ESTUDO DA VIABILIDADE DO USO DE PNEUS COMO MATERIAL UTILIZADO EM ESTRUTURA DE CONTENÇÃO - TCC

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CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
LEYLANE MARTINS CERQUEIRA LIMA
SARAH LOUYSE GONÇALVES RAMOS
ESTUDO DA VIABILIDADE DO USO DE PNEUS COMO MATERIAL UTILIZADO EM ESTRUTURA DE CONTENÇÃO
MACEIÓ-AL
2017/2
LEYLANE MARTINS CERQUEIRA LIMA
SARAH LOUYSE GONÇALVES RAMOS
ESTUDO DA VIABILIDADE DO USO DE PNEUS COMO MATERIAL UTILIZADO EM ESTRUTURA DE CONTENÇÃO
Trabalho de conclusão de curso apresentado como requisito finail, para conclusão do curso de Engenharia Civil ao Centro Universitário CESMAC, sob a orientação da professora Msc.Danúbia Teixeira Silva.
MACEIÓ-AL
2017/2
BIBLIOTECA CENTRAL CESMAC
L732e	Lima, Leylane Martins Cerqueira
Estudo da viabilidade do uso de pneus como material utilizado em estruturas de contenção / Leylane Martins Cerqueira Lima, Sarah Louyse Gonçalves Ramos.- Maceió , 2017.
57f. il.
TCC (Graduação em Engenharia Civil) - Centro Universitário CESMAC, Maceió, AL, 2017.
Orientadora: Danúbia Teixeira Silva.
1. Contenção. 2. Pedras. 3. Pneus. 4. Muro. I. Ramos, Sarah Louyse Gonçalves. II. Silva, Danúbia Teixeira . III. Título.
CDU: 622.35
AGRADECIMENTOS
	Primeiramente agradecemos a Deus, que em sua infinita bondade nos fez capaz de discernir entre tantos caminhos, o que nos leva a ser o que somos hoje e nos traz até aqui, além de toda força e iluminação concedida nas horas de dificuldades.
	Expressamos, também, nossa imensa gratidão a orientadora Danúbia Teixeira, pelos ensinamentos, estímulo, paciência e experiência para nos auxiliar na realização deste trabalho.
	Em especial aos nossos pais, Mônica, Carlos, Virginie e James, pois são os responsáveis por estarmos concluindo uma grande etapa como esta, nos guiando durante todo o caminho, com tamanho amor e paciência, apoiando as nossas escolhas e aplaudindo de pé nossas conquistas.
	Agradecemos ao Victor pela disponibilidade de ajudar a conseguir informações importantes para conclusão do trabalho, facilitando nossa busca por dados essenciais da pesquisa.
	Reconhecemos que Rodrigo e Matheus foram pacientes e estiveram conosco durantes as fases difíceis e de estresse, por isso agradecemos todo o apoio incondicional.
	A todos aqueles de nossa família, que foram essenciais em alguma parte do processo ao longo do curso, agradecemos pela total confiança e por nos permitir comemorar com alegria a conclusão desta graduação.
Agradecemos enfim, a todos os professores que fizeram parte da nossa formação ao longo dos cinco anos de graduação. Os conhecimentos transmitidos por eles não se limitam à sala de aula, ou ao exercício profissional, todas as experiências compartilhadas, as cobranças e palavras de reflexão passadas, se entendem como ensinamentos para vida, nos deixando mais preparadas e conscientes para o mundo
ESTUDO DA VIABILIDADE DO USO DE PNEUS COMO MATERIAL UTILIZADO EM ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO
STUDY ON THE VIABILITY IN THE USE OF TIRES AS A MATERIAL USED IN RETAINING WALLS
Leylane Martins Cerqueira Lima
Graduanda do Curso de Engenharia Civil
leylane.martins@hotmail.com
Sarah Louyse Gonçalves Ramos
Graduanda do Curso de Engenharia Civil
sarahlouyse@hotmail.com
Danúbia Teixeira Silva
Mestre pela Universidade Federal do Rio de Janeiro
danubiatsilva@gmail.com
RESUMO
Neste trabalho é apresentado um comparativo técnico e econômico entre duas estruturas de contenção: alvenaria de pedras e pneus inservíveis, e a viabilidade do uso de pneus em estrutura de contenção. Utilizou como exemplo um muro em pedras existente na Avenida Governador Afrânio Lages, localizado na cidade de Maceió-AL. Dados referentes a geometria e ao tipo de solo do talude em que o muro atua foram utilizados para a verificação dos esforços atuantes, fazendo uso do método de Rankine, e resistentes do muro a fim de identificar as condições de estabilidade quanto ao tombamento, deslizamento e a capacidade de carga de fundação do muro em questão. Para efeito comparativo, com os dados do talude do muro em alvenaria de pedras foi realizado o dimensionamento de um muro de contenção em pneus, determinando os esforços atuantes a partir do método de Coulomb, e resistentes do muro construído com esse material. Foram elaborados orçamentos para os dois tipos de muro, identificando e quantificando os materiais necessários para construção. A realização desse estudo comparativo permitiu a verificação da viabilidade de dimensionar uma estrutura de contenção utilizando pneus, material que quando considerado inservível para cumprir os objetivos de fabricação, atendeu as recomendações de segurança quanto a estabilidade quando utilizado como material de construção de um muro de contenção. 
PALAVRAS-CHAVE: Contenção. Pedras. Pneus. Muro. 
ABSTRACT
On this paper is presented with a technical and economical comparative between two retaining walls: brickwork and unserviceable tires, and the viability of using tires in retaining walls. This research made use of example an existing brick wall in Governador Afrânio Lages avenue, based in Maceió-Al city. The data regarding the slope geometry and soil type where the wall is active were used for verify the acting forces by the Rankine method, and resistance forces on the wall in order to verify the conditions of stability for tipping, sliding and capacity of foundation load for the wall in study. To compare the situations with the brick wall slope data was also performed the dimensioning for the retaining wall with tires, determining the acting forces from the Coulomb method, and the resistance forces for the wall built with this materirial. Budgets were elaborated for the two kinds of walls, identifying and quantifying the materials required to built. To realize this comparative study it was allowed to verify the viability to size a retaining wall using tires, material that when was considered useless to attend the purpose, showed to attend the safety recommendations as a construction material for a retaining wall. 
