A ÁGUA E O SOLO NO ÂMBITO DA GEOTÉCNICA

INTRODUÇÃO

Fica a competência da geotecnia a aplicação dos principais conceitos de geologia, mecânica dos solos, estudo das rochas e consequentemente a resolução de problemas práticos nas áreas de fundações, estabilidade de taludes, obras subterrâneas, etc. (FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA UNIVERSIDADE DE COIMBRA, 2010, p. 2).

No contexto teórico, é considerado solo todo material pertencente à crosta terrestre que permite ser escavado, sem o uso de explosivos. Segundo Pinto (2006, p. 13), “todas as obras de Engenharia Civil assentam-se sobre o terreno e inevitavelmente requerem que o comportamento do solo seja devidamente considerado”, desta forma é imprescindível fazer considerações acerca do solo e suas interações diante de um projeto. Neste contexto encontramos a água como principal interagente do solo, de modo a ser permanente o link solo-água para todo e qualquer estudo antecedente a uma obra de Engenharia, bem como sinaliza Caputo (1988):

“Constitui requisito prévio para o projeto de qualquer obra, sobre tudo se de vulto (barragem, túnel, obra de arte, corte, aterro), o conhecimento da formação geológica local, estudo das rochas, solos, minerais que o compõem, bem como a influência da presença da água sobre ou sob a superfície da crosta”.

Obras do tipo barragens, contenção, fundações e estabilidade de taludes são alguns exemplos que com constância recorrem ao estudo da água e do solo, por encontrar-se uma grande quantidade de problemas relacionados, como por exemplo: contaminação do solo, erosão, capacidade de suporte de materiais geológicos, falta resistência mecânica antecedente à obra civil, etc.

Observando tais considerações, pretende-se revisar a bibliografia acerca do assunto, apontando os principais pontos de atuação de solo-água no enquadramento geotécnico.

METODOLOGIA

O artigo foi feito em forma de revisão bibliográfica, a fim de englobar os estudos disponíveis sobre solo e água no âmbito da geotecnia. Para coletar o material necessário para o desenvolvimento do artigo, foram utilizados como forma de pesquisa, artigos acadêmicos, monografias, e livros que abordassem o tema, sendo estes, publicados nos últimos 10 (dez) anos.

DESENVOLVIMENTO

Assim como define Souza Pinto (2006), o solo possui sua origem na decomposição constante da crosta terrestre, por meio de intemperismos físicos e químicos. A água é um dos principais responsáveis por tais deformações e, por meio da variação da temperatura e pela porosidade existente, a substância penetra no material, provocando lixiviação e transformando a estrutura físico-química dos solos e rochas. Como resumido por John Gurge (2010), “Os solos são misturas complexas de materiais inorgânicos e resíduos orgânicos parcialmente decompostos”.

O tempo é o fator fundamental na formação dos solos. De acordo com a ação de organismos vivos, clima (aquecimento e resfriamento), condições topográficas e a rocha de matriz, um novo modelo de solo é estabelecido. Com a ação constante do intemperismo, a rocha sã origina um material granulado (areia, silte, argila), coloides e íons. Durante a transformação, cada maciço rochoso decompõe-se de forma própria, com estruturas e características específicas. Estabelecido na NBR 6502, o solo é o material proveniente da decomposição das rochas, sendo sua constituição mineralógica diretamente relacionada com a rocha matriz.

Citado por Libardi (2014), o solo é composto por duas partes: a solida e a porosa. Quando seco, possui diferentes tamanhos de partículas, sendo, de acordo com a ABNT, o diâmetro da maior partícula (matacão) de 0,25m a 1m, enquanto da menor (argila) é de 0,42mm a 0,005mm. Normalmente, fora da termologia anterior, as ínfimas peneiras utilizadas em laboratórios detêm, no máximo, partículas de 0,075 mm de diâmetro.

A compreensão da importância das características do solo para um projeto de assentamento sobre este, permite o entendimento de como a água em contato com o solo pode influenciar etapas da obra.

No estudo do sistema solo-água pode-se considerar o solo um conjunto de partículas sólidas de diversas formas e tamanhos, entremeadas por poros interconectados também de diversas formas e tamanhos. Este espaço poroso entre partículas é ocupado por variadas quantidades de solução aquosa e de ar, neste caso, denominando-se um solo não saturado. Quando este espaço poroso está totalmente cheio de água, denomina-se um solo saturado.

Correlacionado água e solo, podemos obter variadas características físico-mecânicas, utilizando-as para um melhor estudo frente a um projeto envolvendo solo-água.

Fiori (2016) apresenta algumas propriedades do solo, tratando-se uma das principais o teor de umidade.

A umidade do solo refere-se nas características deste em função do teor de água, estando diretamente ligada aos tipos de solos e com as condições e o tempo de uso variando de acordo com as particularidades de cada região, como clima, localização, relevo, entre outros. Essa variação pode ser determinante para ocasionar danos agressivos ao solo como erosão e compactação, tornando o solo escasso e pouco produtivo. De acordo com GUERRA & CUNHA (2010) “Solos expostos e rasos, e os compactados estão mais dispostos a passar pelos efeitos de erosão, causado principalmente por chuvas, e a falta de cobertura vegetal, neste caso, torna-se determinante para esse processo”.

Para medir-se o teor de umidade em laboratório, é necessário a coleta de uma parte do solo úmida que em seguida é pesada. Colocando-a em um forno a 105°C por 24hrs retira-se toda a umidade encontrada na coleta e a amostra é pesada novamente. A umidade do solo (θ) é medida através da relação entre a diferença da massa úmida (Mu) e a massa seca (Ms) pelo peso específico da água (p) e o volume total da amostra (Vt).

Teor de umidade no solo:

θ= (Mu-Ms)/(p.Vt)

O conteúdo máximo de água em um solo depende do índice de vazios nele apresentado, sendo ele expresso pela razão do volume de vazios (Vv) pelo volume de sólidos (Vs), Fiori (2016).

ε=Vv/Vs

O índice de vazio, uma vez determinante para obtenção da densidade, torna-se uma das características mais importantes para a definição do solo. Dependendo dessa propriedade, a permeabilidade apresenta-se como um dos fatores relevantes para o estudo do solo.

A permeabilidade da água provém do grau de porosidade das rochas subterrâneas,