidos a determinados níveis de carregamento ou tensões. Nesse âmbito, são executados os ensaios de materiais em labora­ tório, como ensaios de ruptura à compressão do concreto e triaxiais em solo. Esses ensaios fornecem, entre outros aspectos, informações sobre a resistência e deformabilidade dos ma­ teriais que são vitais para o entendimento de seus comportamentos. No entanto, quando esses materiais traba­ lham de forma conjunta e são submetidos a diferentes configurações geométricas, efeitos tridimensionais e de escala, a complexidade do problema aumenta significativamente e o processo de interação entre esses múltiplos materiais, partes e mecanismos não pode ser explicado por ensaios de laboratórios isola­

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Fundações e Obras Geotécnicas

dos. Um exemplo clássico na geotecnia, do efeito de interação entre múltiplas partes de um problema: é o efeito de grupo de esta­ cas, em que o carregamento de uma estaca isolada gera recalques em estacas vizinhas mesmo que não exista uma ligação estrutu­ ral entre elas. É nesse contexto que as modelagens físi­ cas e numéricas buscam preencher as lacu­ nas do conhecimento que não podem ser respondidas com os ensaios de laboratório isolados dos materiais de construção. Tais modelos buscam fornecer as observações necessárias relacionadas ao comportamento de determinado processo ou mecanismo, incluindo uma complexidade mais próxima da realidade possível, em que os efeitos de interação entre as múltiplas partes do pro­ blema são considerados. A grande diferença entre a modelagem numérica e a física é que a primeira depen­ de essencialmente do conhecimento prévio de modelos matemáticos que representem de forma satisfatória o comportamento dos materiais individualmente, bem como de­ terminadas condições de contorno para que o comportamento global possa ser consi­ derado representativo no modelo. Assim, a princípio, este modelo não fornece evidên­ cias empíricas verdadeiras, mantendo incer­ tezas relacionadas às hipóteses consideradas no modelo numérico que não necessaria­ mente garante a comprovação real do pro­ blema na prática. No entanto, uma vez bem executado, fornece observações úteis com previsões de sistemas complexos que auxiliam o enten­


dimento do problema. Já a modela­ gem física não requer esse conheci­ mento prévio para obter resultados do comportamento global, apesar de desejável para o melhor enten­ dimento do problema. Ela fornece observações reais do problema com­ plexo simulado, ainda que em escala reduzida. Fotos 1 e 2.

MODELAGEM NUMÉRICA Muitos dos projetos de engenha­ ria são iniciados em um ambiente dinâmico e de grande complexidade que resultam em alto grau de incer­ tezas e riscos que se somam a curtos prazos de construção. No âmbito da geotecnia, essa complexidade é nor­ malmente associada a um intrínseco e complicado processo de interação entre múltiplas partes, somada à ele­ vada variabilidade e heterogeneida­ de dos materiais. Como exemplo da complexa interação entre múltiplas partes, pode-se citar a construção de edificações sobre infraestruturas existentes (túneis) ou grandes esca­ vações para subsolos ou novos tú­ neis em densos meios urbanos. Os métodos racionais ou semir­ racionais clássicos são extremamen­ te úteis para o dimensionamento específico de determinados elemen­ tos. Por exemplo, as formulações clássicas de fundação podem ser usadas com certa confiança para o dimensionamento de fundações, mas dificilmente fornece informa­ ções suficientes sobre como este elemento se comportará sob o efeito de uma interação com uma estrutu­ ra existente próxima. Nesses casos, o 81

Fundações e Obras Geotécnicas

profissional deve buscar um modelo mais complexo, em que certas hipó­ teses podem ser testadas fornecendo algumas evidências do futuro suces­ so da obra. É nesse contexto que a modelagem numérica se torna uma ferramenta de grande valor. O MEF (Método dos Elementos Finitos) é apenas um dos muitos métodos de modelagem numérica existentes. Podemos acrescentar o MDF (Método das Diferenças Fi­ nitas), MEC (Método dos Elemen­ tos de Contorno), MED (Método dos Elementos Discretos) entre os mais conhecidos. De uma forma sucinta, todos estes

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Arquivo David Oliveira

Em foco

Foto 01 – Exemplo de comportamento de materiais calibrado com modelo matemático

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Foto 02 – Exemplo de modelo numérico para ampliação de edificação sobre uma estação de metrô existente em Sydney, na Austrália

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Foto 03 – Detalhamento da interação entre elementos finitos representando o maciço rochoso e estruturas de concreto do exemplo anterior


Arquivo David Oliveira

Em foco

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2016

Foto 04 – Exemplo de previsão numérica Classe B

Oliveira e Chan, 2016

Foto 05 – Exemplo de modelo numérico utilizado em previsões Classe A

Foto 06 – Vista da escavação e contenção construída

82

Fundações e Obras Geotécnicas

métodos podem ser resumidos a um conceito relativamente simples: bus­ ca-se descrever o problema por meio de regiões finitas e de menor volume (escala), que possam ter seu compor­ tamento verificado em ensaios de la­ boratórios. Por exemplo, um suporte em concreto armado de um túnel pode ser representado por diversos elementos de casca, formando a geo­ metria desejável, enquanto o solo ou maciço rochoso são representados por elementos sólidos (hexaedros ou tetraedros). Foto 3. Esses elementos finitos são então colocados em um modelo numérico, no qual o processo de interação entre as diversas regiões finitas é descrito por modelos matemáticos. O modelador deve então se atentar e fazer hipóteses de como esses diversos elementos deve interagir entre si. A Foto 3 apresenta


um exemplo de como o detalhamento da ligação entre o maciço rochoso e a estrutura da Foto 2 foi feita. No entanto, o modelo numérico apesar de fornecer certas observa­ ções (previsões) de como uma estru­ tura deve se comportar quando exe­ cutada, não é baseado em evidências reais do problema e sim em modelos individuais advindos de ensaios em laboratório, mesmo que guiados por certas experiências precedentes. As­ sim, este modelo é ainda baseado e é uma série de hipóteses que precisam ser confirmadas em campo. Foto 4 Umas das formas mais reco­ mendadas para a confirmação de modelos numéricos é por meio de instrumentação e monitoramento geotécnico. Os modelos numéricos podem ser confirmados com os da­ dos de monitoramento geotécnico que fornecerão as evidências empí­ ricas para o aumento da confiança das previsões. A utilização de dados de mo­ nitoramento geotécnico aliado a modelos numéricos é normalmente utilizada com base em três classes de previsões (Lambe, 1976): Classe A: previsões feitas antes do evento com base exclusiva nos dados disponíveis de investigação geotéc­ nica de campo e laboratório. A ins­ trumentação geotécnica é utilizada posteriormente para confirmar as hi­ póteses do modelo e seus resultados. Classe B: previsões feitas durante o evento quando já existem alguns dados disponíveis de instrumentação da obra. Estes dados são usados como evidência empírica confirmando a capacidade do modelo em descrever aquele mecanis­ 83

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Oliveira e Chan, 2016

Em foco

Foto 07 – Comparação das previsões e monitoramento da construção (Oliveira e Chan, 2016)

mo e reutilizando o modelo para fazer novas previsões futuras. Classe C: previsões feitas após o evento. Os dados de monitoramen­ to são utilizados como evidências empíricas para retroanálises, ou seja, “autópsias” da construção como for­ ma de melhoria do conhecimento e estudo dos modelos utilizados. A Foto 4 mostra um exemplo de previsão numérica Classe B referente às Fotos 2 e 3. Os dados de monito­ ramento durante a construção de uma estação de metrô construído entre as décadas de 1960 e 1970 foram utiliza­ dos como evidência empírica para con­ firmação do modelo, posteriormente usado para previsões da futura amplia­ ção da edificação sobre a estação (Oli­ veira, 2015). Esse processo aumentou o nível de confiança dos resultados do modelo, não só em relação a estabele­ cer o nível de tensões atuais nos maciço e revestimento dos túneis, mas como na previsão dos impactos das funda­ ções da ampliação futura.

Oliveira e Chan (2016) apresen­ tam um exemplo recente de mode­ lo tipo Classe A. Para aprovação de uma escavação profunda para uma edificação no centro de Sydney, na Austrália, foi necessário demonstrar que os impactos às três edificações tombadas pelo património históri­ co, bem como aos túneis ferroviários construídos na década de 1930, to­ dos próximos à escavação, eram acei­ táveis e limitados a pequenos danos (Fotos 5 e 6). Os resultados do mo­ delo numérico foram confirmados aceitáveis com base em instrumenta­ ção de campo durante a construção, conforme apresentado na Foto 7.

EQUIPAMENTOS Embora o número de graus de liberdade de um Modelo Numérico seja finito, mesmo um pequeno nú­ mero de equações algébricas requer o uso de computação para a solução do sistema. Portanto, para solução numérica de um problema geotéc­


Em foco

nico são necessários os seguintes ingredientes: um método numérico apropriado para a simulação do pro­ blema físico; um ou mais programas (softwares) que codifiquem o proble­ ma numérico, incluindo a discreti­ zação adequada do meio; a possibi­ lidade de aplicação de condições de contorno relevantes para o proble­ ma e a disponibilidade de modelos constitutivos representativos do comportamento dos geomateriais envolvidos na obra; e, finalmente, computadores que realizem os cál­ culos de maneira rápida e precisa. Métodos numéricos em geral são computacionalmente custosos e au­ mentam exponencialmente com o acréscimo do número de variáveis incógnitas nos pontos discretos. Para problemas envolvendo muitos passos de tempo ou muitos pontos discre­ tos, talvez a solução demande o uso de supercomputadores ou de clusters computacionais. Entretanto, a maio­ ria dos problemas, principalmente os bidimensionais, pode ser rodada, facilmente, na maioria dos computa­ dores de mesa e laptops convencionais.