KEYWORDS: Retaining. Brick. Tires. Wall.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	7
2 REFERENCIAL TEÓRICO	10
2.1 Reciclagem do pneu	10
2.2 Empuxos de terra	13
2.3 Teoria de Rankine	15
2.4 Teoria de Coulomb	15
2.5 Estruturas de contenção	16
2.5.1 Tipos de estruturas de contenção	16
2.6 Estabilidades de muro de arrimo de gravidade	19
2.6.2 Segurança contra o deslizamento	20
2.6.3 Capacidade de carga da fundação	21
2.6.4 Segurança contra a ruptura global	23
2.7 Estabilidade de muro de arrimo com pneus	24
2.7.1 Cálculos de centro de gravidade	24
2.7.2 Cálculos do coeficiente do empuxo ativo (Ka)	25
2.7.3 Cálculo do empuxo ativo (Ea)	26
2.7.4 Cálculo dos componentes do empuxo ativo (Eh, Ev)	27
2.7.5 Cálculo do peso unitário do muro (W)	27
2.7.6 Cálculo geométrico das distâncias ao fulcro (F)	27
2.7.7 Verificações	29
3 METODOLOGIA	31
3.1 Revisão bibliográfica	33
3.2 Exemplo de dimensionamento de estrutura de contenção.	33
3.3 Dimensionamento de estrutura de contenção de alvenaria de pedra argamassada	33
3.4 Dimensionamento de estrutura de contenção de pneus	39
3.5 Comparativo técnico e econômico	41
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES	42
5 CONCLUSÃO	53
REFERÊNCIAS	55
1 INTRODUÇÃO
Segundo Caputo (2015), os taludes compreendem quaisquer superfícies inclinadas que limitam um maciço de terra, de rocha ou de terra e rocha, ou seja, é uma superfície de solo exposta que forma um ângulo com a superfície horizontal. Eles podem ser classificados como naturais ou artificiais.
Os taludes naturais são comumente conhecidos como encostas, pois são aqueles formados diretamente pela natureza, pela ação geológica, ou pela ação de intempéries (chuva, sol, vento, etc.), formados há milhões de anos e encontrados principalmente nas encostas de montanhas.
Já o talude artificial, é aquele proveniente da ação humana, ou seja, foi construído pelo homem, alterando suas paisagens originais, modificando a vegetação e a topografia. Esses taludes podem ser de dois tipos:
de corte ou de aterro. Sendo o de corte, aquele que se forma como resultado da retirada de material, ou seja, do corte propriamente dito. E o de aterro aquele formado pela compactação de solo no local.
Segundo a Associação Brasileira de Geologia de Engenharia (ABGE, 1998 apud Marangon, 2009), a execução de cortes nos maciços pode condicionar movimentos de massa. E para Terzaghi (1943) apud Marangon (2009), o movimento dos maciços de terra depende, principalmente, da sua resistência interna ao escorregamento. Sendo assim, as porções de solo podem se mover devido ao aumento dos esforços atuantes ou da diminuição da resistência dos materiais que o compõem.
Esses movimentos de terra são definidos, de acordo com Pena (2016), como deslocamentos de rochas ou sedimentos em superfícies inclinadas, estando ligados, principalmente, a ação da gravidade. E podem receber diferentes classificações, tais como, rastejo, escorregamento, queda de blocos rochosos ou corridas de massa.
As classificações desses movimentos gravitacionais de massa estão de acordo com uma série de características, onde a composição do material envolvido e a velocidade de deslocamento são de extrema relevância. Deixando esses processos associados aos fatores condicionantes e fatores deflagradores.
Os fatores condicionantes estão ligados a geometria do talude, pois a geometria desses taludes de corte e aterro, dependem do que foi traçado na rodovia. E os agentes deflagradores podem ser derivados da ação humana e das chuvas, pois, de acordo com Caputo (2015), é com esses fatores e nos períodos de grande precipitação pluviométrica que se explica a ocorrência da maioria dos escorregamentos.
	Diante desses fatores condicionantes, há a importância de estabilizar os taludes, e por isso surgem as estruturas de contenção, que são estruturas que fornecem suporte a maciços de terra e evitam o escorregamento causado pelo seu peso próprio ou por carregamentos externos. As estruturas de contenção podem ser dos seguintes tipos: solo grampeado, terra armada, gabiões, cortina cravada, cortina atirantada, crib-walls, aterro reforçado, retaludamento, e muros de arrimo de gravidade e flexão. 
Em relação aos muros de arrimo, conforme afirma Gerscovich (2012), são estruturas corridas de contenção de parede vertical ou quase vertical, apoiadas em uma fundação rasa ou profunda, podem ser construídos em alvenaria (tijolos ou pedras) ou em concreto (simples ou armado), ou ainda, de elementos especiais. E são estruturas que se opõem aos empuxos horizontais pelo peso próprio.
E ainda segundo Gerscovich (2012), esses muros de arrimo podem ser categorizados em dois tipos, os de gravidade (construídos de alvenaria, concreto, gabiões ou pneus) e os de flexão (com ou sem contraforte, e com ou sem tirantes). 
Os muros de flexão de acordo com Gerscovich (2012) são mais esbeltos com seção transversal em forma de “L” que resistem aos empuxos por flexão, utilizando parte do peso próprio do maciço, que se apoia sobre a base “L”, para manter-se em equilíbrio, são em geral construídos em concreto armado. 
Já os muros de gravidade são geralmente utilizados para conter desníveis pequenos entre 1 e 5 metros, e podem ser construídos de pedra ou concreto (simples ou armado), gabiões ou ainda, pneus usados.
Este trabalho se delimita ao estudo da viabilidade do uso de pneus usados para estruturas de contenção de taludes. Esse tipo de contenção propõe dar finalidade aos pneus inservíveis, pois, segundo a resolução nº 258 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA, 1999), os pneus são resíduos sólidos de alto risco. Uma vez que dispostos inadequadamente constituem passivo ambiental que podem resultar em sérios riscos ao meio ambiente e à saúde pública, sendo um instrumento causador de doenças como a dengue, além do fato da borracha do mesmo demorar cerca de 600 anos para se decompor.
