Os geossintéticos são materiais sintéticos ou naturais que podem ser utilizados em substituição a materiais convencionais de construção, que podem ser empregados como barreiras para proteção contra a contaminação de terrenos em aterros sanitários e em atividades de mineração, reforço e estabilização de solos, controle de processos erosivos, remediação de áreas degradadas, revestimento de canais e reservatórios, etc.Estes materiais podem também ser combinados a resíduos e a outros materiais que são comumente descartados pela sociedade, evitando potenciais danos ao meio ambiente, como no caso de resíduos de construção e demolição, rejeitos de mineração, plásticos, pneus inservíveis, etc.
Seu uso é de grande valor na engenharia. Uma das aplicações que vêm se popularizando são as chamadas OBRAS GEOTÉCNICAS, onde eles são aplicados por terem um excelente custo-benefício, tornarem a execução mais rápida, redução de impactos ambientais e até mesmo a facilidade de transporte, características que outros produtos similares não apresentam.
Imagem 01: Principais aplicações dos geossintéticos de acordo com a EN ISO 10318
a) reservatórios e barragens; b) canais; c) depósitos resíduos líquidos; d) depósitos de resíduos sólidos; e) obras rodoviárias; f) obras ferroviárias; g) túneis e estruturas subterrâneas; h) fundações; i) drenagem; j) controle de erosão (EN ISO 10318:2005 Geossintéticos).
Um breve resumo
Desde o surgimento dos geossintéticos, esse produto já foi tema de inúmeras pesquisas, que resultaram e continuam resultando na sua evolução. Antigamente, só existiam os geotêxteis, aplicados em obras que pediam sistema de drenagem e filtração. Entretanto, com o passar dos anos, vimos o surgimento de diversos outros tipos de geossintéticos, como as geogrelhas, geocélula, geomantas, georredes, etc.
Hoje em dia, esse material é um grande aliado para obras complexas, que quando combinado com outros materiais de construção alternativos, que reduzem a exploração de materiais naturais, poluição e liberação de rejeitos no meio ambiente. Uma pesquisa recente (2021) de Touze, concluiu que o uso dos geossintéticos na engenharia tem um impacto muito menor para a natureza que as soluções tradicionais.
Imagem 02: Aplicação de geossintético na engenharia
Geossintéticos em barragens
Diversos pesquisadores têm estudado a utilização de material geossintético em substituição a materiais naturais em barragens de terra como uma solução viável diante da falta de disponibilidade ou do alto custo do material granular tradicionalmente utilizado.
Seu uso mais frequente tem sido como separador de elementos drenantes, como rip rap e reforços de solo e de estabilidade dos taludes, e menos frequentemente como elementos que compõem os sistemas de drenagem interna das barragens. Nesse caso, ele atua de acordo com suas propriedades mecânicas, hidráulicas e de desempenho.
Em relação à filtração e drenagem, existem casos de geossintéticos utilizados nos drenos de pé, tapetes drenantes e trincheiras de vedação na construção ou reabilitação de algumas barragens pelo mundo.
Um exemplo da utilização de geotêxtil no filtro de transição de jusante de uma barragem é a Palmital, em Mairinque – São Paulo, que originalmente previa a execução de filtros com argila, brita e areia, mas pela dificuldade de se obter esses materiais na região, os engenheiros fizeram uma alteração no projeto para aplicação de manta geotêxtil junto com a brita.
Assim como na barragem de Palmital, o uso dos geotêxteis em obras similares trazem vantagens econômicas, já que com a aplicação, existe a possibilidade de haver a integridade de camadas no maciço da barragem, podendo vir a reduzir custos de manutenção e, também, a diminuição de riscos de acidentes.
Além do uso em filtro, os materiais geossintéticos vêm sendo utilizados como elemento de reforço de solo nas barragens, com o intuito de reduzir e redistribuir as tensões no aterro ou fundação da barragem, dando resistência à tração, coisa que o solo, sem o reforço, não garante. Desse modo, ela se torna capaz de resistir a um valor maior de recalque diferencial ou resistir a tensões que causem movimentações de massa, como escorregamentos e quedas.
Imagem 03: Aplicação em barragem.
Aplicação em aterros sanitários
Outra aplicação dos geossintéticos na engenharia geotécnica e geoambiental é a de aterros sanitários, que até certo ponto se assemelha com a aplicação em barragens, já que é contra fluxos de base e na cobertura.
A maior vantagem de seu uso nos aterros está ligada à questão ambiental, já que visa minimizar uma possível contaminação de solo e lençol freático com o chorume – líquido proveniente do lixo e resíduos do aterro. Antes dessa tecnologia, o solo dos aterros sanitários era argiloso, o que permitia a infiltração desse líquido contaminado, que gera prejuízos para o meio ambiente e para a saúde da população em geral.