UTILIZAÇÃO A decisão de utilizar ou não mé­ todos numéricos, depende de diver­ sos fatores, tais como: • A relevância do problema. O cálculo de uma pequena fundação de uma casa pode ser feito com métodos empíricos, utilizando lápis e papel, ou no máximo uma planilha eletrônica; • A disponibilidade de software adequado. Um bom programa com­ putacional pode custar dezenas ou até centenas de milhares de dólares 84

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por licença, a qual deve ser renovada anualmente, além disso, nem todo programa oferece os modelos cons­ titutivos adequados para os mate­ riais envolvidos; • A disponibilidade de dados para uma boa determinação dos pa­ râmetros necessários para os modelos constitutivos dos materiais. Não é ra­ zoável utilizar um modelo constituti­ vo altamente complexo e alimentá-lo com parâmetros “chutados” ou inferi­ dos a partir de ensaios inadequados; • A disponibilidade de hardware. Alguns programas rodam em computadores de mesa, outros exi­ gem maior poder computacional; • A disponibilidade de tempo. Mesmo com bons programas e bons computadores, a análise numérica de um grande problema pode de­ mandar vários meses, principalmen­ te para uma boa definição da malha em casos tridimensionais com geo­ metria complexa; • A expertise do analista. Uma análise numérica requer inicialmen­ te no ajuste, muitas variáveis de controle do programa, como tipo de solver, critérios de convergência, passos de tempo etc. Ademais, é gerada uma quantidade enorme de dados que precisam ser analisados por um engenheiro com profundo conhecimento do método numéri­ co, dos princípios físicos por trás do modelo matemático e das particula­ ridades da obra em pauta.

DESENVOLVIMENTO A área de modelagem numérica está em constante desenvolvimento. Novos métodos surgem na busca

de cobrir lacunas ou aperfeiçoar os métodos existentes. Pode-se citar, por exemplo, os métodos X-MEF e G-MEF, que buscam aperfeiçoar o MEF para análise de descontinuida­ des como fraturas e propagação de trincas. Alguns métodos são desen­ volvidos com mais aplicabilidade à fase fluída, como por exemplo, o LBM (Método de Lattice-Boltz­ mann) e o método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics). Alguns tipos de problemas são acoplados, incluindo diferentes fases e condições físicas, e exigem a ado­ ção de métodos mistos, podendo-se citar MEF-MDF, MEF-MED, FE­ M-MEC e muitos outros. Novos programas acadêmicos e comerciais são lançados constantemente, visan­ do facilitar a aplicação em certos ti­ pos de obra, incluir novos modelos ou algoritmos mais eficientes. Na década de 1980, este assun­ to ainda era dominado apenas por acadêmicos, que sempre nos artigos e palestras enfatizavam o potencial e a aplicabilidade de métodos nu­ méricos como o MEF. Atualmente, a utilização de métodos numéricos é uma realidade. A maioria das gran­ des empresas de projetos no Brasil e no exterior possui as ferramentas ne­ cessárias para a análise numérica das obras de seu interesse, embora ainda faltem profissionais com conheci­ mento aprofundado no assunto. A popularização dos métodos nu­ méricos em engenharia geotécnica deve-se principalmente ao desenvolvi­ mento de modelos constitutivos mais realistas para a previsão do compor­ tamento dos geomateriais e a dispo­


Adaptado de Jamiolkowsky et al., 1985

Em foco

Foto 08 – Categorias de análise

nibilidade de uma vasta possibilidade de códigos comerciais bem testados e com interfaces amigáveis ao usuário. A utilização de métodos numéricos é fundamental para a realização de grandes projetos e se tornou um ins­ trumento indispensável para a produ­ tividade das grandes empresas.

ESTUDO O estudo abaixo se propôs a comparar e demonstrar, de forma numérica, diferenças entre o com­ portamento do solo mole sob aterro, quando tratado com diferentes téc­ nicas. De forma sucinta, ele apre­ senta o método de cálculo e previsão de três soluções populares utilizadas para viabilizar a construção de ater­ ros sobre solos moles. Consistem de análise comparativa das previsões de recalque do solo mole melhorado com PVD (Drenos Verticais Pré-Fa­ bricados), colunas de brita e CPR Grouting, quando submetido à carga uniforme e permanente (aterro). O modelo utilizado é o computacional, com as análises feitas por meio do método de elementos finitos. Neste caso, o CPR Grouting obteve os melhores resultados. Baseando-se nos resultados da análise, a técnica de CPR Grouting, entre as técnicas apre­ 85

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sentadas é a que permite uma estabili­ zação mais rápida e com menor mag­ nitude de recalque. Tem a vantagem de não utilizar aterro de sobrecarga, berma de equilíbrio ou geossintéticos de reforço. A técnica de Aterro sobre Colunas de Brita apresentou com­ portamento mediano em relação às demais, com recalque quase quatro vezes maior que a técnica anterior.

O MODELO NUMÉRICO Para aprimorar o projeto de obras geotécnicas é necessário realizar es­ tudos envolvendo previsões, esti­ mativas e verificações de segurança. Para tanto, escolhe-se um método computacional, analítico ou nu­ mérico, formulado especificamen­ te para o projeto, adotando-se um determinado modelo de comporta­ mento e resposta dos materiais. A campanha de investigação geo­ técnica é planejada para se obter parâ­ metros necessários. Significa dizer que existe ligação direta entre o método de análise, que o projetista propôs utili­ zar e as investigações. As ferramentas computacionais avançadas necessitam de campanha adequada de investiga­ ção, com análises e ensaios adequa­ dos. A tabela abaixo resume este con­ ceito fundamental (Foto 08).

A utilização de método com ele­ mentos finitos é justificada somente quando há ampla disponibilidade de parâmetros, obtidos tanto em la­ boratório como no campo. De fato, estes parâmetros, o modelo consti­ tutivo adotado, bem como as sim­ plificações adotadas na geometria, possuem um papel fundamental para a modelagem numérica ade­ quada dos problemas geotécnicos. Estes pontos serão tratados ampla­ mente para as três soluções mais empregadas em solos moles: PVD, Colunas de Brita e CPR Grouting.

ESTADO PLANO DE DEFORMAÇÕES Em geotecnia é comum resolver grande parte dos problemas por meio da consideração do estado plano de deformações (plane strain), desconsiderando a tridimensiona­ lidade. Contenções, taludes, barra­ gens e aterros podem ser estudados em duas dimensões, simplificando a análise, com significativa economia de tempo computacional e custo do software comercial. O adensamento em torno de um dreno vertical, ou ao redor de uma coluna que transfere carga é um exemplo típico de problema geotéc­


Em foco

nico axissimétrico. Quando se tem um aterro de sobrecarga com drenos verticais, os modelos que melhor representam a realidade são con­ feccionados em 3D (Três Dimen­ sões). Por meio de transformações adequadas é possível conduzir uma análise simplificada no estado plano de deformações sem haver perda de precisão nos resultados.

MELHORAMENTO DE SOLOS MOLES Com a instalação de drenos ver­ ticais, a direção do fluxo d’água, no interior do solo passa a ser radial. Os drenos são, geralmente, utiliza­ dos com a técnica de aterro por eta­ pas, realizadas de forma a carregar o solo em parcelas, deixando-o aden­ sar em tempos pré-determinados, até atingir-se a carga final de proje­ to. A utilização de drenos verticais não interfere no valor dos recalques totais e sua influência limita-se a acelerá-los, apenas. As soluções analíticas baseiam­ -se no conceito de célula unitária, formada pelos drenos e o solo ao redor. Esta célula possui forma ci­ líndrica, cujo diâmetro é tal, que sua área transversal é igual à área de influên­cia do dreno. Para uma aná­ lise correta, é importante considerar o efeito do amolgamento, devido à instalação dos drenos. A cravação é feita por meio de um mandril, que causa significativa remodelagem do solo ao redor. Essa área, conhecida como zona de amolgamento, apre­ senta permeabilidade horizontal re­ duzida e, consequentemente, dimi­ nui a velocidade de adensamento e 86

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a eficiência do sistema de drenagem. Almeida e Marques (2010) apre­ sentam, detalhadamente, a teoria do adensamento radial e a formulação analítica, normalmente utilizada para o dimensionamento rápido do sistema de drenagem. A teoria da consolidação radial (Barron, 1948; Hansbo, 1981) ganhou grande acei­ tação na engenharia geotécnica, de­ vido a sua simplicidade. No entan­ to, não pode ser aplicada no estado plano de deformações, sem a devida transformação dos parâmetros. Em virtude das contribuições de Hird et al. (1992) e Indraratna e Redana (1997), sabe-se que o mo­ delo plano de deformações permite manter o mesmo espaçamento en­ tre drenos, se modificarmos a per­ meabilidade horizontal. A fórmula proposta por Hird (1992) é muito prática, pois considera o estado pla­ no de deformações com drenos de espessura nula, assim como o efeito na zona de amolgamento, introdu­ zindo a permeabilidade horizontal equivalente (kph), calculada pela se­ guinte expressão:

Onde, kh é a permeabilidade horizontal do solo e R é o raio de influência da célula unitária e B re­ presenta a metade do espaçamen­ to entre drenos, escolhido para o estado plano de deformações. F é influenciado pela densidade dos drenos, pela influência do amolga­ mento e pela resistência hidráulica (Foto 09).