	Diante disso, foi realizado uma revisão bibliográfica a partir de livros, artigos e normas sobre as principais técnicas construtivas de estruturas de contenção de taludes utilizando pneus realizando um estudo comparativo, técnico e econômico, entre o método de contenção em pneus e em alvenaria de pedras de um talude.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Reciclagem do pneu
Sabe-se que um pneu demora cerca de 600 anos para chegar à decomposição. No Brasil são produzidos, em média, mais de 40 milhões de pneus por ano. E esses números acarretam no desafio de dar uma finalidade econômica e ambiental correta aos pneus inservíveis usados em automóveis, ou seja, aqueles que não podem ser mais recauchutados ou mesmo reformados.
De acordo com Mousinho (1997) apud Souza (2002, p. 14):
Pneus usados constituem um indesejável resíduo sólido urbano, produzido em grandes quantidades em todo o Brasil, principalmente em áreas metropolitanas. A disposição final dos pneus usados se constitui portanto em um problema ambiental de grandes proporções existindo um grande interesse o uso de novas tecnologias que utilizem esse rejeito. 
Os pneus inservíveis são usualmente depositados em pilhas expostas ao ar livre e por isso são considerados um dos maiores inimigos da saúde pública, pois eles podem ser um meio transmissor de doenças. 
Em caso de queima, em consequência da quantidade de petróleo e outras substâncias químicas na sua composição, liberam fumaça altamente tóxica, além de produzir descargas de óleo que prejudicam a qualidade das águas subterrâneas e superficiais. Por esta razão a disposição final deste resíduo consiste numa tarefa difícil e onerosa, necessitando de grandes áreas para armazenar este rejeito.
Entretanto, no Brasil, esse panorama é diferente. Desde 1999, segundo determinou uma resolução nº 258 do Conselho Regional do Meio Ambiente (CONAMA, 1999) em seu artigo 1º, as empresas fabricantes e as importadoras de pneumáticos ficam obrigadas a coletar e dar destinação final, ambientalmente adequada, aos pneus inservíveis existentes no território nacional, na proporção definida relativamente às quantidades fabricadas e/ou importadas.
Inicialmente, devido à falta de mecanismos de reciclagem e reaproveitamento, era difícil lidar com o montante que sobrava, porém, atualmente, existem indústrias especializadas na reciclagem, que são as usinas de moagem.
De acordo com Fogaça (2014) o processo de recuperação e regeneração dos pneus exige a separação da borracha vulcanizada de outros componentes (como metais e tecidos, por exemplo). A vulcanização da borracha consiste no processo de adição do enxofre a sua forma crua, sob aquecimento e com o uso de catalisadores, para melhorar as suas características.
E ainda segundo Fogaça (2014) a borracha crua necessita de melhorias, pois desta forma ela apresenta características indesejáveis para ser utilizada pela indústria, como a baixa resistência à tração, solubilidade em solventes orgânicos, facilidade de ser oxidada e a mudança de consistência conforme variações de temperatura, pois, em dias quentes, ela fica mole e pegajosa, enquanto, em dias frios, ela fica dura e quebradiça.
Após o processo de vulcanização da borracha, os pneus são cortados em pedaços e purificados em um sistema de peneiras. Esses pedaços são moídos e depois submetidos à digestão em vapor d’água e produtos químicos, para desvulcanizá-los (Fogaça, 2014).
O produto resultante pode ser então refinado em moinhos até a obtenção de uma manta uniforme ou para a obtenção de grânulos de borracha, dando a este material, várias utilidades.
Segundo a Reciclanip (2012), entidade sem fins lucrativos que atua na logística de coleta e destinação de pneus inservíveis, no Brasil 64% dos pneus inservíveis foram utilizados como combustível em indústrias de cimento. Os 36% restantes foram triturados e aproveitados na fabricação de solados de sapato, borrachas de vedação, pisos de quadras poliesportivas, pisos industriais e tapetes para automóveis, porém, recentemente surgiram estudos para utilização dos pneus inservíveis como componentes para a fabricação de manta asfáltica
e asfalto-borracha, processo que tem sido acompanhado e aprovado pela indústria de pneumáticos. Embora os pneus sejam muito empregados em obras de pavimentação (Figura 1), seu emprego também pode ser visto em diversas situações como mostra a Figura 2 e a Figura 3.
Figura 1 - Asfalto-borracha na pavimentação de vias 
Fonte: MURICI, Rômulo. PET Engenharia Civil. 2014.
.
Figura 2 – Playground ecológico
Fonte: SANTOS, Mônica. G1. 2014
Figura 3 – Muro de contenção com pneus
Fonte: GERSCOVICH, Denise. 2012, p. 9.
2.2 Empuxos de terra
Conforme afirma Gerscovich (2007, p.2):
Entende-se empuxo de terra a ação horizontal produzida por um maciço de solo sobre as obras com ele em contato, e a determinação do seu valor é fundamental na análise e projeto de obras como muros de arrimo, cortinas em estacas pranchas, cortinas atirantadas, escoramentos de escavações em geral, construções em subsolos, encontros de pontes, entre outras situações semelhantes a estas.
Albuquerque (2003) argumenta que esse empuxo geralmente é calculado por uma faixa unitária da estrutura, não considerando as forças que atuariam sobre as superfícies laterais dessas faixas. E a sua intensidade depende de diversos fatores, como a topografia do local, os tipos e características do solo, a deformação sofrida pela estrutura, a posição do nível da água, e também, da inclinação do terrapleno.
O valor obtido do empuxo, assim como a distribuição de tensões ao longo da estrutura de contenção, depende da interação solo-elemento durante as fases da obra e são determinados através de um coeficiente de empuxo, no qual existem os estados de tensões no repouso e equilíbrio plástico (ativo e passivo). E o mesmo atuando sobre o elemento estrutural provoca deslocamentos horizontais que, por sua vez, alteram o seu valor.
Partindo deste princípio que o empuxo pode variar de acordo com a situação da sua interação, eles são classificados de acordo com a suas pressões, como empuxo no repouso, empuxo ativo e empuxo passivo.
