Trabalho sobre Engenharia Geotextil 1

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INTRODUÇÃO
Os Geotêxteis tem sido utilizado no Brasil em muitas obras de engenharia, com desempenho muito bom e relação custo/benefício muito favorável, tornando esses produtos praticamente indispensáveis. As aplicações são muitas, sejam em drenagens profundas e superficiais, canalizações, aterros sobre solos moles, pavimentações, muros de contenção, barragens, controle de erosão, áreas verdes, áreas de esporte, reforços de fundações e muitos outros. Em determinadas circunstâncias, muitas vezes sua potencialidade e utilização vem sendo preteridas pela comunidade técnica e de usuários, especialmente os novos profissionais; acredita-se que devido à pouca informação e divulgação de produtos. A utilização de materiais para melhorar a qualidade dos solos é prática comum desde alguns milênios, vemos que eram utilizados em estivas de junco, solo misturado com palha, etc., em geral materiais vegetais constituídos de fibras resistentes, foram empregados na Grande Muralha da China e em várias obras do Império Romano. Após a Segunda Guerra Mundial, como o desenvolvimento da indústria petroquímica e a consequente disseminação dos produtos plásticos, iniciou-se a “Era dos Geossintéticos”. As primeiras utilizações de geotêxteis como elemento filtrante foram de obras costeiras nos Países Baixos e nos EUA. Alguns anos depois, vários produtos similares vêm sendo desenvolvidos, e tem auxiliado a Engenharia a se modernizar, como isso houve uma melhoria da qualidade, como também o aumento da vida útil da obra, melhores condições de trabalho, mais rapidez e evidentemente menores custos. Em 1971, iniciou-se a “Era dos Geossintéticos” no Brasil com a fabricação do primeiro geotêxtil não tecido. 
2 TERMINOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DOS GEOSSINTÉTICOS
De acordo com o projeto de revisão brasileira NBR 12553, os geossintéticos são nomeados e classificados da seguinte forma: 
- Geobarra (GB) – produto em forma de barra com função predominante de reforço; 
- Geocélula (GL) – produto com estrutura tridimensional aberta, constituída de células interligadas, que confinam mecanicamente os materiais nela inseridos, com função predominante de reforço e controle de erosão;
- Geocomposto – produto industrializado formado pela superposição ou associação de um ou mais geossintéticos entre si ou com outros produtos, geralmente concebido para desempenhar uma função específica; 
- Geocomposto argiloso para barreira impermeabilizante (GCL) – estrutura formada pela associação de geossintéticos a um material argiloso de baixa condutividade, desenvolvida para a função de barreira impermeabilizante; 
- Geocomposto para drenagem (GCD) – produto desenvolvido para drenagem composto geralmente de um geotêxtil atuando ou um geoespaçador atuando como elemento drenante; 
- Geocomposto para reforço (GCR) – estrutura formada pela associação de geossintéticos não similares, desenvolvido para reforço; 
- Geoespaçador (GS) – produto com estrutura tridimensional constituída de forma a apresentar grande volume de vazias, utilizado predominantemente como meio drenante;
- Geoexpandido (GE) – produto fabricado a partir de um polímero expamdido formando uma estrutura tridimensional leve, com a finalidade de aliviar o peso de uma estrutura geotécnica;
- Geoforma (GF) – estrutura realizada a partir de geossintéticos, com a finalidade de conter materiais de modo permanente ou provisório;
- Geogrelha (GG) – produto com estrutura em forma de grelha com função predominante de reforço, cujas aberturas permitem a interação do meio que estão confinadas, constituído por elementos resistentes a tração, sendo considerado unidirecional quando apresenta elevada resistência à tração nas duas direções principais (ortogonais). Em função do processo de fabricação, as geogrelhas podem ser extrudadas, soldadas ou tecidas;
- Geomanta (GA) – produto com estrutura tridimensional permeável, usado para controle de erosão superficial do solo, também conhecido como biomanta no caso de ser biodegradável;
- Geomenbrama (GM) – produto bidimensional, de baixíssima permebeabilidade, composto predominantemente por asfaltos, elastômeros ou plastômeros, utilizado para controle de fluxo e separação, nas condições de solicitação;
- Georrede (GN) – produto com estrutura em forma de grelha, com função predominante de drenagem;
- Geotêxtil (GT) – produto têxtil bidimensional permeável, composto de fibras cortadas, filamentos contínuos, monofilamentos, laminetes ou fios, formando estruturas tecidas, nãotecidas ou tricotadas, cujas propriedades mecânicas e hidráulicas permitem que desempenhe várias funções numa obra geotécnica;
- Geotêxtil não tecido (GTN) – produto composto por fibras cortadas ou filamentos contínuos, distribuídos aleatoriamente, os quais sã interligados por processos mecânicos, térmicos ou químicos.
- Geotêxtil nãotecido agulhado (GTNa) – fibras interligadas mecanicamente por processo de agulhagem;
- Geotêxtil nãotecido termoligado (GTNt) – fibras interligadas por fusão parcial obtida por aquecimento;
- Geotêxtil não tecido resinado (GTNr) – fibras interligadas por meio de produtos químicos;
- Geotêxtil tecido (GTW) – produto oriundo do entrelaçamento de fios, monofilamentos ou laminetes (fitas), seguindo direções preferenciais denominadas trama (sentido transversal) e urdume (sentido longitudinal);
- Geotêxtil tricotado (GTK) – produto oriundo do entrelaçamento de fios por tricotamento;
- Geotira (GI) – produto em forma de tira com função predominante de reforço;
- Geotubo (GP) – produto de forma tubular com função drenante.
 