COLUNAS DE BRITA Colunas de Brita melhoram o solo, atuando como estacas assenta­ das em camadas de solo competentes e, simultaneamente, como drenos verticais. Transferem parte da carga, que recebem do aterro, por efeito de arqueamento e promovem a dis­ sipação do excesso de poropressão, aumentando a resistência do solo de fundação e acelerando recalques. O método de Priebe (1978, 1995) apud Almeida e Marques (2010) é o mais utilizado para a es­ timativa da magnitude do recalque, quando se utiliza colunas granula­ res. O dimensionamento de colunas encamisadas, que em geral propor­ cionam melhores resultados, e é executado pelo método de Raithel e Kempfert (2000). Da mesma forma, como acon­ tecem com os drenos, colunas de brita, quando modeladas no estado plano de deformação, devem passar por transformações de parâmetros. Atualmente, o segundo método de Tan et al. (2008) é o mais emprega­ do para converter o modelo axissi­ métrico para o plano equivalente de deformações. Portanto, a conversão modifica a geometria da coluna de brita mantendo inalterada a taxa de substituição, isto é, a razão entre a área da coluna e solo ao seu redor, permanecendo invariável. O módu­ lo de rigidez (E) da coluna de brita e do solo ao redor não é modificado. Sua largura, no modelo plano de de­ formações é dada por:


Arquivo Alessandro Cirone

Arquivo Alessandro Cirone

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Foto 10 – Conversão da condição da coluna de brita para o estado plano de deformações de acordo com o método de Tan et al. (2008). O efeito do amolgamento, ao redor da coluna é levado em consideração aplicando-se a transformação de Hird et al. (1992)

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Foto 09 – Conversão da célula unitária axissimétrica para estado plano de deformações de acordo com Hird et al. (1992). No estado plano de deformação, o dreno possui largura nula e extensão infinita, tornando-se parede drenante

Foto 11 – O solo enrijecido com CPR Grouting consiste de drenos verticais e solo adensando, comprimido e confinado entre os bulbos de geogrout, que atuam como reforço adicional. O meio homogêneo equivalente possui parâmetros equivalentes (resistência, rigidez e permeabilidade), permitindo análise simplificada para aterros sobre solos moles

A instalação da coluna de brita provoca amalgamento no solo cir­ cundante, afetando uma área pro­ porcional ao seu diâmetro, tornan­ do a permeabilidade do solo reduzi­ da, similarmente ao caso dos drenos verticais. Para se levar em conta este efeito, aconselha-se transformar a permeabilidade horizontal no mo­ delo plano de deformações de acor­ do com a fórmula de Hird (1192), seguindo as indicações dadas por Weber et al. (2010). A correlação entre as análises dos modelos axissimétricos e plano de 87

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deformações é complexa, quando analisamos o adensamento, o recal­ que e a concentração de tensões de um modelo submetido a cargas ver­ ticais externas. A diferença entre os dois modelos de análise é de aproxi­ madamente 9% (Foto 10).

CPR GROUTING O CPR Grouting é uma técni­ ca de grouting especificamente de­ senvolvida para enrijecimento de solos moles argilosos. Consiste na cravação de malha de geodrenos, intercalada com malha de verticais

com bulbos de compressão e enri­ jecimento do solo, via expansão de cavidades, atuando de baixo para cima, escalonadamente, a partir do solo resistente, em cada metro de profundidade, utilizando geogrount especialmente ajustado para o solo mole em questão, por intermédio de curva granulométrica seleciona­ da pelo projetista, como areias, siltes e aglomerantes da própria região. Após o CPR Grouting, o solo tem suas propriedades muito modificadas pelo processo de enrijecimento. A complexidade da geometria dos bul­ bos (observada disforme e dispersa dentro da massa de solo) sugere o uso do Método do Meio Homogêneo Equivalente. Neste método, empre­ gam-se os parâmetros equivalentes de rigidez, resistência e permeabili­ dade atribuídos à região enrijecida. Cirone (2016) apresenta um méto­ do de cálculo inovador, prevendo o comportamento do solo mole sub­ metido às particularidades do CPR Grouting, permitindo dimensionar, de forma rápida e precisa, o enrije­ cimento a ser executado (Foto 11).

COMPARAÇÃO ENTRE SOLUÇÕES Neste estudo, utilizou-se o co­ nhecido programa PLAXIS FEM para simular o comportamento do aterro nos três casos considerados: aterro de sobrecarga com geodrenos, aterro pós-tratamento com colunas de brita e aterro pós-tratamento com CPR Grouting. Desta forma, foi possível prever o recalque, por adensamento, do depósito de solo mole para todos os casos.


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Foto 12 – Propriedades dos materiais utilizados na modelagem numérica

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Foto 13 – Modelo com elementos finitos do aterro de sobrecarga com drenos. A permeabilidade horizontal foi modificada de acordo com a fórmula de Hird et al. (1992)

Como a geometria do aterro a ser construído é simétrica com relação a um eixo vertical que passa pelo seu centro, foi analisada somente uma metade do aterro, pois as ações que acontecem de um lado, também acontecem de forma similar (valor) no outro lado. Com isso, economi­ za-se tempo ao se desenhar, dimi­ nuindo também o esforço compu­ tacional nos cálculos. O perfil do solo evidencia 10 m de profundidade de argila mole, so­ brejacente a uma camada de 20 m de espessura de areia. O aterro, que foi construído em duas etapas, tem 6 m de altura, havendo em seu topo sobrecarga com um metro de altura, feita de cascalho. Para o aterro com CPR Grouting não se utilizou so­ brecarga, nem berma de equilíbrio, porque não são necessárias. A principal diferença obser­ vada neste estudo relaciona-se à magnitude dos recalques ocorri­ dos após a construção do aterro. Outro ponto principal é o tempo para cessar o recalque no solo, sob o aterro construído.

MODELAGEM FÍSICA

Foto 14 – Modelo com elementos finitos do aterro sobre colunas de brita. As colunas foram transformadas de acordo com o método de Tan et al. (2008), assim como a permeabilidade horizontal foi modificada de acordo com a fórmula de Hird et al. (1992)

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A Modelagem Física é uma téc­ nica que objetiva a representação de relações de causa e efeito por meio de modelos físicos em escalas reduzidas, reais ou aumentadas em relação ao protótipo. Os primeiros estudos e tratados sobre modelagem física foram publicados pelo físico Galileu Galilei no seu famoso trata­ do “Discorsi e Dimostrazioni Matematiche intorno a Due Nuove Scienze” de 1638, no qual ele apresenta


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Foto 15 – Modelo do aterro com CPR Grouting, utilizando-se o método do meio equivalente Arquivo Alessandro Cirone

sua “Teoria da Fraqueza dos Gigan­ tes”, base fundamental para a mode­ lagem física dos tempos atuais. Esses modelos são idealizados e construídos para simular e assim fornecer subsídios para explicar, entender ou representar de maneira direta, fenômenos e relações que são impossíveis ou inviáveis de serem representados, por meio de protó­ tipos como, por exemplo, as forças das marés, arraste em embarcações, aerodinâmica em aeronaves, divisão celular etc. Nos últimos 30 anos a modela­ gem física, bastante comum em am­ bientes científicos e acadêmicos foi sendo paulatinamente deixada de lado, em razão do desenvolvimen­ to da modelagem numérica, a qual se acreditava que essa era bem mais eficiente e versátil. Essa premissa vem sendo revista, principalmente na engenharia civil, em virtude do desenvolvimento tecnológico de sensores e instrumentos e pela cres­ cente popularidade das centrífugas geotécnicas e de túneis de vento, espalhados pelo mundo. Na engenharia, a modelagem física é geralmente executada em laboratórios e na quase totalidade das vezes os modelos são prepara­ dos em escala reduzida. Simulações de obras, modelos estruturais, fe­ nômenos físicos como adensamen­ to, liquefação, forças de arraste em embarcações, mecanismo de ondas (Navier-Stokes), plataformas offshore, entre outros, só fazem sentido de serem simulados em escalas re­ duzidas. Entretanto, é importante fazer a distinção entre modelagem

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Foto 16 – Comparação entre as curvas de recalque de cada método empregado

física, maquetes ou brinquedos. As maquetes têm a função única e exclusiva de visualização, enquan­ to os brinquedos, apesar de terem funções semelhantes aos protótipos, seu desempenho não simula a com­ portamento real. O aeromodelismo (embora os praticantes façam ques­ tão de salientar que aeromodelismo não é brinquedo) é um exemplo clássico dessa questão. As manobras executadas pelos modelos são, em geral, impossíveis de serem realizadas pelos protóti­

pos, o que impede de fazer qualquer tipo de comparação de desempenho entre ambos. Isto é, não têm repre­ sentatividade real. Dessa maneira, a modelagem física, tal como um mé­ todo científico de previsão e estudo, deve atender não apenas ao requi­ sito de semelhança geométrica, mas também de semelhança física. Esta última está relacionada às equações que governam o fenômeno a ser modelado e nela reside toda com­ plexidade da modelagem. As relações constitutivas, as equa­


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ções governantes do fenômeno e a independência das magnitudes das unidades fundamentais (escala) adotadas, devem ser fielmente obe­ decidas na modelagem física para que possam obter resultados repre­ sentativos. Este requisito é denomi­ nado “homogeneidade dimensio­ nal”. Para um melhor entendimento de quem não tem familiaridade com a técnica, pode-se fazer um paralelo entre esta etapa da modelagem físi­ ca e a calibração de modelos cons­ titutivos na modelagem numérica e analítica, isto é, as equações que governam o fenômeno, devem ser válidas tanto para o modelo quanto para o protótipo. Portanto, em resumo podemos dizer que a modelagem física é usa­ da essencialmente para: • Compreender o comporta­ mento do protótipo; • Desenvolver novos métodos de análise; • Modelar situações não corri­ queiras; • Testar e experimentar novas tecnologias; • Como forma de ensino e re­ presentação.

FINALIDADE A modelagem física, entre ou­ tras coisas, objetiva o entendimento de fenômenos, a percepção da im­ portância relativa das variáveis que compõem o problema e a observação direta de desempenho, permitindo, com isso, a elaboração de teorias, de procedimentos, o papel de cada va­ riável envolvida e até mesmo a via­ bilidade de um determinado projeto. 90

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Em geral, a modelagem física na geotecnia está mais voltada a casos específicos, nos quais a experiência adquirida e a teoria disponível ain­ da não são suficientemente abran­ gentes para se alcançar uma solução direta adequada, confiável e segura. Pode-se dizer que a modelagem fí­ sica, diferentemente de ensaios de laboratório, objetiva o conhecimen­ to/aferição do problema e não a simples obtenção de dados. Os desafios da engenharia geo­ técnica são enormes nos tempos atuais. A geotecnia offshore, o uso de novos materiais, a adoção de novas técnicas, o agravamento de desastres ambientais, as exigências ambientais entre outros têm pressionado sobre­ maneira a engenharia geotécnica a expandir seu conhecimento para atender a essas cobranças. Nesse cenário, a modelagem fí­ sica desempenha um papel funda­ mental, uma vez que essa técnica permite a simulação de casos fisi­ camente reais replicando com certo grau de exatidão o que ocorre no protótipo. A modelagem física é definida de maneira bem humorada pelos seus praticantes “como o meio mais seguro de um engenheiro geo­ técnico cometer erros”. No ano em que a previsão de de­ sempenho de obras foi dividida por Lambe em três categorias. O autor sugeriu que a previsão Classe A fosse recomendada, pois ela permite a to­ mada de decisão e discussões sobre o projeto. No entanto, essa propos­ ta foi elaborada num período, em que a modelagem física ainda estava debutando na geotecnia, enquanto

os modelos numérico-analíticos já usufruíam de boa popularidade. Considerando que os modelos numérico-analíticos são aproxima­ ções restritas a condições de con­ torno, muitas vezes desconhecidas a uma lei constitutiva, nem sempre representativa, entre outras dificul­ dades inerentes ao procedimento, a única maneira de aferir se o método adotado era representativo ou não, era após a obra pronta, no momen­ to em que não cabia mais nenhuma correção de rota. Além disso, não se pode considerar, pelos motivos des­ critos anteriormente, um modelo numérico como sendo a referência absoluta nem como um cenário do qual a resposta/desempenho da obra não possa desviar. Assim, essa lacuna existente entre a previsão (modelo numérico) e a obra pronta pode e deve ser preen­ chida pelo modelo físico, que por sua vez retroalimentará o modelo numérico, caso não haja aderência com resultados obtidos. Devido a este fato, as classes de previsão de Lambe deveriam ser revistas para incorporarem o modelo físico como parte do “evento”, ou seja, um “meio-caminho” entre o modelo numérico e a obra pronta.