O empuxo no repouso é definido pelas tensões horizontais, calculadas para condição de repouso, ou seja, é a pressão atuante, antes da escavação de terra, quando a estrutura não se desloca, não sofrendo deformação. Já o empuxo ativo e o passivo, são a pressão limite induzida entre o solo e o muro existindo uma tendência de movimentação de solo, sendo um no sentido de se expandir e o outro no de comprimir, respectivamente, como mostra a Figura 4.
Figura 4 – Empuxo ativo e passivo
Fonte: ALBUQUERQUE, Paulo. 2003, p. 32.
2.2.1 Coeficientes de empuxo
Conforme afirma Marangon (2009) os coeficientes de empuxo, chamados de k, são determinados considerando a pressão vertical em função de uma profundidade e sobre uma massa semi-infinita de solo não saturado e de superfície horizontal. Esse coeficiente é calculado de acordo com a equação 1 através relação entre a tensão horizontal σh e a tensão vertical σv em repouso.
Equação 1
Para o empuxo no repouso, Terzaghi (1943) determinou o valor da força necessária para manter o anteparo (muro) estático, considerando que o mesmo não rompe e não se altera, ou seja, o estado de repouso se caracteriza pela geração de tensões horizontais para uma condição de deformação nula, o que corresponde à pressão exercida pelo solo sobre um muro de contenção rígido e fixo, que não sofre movimentos na direção lateral.
Considerando que, além do repouso, também existem inúmeros casos em que as estruturas interagem com o solo através de forças horizontais, e essas interações são dividias em duas categorias: a primeira é quando uma estrutura é feita para suportar um maciço de terra, como os muros de gravidade, e a segunda é a estrutura que “empurra” o solo, por exemplo, as fundações, que transmitem grandes esforços ao maciço.
Quando é uma estrutura que suporta um maciço de solo, as forças que nela atuam, ou seja, as forças que o solo exerce sobre a estrutura, são de natureza ativa, e de acordo com Terzaghi (1943), essas forças exercidas sobre o anteparo no momento de ruptura são denominadas de empuxos ativos, e o estado ativo ocorre quando o muro sofre movimentos laterais no sentido de afastar-se do solo, ou seja, o solo “empurra” a estrutura, aliviando as tensões horizontais e ocasionando a sua tração.
Já no contrário, quando é a estrutura que é empurrada contra o solo, a força exercida pela estrutura sobre o solo, é de natureza passiva, e considerando de forma análoga, o estado passivo corresponde à movimentação do muro de encontro ao solo, ou seja, o solo no sentindo de comprimir, o que aumenta as suas tensões horizontais. Então, considerando todos esses conceitos e para calcular o empuxo, foram formuladas teorias clássicas sobre empuxo de terra por Coulomb e Rankine.
2.3 Teoria de Rankine
De acordo com a teoria de Rankine, uma ligeira deformação de solo é suficiente para provocar o deslocamento de um muro, ou seja, o muro é flexível e basta apenas pequenas deformações para mobilizar os empuxos ativos e passivos. E assim, ele considerou através das equações do círculo de Mohr, que a estrutura irá desenvolver estados limites, plásticos, em que no momento da ruptura surgem infinitos planos de ruptura e ocorre a plastificação de todo o maciço.
Para aplicar a teoria de Rankine e determinar o empuxo, assume-se as hipóteses fundamentais da teoria, que foram feitas com base em solos não coesivos, ou seja, coesão igual a zero, sem pressão de percolação, não considerou o atrito entre o solo e o muro, superfície do terreno plana, e o muro é vertical e flexível. Porém, em condições diferentes só se poderá aplicar a teoria de Rankine, adotando algumas simplificações. 
2.4 Teoria de Coulomb
A teoria de Coulomb considera o equilíbrio limite de uma cunha de terreno acompanhando o movimento da estrutura de suporte, a hipótese de haver atrito entre o solo e o muro, é adotada, onde com o deslocamento do muro, a cunha de solo também se desloca, criando tensões cisalhantes entre o solo e o muro.
	As hipóteses discutidas nesta teoria, são diferentes das de Rankine, pois aqui, a estrutura é rígida, ou seja, sem deslocamento, a ruptura é vista como um problema em duas dimensões (estado plano e de deformações), o solo é constituído por um tipo não coesivo e homogêneo, as forças de atrito são distribuídas uniformemente ao logo do plano de ruptura, e considera o terrapleno inclinado.
Através dessas teorias, é possível realizar o estudo de empuxos de terra, analisando diversas condições diferentes para entender as solicitações do solo estudado, a ponto de estabelecer as condições de estabilidade de contenção de peso de um terrapleno, para determinar uma estrutura de contenção.
2.5 Estruturas de contenção
As estruturas de contenção são estruturas projetadas para resistir a um empuxo de terra e/ou água, cargas estruturais e quaisquer outros esforços induzidos por estruturas ou equipamento adjacentes. As estruturas de arrimo são utilizadas quando se deseja manter uma diferença de nível na superfície do terreno e o espaço disponível não é suficiente para vencer o desnível através de taludes (Gomes, 2014).
O tipo de estrutura de contenção é determinado de acordo com critérios que depende da altura da estrutura, da natureza, das características do solo de fundação, das condições do nível da água do local, entre outros.
2.5.1 Tipos de estruturas de contenção
Existem diversos tipos de estruturas de contenção, como o muro de gravidade, muro de flexão ou contraforte e a terra armada. Todos estes tipos apresentam como principal função conter o solo. 
Os muros de flexão que são construídos em concreto armado com altura entre 5 e 7 metros, que apresenta uma largura entre 50% e 70% da altura do muro, como mostra na Figura 5. No caso de altura maiores, a base trabalha a flexão e se necessário emprega vigas de enrijecimento.
Figura 5 - Muro de flexão
Fonte: GERSCOVICH, Denise; 2012.
Os muros de gravidades são estruturas corridas,
de grande massa, que resistem aos empuxos horizontais pelo peso próprio (GERSCOVICH, 2012). No geral eles são empregados para conter pequenos e médios desníveis (inferiores a 5 metros) e podem ser construídos de pedra, concreto ciclópico (simples ou armado), gabiões ou ainda, pneus usados.
