Geotécnica: o que é e como aplicar em sua obra

Qualquer profissional que realiza projetos estruturais entende a importância do que está por baixo – e na construção civil, geralmente é o solo ou rocha. O objetivo da geotécnica, portanto, é garantir que todas as obras civis possuam uma base sólida.

Assim sendo, a geotécnica é uma disciplina importante: quase toda a infraestrutura física que torna possível nossa vida moderna é construída sobre rocha e solo. Porém, você sabe o que é, qual sua importância e aplicações em um projeto de engenharia civil?

É o que abordaremos ao longo deste artigo. Acompanhe:

Aproveite a leitura!

O que é geotécnica?

Geotecnia é a disciplina de especialização no campo da engenharia civil que trata das propriedades dos solos (areia, silte e argila) em termos de tecnologia construtiva, avaliação da estabilidade de taludes e risco de deslizamentos. 

Na terminologia internacional, o termo "engenharia geotécnica" geralmente inclui a mecânica dos solos e das rochas, ao qual identificam riscos potenciais e criam soluções práticas a fim de solucioná-los. 

De alguma forma, a engenharia geotécnica existe há milhares de anos. Temos evidências arqueológicas de barragens, diques, canais e outras estruturas que dependiam da dinâmica das rochas e do solo desde 2000 aC. 

À medida que os humanos começaram a construir estruturas maiores e mais complexas, cresceu a necessidade de levar em conta a capacidade do solo de suportar essas estruturas. No entanto, isso era mais arte do que ciência, e os construtores geralmente erravam: pense na Torre Inclinada de Pisa, que começou a tombar para um lado durante a construção por causa do subsolo fraco e instável sob a fundação.

No século XVIII, engenheiros e arquitetos começaram a adotar uma abordagem mais científica da mecânica dos solos. Por exemplo, em 1717, o engenheiro francês Henri Gautier reconheceu o conceito de "inclinação natural" de diferentes tipos de solo; o que chamamos, hoje em dia, de "ângulo de repouso". 

Nos dois séculos seguintes, engenheiros e cientistas estudaram conceitos fundamentais da geotécnica, como distribuição de tensão, coesão, pressão da terra e fluxo de fluidos através do solo. 

Todavia, a história da engenharia geotécnica, como disciplina moderna, começou no início de 1900 com Karl von Terzaghi, um engenheiro e geólogo austríaco. O rigoroso estudo de Terzaghi sobre as propriedades dos solos permitiu-lhe formalizar o estudo da mecânica dos solos, o que trouxe os projetos geotécnicos para fora do domínio da experiência, adivinhação e tentativa e erro.

A importância da geotecnia

Embora a geotécnica possa não ser tão visível quanto a arquitetura acima da superfície, ela desempenha um papel vital e é um componente crítico de quase todos os empreendimentos relacionados à infraestrutura, sejam eles civis ou militares. Isso ocorre porque desempenha um papel fundamental em todos os projetos de engenharia civil, uma vez que toda a construção, exceto estruturas espaciais, como satélites, é fundada sobre o solo. 

Estruturas maciças como o Burj Khalifa, o edifício mais alto do mundo, e a Lake Pontchartrain Causeway, a ponte mais longa dos Estados Unidos, não estariam de pé se não fosse pelo incrível trabalho de engenheiros geotécnicos.

Além disso, a geotécnica forma uma parte importante das indústrias extrativas, como mineração a céu aberto e subterrânea e extração de hidrocarbonetos, essencial na avaliação de perigos naturais, como terremotos e deslizamentos de terra. Ela é usada também para planejamento e projeto em conexão com, por exemplo, construção de estradas e fundações de edifícios e outras estruturas em terra e no mar. 

O campo ainda envolve competência em análise de estabilidade de taludes, capacidade de carga e deformação de obras e estruturas de solo.

O uso de solo e rocha naturais torna a engenharia geotécnica diferente de muitos outros ramos da engenharia: enquanto a maioria dos engenheiros especifica os materiais que usa, na geotecnia, deve-se usar o material existente no solo e, em geral, não é possível controlar suas propriedades.

Na maioria dos casos, a complexidade da geologia significa que o engenheiro geotécnico está lidando com materiais particularmente complicados e variáveis; suas propriedades mecânicas geralmente variam com o tempo e são extremamente dependentes das pressões da água no solo, que podem mudar com frequência.

Principais aplicações da geotécnica

O envolvimento da disciplina geotécnica começa no início de um projeto porque cada local possui um solo único. 

Como tal, a primeira coisa que um engenheiro geotécnico faz é a investigação do subsolo. Isso pode envolver cavar poços ou perfurar o solo e as camadas rochosas para coletar amostras, realizar testes de campo e pesquisar a qualidade do solo. 

O objetivo é determinar a estabilidade e a capacidade de suporte de tensão do solo abaixo do canteiro de obras.

Dependendo da obra, os estudos geotécnicos antes dela são vitais, porém seu monitoramento (estudos enquanto a obra está “ativa”) costumam ser negligenciados, tornando-se ainda mais imprescindíveis.

Embora o trabalho de campo seja uma parte essencial da engenharia geotécnica, os testes de laboratório também são críticos. 

Os engenheiros geotécnicos usam a análise de computador para analisar os dados coletados no local, modelar as condições futuras do solo e avaliar os perigos potenciais. Esta análise desempenha um papel significativo na minimização de riscos para as pessoas – sumidouros, deslizamentos de terra, quedas de rochas e até mesmo terremotos – bem como o impacto ambiental. 

O trabalho também inclui muita comunicação com as partes interessadas em cada projeto. Os engenheiros geotécnicos precisam identificar o que é e o que não é viável, navegar por agendas concorrentes e cronogramas conflitantes, explicar aumentos de custos e trabalhar com as partes interessadas para encontrar soluções práticas para problemas geotécnicos.

Alguns dos campos que a geotécnica se aplica são:

• Obras viárias e subterrâneas;
• Construção de barragens;
• Obras de erosão e de assoreamento;
• Áreas de risco geológico;
• Estabilidade de taludes e encostas;
• Estabilidade de maciços rochosos;
• Exploração mineral;
• Prevenção de desmoronamentos;
• Prevenção de deslizamentos;
• Preservação dos lençóis freáticos;
• Gerenciamento do problema do lixo;
• Contenção da ocupação de encostas;
• Além dos diversos tipos de sondagens do solo.

Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), projetos geotécnicos consistem na orientação dos seguintes serviços:

• Escavações a céu aberto;
• Aterros;
• Fundações de estruturas;
• Escoramentos e arrimos;
• Drenagem, esgotamento e rebaixamento;
• Estruturas enterradas;
• Túneis em rocha e solo;
• Barragens e estruturas anexas;
• Pavimentos;
• Estabilização de taludes naturais;
• Desempenho de obras.

Por fim, a disciplina geotécnica depende da aplicação contínua do julgamento da engenharia. Esse julgamento pode ser melhor desenvolvido por um estudo cuidadoso dos sucessos e fracassos passados ​​e anos de experiência. Através da educação continuada e orientação, as experiências são passadas de uma geração para outra, levando ao avanço constante da profissão.

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Até a próxima

Equipe Vobi

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Referências:

www.ngi.no

www.sciencedirect.com

www.online.norwich.edu

www.geoscan.com.br

www.blog.apl.eng.br