Essa contaminação acendeu uma luz vermelha para os governos e agências ambientais, que tiveram que ir em busca de uma solução. A partir daí foram criados os chamados LINERS, que são estruturas compostas formada de materiais naturais e/ou sintéticos com o objetivo principal de minimizar os danos ambientais provocados pela disposição de resíduos.
Imagem 04: aplicação de geossintéticos em aterro sanitário
Tipos de geossintéticos utilizados em aterro:
- geogrelhas: reforço de taludes abaixo dos resíduos/ reforço de solos de cobertura sobre geomembranas;
- georredes: como colchão drenante;
- geomembranas:usadas como barreiras para líquidos, gases e/ou vapores;
- geocompostos: usados para separação, filtração ou drenagem;
- geocompostos argilosos: barreiras hidráulicas e contra infiltrações;
- geotubos: facilitam a coleta e drenam rapidamente o chorume;
- geotêxteis: filtração ou como colchão para proteger a geomembrana contra danos.
Esses geossintéticos citados e suas aplicações têm como objetivo a minimização de riscos ambientais. Hoje, um dos métodos mais utilizados para contenção em aterros é a geomembrana, que atua como elemento de barreira, não possibilitando o transporte de material através de sua espessura.
Outros sistemas utilizados para impermeabilização são os GCLs (geocompostos bentoníticos), que permitem um melhor controle de qualidade dos materiais, facilidade e rapidez de instalação e aumento do volume útil dentro das células de disposição de resíduos.
Geossintéticos no controle de erosão
Erosão é um processo natural do solo, que tem como principais causas a água e o vento. Alguns fatores agravantes para esse processo são o tipo de solo, a topografia do local, vegetação e uso do solo. Esse processo causa deslocamento de solo, que traz danos estruturais e ambientais.
Para evitar essa degradação, usa-se dos geossintéticos em diversos casos, como: proteção de taludes, canais, proteção costeira, represas, aterros, valas de drenagem, etc. Nesses casos, os materiais podem ser usados individualmente ou combinados, dependendo das características do processo erosivo e do projeto da obra. Normalmente, aplicam-se geotêxteis, georredes ou geogrelhas.
Imagem 05: Prevenção de erosão na beira da rodovia com geossintético.
O futuro dos geossintéticos na engenharia geotécnica e geoambiental
Com o avanço da tecnologia, o interesse da sociedade em minimizar danos ambientais e o investimento em pesquisas acerca dos geossintéticos, o futuro de suas aplicações em obras é muito promissor. E isso não é mero achismo, afinal, produtos de manufatura estão em alta e recebendo muito investimento científico, que permitirá o aprimoramento dos geossintéticos já existentes e o surgimento de novos, que terão ainda mais aplicabilidade e benefícios para o mercado e sociedade.
Alguns marcos recentes endossam essa teoria de evolução para os geossintéticos, como o uso de um sistema de filtro inovador que foi utilizado na rodovia M56, no Reino Unido, que incorpora partículas granulares capazes de tratar metais tóxicos e remover poluentes solúveis e sólidos que são trazidos por runoff. Em 2017, a CSG Queensland, Austrália, usou aproximadamente 10.000 metros quadrados de geotêxteis aprimorados com grafeno para detectar buracos em sistemas de barreira. Tal sistema é capaz de detectar furos tão pequenos quanto 0,7 mm de diâmetro.
Outro aspecto que tende a incentivar o aumento do uso de geossintéticos é a capacidade de tais materiais fornecerem soluções de engenharia com menor impacto ambiental. E como dito anteriormente, os geossintéticos podem ser empregados em determinadas condições, reduzindo, ou até impedindo, a difusão de contaminantes pelo solo e água..
Estas medidas protetivas são recomendadas não só para atividades e empreendimentos como aterros sanitários, minerações e lagoas de rejeitos como também para impermeabilização de áreas que armazenam combustíveis, materiais oleosos, substâncias químicas e demais produtos que possam ser caracterizados como contaminantes.
Como barreira de fluxo, os geossintéticos possuem propriedades promissoras, mais seguras ambientalmente e promovendo maior produtividade à obra, quando comparados com as soluções tradicionais. Dessa forma, há um grande potencial de crescimento da especificação e uso de geossintéticos no Brasil e no mundo em obras ambientais para os próximos anos.
E você, que está lendo este artigo, o que imagina para o futuro das aplicabilidades dos geossintéticos na mineração e na engenharia? E o que já viu de progresso até aqui?
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