	O muro de gabiões que é um tipo de contenção em que dispensa a utilização de escoramentos e tem sido muito utilizado como estruturas definitivas em contenções com alturas de até 6 metros.
São construídos aplicando-se caixas de malha de arame galvanizado contendo pedras de dimensões maiores às da abertura da malha, superpostas, montadas manualmente no local, como mostra a Figura 6.Figura 6 - Muro de gabiões
Fonte: GERSCOVICH, Denise; 2012.
Os muros atirantados que são construídos em terrenos com altura de talude entre 4 e 6 metros. O topo do muro é preso por meio de tirantes fixados a uma placa de ancoragem, que está rigidamente fixada em uma rocha ou solo resistente, com a finalidade de evitar o seu deslocamento. Atualmente, os muros atirantados estão sendo substituídos por cortinas atirantadas, porque apresentam uma maior facilidade e rigidez na construção. Esta cortina é composta por uma parede bem rígida de concreto armado, como mostra a Figura 7.
Figura 7 – Cortina atirantada
Fonte: SOARES, Adriano; 2013
. 
O muro de arrimo utilizando pneus como material de construção que surgiu como alternativa a ser utilizada para conter massas de solo são construídos a partir do lançamento de camadas horizontais de pneus, amarrados entre si com corda ou arame e preenchidos com solo compactado, como mostra a Figura 8. 
Os muros de pneus trabalham como muros de gravidade com grande flexibilidade, se acomodam aos recalques do terreno e, por esse motivo, não são recomendados em taludes que sirvam de suporte para cargas vindas de edificações, ferrovias e rodovias, que são obras que não suportam deformações na base (Jesus, 2003 apud Santana, 2014).
Uma das principais vantagens desse tipo de contenção, segundo Souza (2002), vem da reutilização de pneus descartados, evitando que sejam lançados em locais indevidos, agredindo os solos e servindo como forma criadoura de doenças, como a dengue e febre amarela, além de ajudar o meio-ambiente.
Em sua construção, de acordo com Jesus (2013) apud Santana (2014), os pneus são cortados ao meio durante todo o seu perímetro e separados em duas faces iguais. Depois, são amarrados entre si, preenchidos por solo e pedras, fazendo toda a extensão da base do talude. Nas camadas superiores os pneus devem ser centralizados, ou seja, colocado o cento da circunferência exatamente sobre a junção dos pneus debaixo, criando uma amarração entre todas as camadas até atingir a altura necessária.
A utilização de pneus usados em obras geotécnicas apresenta-se como uma solução que combina a elevada resistência mecânica do material com o baixo custo, comparativamente aos materiais convencionais (Gerscovich, 2012).
Figura 8 - Muro de contenção utilizando pneus
Fonte: BARONI, Magnos; 2012.
2.6 Estabilidades de muro de arrimo de gravidade 
	Na verificação de um muro de arrimo, independente da sua seção, devem ser investigadas as seguintes condições de estabilidade: tombamento, deslizamento da base, capacidade de carga da fundação e ruptura global, como mostra a Figura 9.
Figura 9 - Condições de estabilidade
Fonte: FERREIRA, Vitório; 2012.
A
2.6.1 Segurança contra o tombamento
Para que o muro não tombe em torno da extremidade externa, ou seja, para que tenha segurança ao tombamento, o momento resistente deve ser maior do que o momento solicitante. O momento resistente () corresponde ao momento gerado pelo peso do muro. O momento solicitante () é definido como o momento do empuxo total atuante em relação a um ponto adotado no muro (Ponto A).
O coeficiente de segurança contra o tombamento é definido como a razão entre o momento resistente sobre o momento solicitante, como mostra a Equação 2. 
Equação 2
2.6.2 Segurança contra o deslizamento
	A segurança contra o deslizamento consiste no cálculo da verificação do equilíbrio dos componentes horizontais das forças atuantes, ou seja, equilíbrio entre o esforço solicitante horizontal e a força de atrito, com a aplicação de um fator de segurança adequado.
	E essa verificação é feita pela de acordo com a Equação 3, que mostra que a divisão entre o somatório dos esforços resistentes pelo somatório dos esforços solicitantes tem que ser maior ou igual a 1,5.
Equação 3
O fator de segurança contra o deslizamento será a soma do empuxo passivo com o esforço cisalhante na base do muro, tudo isso dividido pelo empuxo ativo, como mostra a Equação 4. 
Equação 4
O empuxo passivo, quando considerado, deve ser reduzido por um Fator de segurança entre 2 e 3, uma vez que sua mobilização requer a existência de deslocamentos significativos. Alternativamente, esta componente pode ser simplesmente desprezada.
2.6.3 Capacidade de carga da fundação
A capacidade de carga consiste na verificação da segurança contra a ruptura e deformações excessivas do terreno de fundação. A análise geralmente considera o muro rígido e a distribuição de tensões linear ao longo da base (GERSCOVICH, 2012).
Se a resultante das forças atuantes no muro localizar-se no núcleo central da base do muro, o diagrama de pressões no solo será aproximadamente trapezoidal. O terreno estará submetido apenas a tensões de compressão.
A distribuição de pressões verticais na base do muro apresenta uma forma trapezoidal e essa distribuição não uniforme é devida à ação combinada do peso “W” e do empuxo “E” sobre o muro. 
As equações de equilíbrio serão calculadas de acordo com a Equação 5.
Equação 5
 
Onde: V = somatório das forças verticais; e = excentricidade; b = largura da base do muro. 
Ainda segundo Terzaghi citado por Marangon (2013) a capacidade de carga de ruptura para fundações rasas pode ser estudada em solos de diversas categorias, ou seja, solos com atrito e coesão (c, ϕ), solos não-coesivos ou granulares (c = 0) e solos puramente coesivos (ϕ= 0).
E para concluir o seu estudo sobre a ruptura do solo ele desenvolveu a fórmula de Terzaghi (Equação 6) para pressão de ruptura, onde a expressão de cálculo da capacidade de carga do solo é vista como a soma de três parcelas, sendo elas referentes à contribuição da: Coesão do solo de contato da fundação, Atrito do solo de contato da fundação e sobrecarga do solo acima da cota de assentamento da fundação.
