Todas as obras de engenharia dependem intrinsecamente do terreno onde se inserem, no qual se apoiam ou que estabilizam.
Em consequência, o conhecimento detalhado do terreno e a avaliação da sua interação com a construção é fundamental para uma correta concepção estrutural, compatível com uma vida útil em ótimas condições de segurança e durabilidade.
A Geotecnia esteve na gênese da empresa Teixeira Duarte desde o seu início em 1921, como atividade central do seu fundador. Ao longo dos 100 anos de existência, a empresa manteve uma grande tradição no desempenho geotécnico, desenvolvendo competências técnicas únicas e inovadoras nos projetos de engenharia e na execução de obras nesta área.
O que é a Geotecnia?
A Geotecnia é o ramo da Engenharia que engloba as disciplinas científicas denominadas Geologia da Engenharia, Mecânica dos Solos e Mecânica das Rochas.
A Geologia da Engenharia analisa a gênese dos terrenos e caracteriza-os de acordo com a sua constituição, envolvendo a investigação preliminar, o reconhecimento geológico e ensaios de campo e de laboratório para determinação das suas propriedades mecânicas, tendo como objetivo fornecer dados para o projeto.
Mecânica dos solos e das rochas
A Mecânica dos Solos estuda as condições de equilíbrio dos maciços terrosos, a capacidade de suporte de fundações, os impulsos de terras sobre estruturas, a estabilidade de taludes e aterros, o comportamento do solo submetido a ações dinâmicas (por exemplo, sísmicas), o melhoramento de solos através de diversas tecnologias, e o escoamento em meios subterrâneos.
A Mecânica das Rochas analisa o comportamento dos maciços rochosos no que se refere à sua resistência, deformabilidade e estados de tensão induzidos por ações aplicadas.
A Geotecnia permite uma correta definição da interação da estrutura com o solo, fornecendo meios para um dimensionamento adequado e evitando acidentes de amplitude e consequências variáveis: desde assentamentos originados por uma deficiente estimativa das capacidades resistentes das fundações a colapsos causados por acidentes naturais, como desabamentos em caso de atividade sísmica ou deslizamentos de terras em situações de pluviosidade intensa.
Prospecção geotécnica
A investigação das caraterísticas do solo tem como objetivo recolher informação relevante para a sua caraterização e utiliza técnicas variadas, usualmente divididas entre ensaios de campo e de laboratório, poços de inspeção e instrumentação.
Ensaios de campo
Os ensaios de campo envolvem geralmente a realização de sondagens para colheita de amostras e execução de ensaios de resistência à penetração.
Existem métodos muito variados e sofisticados, especificamente desenvolvidos para o reconhecimento de terrenos com caraterísticas particulares, lodosos, arenosos ou rochosos. Apesar da tecnologia de ponta, muitos deles têm aplicabilidade exclusiva ou limitada.
Ensaios de penetração
Entre os ensaios de penetração utilizados, o mais comum e consagrado é o SPT (Standard Penetration Test), que pela sua simplicidade e adequabilidade a qualquer tipo de terreno tem sido amplamente utilizado no mundo inteiro há muitas décadas, permitindo o desenvolvimento de inúmeros estudos e correlações comprovadas na prática.
A execução de poços para observação das condições do solo é também muito frequente, pois faculta a inspeção visual ao invés de outros meios pontuais, como sondagens. Assume particular importância na reconstrução, expondo eventuais interferências entre a nova construção e as anteriores, na investigação de freáticos e na análise do comportamento do terreno sob escavação.
A presença de água no solo tem um impacto muito significativo na execução de obras de fundação ou de escavação, tornando crucial a pesquisa de níveis freáticos, sua profundidade e caudal. O estudo da eventual ocorrência de fenômenos corrosivos diversos em estruturas (subterrâneas, marítimas ou fluviais e industriais), pode justificar a realização de análises químicas à água.
Quando a permeabilidade do solo é um fator condicionante na obra ou na vida da edificação, é útil a execução de ensaios específicos.