UTILIZAÇÃO A modelagem física é indicada em casos em que há dúvidas quanto ao uso de novos materiais, onde é necessário testar novas tecnologias, onde há pouca ou nenhuma expe­ riência de um projeto específico, onde o comportamento geotécnico precisa ser melhor entendido (con­


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dições de contorno complexas) e onde há necessidade de modelar si­ tuações não corriqueiras. No Japão, um país com grande tradição em modelagem física, essa técnica é fortemente usada para o desenvolvimento de estruturas mais seguras contra terremotos e tsunamis, uma vez que os modelos podem ser submetidos a solicitações idênticas às já registradas e também a solicitações que ainda são espera­ das acontecer. Como não são modelos “virtuais” e sim “reais”, porém submetidos a condições específicas que garantam a semelhança física e homogenei­ dade dimensional, os resultados do protótipo são em geral, bastante re­ presentativos. Também não se pode esquecer que a modelagem física é uma versátil e poderosa ferramenta de ensino e demonstração.

EXECUÇÃO A modelagem física na engenha­ ria é executada em modelos físicos ditos reais, em sua maioria em es­ cala reduzida, projetados de tal maneira que forneçam resultados representativos do protótipo. Para isso, é necessário, como já men­ cionado anteriormente, atender a dois critérios simultaneamente: semelhança física (similitude) e homogeneidade dimensional. A se­ melhança física está relacionada à geometria do modelo que deve ser representativa do protótipo e em acordo com a escala adotada. Já a homogeneidade dimensio­ nal está mais ligada à validade das equações que governam o fenôme­ 91

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no a ser estudado e devem ser in­ dependentes das magnitudes das unidades fundamentais, tais como tempo, força ou massa e dimensão. Para atender à segunda exigência é necessário transformar as variáveis envolvidas em números adimensio­ nais, mais conhecidos como núme­ ros “P” ou Teorema de Vaschy-Bu­ ckingham, por meio da combinação das suas dimensões fundamentais. Existem diversos números P que são de uso corriqueiro na engenha­ ria. Dentre eles, pode-se citar o número de Reynolds, número de Froude, número de Galileu, número de Fourier, Fator Tempo de Adensa­ mento entre outros. Depreende-se, portanto, que se o número P é adi­ mensional, tanto o modelo quanto o protótipo deverão apresentar um valor idêntico, já que, por serem adimensionais, não dependem da escala utilizada e esta é a chave para ligar o modelo ao protótipo, como apresentado por Fourier no seu tra­ balho de 1822, “Théorie Analytique de la Chaleur”. No entanto, em ambiente de gravidade terrestre, nem sempre é possível atender a esse postulado de homogeneidade dimensional, principalmente em casos em que as forças de massa são predominante, o que, infelizmente é o caso da ge­ otecnia. Galileu Galilei na sua “Te­ oria da Fraqueza dos Gigantes” des­ taca que a simples semelhança geo­ métrica em problemas de resistência das estruturas é insuficiente. Se os materiais do protótipo e do modelo forem os mesmos, as forças de gra­ vidade serão reproduzidas em escala

diferente da escala das resistências. Um modelo reduzido em que tais forças são significativas poderá apre­ sentar um comportamento satisfa­ tório e o protótipo não. Tomemos o número de Galileu, Ngal, que re­ laciona a resistência do material em função de seu peso próprio:

Onde g é peso específico, l repre­ senta uma dimensão do modelo e sk é a resistência do material. “Se todas as dimensões de um corpo forem multiplicadas por um mesmo número, mantendo-se a semelhança geométrica, o peso próprio cresce com o cubo dessa escala geométrica, ao passo que sua capacidade resistente cresce com o seu quadrado”. Assim, ao se aumentar indefi­ nidamente a escala, se atingirá um ponto em que a estrutura ruirá sob ação de seu peso próprio. Deste modo, relativamente ao seu peso, quanto menor a escala mais resis­ tente é o modelo. Isso se torna uma limitação considerável quando se deve usar no modelo o mesmo ma­ terial do protótipo. Então, para se manter a homogeneidade dimen­ sional há duas alternativas para mo­ delos em escala reduzida: usar um material menos resistente ou um material com maior peso específico. Ao usarmos materiais diferentes entre o protótipo e o modelo, qual será a garantia de que ambos forne­ çam respostas semelhantes? Deste modo, o uso de modelos reduzidos


Grandeza

Fator

Deslocamento

N

Tensão

1

Força

N2

Tempo (dinâmica)

N

Massa

N3

Superfície (área)

N2

Volume

N3

Momento Fletor

N3

Velocidade (Darcy)

N

Tempo (Difusão)

N2

Arquivo Fernando Saboya

Arquivo Fernando Saboya

Na Tabela a seguir são mostrados os fatores de escala para diversas variáveis de interesse da engenharia geotécnica

Foto 17 – Vetores de deslocamento determinados pela técnica de PIV

usando o mesmo material do protó­ tipo só é possível se o modelo redu­ zido N vezes seja testado sob uma gravidade N vezes maior a da Terra. É aí que se percebe a importância do uso da centrífuga geotécnica na modelagem física em geotecnia. Esse equipamento é capaz de au­ mentar o peso específico do mate­ rial do modelo por meio da acelera­ ção centrífuga. Assim, pode-se usar o mesmo material do protótipo numa escala 1/N, aumentando o peso específi­ co (r.g.N) em N vezes, mantendo a 92

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homogeneidade do número de Ga­ lileu. Isso também é aplicado para os outros números adimensionais. No caso do adensamento, por exemplo, para manter-se o fator tempo igual entre o protótipo e o modelo em es­ cala N, o tempo real de adensamento é acelerado em N². Na tabela ao lado são mostrados os fatores de escala para diversas variáveis de interesse da engenharia geotécnica. O uso da centrífuga para aplica­ ção em modelos reduzidos foi pri­ meiramente proposto por Edouard Philips no ano de 1869, para deter­ minar as cargas em uma ponte so­ bre o Canal da Mancha. No entan­ to, as primeiras aplicações práticas foram executadas quase que simul­ taneamente nos Estados Unidos e na antiga União Soviética em 1931 por Philip Bucky e Prokovsky, res­ pectivamente. Os estudos execu­ tados nos Estados Unidos foram aplicados à estabilidade de minas, enquanto os estudos de Prokovsky foram direcionados à estabilidade de taludes ferroviários. As limitações apresentadas para modelos em gravidade normal não significam que a modelagem física em geotecnia não possa ser consi­ derada nesses ambientes, mas faz-se necessário estudar o efeito dessa li­ mitação nos resultados e, principal­ mente, na extrapolação para o pro­ tótipo e para estabelecimentos de relações entre variáveis.

EQUIPAMENTOS Para a modelagem física geotéc­ nica a 1g, não há, em geral, equipa­ mentos especiais, pois cada modelo

Iskander, 2010

Em foco

Foto 18 – Solos transparentes: sílica fundida, microssílica e modelo

deve ser construído de acordo com aquilo que se pretende ou se neces­ sita representar. No entanto, algum grau de miniaturização de sensores, instrumentos e acessórios é reque­ rido para diminuir a interferência no modelo. Dependendo da esca­ la usada, os modelos geotécnicos podem ser construídos sobre ban­


93

Fundações e Obras Geotécnicas

Foto 19 – Centrífuga Geotécnica do IFSSTAR – Nantes, França (200g.ton) Arquivo Fernando Saboya

cadas de laboratório ou em plata­ formas especiais de grandes dimen­ sões comumente conhecidas como shaking table. Nos dias de hoje, com o de­ senvolvimento de equipamentos sofisticados e softwares para aqui­ sição e tratamento de imagens é muito comum se utilizar fotogra­ fia como um instrumento de mo­ nitoramento de modelos físicos. Técnicas como PIV (Particle Image Velocimetry) e DIC (Digital Image Correlation), têm sido usadas para traçar vetores de deslocamentos em regiões de dimensões subpixel, for­ necendo um panorama global do comportamento do modelo bas­ tante preciso (Foto 17). Como essas técnicas de trata­ mento de imagem, obviamente, só podem ser aplicadas na superfície visível do modelo e, por isso, os re­ sultados podem ser impactados pelo atrito do solo com a parede do con­ tainer (geralmente feito de acrílico). Já se tem produzido em laboratório, com algum sucesso, os solos trans­ parentes compostos de sílica fundi­ da que permitem visualização em seu interior, abrindo novas frontei­ ras para a modelagem física na geo­ tecnia (Foto 18). No entanto, nas ultimas décadas a comunidade geotécnica mundial tem experimentado um crescente uso da centrífuga geotécnica, que são equipamentos especiais, geral­ mente de grande porte, para mo­ delagem física e que permitem aos modelos atender à homogeneidade dimensional usando o mesmo mate­ rial do protótipo em conformidade