Equação 6coesão
sobrecarga
atrito
A pressão de ruptura ou capacidade de carga de um solo é, assim, a pressão “Pr”, que aplicada ao solo causa a sua ruptura. Adotando um adequado coeficiente de segurança, da ordem de 2 a 3, obtém-se a pressão admissível, a qual deverá ser “admissível” não só à ruptura com também às deformações excessivas do solo (MARANGON, 2013).
2.6.4 Segurança contra a ruptura global
	A última verificação refere-se à segurança do conjunto muro-solo, a partir da determinação do fator de segurança. A possibilidade de ruptura do terreno segundo uma superfície de escorregamento ABC, como mostra a Figura 10, também deve ser investigada. Para isso, devem ser utilizados os conceitos de análise da estabilidade geral.Figura 10 – Condições de estabilidade
Fonte: GERSCOVICH, Denise; 2012.
A verificação de um sistema de contenção quanto a sua segurança em relação a estabilidade geral consiste na verificação de um mecanismo de ruptura global do maciço. Neste caso, a estrutura de contenção é considerada como um elemento interno à massa de solo, que potencialmente pode se deslocar como um corpo rígido. Normalmente essa verificação consiste em se garantir um coeficiente de segurança adequado, como mostra a Equação 7, à rotação de uma massa de solo que se desloca ao longo de uma superfície cilíndrica.
Equação 7> 1,3 obras provisórias
> 1,5 obras permanentes
Para o cálculo do
fator de segurança pode ser utilizado qualquer método de cálculo de equilíbrio limite, normalmente empregado para avaliação da estabilidade de taludes.
Esta estabilidade é calculada pelos métodos de equilíbrio limite, que envolve os métodos sueco (fatias) e o de cunha, que se diferenciam pelas hipóteses simplificadoras que cada um adota.
O método de fatias é o mais utilizado que envolve vários tipos, como o método de Bishop que considera a hipótese de que as forças entre as fatias são horizontais, possui uma superfície circular. Outro tipo, é o método de Fellenius que considera apenas o equilíbrio de momentos não levando em consideração as forças tangenciais e normais as paredes das fatias.
Ainda existe o método de Spencer que atende a todas as equações e é um método rigoroso. Outro exemplo é o Morgnstern-Price que é um método rigoroso, atende a todas as equações de equilíbrio e arbitra-se um função f(x), arco seno para determinar a superfície. Por fim, tem o método de Jambu que despreza as componentes verticais e utiliza fator de correção fo, que dependem do tipo de solo e da superfície.
2.7 Estabilidade de muro de arrimo com pneus
Para a verificação de um muro de arrimo com pneus, independente da sua seção, devem ser realizados os seguintes cálculos: do centro de gravidade, do coeficiente do empuxo ativo (ka), do empuxo ativo (Ea), dos componentes do empuxo ativo (Eh, Ev), do peso unitário do muro (W) e o cálculo geométrico das distâncias ao fulcro (F), além das verificações quanto ao tombamento, deslocamento e quanto as tensões na base, para verificar a segurança do muro.
2.7.1 Cálculos de centro de gravidade
	As coordenadas do centro de gravidade do muro, são calculadas pela teoria de Coulomb, para poder encontrar onde o empuxo será aplicado, que se dá através da interseção entre uma reta paralela à superfície de escorregamento e o muro, de acordo com as Equações 8 e 9:
Equação 8
Equação 9
Onde: 
Xi = abscissa de cada elemento do muro;
Yi = ordenada de cada elemento do muro;
Ai = a área de cada elemento do muro;
2.7.2 Cálculos do coeficiente do empuxo ativo (Ka)
	Este coeficiente é calculado mantendo-se a tensão vertical ( constante, permitindo assim deslocamentos do anteparo para a esquerda, ou seja, provocando uma expansão no solo, onde a tensão horizontal decresce até um valor limite mínimo, como mostra a Figura 11.Figura 11 – Coeficiente de empuxo ativo
Fonte: VILAR, Orencio Monje; BUENO, Benedito de Souza; 2004.
Para o caso do empuxo ativo de Coulomb, o atrito solo muro introduz pouca variação no coeficiente de empuxo, como pode-se observar na Equação 10:
Equação 10
Onde: 
β = ângulo de terminada pela reta que une os extremos internos da fundação e do topo do muro;
 = ângulo de atrito interno do solo;
 = ângulo de atrito entre o solo e o muro;
ε = ângulo do talude.
2.7.3 Cálculo do empuxo ativo (Ea)
	Este cálculo é efetuado estabelecendo-se as equações de equilíbrio das forças atuantes sobre uma cunha de deslizamento hipotética, sendo a de estado ativo, correspondente a reação da estrutura de suporte sobre a cunha.
	O empuxo ativo corresponde a um ponto máximo dentre os mínimos valores determináveis de empuxo, que pode ser encontrado através da próxima Equação 11:
Equação 11
Onde:
= peso específico do solo;
H = altura de cálculo;
Ka = coeficiente do empuxo ativo
No caso da presença de uma sobrecarga agindo sobre o talude, ela será transformada em uma altura de solo “hs”, com as mesmas características do aterro estudado, onde essa altura de solo é calculada através da Equação 12.
Equação 12
Onde:
hs = altura de solo;
= peso específico do solo;
q = carga distribuída sobre o aterro;
2.7.4 Cálculo dos componentes do empuxo ativo (Eh, Ev)
	Os componentes do empuxo ativo tratam-se da decomposição do próprio empuxo ativo exercido, sendo na horizontal e vertical. E podem ser encontrados pelas Equações 13 e 14:
Equação 13
Equação 14
2.7.5 Cálculo do peso unitário do muro (W)
	O peso de cunha (W) pode-se somar a resultante devido à sobrecarga, com o intuito de obter o efeito acumulado do empuxo devido ao solo e a sobrecarga. E pode ser encontrado de acordo com a Equação 15:
Equação 15
Onde: 
= peso específico do pneu preenchido com solo
2.7.6 Cálculo geométrico das distâncias ao fulcro (F)
O fulcro trata-se de um pré-dimensionamento que depende da largura do muro de pneu a ser adotado, ou seja, a base do fulcro. As distâncias geométricas são encontradas conforme a resultante do empuxo ativo que atua neste muro. Segundo Souza (2002) para poder encontrar essas distâncias, o dimensionamento depende das Equações 16, 17 e 18.