A realização de testes laboratoriais sobre as amostras recolhidas em campo permite a determinação do seu peso volúmico, granulometria, índice de vazios, plasticidade, resistência ao corte, entre outros.
Como em qualquer outra área científica, a investigação geotécnica é muito enriquecida pelo estudo da informação acumulada anterior, bem como a análise criteriosa de métodos e resultados.
Importância da prospecção
As bases de dados da prospecção de campo, das análises de laboratório e da experiência prática em obra constituem um patrimônio de grande valor intelectual que permite a evolução do conhecimento geotécnico e o desenvolvimento de soluções tecnológicas inovadoras, cada vez mais fiáveis, seguras e com melhores rendimentos.
Caracterização das condições geotécnicas
As informações colhidas durante a prospecção permitem a avaliação das condicionantes que o terreno apresenta para uma construção. Por exemplo, a natureza do terreno e a existência de água são fatores que têm uma influência determinante nas condições de segurança de uma estrutura, condicionando drasticamente o processo construtivo adotado.
Este impacto deve necessariamente ser contemplado na fase de concepção e projeto das estruturas, assim como na escolha das tecnologias mais adequadas para a execução, nos meios e recursos alocados, de forma a limitar o risco de acidentes na obra e sua envolvente e, em simultâneo, otimizar custos e prazos.
Dimensionamento de estruturas geotécnicas
De forma a atingir fatores de segurança adequados, utilizam-se no dimensionamento parâmetros obtidos a partir da caraterização do solo e suas propriedades no local para estimativa das capacidades resistentes do solo ou dos efeitos que este tem sobre as estruturas (ações, deslocamentos impostos, esforços dinâmicos, etc.).
Na estimativa destes parâmetros desempenha um papel fundamental a experiência adquirida pelo engenheiro projetista no acompanhamento de diversas obras geotécnicas em condições semelhantes.
Esta experiência permite uma percepção alargada do comportamento tanto do solo como das estruturas, bem como da sua variação ao longo do tempo, e a consideração de fenômenos interdependentes que, apesar de não serem evidentes, podem tornar-se condicionantes durante a obra ou ao longo da vida útil da construção.
A Geotecnia na construção de um mundo melhor
A Geotecnia, contribuindo para um conhecimento rigoroso do solo e das suas ações sobre as estruturas, desempenha um papel fundamental na adequação das construções ao seu meio ambiente, fornecendo meios para um dimensionamento criterioso, que garante simultaneamente a durabilidade e a redução de riscos durante a construção ou acidentes ao longo da sua vida útil.
Através da caracterização dos terrenos ocorrentes e regimes freáticos condicionantes, a Geotecnia contribui para a definição de políticas orientadas para uma ocupação territorial e urbana consciente.
Concluindo
De fato, a identificação de áreas aluvionares com comportamento muito compressível, de aterros pouco consolidados, de antigos acidentes geológicos onde a atividade sísmica pode ter consequências desastrosas, entre outras particularidades, permite o zoneamento de áreas potencialmente de risco, nas quais deve-se evitar a localização de construções estratégicas, como hospitais, aeroportos, pontes e escolas.
Por outro lado, sustenta a localização adequada destas estruturas com exigências próprias, colaborando na criação de infraestruturas mais seguras e cidades mais organizadas, com menores encargos de gestão e manutenção.
Reconhecendo a necessidade de uma atuação mais sustentável no âmbito da engenharia, a geotecnia identifica recursos naturais e permite a definição de soluções e de meios para a sua adequada aplicação, sempre com a otimização dos recursos e a preservação ambiental como objetivo.
No setor da geotecnia ambiental, tem-se verificado um aumento gradual da implementação de soluções que tiram partido das características intrínsecas dos terrenos, não só de resistência como de permeabilidade. São disso exemplo as soluções de impermeabilização naturais ou seminaturais, frequentemente aplicadas no confinamento de aterros de resíduos ou de solos e níveis freáticos contaminados.