Arquivo Fernando Saboya

Em foco

Foto 20 – Princípio da modelagem em centrífuga

com a teoria desenvolvida por Gali­ leu. A centrífuga (Foto 19) submete o modelo a um movimento rotacio­ nal em seu eixo, gerando neste, uma força centrípeta, FC, que faz o papel da gravidade (Foto 20). Essa força é função do raio r e da velocidade angular w imposta ao equipamento. O porte ou capacida­ de da centrífuga é medido em g.ton,

significando que um modelo de uma tonelada pode ser acelerado até a g (gravidade). A Foto 21 a seguir mos­ tra a capacidade das principais cen­ trífugas do mundo e as duas centrí­ fugas de viga em operação no Brasil. A centrífuga da UENF (Univer­ sidade Estadual do Norte Flumi­ nense), localizada no município de Campos dos Goytacazes (RJ), tem


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Em foco

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Foto 21 – Capacidade de centrífugas geotécnicas instaladas no mundo

necessário o uso de instrumentos e equipamentos especiais, em geral, miniaturizados tais como: células de tensão total, células de carga, transdutores de poropressão, mini-­ piezocone, mini-vane e mini T-bar entre outros, todo eles conectados a centrais de controle e de aquisição de dados. A preparação do modelo pode requerer também acessórios extras como empilhadeiras, consolidôme­ tros, betoneiras, misturadores além do suporte de um laboratório de mecânica dos solos capaz de execu­ tar ensaios especiais como triaxiais e de adensamento. Uma oficina de suporte para usinagem é altamente recomendada para a confecção de peças, moldes, engrenagens etc. Um dos grandes desafios enfren­ tados nessas atividades é o suporte de uma equipe multidisciplinar. Além de técnicos em laboratório de mecânica dos solos é desejável con­ tar com profissionais especializados em eletrônica, automação, mecâni­ ca e computação.

PESQUISAS

Foto 22 – Centrífuga Geotécnica da UENF

capacidade de 100 g.ton e carga máxima de uma tonelada. A cen­ trífuga instalada na COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Enge­ nharia da Universidade Federal do 94

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Rio de Janeiro) tem capacidade de 9 g.ton, porém pode levar o modelo a acelerações de até 400 g (Foto 22). Para o monitoramento dos mo­ delos e execução de ensaios geotéc­ nicos durante o voo da centrífuga é

No Brasil, a modelagem física vai aos poucos ocupando seu lugar de destaque nas atividades de pesquisa em diversas áreas da geotecnia. Den­ tre esses trabalhos há os desenvolvi­ dos na COPPE-UFRJ nas áreas de contenções, solo reforçado e proble­ mas offshore; na UFRGS (Universi­ dade Federal do Rio Grande do Sul) na área de geotecnia de leito mari­ nho; no IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas) no estudo de estacas torpedo e na UENF, onde são de­


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Em foco

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Foto 23 – Instrumentação de modelos

Foto 25 – Ensaio mini T-Bar e mini-vane

Foto 24 – Mini-piezocone

senvolvidos modelos para estudos de dutos enterrados, ancoragens de plataformas, estabilidade de taludes submarinos e solos reforçados com colunas de brita. Dentre as categorias de mode­ 95

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lagem física, as mais comuns são aquelas referentes à simulação de casos reais de obras para verificação do desempenho de novas situações e para observação e estudo de fenô­ menos ainda não entendidos satisfa­

toriamente, gerando condições para desenvolvimento de novas teorias ou novas abordagens de projeto. Dentre os principais estudos rea­ lizados nos últimos anos no Brasil, com uso da centrífuga geotécnica, destaca-se a estabilidade de taludes submarinos (Foto 26), carregamen­ tos veiculares sobre dutos enterra­ dos (Foto 27), solos reforçados com colunas de brita (Foto 28), ancora­ gens de dutos enterrados (Foto 29) e comportamento geotécnico de es­


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Em foco

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Foto 26 – Simulação de escorregamento de taludes submarino na centrífuga geotécnica

Foto 27 – Dutos enterrados sujeitos a cargas veiculares de superfície

tacas torpedo (Foto 30) e estacas de sucção (Foto 31). O cenário brasileiro da modela­ gem física está em franca expansão e com boa infraestrutura para realiza­ ção de ensaios a 1 g e em centrífuga. A principal demanda vem inequi­ vocamente da indústria de petró­ leo e gás e para incrementar ainda mais as boas perspectivas. Também têm sido estabelecidos acordos de cooperação com renomados cen­ 96

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tros internacionais de modelagem física como: Schofield Center (University of Cambridge, na Inglaterra); Colorado University, nos Estados Unidos; Texas A&M University, nos Estados Unidos; French Institute of Science and Technology for Transport, Spatial Planning, Development and Networks, na França; Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, na Suíça e University of Califórina, nos Estados Unidos.

Foto 28 – Modelagem de colunas de brita (exumação após ensaio) e resultados de deslocamentos

CONCLUSÃO O uso de modelos físicos e nu­ méricos permite o entendimento de processos complexos na enge­ nharia geotécnica, onde existe uma interação entre múltiplas partes ou múltiplos mecanismos. Estes mo­ delos permitem também o teste de uma série de hipóteses e avaliação da sensitividade do modelo frente a possíveis variabilidades presentes no sistema, tudo de forma controlada.


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Em foco

A utilização de modelos físicos apesar de fornecer evidências em­ píricas que podem ser consideradas como mais próximas da realidade, normalmente limita-se a estudos acadêmicos devido ao alto custo de execução, tanto em relação à neces­ sidade de equipamentos especiali­ zados, como tempo necessário ao preparo, execução e interpretação dos resultados. Já a modelagem numérica está hoje em dia ao alcance de todos, de forma relativamente fácil, de­ vido ao desenvolvimento tecnoló­ 97

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Foto 29 – Modelagem de Ancoragens de Dutos Enterrados

Foto 30 – Modelos de Estacas Torpedo (1:60)


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Em foco

Foto 31 – Modelos de Estacas de Sucção (1:60)

gico tanto dos programas de mo­ delagem como dos computadores. Seu uso propicia um melhor en­ tendimento dos processos de in­ teração múltiplos e assim os riscos associados a determinadas obras como, por exemplo, escavações em centros urbanos, edificações so­ bre ou próximas às infraestruturas existentes, dentre outras. Um me­ lhor entendimento dos riscos, bem como do processo de interação solo estrutura, pode fornecer economias significativas às obras de médio e grande porte, além de aumentar o grau de confiança e sucesso. 98

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Em foco

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Engenheiro civil pela UnB (Universidade de Brasília), 1980. Possui doutorado pela Universidade de Alberta, Canadá (1990). Foi professor visitante na Universidade de Nevada, nos Estados Unidos e no Instituto Federal Tecnológico de Lausanne, Suíça e presidente do CBT (Comitê Brasileiro de Túneis) e da ITA (Associação Internacional de Túneis e do Espaço Subterrâneo), bem como coordenador do Comitê para Educação e Cursos de Formação da ITA. Já publicou mais de 200 artigos técnicos e científicos, e mais de 100 relatórios de consultoria sobre metrôs (Brasília, Bucareste e São Paulo; TAV – Trem de Alta Velocidade Brasil); barragens (Queimado, Serra do Facão, Batalha, Simplício e Ferreira Gomes) e gestão de riscos geotécnicos (Metrô-SP e Vale). Atualmente é presidente da ABMS e consultor de projetos hidrelétricos, obras subterrâneas e gestão de riscos no Brasil e no exterior.

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> ANDRÉ ASSIS

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> DAVID OLIVEIRA

99

Engenheiro civil pela UFBA (Universidade Federal da Bahia), 2000. Possui mestrado em Geotecnia pela UnB (Universidade de Brasília), 2002, especialização em Obras Subterrâneas pela UFBA, 2005 e PhD (Doctor of Philosophy) em Mecânica das Rochas e Túneis pela UoW (University of Wollongong), 2009. Atualmente é pesquisador do Centre for Geomechanics and Railway Engineering da UoW, professor casual da University of Sydney e gerente técnico da área de Túneis e Obras Geotécnicas do Jacobs Engineering Group, em Nova Gales do Sul, Austrália. É autor de mais de 35 artigos técnicos em jornais internacionais e conferências, bem como revisor de jornais de renome em geotecnia, tais como: Geotechnique, Canadian Geotechnics, Computers and Geotechnics, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, Rock Mechanics and Rock Engineering e Civil Engineering e Forensic Engineering ambas do Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Reino Unido.

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> ALESSANDRO CIRONE Arquivo Pessoal

Engenheiro civil pelo Politecnico di Milano (2012) e possui mestrado em Geotecnia pela mesma universidade (2016). Durante seu intercâmbio acadêmico na PUC-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro), especializou-se na área de Solos Moles. Atualmente é engenheiro na empresa Engegraut, atuando no setor de projetos, pesquisa e desenvolvimento. Com o apoio da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica), no ano de 2016 ministrou diversas palestras sobre Modelagem e Cálculo do CPR Grouting.

Engenheiro civil pela POLI-UPE (Escola Politécnica de Pernambuco), 1988. Possui doutorado em Geotecnia pela PUC-Rio, 1993, com estágio “sanduíche” na University of British Columbia, Vancouver, Canadá, 1989-1992. Atualmente é chefe e professor-titular do Laboratório de Engenharia Civil da UENF (Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro), representante do Brasil no TC104 (Technical Committee of Physical Modeling in Geotechnics) e desde 2003 coordena o grupo de Modelagem Física em Centrífuga Geotécnica na UENF, onde desenvolve trabalhos em parcerias com o CENPES (Centro de Pesquisa da Petrobras), COPPE-UFRJ, EESC-USP (Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo), Universidade da Califórnia e Universidade do Porto. É autor de 34 artigos em periódicos indexados no Brasil e no exterior e de mais de 120 artigos em congressos nacionais e internacionais.