CONCEITOS E APLICAÇÕES GERAIS 
O trabalho inicia-se com o uso do geotêxtil não-tecido que é aplicado em diferentes campos de aplicação, e é definido mediante a função que irá desempenhar. Na maioria das aplicações o geotêxtil não-tecido pode cumprir simultaneamente várias funções, mas sempre existirá uma principal que determinará a eleição do tipo a utilizar. Para desempenhar adequadamente a função para a qual foram projetados, os geotêxteis não-tecidos devem ser submetidos a um rigoroso processo de controle de qualidade durante a fabricação, por conta disto são submetidos a ensaios físicos, mecânicos, mecânicos do conjunto solo e geotêxtil não-tecido, hidráulicos e de durabilidade. As principais funções exercidas pelos geotêxteis não-tecidos estão descritos a seguir. 
 
2.1 - Função de Reforço
O geotêxtil não-tecido, através de suas propriedades mecânicas, atua no sentido de reforçar a estrutura geotécnica na qual está inserido, atuando como reforço sempre que solicitado à tração no sentido de aumentar a resistência do material que o envolve. São aplicados em obras de muro de solo envelopado, pavimentação e aterros sobre solos moles. O perfeito desempenho da função reforço de um geossintético não depende apenas de um correto dimensionamento dos esforços solicitantes de projeto, mas também da sua correta especificação, através de valores adequados de suas propriedades relevantes (Vertematti, 2004). Segundo Vertematti (2004), pode se resumir como relevantes, para o desempenho da função reforço, as seguintes propriedades: 
• Resistência a Tração; 
• Alongamento sob tração; 
• Taxa de deformação; 
• Módulo de rigidez à tração; 
• Comportamento em fluência (depende do tipo de polímero); 
• Resistência aos esforços de instalação; 
• Resistência a degradação ambiental; 
• Interação mecânica com o solo envolvente. 
 
2.2 - Função de Filtração 
Quando instalado entre um solo e um meio drenante, o geotêxtil não-tecido permite a livre passagem da água, ao mesmo tempo em que retém as partículas do solo necessárias à sua estabilização. São aplicados em obras de juntas de galerias pré-moldadas, muros de contenção em gabiões, campos esportivos e jardins, enrocamentos de contenção, drenos de pavimentos, trincheiras drenantes, paliçadas de contenção e diques contínuos de contenção. Um sistema filtrante mal-dimensionado ou com desempenho ruim pode causar falhas naestrutura de terra ou de concreto em barragens, margens de rios, enrocamentos de proteção ou de contenção, ou em estradas. As consequências seriam desastrosas e a reparação muito cara, quando não 
impossível ou inacessível (Vertematti, 2004). Por esta razão, um sistema filtrante consistência à agressividade do meio ambiente. Para garantir a eficácia do mesmo, durante sua instalação e vida útil, ocasião em que esforços mecânicos poderão danificá-lo, é muito importante a escolha final de um geotêxtil não-tecido em relação ao outro se levando em conta as características de resistência a esforços de instalação (DNIT, 2006). 
• Resistência à tração; 
• Alongamento; 
• Resistência ao Puncionamento; 
• Resistência ao estouro; 
• Resistência à propagação do rasgo. 
 
