elemento instabilizante de maciços

Elemento instabilizante de maciços: entenda os perigos da água nas estruturas

Você sabia que água pode atuar como um elemento instabilizante de maciços? Afinal, quais são os riscos que ela representa para as estruturas e quais são os impactos causados por esse condicionante? Ainda, como atenuar os efeitos da água nos taludes e encostas? Para responder às diversas questões relevantes ligadas ao tema, conversamos com a Professora Doutora Denise de Carvalho Urashima, que é Engenheira Civil especializada em Geotecnia — leia o conteúdo até o fim para aproveitar as informações!

O que é um elemento instabilizante de maciços?

De acordo com a especialista, para que haja estabilidade de taludes (encostas), o valor da resistência ao cisalhamento máxima disponível pelo solo que constitui o maciço terroso do talude deve ser superior à tensão cisalhante mobilizada. Em outras palavras, a instabilidade de um talude é deflagrada quando as tensões cisalhantes mobilizadas se igualam à resistência ao cisalhamento.

Dessa forma, os elementos instabilizantes a serem considerados são aqueles que diminuem a resistência cisalhante máxima disponível. Simultaneamente, eles também aumentam a tensão cisalhante mobilizada atuante, podendo acarretar em uma situação de ruptura do talude, caso não sejam feitas as intervenções necessárias. 

É oportuno lembrar que as tensões no solo podem ser classificadas como geostáticas ou induzidas. As geostáticas são decorrentes do peso próprio das partículas sólidas que constituem o solo, bem como do líquido que preenche os vazios do solo, geralmente sendo a água. As tensões induzidas, como sugere o nome, são causadas por elementos externos, como fundações, sobrecargas, entre outras.

As tensões geostáticas costumam ser mais elevadas conforme a profundidade do ponto em questão. As induzidas, por sua vez, tendem a ser menores quanto maior a distância do ponto analisado em relação ao ponto de aplicação da carga.

Por que a água é um dos principais elementos instabilizantes?

Não é raro assistir a noticiários que apontam a chuva como causa preponderante na instabilidade de taludes, gerando acidentes que causam grandes prejuízos materiais, além da perda de vidas.

No entanto, como explicado por Denise, esse fato não ocorre de forma isolada, ou seja, ele se manifesta dentro de um contexto global, visto que a magnitude do efeito da influência da água na instabilidade depende, também, de outros fatores, como:

  •         geológico-geotécnicos;
  •         hidrológico-climáticos;
  •         parâmetros mecânicos;
  •         hidráulicos do solo;
  •         topografia local;
  •         tipo de ocupação do solo.

As ações antrópicas também podem ser agentes para deflagração dos movimentos de massa, devido à quebra do equilíbrio entre os condicionantes, acelerando a dinâmica dos processos. 

Para exemplificar de forma isolada a influência da água como um dos fatores predominantes na instabilidade, podemos considerar os períodos de chuvas frequentes. Nessas épocas, ocorre um aumento contínuo e gradual no grau de saturação do solo. Por consequência, há uma diminuição da sucção e das tensões efetivas, o que implica numa redução da resistência ao cisalhamento disponível do solo. De forma simultânea, desenvolve-se o crescimento das forças atuantes pelo aumento do peso, visto que os poros do solo passam a ser preenchidos por água. Sendo assim, a água pode levar o talude à ruptura, porque na situação utilizada como exemplo, as forças atuantes passam a ser maiores do que as forças resistentes, afetando a segurança do maciço e podendo, até mesmo, comprometer a estabilização de encostas, levando ao colapso.

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Portanto, em muitas situações se faz necessário o emprego de sistemas de drenagem superficial e/ou profunda, bem como sistemas de dissipação de energia hidráulica, entre outros, que devem ser dimensionados e adequados para cada caso em estudo. 

Qual é a importância de conhecer o solo e detectar se ele tem fluxos de água?

Em qualquer obra geotécnica, mesmo durante a fase de estudo de viabilidade, é imprescindível conhecer o perfil do solo. A estratigrafia das camadas constituintes do solo e seus respectivos parâmetros geotécnicos permitem projetar a obra com maior embasamento técnico. Nesse cenário, é fundamental tomar conhecimento a respeito da presença ou não de água e o fluxo que ela percorre dentro de maciço. Afinal, existe uma variabilidade inerente às propriedades do solo, que começa em sua formação.

Reside aí a importância de compreender fatores geológico-geotécnicos, além de estabelecer parâmetros mecânicos e hidráulicos do solo em obras geotécnicas, como nas barragens de contenção de rejeitos de mineração. Isso ocorre porque essas são estruturas complexas e dinâmicas, exigindo cuidados especiais desde o estudo de implantação à sua inativação.

Apesar disso, Denise explica que falhas podem ocorrer em algumas situações devido a projetos inadequados e à negligência na fase de construção e na manutenção da obra no decorrer dos anos. Em determinados casos, o abandono da barragem após a sua inativação também causa problemas. Os resultados da falta de critérios são acidentes com grandes impactos em distintas esferas (sociais, econômicas e ambientais).

Como evitar ou minimizar os efeitos instabilizantes da água nos maciços?

Como a presença de água pode gerar instabilidade nos maciços, é preciso realizar o manejo adequado dos fluxos — isso pode ser feito de diferentes maneiras, dependendo do tipo de obra. Os dispositivos utilizados podem ser mais simples ou bastante elaborados, o que varia conforme o projeto e sua complexidade.

A Engenheira Denise menciona a possibilidade de usar dispositivos de drenagens superficiais, como a execução de canaletas, redes de escoamentos para coleta e condução das águas superficiais e construção de escadas hidráulicas, a fim de dissipar a energia. Além disso, outros dispositivos podem ser empregados para eliminar possíveis efeitos causados pelo acúmulo de água de infiltração na obra, como barbacãs, que são drenos curtos, cuja função é evitar o acúmulo de água atrás de um muro de arrimo. 

Além disso, é possível utilizar outros dispositivos para viabilizar drenagens sub-horizontais, drenagens profundas e drenagens superficiais, tais como inúmeros tipos de geossintéticos disponíveis no mercado. A especialista ressalta que a análise e a decisão em torno do tipo utilizado devem estar em sintonia com o projeto e as condições que o envolvem.

Como você viu, a água atua como um elemento instabilizante de maciços. No entanto, existem boas soluções para mitigar os riscos e contornar os danos que ela poderia causar.

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