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> FERNANDO SABOYA ALBUQUERQUE JUNIOR

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> MÁRCIO MUNIZ

100

Engenheiro civil pela UFC (Universidade Federal do Ceará), 1983. Possui mestrado em Engenharia Civil pela PUC-Rio (1986), doutorado pela University of Wales at Swansea, Reino Unido (1993), pós-doutorado pelo NIT (Nagoya Institute of Technology), Japão, 1998 e especialização em Projeto Rodoviário pela JICA (Japan International Cooperation Agency), Japão (2000). Atualmente é professor da UnB, pesquisador nível PQ-1A do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico), membro do comitê editorial científico da revista Pavimentação da ABPv-Brasil (Associação Brasileira de Pavimentação) e das revistas internacionais RMPD (Road Materials and Pavement Design), Elsevier e Underground Space (Taylor & Francis). Tem experiência nas áreas de Geotecnia e Pavimentação, com ênfase em Métodos Numéricos, atuando principalmente nos seguintes temas: pavimentação, análise numérica e modelos constitutivos. É autor de mais de 300 trabalhos científicos. Recebeu oito prêmios científicos e proferiu várias palestras e keynote lectures em eventos internacionais.

Fundações e Obras Geotécnicas


Em foco

101

Fundações e Obras Geotécnicas


Memória de cálculo

Aterro sobre solo mole melhorado com colunas de brita

O

O objetivo deste artigo é apresentar uma memória de cálculo descritiva do dimensio­ namento de um aterro rodoviário sobre solo mole melhorado com colunas de brita.

tiva para solos moles próximos à superfície, resistência não drenada na faixa de 12,0 kPa a 50,0 kPa e comprimentos de coluna na faixa de 7 m a 14 m.

1 MELHORIA DE SOLO MOLE COM COLUNAS DE BRITA

2 PROBLEMA: ATERRO RODOVIÁRIO SOBRE SOLO MOLE

A instalação de colunas de brita em solos mo­ les por vibro-substituição é um procedimento bastante utilizado para a construção de aterros em solos moles. A técnica possibilita que gran­ de parte da carga do aterro seja transferida para as colunas de brita por efeito de arqueamento, e daí transferida para o solo competente subja­ cente. A parte da carga suportada pelo solo mole entre colunas se beneficia do efeito drenante da brita, ocorrendo então a aceleração dos recal­ ques (KIRSCH et al., 2010). Esta técnica de melhoria de solos moles tem sido usada desde meados do século passado na Europa, e mais re­ centemente no Brasil (ALMEIDA et al., 2014; LIMA; ALMEIDA, 2016; WEGNER et al., 2009). A técnica é economicamente mais atra­

Pretende-se construir numa área rural, sem edificações vizinhas, um aterro ro­ doviário com 5,0 m de altura, ataludado 1(V):2(H) e plataforma com largura de 30,0 m, num perfil geotécnico com cama­ das de solo mole com 10,0 m de espessura total, conforme mostrado na Figura 1. O nível d’água está na superfície do terreno. Análises indicaram recalques lentos ele­ vados e estabilidade global insatisfatória. A obra demanda que os recalques estejam es­ tabilizados num prazo de até 12 meses, to­ lerando-se um recalque residual máximo de 0,1 m, pós-pavimentação da rodovia. Antes de iniciar a execução do aterro foi lançado o aterro de conquista, constituído

Figura 1 – Geometria, perfil geotécnico e parâmetros adotados para o aterro

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Fundações e Obras Geotécnicas


Memória de cálculo

de uma camada de areia média a fina, limpa, para suportar o equi­ pamento de execução das colunas de brita. Objetivando um melhor desempenho global, foi utilizado na interface solo mole-aterro um geotêxtil tecido bidirecional de re­ sistência igual a 50,0 kN/m. Por simplificação os parâmetros geo­ técnicos da areia foram admitidos iguais ao do aterro.

3 INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA DETALHADA E PARÂMETROS DO SOLO MOLE A investigação geotécnica para elaboração do projeto das colunas de brita deve incluir ensaios de campo e ensaios de laboratório. Os ensaios de campo recomendados são: sonda­ gens de simples reconhecimento SPT (Standard Penetration Test), ensaios de piezocone (CPTU – Cone Penetration Test) e ensaios de palheta (VT – Vane Test), estes últimos dois usa­ dos principalmente para a definição do perfil de resistência não drenada Su da camada de solo mole. Quanto aos ensaios de laboratório devem ser realizados ensaios de caraterização completa para a interpretação dos resultados em geral, e de adensamen­ to oedométrico para a definição dos parâmetros de compressibilidade do solo mole. A descrição destes ensaios e parâmetros resultantes foge ao escopo da presente memória de cálculo. Para outras informações consultar Almei­ da e Marques (2010). Os parâmetros geo­técnicos para o caso em questão são apresentados na Tabela 1. 103

Fundações e Obras Geotécnicas

Tabela 1 – Parâmetros geotécnicos das duas camadas Camada

Espessura h (m)

γt (kN/m³)

e0

Cc

Cs

OCR

cv = ch (m²/ano)

Su (kPa)

C1

5,0

14,0

2,7

0,57

0,086

1,3

2,3

15,0

C2

5,0

14,0

2,4

0,43

0,065

1,1

2,3

17,0

4 DIMENSIONAMENTO PELO MÉTODO DE PRIEBE O método de Priebe (1976, 1995), sumarizado em Almeida e Marques (2010) é o mais utilizado no dimensionamento de colunas de brita. O método define o Fator de Melhoramento do solo mole (n0), como sendo: (1)

aterro a ser considerada preliminar­ mente nos cálculos será de 5,50 m, o que corresponde a um recalque adotado da ordem de 0,5 m (50%) a ser compensado. Este cálculo, que deve considerar a submersão do aterro, deve ser fei­ to de forma iterativa (ALMEIDA; MARQUES, 2010), pois Dh entra nos dois lados da equação, sendo o recalque de cada subcamada repre­ sentado por Dhi, conforme abaixo.

Onde:

KaC = tan2 − ɸc/2! Ac = Área da Coluna A = Área de Influência da Coluna ɸc = Ângulo de atrito do material da coluna O Fator de Melhoramento per­ mite calcular o recalque do solo mole com colunas (Δhc) a partir do recalque do solo mole sem colunas (Δh), ou seja, b = Δh/Δhc.

4.1 Passo 1 – Cálculo do recalque Δh do aterro sem colunas De acordo com FHWA (1983), o solo mole melhorado com coluna de brita reduz o recalque tipicamen­ te entre 30% a 50% em relação ao solo sem melhoria. Cálculo expedi­ to apresentou recalque primário da ordem de 1,0 m. Assim, a altura de

(2) Deve-se então substituir na equa­ ção (2) os valores de h, e0, Cc, Cs de cada uma das duas camadas de solo mole e as tensões σ‘Vo, respec­ tivamente no meio das camadas 1 e 2, e σ‘Vm = OCR.σ‘Vo. Realizando-­ se iterações, obtêm-se então, para a última iteração, os recalques Δh1 = 0,71 m e Δh2 = 0,37 m, respectiva­ mente para as camadas 1 e 2, resul­ tando então no recalque total para toda a camada no valor de m.

4.2 Passo 2 – Definição do diâmetro da coluna (Δc)

Para estimativa do diâmetro da


Memória de cálculo

coluna será utilizado o gráfico apre­ sentado por Thorburn (1975), com base na resistência não drenada. Para o caso presente será usado o valor de Su = 15,0 kPa da camada C1, obten­ do-se dc = 0,96 m, adotando-se então dc = 0,90 m.

Ac = p . dc²/4, logo Ac= 0,636 m². O recalque do solo mole sem co­ lunas foi determinado no item 4.1 igual a 1,08 m. Os cálculos do(s) espaçamento(s) variando o fator de melhoramento indi­ cam que a solução economica­ mente mais atrativa é obtida para 4.3 Passo 3 – Definição do β =1,5; Δhc = 0,716 m; A/Ac = 10,0; fator de melhoramento A = 6,36 m² e s = 2,52 m. Assim, (β) do espaçamento (s) será adotado um espaçamento s = Para definição do valor de β e 2,5 m e um acréscimo de 0,70 m do espaçamento entre colunas de na altura do aterro para compensar brita serão feitas simulações, ado­ o recalque correspondente. tando malha quadrada, conforme Apesar de rigorosamente a coluna mostrado na Figura 2. Os cálcu­ atravessar o aterro de conquista, o los serão realizados pelo Método topo da coluna será considerado no de Priebe (1976, 1995) usando-­ topo da camada de solo mole (ver se a equação (1) válida para co­ Figura 2), pois o método de Priebe eficiente de Poisson do solo, n’s considera a coluna imersa na cama­ = 0,33, sendo adotado de forma da de solo mole. Assim, a coluna de conservativa o ângulo de atrito borda, foi posicionada na interces­ do material da coluna (ɸc) igual são do talude com o solo mole (pé a 40°. A área da coluna de brita é do talude), conforme Figura 2 (b).

(a) Figura 2 – Aterro e layout das colunas sob o aterro; (a) planta; (b) elevação

104

Fundações e Obras Geotécnicas

O método de Priebe estendido (PRIEBE, 1995) considera a rigidez relativa entre os materiais da coluna granular e solo mole, no caso repre­ sentada pelos respectivos módulos EOED. Para a presente condição de razão de módulos coluna-solo igual a 100 o ábaco de Priebe pertinente indica que não se altera o fator de melhoria calculado originalmente, ou seja, n1 = n0 = 1,5.