Equação 16
Onde:
	d = altura de aplicação do empuxo;
	H = altura total do muro;
	hs = altura de solo (sobrecarga);
	B = base do fulcro;
	 = ângulo de inclinação do muro;
Equação 17
Onde:
	s = distância à projeção na base do empuxo;
	 = ângulo determinado pela reta que une os extremos internos da fundação e do topo do muro;
Equação 18
Onde:
	s' = distância à projeção na base do CG (centro de gravidade);
	XG e YG = cálculo das coordenadas do centro de gravidade;
2.7.7 Verificações
	Estas verificações são feitas de acordo com os coeficientes de segurança (Figura 12) para as condições de estabilidade quanto ao tombamento (FSt), deslizamento da base (FSd), e quanto as tensões no solo, provocado pelas forças no muro.Figura 12 – Verificações de estabilidade
Fonte: SOUZA, Antonio; 2002.
O Fator de Segurança quanto ao tombamento (FSt) é determinado pela razão entre o momento resistente e o momento atuante no muro (Equação 2), e deve obedecer a condição de ser maior que 1,5.
O Fator de Segurança quanto ao deslocamento da base (FSd) é determinado pela Equação 19, com auxílio das forças estabilizantes vertical (Fev) e horizontal (Feh) e da força instabilizante (Fi), e assim como o tombamento, para que seja seguro quanto ao deslizamento, o seu fator de segurança deve ser maior 1,5.
Equação 19
E quanto as tensões na base (), elas dependem da resultante das forças normais (Equação 20), da excentricidade resultante (e), da área e largura do muro, como mostra a Equação 21 e 22. 
Equação 20
Equação 21
Equação 22
	Onde:
	N = resultante das forças normais;
e = excentricidade da resultante;
Equação 23
	Onde:
	B = base do fulcro
	Mr = momento resultante
	Ma = momento atuante
	Segundo Souza (2002), quando a resultante das forças cai fora do terço da base, σ2 < 0; indicando tração na base, calcula-se novamente as tensões, de acordo como a Equação 24, 25 e 26. Entretanto, neste tipo de estrutura de contenção, recomenda-se que a resultante das forças caia dentro do terço médio.
Equação 24
Equação 25
 Equação 26
3 METODOLOGIA
O presente trabalho foi desenvolvido a partir das etapas demonstradas no fluxograma da Figura 13.
Revisão Bibliográfica
Exemplo de dimensionamento de estrutura de contenção
Dimensionamento de estrutura de contenção de alvenaria de pedra argamassada
Dimensionamento de estrutura de contenção de pneus
Comparativo técnico e econômico
Figura 13 – Fluxograma das etapas do trabalho
Fonte: Dados do trabalho.
Seguindo o fluxograma anterior, a primeira etapa consistiu no levantamento bibliográfico em livros, artigos, teses e dissertações a respeito do tema muro de arrimo de gravidade, a construção de uma planilha que facilita os cálculos para o dimensionamento de estruturas de contenção de alvenaria de pedra e de pneus de um talude localizado na Avenida Governador Afrânio Lages em Maceió-Al (Figuras 14 e 15), verificando a sua estabilidade e, também, a viabilidade técnica e econômica das opções de contenção. 
Figura 14 – Talude da Avenida Governador Afrânio Lages. 
Fonte: Dados do trabalho.
Figura 15 –Muro de alvenaria de pedras do talude na Av.Governador Afrânio Lages. 
Fonte: Dados do trabalho.
3.1 Revisão bibliográfica
Nesta primeira etapa, o trabalho consistiu no estudo
de um levantamento bibliográfico relacionado ao tema, possibilitando as definições sobre os muros de arrimo de gravidade, com ênfase para os muros de alvenaria e construídos com pneus. E ainda nessa etapa, foi possível estudar os fatores condicionantes para um escorregamento de terra e a instabilidade do talude em questão.
3.2 Exemplo de dimensionamento de estrutura de contenção.
Esta etapa consistiu na aplicação dos conceitos apresentados na revisão bibliográfica. Foram realizados dois dimensionamentos, um de muro de alvenaria de pedras e outro de muro usando pneus, permitindo com que seja observada a quantidade de material necessária para os muros e o seu custo para uma suposta construção.
Para a análise da estabilidade do dimensionamento do talude, primeiro foi utilizado como dados a largura do talude, da base do muro e a sua altura, que são dados essenciais para o dimensionamento da estrutura de contenção. 
	Em segundo momento foram definidos os esforços atuantes no muro, através do método de Rankine para obtenção dos resultados, supondo que os empuxos laterais são limitados a paredes verticais. Posteriormente ao método de Rankine, ocorreu a verificação das condições de estabilidade quanto a segurança, tombamento, deslizamento, capacidade de carga do terreno de fundação e a estabilidade global. 
3.3 Dimensionamento de estrutura de contenção de alvenaria de pedra argamassada
Para projetar e dimensionar um muro de arrimo deve-se considerar que eles são estruturas que podem conter mudanças de nível, para reforçar um talude, e que eles suportam empuxos de terra, como o caso do talude em estudo, que apresenta mudanças de altura e que possui a sobrecarga de uma calçada de passeio. 
O projeto do muro de arrimo de gravidade de alvenaria de pedras foi realizado através do método de Rankine, de acordo com três etapas: o pré-dimensionamento que é por onde o projeto é conduzido, a definição dos esforços atuantes, ou seja, cálculo do empuxo de terra, e a verificação das condições de estabilidade, com relação ao tombamento, deslizamento e ruptura do terreno de fundação.
O pré-dimensionamento é a determinação das dimensões do talude e do muro, quanto a sua altura, largura da base e comprimento. Os dados do talude desse trabalho foram coletados com a ajuda do desenho técnico do muro e do talude (Figuras 16 e 17), medidos d iretamente no local.
Figura 16 – Desenho do perfil do muro estudado
Fonte: Dados das autoras.