2.3 - Função de Separação 
Quando instalado entre dois materiais de granulometrias diferentes, o geotêxtil não-tecido impede que estes se misturem, mantendo suas características, ao mesmo tempo em que permite a livre passagem da água nos dois sentidos, evitando supressões. 
São aplicados em obras de lastros ferroviários, praias artificiais, estradas, arruamentos e pátios. Segundo Vertematti (2004), para que um geotêxtil não-tecido exerça a função principal de elemento separador, ele deverá ter as seguintes propriedades:
• Resistência à passagem de finos provenientes do solo de fundação; 
• Resistência aos esforços a que será submetido ao longo da vida útil da obra. 
As principais solicitações a que o geossintético poderá estar submetido nesse tipo de aplicação e que influenciarão em seu funcionamento são a tração localizada, estouro, perfuração e impacto.
2.4 - Função de Proteção 
O geotêxtil não-tecido, colocado adjacente a outro elemento de uma obra geotécnica, o protege de danos mecânicos, nessa função o geotêxtil não-tecido absorve os esforços e tensões localizadas que se incidissem diretamente sobre o material protegido poderiam danificá-lo. São aplicados em obras de impermeabilização e recapeamento asfáltico. Para que o geotêxtil não-tecido possa exercer a função principal de elemento protetor, dependendo do tipo de aplicação, ele deve apresentar uma ou mais das seguintes propriedades: (Vertematti, 2004) 
• Resistência a esforços de puncionamento; 
• Resistência a esforços de tração localizada; 
• Resistência e não propagação do rasgo; 
• Absorção de esforços de compressão; 
• Resistência a abrasão; 
• Permissividade; 
• Transmissividade. 
 
2.5 - Função de Drenagem Transversal 
O geotêxtil não-tecido, através de sua estrutura física, coleta e conduz fluidos em seu plano e alivia as pressões neutras do solo. Esta função é inerente apenas aos geotêxteis não-tecidos espessos. São aplicados em obra de drenagem em campos de esporte e jardins, drenos verticais em solos compressíveis e drenos de muros de arrimo de gravidade. Quando no desempenho da função drenagem, os geotêxteis não-tecidos apresentam elevada capacidade de escoamento, o que, no entanto, pode variar significativamente dependendo das tensões confinantes de compressão a que estiverem sujeitos na obra (Vertematti, 2004). As propriedades relevantes para a aplicação em drenagem são: 
• Densidade da fibra ou filamento; 
• Espessura; 
• Resistência à tração; 
• Resistência a compressão; 
• Resistência ao cisalhamento; 
• Transmissividade; 
• Resistência à agressividade do meio ambiente. 
A densidade do geotêxtil não-tecido, a espessura e outras características específicas definem seu formato, constituição, posição do filtro, tais como, resistência à tração, resistência a compressão e resistência ao cisalhamento. A transmissividade define a capacidade do geotêxtil não-tecido em transportar rapidamente volumes elevados de líquidos, sendo, portanto, sua principal característica, diretamente ligada a função drenante. Devem ser consideradas também as alterações do geotêxtil não-tecido ao longo do tempo por efeito da temperatura, pela natureza do liquido transportado, sua viscosidade, e pela possibilidade de desenvolvimento de microorganismos no núcleo drenante, o que pode diminuir a sua transmissividade em longo prazo (Vertematti, 2004). 
 