4.4 Passo 4 – Verificação do tempo de estabilização dos recalques (t<12 meses) O tempo de estabilização de re­ calques pode ser estimado por meio da Teoria de Barron (1948) desen­ volvida originalmente para drenos de areia com rigidez axial despre­ zível. Como esta hipótese é uma limitação para o caso de colunas de brita (rigidez considerável), o cálcu­

(b)


Memória de cálculo

lo é uma estimativa. A aferição do processamento dos recalques com o tempo é feita por meio de monito­ ramento em campo. Na teoria de Barron a drenagem é puramente radial e as deforma­ ções verticais são iguais na coluna e no solo mole. O amolgamento da argila ao redor da coluna (smear) que ocorre durante o processo de execução da coluna diminui o coe­ ficiente de permeabilidade do solo no entorno da coluna. De forma a considerar o smear, e também a impregnação da argila dentro da coluna de brita será adotado um diâmetro efetivo de drenagem da coluna dw = 0,85.dc, ou seja, dw = 0,765 m. O cálculo do tempo para 95% de estabilização de recalques é apresentado na Tabela 2. Ch = coeficiente de adensamento horizontal = 2,3 m²/ano (ch = cv) Uh = grau de adensamento devi­ do ao fluxo radial = 95% = 0,95. O tempo de estabilização t95 = 0,88 ano atende ao critério de pro­ jeto de estabilização de recalques do aterro em menos que 12 meses, ob­ servando-se que valor de t95 calcula­ do acima será na realidade inferior, pois a drenagem é de fato combina­ da, vertical e radial. Quanto ao requisito de projeto de recalques pós-construtivos infe­ riores a 0,10 m (predominantemen­ te por compressão secundária), re­ comenda-se examinar os resultados do monitoramento de recalques nos primeiros seis meses, e ser for o caso aplicar uma sobrecarga temporária. Outra questão a ser observada diz respeito a recalques diferenciais no 105

Fundações e Obras Geotécnicas

Tabela 2 – Tempo de estabilização de recalques

topo do aterro. A altura crítica do aterro (CARREIRA et al., 2016) definida para colunas encamisadas, como aquela acima da qual não ocorrem recalques diferenciais é Hc=2,23 m, e como no caso presen­ te tem-se H = 5,70 m, bem maior do que Hc, a situação pode ser con­ siderada como satisfatória. A Figura 2 indica também que as colunas devem penetrar na camada competente inferior, admitindo-se em geral em projeto que as colu­ nas devem atingir a profundidade com valor de Nspt superior a 8. De forma esquemática admitiu-se que este valor foi atingido com as colu­ nas penetrando 1,00 m na camada competente inferior. Rigorosamente a determinação do tempo de estabilização de recal­ ques deve ser realizada pelo método de Han e Ye (2002) que considera o efeito do amolgamento, a rigidez da coluna e que a coluna se deforma apenas verticalmente (sem embar­ rigamento). A aplicação desse mé­ todo no caso presente resultou em t95% =0,85 ano, ou seja, próximo ao valor estimado (t95%=0,88 ano).

4.5 Passo 5 – Verificação da estabilidade global O cálculo da estabilidade do

aterro sobre solo mole tratado com colunas de brita é em geral reali­ zado considerando um material compósito solo-coluna sob o aterro (ALMEIDA et al., 1985; PRIEBE, 1976). Os parâmetros geotécnicos do compósito solo mole-coluna são calculados por meio do parâmetro “m” de ponderação que é função do fator de melhoria (n0). A análi­ se de estabilidade é realizada para a situação imediatamente pós-altea­ mento do aterro, ou seja, condição ϕ = 0 para o solo mole (Cs = Su). A Tabela 3 apresenta o cálculo dos parâmetros do material compósito sob o aterro. Realizaram-se então análises de estabilidade para superfícies de ruptura circulares pelo método de Morgenstern e Price, adotando-se os parâmetros do material compó­ sito abaixo do aterro, os parâme­ tros do solo mole não tratado fora do aterro e altura de aterro de 5,70 m. O resultado destas análises, com um fator de segurança FS = 1,347 é apresentado na Figura 3. O valor de FS obtido atende ao requisito de norma (NBR 11.682) de FS > 1,2 para a condição temporária de obra (final de alteamento). Consideran­ do-se que ocorrerá ganho signifi­ cativo de resistência do solo mole


Memória de cálculo

por adensamento durante a obra, será obtido com folga o requisito de norma, NBR 11.682 ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), de fator de segurança fi­ nal de 1,4.

Tabela 3 – Parâmetros do material compósito sob o aterro

5 MÉTODO NUMÉRICO POR ELEMENTOS FINITOS Foram realizados cálculos numé­ ricos pelo método elementos finitos para a condição axi-simétrica ado­ tando-se modelos constitutivos de Soft Soil Model e Mohr-Coulomb, respectivamente para o solo mole e colunas granulares. Usaram-se essencialmente os mesmos parâ­ metros geotécnicos adotados nos métodos anteriores. Foge ao escopo deste artigo a descrição detalhada destes cálculos, cujos resultados são resumidos abaixo: Recalque do solo sem colunas = 1,23 m; Recalque do solo tratado (com colunas) = 0,80 m; Fator de melhoramento do recalque = 1,53 (1,23/0,80)

6 MONITORAMENTO Para monitoramento da obra, é recomendado no mínimo a seguinte instrumentação: • Placas de recalques sobre coluna e sobre solo mole, visando avaliar recalques absolutos e diferenciais na base do aterro. • Inclinômetros nas bordas do aterro visando controle da estabilidade por meio dos deslocamentos horizontais.

7 VALORES FINAIS DO DIMENSIONAMENTO 106

Fundações e Obras Geotécnicas

Figura 3 – Análise de estabilidade: método de Morgenstern e Price, talude 1(V):2(H) Tabela 4 – Valores finais de dimensionamento Diâmetro das colunas

Espaçamento entre colunas

Comprimento das colunas

Material das colunas

Espessura da camada adicional de aterro

0,9 m

2,50 m

12, 0 m

Brita 2

0,70 m

DAS COLUNAS DE BRITA REFERÊNCIAS Os valores finais do dimensio­ namento das colunas de brita estão apresentados na Tabela 4. Para melhorar as condições de esta­ bilidade de borda, as 3 últimas linhas de colunas no pé do talude deverão ter o espaçamento longitudinal redu­ zido, no caso a recomendação seria de s = 2,0 m.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11682: Estabilidade de taludes. Rio de Janeiro, 2009. ALMEIDA, M. S. S.; DAVIES, M. C. R.; PARRY, R. H. G. Centrifuged embankments on strengthened and unstrengthened clay foundations. Geotech­ nique, v. 35, n. 4, p. 425-441, 1985.


Memória de cálculo

ALMEIDA, M. S. S.; MARQUES, M. E. S. Aterros sobre solos moles – projeto e desempenho. São Paulo: Editora Oficina de Textos, v. 1, 254 p, 2010. ALMEIDA, M. S. S.; LIMA, B. T.; RICCIO, M.; JUD, H.; ALMEI­ DA, M. C. F.; ROZA, F. Stone columns field test: monitoring data and numerical analyses. Geotechnical En­ gineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, v. 45, p. 103-112, 2014. BARRON, R. A. Consolidation of fine-grained soils by drain wells. Transactions, ASCE, v. 113, p. 718754, 1948. CARREIRA, M.; ALMEIDA, M. S. S.; PINTO, A. A numerical study on the critical height of embankments supported by geotextile encased granular columns. The 3rd International Con­ ference on Transportation Geotech­

nics, v. 143, p. 1341-1349, 2016. Federal Highway Administration. FHWA A/RD-83/026: Design and construction of stone columns. Wa­ shington D. C., USA, v. 1, 1983. HAN, J., E YE, S. L. A theoretical solution for consolidation rates of stone column-reinforced foundations accounting for smear and well resistance effects. Int. J. Geomech., 2(2), p. 135–151, 2002. KIRSCH, K.; KIRSCH, F. Ground improvement by deep vibratory methods. London: Spon Press, 2010. LIMA, B. T.; ALMEIDA, M. S. S. Recomendações para análises e pro­ jetos com uso de colunas de brita em solos argilosos muito moles. In: Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, 18., 2006, Belo Horizonte. Anais… Belo Horizonte: ABMS, 2016. CD-ROM.

PRIEBE, H. Estimating settlement in a gravel column consolidated soil. Die Bautech., 53, p. 160-162, 1976. PRIEBE, H. J. The design of vibro replacement. Ground Engineering. Vol. 28, nº 10, 1995. THORBURN, S. Building structures supported by stabilized ground. Géotecnique. v. 25 81975, Nº 1, p. 83-94, 1975. WEGNER, R.; CANDEIAS, M.; MOORMANN, C.; JUD, H. E GLOCKNER, A., Soil improve­ ment by stone columns for the ore storage yard at the Rio de Janeiro steel plant on soft, alluvial deposits. In: International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 17., 2009, Alexandria. Proceedings…. Alexandria: ISSM­ GE, 2009. CD-ROM.

AUTORES > MÁRCIO DE SOUZA SOARES DE ALMEIDA Engenheiro civil pela UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), PhD (Doctor of Philosophy) na University of Cambridge e pesquisador 1A do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico). Professor-titular pela COPPE-UFRJ (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro), consultor, recebeu os prêmios Terzaghi e José Machado da ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica). Proferiu a palestra Coulomb em 2015 em Paris. Principais áreas de atuação: Obras de Terra, Geotecnia Marinha, Modelos físicos. > LILIANA GONÇALVES SIMÕES PIRES Engenheira civil pela UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul), cursa o mestrado em Geotecnia na COPPE-UFRJ. Possui experiência em projetos hídricos e geotécnicos.

COORDENADOR > UBERESCILAS FERNANDES POLIDO Engenheiro civil pelo CT-UFES (Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo) em 1971, Master of Science pela University of South Carolina, nos Estados Unidos em 1973. Professor do CT-UFES (1974 a 2006). Atualmente é consultor em geotecnia pela empresa Geoconsult – Consultoria de Solos e Fundações S/C Ltda.

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Fundações e Obras Geotécnicas


Geotecnia ambiental

PROJETO CRIADO POR ALUNOS DE MANAUS PODE RECUPERAR ÁREAS DEGRADADAS EM MENOS TEMPO A técnica prevê que bombas de sementes sejam jogadas nas áreas a serem tratadas por meio de drones por Dellana Wolney

A Divulgação Fundação Matias Machline

A degradação ambiental, em termos gerais, é considerada como qualquer alteração causada pelo ser humano aos ecossistemas naturais, trans­ formando (degradando) as suas características físicas, químicas e biológicas e comprometendo, desta forma, a qualidade de vida da sociedade. Uma das principais formas de degradação é a urbana, pois o simples fato da maior parte das áreas serem desflorestadas já constitui um sério problema ambiental. Muitas técnicas são utilizadas atualmente para resgatar áreas degradadas. O reflorestamento é uma delas, porém a recuperação de áreas degradadas por meio de reflorestamento pode levar até 100 anos, além de ser ainda uma prática onerosa. Pensando em uma forma eficaz e mais econômica para a recuperação de áreas degra­

A equipe responsável pelo projeto de recuperação de solos

108

Fundações e Obras Geotécnicas

dadas, os estudantes da Fundação Matias Machline, Bruno Muniz, João Melga e Ivan Miller desenvolveram um projeto, apresen­ tado recentemente na FCA (Feira de Ciência da Amazônia), que mostra a possibilidade de recuperar uma área degradada, em menos tempo, fugindo das maneiras tradicionais. “Pesquisando a fundo sobre nossa região, percebemos a necessidade de um novo mé­ todo de recuperação de áreas degradadas, pois as técnicas aplicadas atualmente geram uma redução da biodiversidade de mais de 40% e custos que ultrapassam os 15 mil re­ ais por hectare, sem contar os riscos a que os trabalhadores são expostos durante o pro­ cesso”, comenta Ivan Miller.