EXEMPLOS DE FUNÇÕES DE DESEMPENHO, EXECUÇÃO E CONTROLE
Nesta parte será apresentado dados fornecidos pela ABNIT sobre o desempenho das mantas geotêxteis, normas DNER e informações técnicas de execução e controle do fabricante Fibrosom - Isolamentos Térmicos e Acústicos (www.fibrosom.com).
 Com o objetivo de ampliar o desenvolvimento tecnológico dos geotêxteis , foi criado o Comitê Técnico Geotêxtil do ABINT – Associação Brasileira das Indústrias de Nãotecidos e Tecidos, formada pelas empresas associadas, que entre outros trabalhos criou um “Curso Básico de Geotêxteis”, cuja apostila utilizamos um estudo sobre ensaios de desempenho, conforme apresentado abaixo:
Num caso específico, podemos exemplificar os critérios que orientem a execução, aceitação e medição da aplicação de mantas geotêxteis não tecidas em dispositivos de drenagem nas obras rodoviárias sob a jurisdição do DNER. As mantas geotêxteis de poliéster não tecidas são os geossintéticos utilizados na execução dos dispositivos de drenagem, com a finalidade de filtração, separação e proteção. Os materiais geossintéticos, aqui considerados, são as mantas geotêxteis não tecidas de poliéster, e devem satisfazer ao especificado na Tabela 1. 
Todo fornecimento de manta geotêxtil que chegar à obra deve vir acompanhado do certificado de qualidade, fornecido por laboratório idôneo, que contenham os resultados dos ensaios realizados para o lote de fabricação, conforme as seguintes especificações: 
a) resistência à tração faixa larga, conforme a NBR 12824(1); 
b) alongamento na ruptura, conforme a NBR 12824(1); 
c) resistência à tração grab, conforme a ASTM D 4632(2); 
d) resistência ao puncionamento, pistão CBR, conforme a NBR 13359(3); 
e) permeabilidade, conforme a ASTM D 4491(4); 
f) abertura aparente, conforme ASTM D 4751(5).
Tabela 1 - Propriedades de Mantas Geotêxteis Não Tecidas 
Todo equipamento deve ser inspecionado e aprovado pelo órgão fiscalizador, os equipamentos básicos necessários aos serviços de aplicação das mantas geotêxteis compreendem: 
- Caminhão de carroceria fixa com guincho; 
- Equipamento para desenrolar o geotêxtil - pendurais; 
- Ferramentas manuais, como tesouras, facas e outros materiais de corte.
Nesse caso específico, o controle ambiental utiliza os procedimentos à proteção de corpos d’água, da vegetação lindeira e à segurança viária. O material excedente da aplicação da manta geotêxtil deve ser transportado para local pré-definido em conjunto com a fiscalização, sendo vedado seu lançamento na faixa de domínio, nas áreas lindeiras, no leito dos rios e em quaisquer outros locais onde possam causar prejuízos ambientais. Devem ser atendidas, no que couber, as recomendações ambientais do DNER referentes às obras e serviços de drenagem e pavimentação.
Um outro exemplo de utilização de drenagem e impermeabilização, do fabricante Fibrosom - Isolamentos Térmicos e Acústicos (www.fibrosom.com), que garante a estabilidade de um talude, a estabilidade granulométrica de um solo, de uma camada de betão, argamassa ou de uma camada de enchimento, este fabricante disponibiliza uma manta geotêxtil não fibrada de poliéster e polipropileno, cuja estrutura atua como um filtro para as partículas sólidas, sendo, no entanto, permeável à água, facilitando assim a drenagem dos solos, impossibilitando a saída dos finos, o que levaria à instabilidade dos mesmos. Quando utilizada nos terraços e coberturas, garante a perfeita separação do isolamento com a argamassa. Essa manta geotêxtil é extremamente versátil, podendo ser utilizada em obras de vias de comunicação, em obras de aterros, em consolidação de taludes, em obras de drenagem, em coberturas ajardinadas, etc.
- Recorremos às mantas geotêxteis, sempre que haja necessidade deseparar camadas solo/inertes de diferentes granulometrias, mas permitindo a livre circulação da água.
- Nas caves enterradas, é utilizada em complemento da manta drenante e tubos de drenagem e das telas asfálticas, permitindo assim um perfeito encaminhamento das águas, protegendo a parede do edifício. Abaixo incluímos as especificações fornecidas pelo fabricante, Fibrosom - Isolamentos Térmicos e Acústicos (www.fibrosom.com), a saber:
 
5 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
 	A matéria – prima empregada consiste do plástico, que é a principal matéria prima do geotêxtil não-tecido. Os plásticos são materiais orgânicos poliméricos sintéticos de um modo geral, pode se dizer que são compostos por um polímero e aditivos. Os aditivos são produtos adicionados ao polímero com as funções de pigmento, estabilizante, plastificante, retardador da combustão, entre outras (www.wikipedia.com.br/2015). 
Os polímeros utilizados na confecção das fibras de geotêxteis não-tecidos são termoplásticos, isto é, a uma dada temperatura, apresenta alta viscosidade podendo ser conformados e moldados. Em ordem crescente de utilização, segundo Koerner (1998) os principais tipos são: 
• Poliamida (nylon) ±1%; 
• Polietileno ±2%; 
• Poliéster ±12%; 
• Polipropileno ±85%. 
 
Na fabricação do geotêxtil não-tecido, dois tipos de fibras podem ser utilizados na confecção de geotêxteis não-tecidos, os filamentos contínuos e as fibras cortadas. A diferença consiste no comprimento associado a cada um destes elementos. Os filamentos contínuos possuem grande extensão, ao passo que as fibras cortadas apresentam comprimento reduzido, cerca de 50 a 100 mm (Koerner, 1998). 
 