FINALIDADE Bruno Muniz enfatiza que o trabalho visa a recuperação do solo e não o reflores­ tamento. As técnicas utilizadas nesse caso são adubação verde (plantio de legumino­ sas como mucuna preta, feijão guandu e de porco, entre outras) e bomba de sementes (bola de argila). “Juntos, eles nutrem a terra com ciclo de nitrogênio e outros nutrientes fazendo com que a mata secundária nasça mais rápido do que o reflorestamento feito naturalmente”, explica. Ele detalha que o projeto prevê que as bom­ bas de sementes sejam jogadas nas áreas de­


gradadas por meio de drones (veículo aéreo não tripulado e controlado re­ motamente que pode realizar inúme­ ras tarefas), com a intenção de prevenir qualquer interferência urbana, man­ tendo assim 100% da biodiversidade do local. “Com o reflorestamento há muita interferência antrópica. Um es­ tudo feito no Pará por um grupo ame­ ricano constatou que onde houve essa interferência na recuperação da flores­ ta, 50% da biodiversidade foi perdida e onde não houve, a biodiversidade foi mantida quase 100%”, relata Muniz. Além disso, Melga evidenciou que a recuperação por reflorestamento custa de 10 a 16 mil reais por hectare, enquanto que por adubação verde e bomba de sementes, o custo gira em torno de 4 a 5 mil reais. “Dependen­ do do quão esteja degradada a floresta secundária natural, o processo de flo­ rescimento dessa mata pode levar até 100 anos e com a ajuda da bomba de sementes, esse tempo pode diminuir de 15 a 20 anos”, salienta. Quanto à ideia de usar um drone, Miller conta que surgiu quando eles perceberam que a utilização de VANTs (Veículos Aéreos Não Tri­ pulados) vem progredindo geome­ tricamente em diversos setores, des­ de o monitoramento das áreas mais remotas da floresta amazônica até em tarefas como entregas de pizzas em grandes centros urbanos. Pouco antes de começarem as au­ las, o grupo iniciou uma pesquisa aprofundada sobre quadricópteros. Depois descobriram que era viável construir um VANT, passando a bus­ car formas de aliar técnicas já existen­ tes em prol dessa problemática am­ 109

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Trees For The Future / Flickr

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Imagem ilustrativa

biental. Após algumas visitas ao INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia) com o pesquisador e co­ orientador, Dalton Valle, os alunos decidiram usar as bombas de semente recheadas com adubos verdes, uma combinação ideal para a recuperação de solos expostos e lixiviados.

PERSPECTIVAS O trabalho ainda não foi conclu­ ído. Falta o desenvolvimento da se­ gunda parte da pesquisa que é fazer com que o drone, responsável pela tarefa de transportar as bombas de sementes, voe autonomamente. “Esse é o próximo passo do projeto, pois o drone funciona, mas ainda não é total­ mente autônomo”, acrescenta Melga. Muniz espera investir mais na ideia e reproduzi-la em maior escala. A equipe ainda pretende implantar um conjunto de placas solares de 6V que assegurarão uma durabilidade maior da bateria e, o mais impor­ tante, desenvolverá o modo de voo autônomo guiado por GPS (Global Positioning System), tecnologia já utilizada na região pelo IComp (Ins­ tituto de Computação) da UFAM (Universidade Federal do Amazo­ nas). Além disso, outros testes de voo devem ser realizados para um melhor funcionamento do sistema. Melga diz que a oportunidade de

apresentar este projeto em uma feira é extremamente relevante. “Ter contato com novas pessoas e ideias torna o am­ biente mais social do que acadêmico. Vale ressaltar que as críticas construti­ vas que o trabalho recebeu durante es­ sas ocasiões contribuíram imensamen­ te para o amadurecimento e desenvol­ vimento do projeto CUTIA”. Para ele, desenvolver uma pesquisa, principalmente por serem estudantes de ensino médio, significa um contato profundo com o meio acadêmico, seja por conta das conversas com doutores e pesquisadores de instituições e uni­ versidades, ou pelas discussões desen­ volvidas pelo próprio grupo. “Cada descoberta estimula a curiosidade e aumenta a percepção de problemas cotidianos. Um aluno que pesquisa é um cidadão apto a contribuir com o seu meio”, pontua. A 13ª SNCT (Semana Nacional de Ciência e Tecnologia no Amazo­ nas), que teve como tema “Ciência Alimentando o Brasil”, teve início no dia 18 de outubro de 2016 em todo o País. Em Manaus, paralelamente à Feira de Ciência da Amazônia, tam­ bém aconteceu o 2º Campeonato de Robótica, que reuniu construtores de robôs em torno para competir e determinar qual das criações era ca­ paz de cumprir da melhor forma um objetivo específico.


Geotecnia ambiental

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Fundações e Obras Geotécnicas


Geotecnia ambiental

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Livro

MANUAL DE EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES – PRÁTICAS RECOMENDADAS

A

A ABEF (Associação Brasileira de Empre­ sas de Engenharia de Fundações e Geotec­ nia) lançou no dia 05 de dezembro, durante o evento de confraternização da associação e do SINABEF (Sindicato das Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia do Estado de São Paulo), quando ocorreu o Prêmio ABEF 2016, o Manual de Execução de Fundações – Práticas Recomendadas, obra voltada exclusivamente para obras de funda­ ções e organizada há alguns anos. Composto por mais de 300 páginas, o li­ vro é dividido em três grupos e constitui um compilado com objetivo de orientar as ações e materiais adequados para esse tipo de obra. A primeira parte apresenta as fundações profundas e destaca os mais diversos tipos de estacas existentes, como as metálicas, as pré-moldadas de concreto, as Strauss, as es­ cavadas, as de hélice contínua monitoradas, entre outras. Além disso, a publicação mos­ tra as principais normas correlatas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e do Ministério do Trabalho. A segunda fase da publicação explica mais sobre contenções, como: parede-diafragma com uso de fluido estabilizante; concreto projetado; tirantes; chumbadores e cortinas de estacas secantes. Além disso, a obra con­ tém capítulos dedicados aos serviços consi­ derados especiais, como os DHPs (Drenos Sub-horizontais Profundos), além de deta­ lhes sobre o uso de Jet Grouting e estacas de

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Fundações e Obras Geotécnicas

Autora: Fernanda Nabao Editora: ABEF (Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia Ano: 2016

areia e brita compactada, ou argamassa para melhoria do solo. O livro apresenta aos lei­ tores o passo a passo a ser realizado, com o propósito de fazer o profissional alcançar o sucesso nesses tipos de obras. Essa edição é voltada para engenheiros, empresas e profissionais que trabalham no setor de engenharia de fundações e geotec­ nia, assim como é indicado para ser uti­ lizado na esfera acadêmica da engenharia civil, em universidades e faculdades nacio­ nais. Para adquirir a obra é necessário en­ trar em contato diretamente com a ABEF. O livro também terá uma versão em e-book e os interessados poderão adquirir cada ca­ pítulo separadamente.


Livro

NACIONAL

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MARÇO

ABRIL

BRAZIL ROAD EXPO São Paulo, São Paulo www.brazilroadexpo.com.br Em sua última edição, o evento reuniu aproximadamente 4.000 visitantes e 100 marcas expositoras. É um encontro tradicional para profissionais da área de infraestrutura viária e rodoviária, e tem como objetivo discutir pavimentações e apresentar soluções que possibilitem um avanço neste cenário. O congresso exibirá novidades dos fabricantes, apresentará os produtos para construção e manutenção de pontes, túneis, viadutos, além de materiais para a pavimentação em asfalto e concreto. Os participantes poderão conferir itens para drenagem, contenção de encostas, sistemas e produtos para segurança.

4º CBTE SEMINÁRIO INTERNACIONAL “LATIN AMERICAN TUNNELING – LAT 2017 São Paulo, São Paulo http://4cbt.tuneis.com.br/index.php Um dos mais esperados eventos do setor tuneleiro na América Latina, o evento acontece simultaneamente ao 9th International Symposium on Geothecnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. Durante o seminário serão apresentados 17 temas voltados para os profissionais envolvidos com a área de estruturas subterrâneas, por meio de debates, troca de experiências, exibição de novas tecnologias, com tendências do setor de projeto, construção, manutenção e operação. Haverá ainda a realização de um curso de atualização e aprimoramento no segmento de túneis.

EXTERIOR

21 22 MARÇO

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PILED FOUNDATIONS & GROUND IMPROVEMENT TECHNOLOGY FOR THE MODERN BUILDING AND INFRASTRUCTURE SECTOR Melbourne, Austrália http://bit.ly/2bcy9qP A conferência abrangerá estacas em fundações e obras de melhoramento do solo associado à evolução de construção e infraestrutura, além de incluir requisitos de retenção para porões. Os palestrantes compartilharão suas experiências, aspectos de concepção, construção e desempenho para trabalhar com estacas, além de abordar a melhoria do solo e técnicas para construção e obras de infraestrutura.

ISM 2017: MICROPILES RESISTING AND REMEDIATING THE EFFECTS OF MOTHER NATURE Vancouver, Canadá http://bit.ly/2btGTdV Organizado pela ISM (International Society for Micropiles), pela ADSC (International Association of Foundation Drilling) e pelo DFI (Deep Foundations Institute), o evento retorna à América do Norte. O workshop manterá o for­ mato tradicional, com sessões de palestras dos aspectos da tecnologia de microestacas. Haverá também uma compe­ tição internacional de microestacas, que selecionará o me­ lhor projeto do gênero no mundo.

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MARÇO E ABRIL


Revista Fundações Ed.77  

TRECHO NORTE DO RODOANEL MÁRIO COVAS TERÁ SETE TÚNEIS DUPLOS

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