No processo via fundida (Filamentos contínuos), a fiação é contínua por extrusão onde os filamentos são resfriados, estirados e espalhados aleatoriamente sobre uma esteira rolante em forma de mantas (ABINT, 2001). Estes são consolidados por intensa agulhagem mecânica, calandragem ou resinagem, resultando no produto final. 
No processo via carda (Fibras cortadas) as fibras fornecidas em fardos, são paralelizadas por cilindros recobertos de dentes penteadores que formam os véus, os quais são dobrados formando as mantas (ABINT, 2001). Estas são consolidadas por intensa agulhagem mecânica, calandragem ou resinagem, resultando no produto final. 
No processo geotêxtil não-tecido agulhado (GTNa), o processo mecânico de agulhagem, as fibras dispostas na esteira rolante passam sob uma prancha constituída por uma série de agulhas dentadas. A ligação acontece mediante a penetração das agulhas, repetidas vezes, em toda profundidade do material a fim de provocar o entrelaçamento das fibras (ABINT, 2001). 
Os geotêxteis não-tecidos fabricados por esse processo têm boas características mecânicas, maior e continua espessura que proporciona boa propriedade para filtração e separação, grande alongamento que remete a uma boa adaptabilidade às desconformidades do terreno sendo uma excelente propriedade para proteção (PAVCO, 2006). 
No processo geotêxtil não-tecido termoligado (GTNt), a ligação acontece através da fusão parcial das fibras por calandras. Este processo pode provocar a ligação tanto de alguns pontos, como também de regiões mais extensas da manta (ABINT, 2001). Sua espessura e alongamento são sensivelmente menores do que os agulhados, por conta disto sua transmissibilidade e permeabilidade são menores, possui boas propriedades mecânicas, porém pouca flexibilidade (PAVCO, 2006). 
No processo de fabricação geotêxtil não-tecido resinado (GTNr), no caso de geotêxteis não-tecidos resinados, a ligação ocorre através de alguma substância química, como por exemplo, resina acrílica plicada por imersão ou pulverização (ABINT, 2001). Este sistema não é utilizado para a fabricação de geotêxteis não-tecidos de proteção e separação, pois o contato com outro material de elemento químico distinto pode provocar incompatibilidade (PAVCO, 2006). 
 
As funções e aplicações dos Geotêxteis não-tecidos possuem diferentes campos de aplicação é definido mediante a função que irá desempenhar. Na maioria das aplicações o geotêxtil não-tecido pode cumprir simultaneamente várias funções, mas sempre existirá uma principal que determinará a eleição do tipo a utilizar. Para desempenhar adequadamente a função para a qual foram projetados, os geotêxteis não-tecidos devem ser submetidos a um rigoroso processo de controle de qualidade durante a fabricação, por conta disto são submetidos a ensaios físicos, mecânicos, mecânicos do conjunto solo e geotêxtil não-tecido, hidráulicos e de durabilidade. 
6 CONCLUSÃO 
Neste trabalho verificamos que a utilização de geotêxteis não-tecidos é muito abrangente, nos dando possibilidade de termos projetos mais econômicos, simples, de fácil execução e com alta qualidade final. A potencialidade dos geotêxteis não-tecidos é alta, porém muitos engenheiros não estão utilizando este material, devido à pouca informação e divulgação deste produto. Este trabalho conclui que a apresentação dessas informações em uma linguagem simples, e resumida auxilia no aumento de seu uso na engenharia civil.
A importância de sua aplicação pode ser vista a saber: 
- Na agricultura, drenagem agrícola, nas áreas verdes, tais como jardins, floreiros e proteção de gramados; - Barragens, na proteção do talude de montante, drenos vertical e horizontal; - Canais, nos colchões drenantes, base para impregnação asfáltica e proteção de geomenbranas; - Captação de água subterrâneas, poços profundos e trincheiras de captação; - Construção Civil, drenagem subterrânea, proteção de impermeabilização; - Construção Industrial, drenagem subterrânea, impermeabilização, estacionamentos e arruamentos, reforço de aterros; - Controle de Erosão, revestimento de canais, bacias de amortecimento, proteção superficial de taludes; Esporte e Lazer, campos de futebol, quadras de tênis, campos suspensos, campos de golfe, jóquei clubes, praias artificiais, proteção de gramados; - Obras de Contenção, muros de solo reforçado, drenos em muros de arrimo, muros em gabiões, paliçadas e diques contínuos; - Obras Marítimas, enrocamentos de contenção de cliques contínuos; - Proteção de Meio Ambiente, filtros, drenagem sob reservatórios, aterros sanitários, drenagem em pilhas de minérios; - Obras Viárias, estradas, vias de acesso, sistemas viários, pátios, estacionamentos e ferrovias.
 
9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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