Figura 17 – Desenho representativo do muro estudado
Fonte: Dados das autoras.
Os esforços atuantes – empuxos do muro – foram determinados conforme a teoria de Rankine. Para determinar os empuxos necessitou-se dos dados sobre o solo: peso específico do solo, coesão e ângulo de atrito. Bem como do peso específico da água e determinar o ângulo de inclinação do talude, o qual foi encontrado sobre a tangente do ângulo alfa (α) com base no desenho da Figura 18, e também, os coeficientes de empuxo ativo (Equação 27) e passivo. Neste estudo, não foi considerado o empuxo passivo.
α
2,37
3,40m
MURO
Figura 18 – Desenho demonstrativo para o cálculo do ângulo de inclinação do talude
Fonte: Dados das autoras.
Equação 27
Onde: 𝜙 é o ângulo de atrito do solo.
Ainda no dimensionamento foi especificado o cálculo do peso do muro e os momentos atuantes sobre ele de acordo com as características do material do muro e para as suas determinações foi adotado o peso específico do muro de pedra argamassada que foi utilizado o mesmo peso específico do concreto que é de 25 kN/m³, a área do muro foi calculada considerando a base com 0,40 metros, a largura medida in loco, o peso próprio (Wp) conforme a Equação 28 e os momentos resultante e solicitante.
Equação 28
Onde: é o peso específico do concreto; “A” é a área do muro e “l” a largura do muro.
Foi realizada verificação das condições de estabilidade quanto ao tombamento, deslizamento e capacidade de carga (ruptura). O fator de segurança para o tombamento é encontrado através da razão entre o momento resultante e o momento solicitante, devendo ser maior ou igual ao fator de segurança recomendado de 1,5 para que haja segurança ao tombamento, o que não ocorreu com o talude em questão. 
O deslizamento da base é visto através do ângulo de atrito solo-muro “δ” encontrado por meio da Equação 29, força de atrito “S” (Equação 30), encontrando assim o fator de segurança máximo (Equação 31) e mínimo para o deslizamento (Equação 32), o quais devem atender a condição de serem maiores que 1,5 e 1,0, respectivamente.
Equação 29
Equação 30
Equação 31
Equação 32
A capacidade de carga da fundação consiste na verificação da segurança contra a ruptura e deformações excessivas do terreno da fundação e refere-se aos fatores da capacidade de carga que foram encontrados com auxílio do Quadro 4 e as pressões de ruptura, através da fórmula de Terzaghi (Equação 33), e a admissível (Equação 34) adotando o coeficiente de segurança igual a três.
Equação 33
Onde: 
	Pr = pressão de ruptura;
c = coesão;
𝛾 = peso específico do solo;
B = largura total da fundação;
h = altura da base do muro;
Os fatores de capacidade “N” são dados pelo Quadro 1 (proposição de Meyerhof) e os coeficientes de forma “S” pelo Quadro 2. Quadro 2 – Valores dos coeficientes de forma.
Fonte: Marangon, 2013.
Quadro 1 – Valores dos fatores de capacidade segundo proposição de Meyerhof, a partir de Vésic (1975).
Fonte: Marangon, 2013.
Equação 34
Onde:
	Padm = pressão admissível;	
Após o dimensionamento do muro a partir da teoria de Rankine, foram calculadas as quantidades de material necessário para calcular uma estimativa de custo da obra
3.4 Dimensionamento de estrutura de contenção de pneus
O projeto de muro de arrimo com pneus foi elaborado com base na Teoria de Coulomb, pois a Teoria de Rankine não pode ser aplicada em muros inclinados. O seu estudo foi feito segundo a seção mostrada na Figura 19. Porém, no pré-dimensionamento e o dimensionamento, os dados foram iguais aos do método de Rankine, pois, se trata do mesmo muro e portanto, das mesmas dimensões.
	Figura 19 – Seção tipo para muro de H = 4,00 m
Fonte: Dados das autoras.
Em um muro de contenção, de acordo com Souza (2002), quando dois pneus são colocados juntos numa fileira e outro pneu é colocado formando um triângulo para completar uma base de apoio, pode-se obter um comprimento (Equação 35) e uma largura (Equação 36) que variam segundo o tipo de pneu e a quantidade utilizada. Como mostra a Figura 20, pode-se verificar que o comprimento da base é igual ao número de pneus multiplicado pelo seu diâmetro.Figura 20 – Cálculo de “L”
Fonte: SOUZA, Antonio. 2002.
Equação 35
Onde:
C = comprimento do muro;
n = número de pneus;
De = diâmetro externo do pneu.
Equação 36
Onde:
L = largura da base;
Sendo assim, partindo dessa seção e desse tipo de disposição dos pneus, elaborou-se uma planilha com o dimensionamento desse tipo de estrutura de contenção, calculado então as quantidades de material necessário para posteriormente elaborar a estimativa de custo da obra.
3.5 Comparativo técnico e econômico
	Esta etapa tratou-se de uma análise comparativa dos projetos, demonstrando em forma de tabela o levantamento em quantidades por metro linear e custo por metro linear dos materiais. 
A análise da viabilidade econômica foi feita utilizando dados fornecidos pelo Sistema de orçamento de Obras de Sergipe (ORSE) e pela Caixa econômica Federal através do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) para saber o valor do material que foi utilizado, estimando o custo das contenções em questão. 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados obtidos foram alcançados através de um levantamento de dados, a cerca de um talude situado na Avenida Governador Afrânio Lages localizada na cidade de Maceió/Al, onde já existe um muro de alvenaria de pedra argamassada, de perfil
retangular, com altura média de 4 metros. 
A geometria do talude e do muro de contenção foram coletadas in loco e através do perfil de elevação estimado com auxílio do Google Earth como mostra a Figura 21.
As condições de solo foram determinadas a partir do perfil geotécnico de sondagem da região (Figura 22), observando a previsão da tensão admissível e amostragem dos seus horizontes. Sabendo então que o solo da região é argiloso, foi possível determinar com auxílio da Equação 37, o ângulo de atrito efetivo do solo e o peso específico do solo através do Quadro 3 que se refere ao peso específico de solos argilosos (Godoy, 1972 apud Cintra et al, 2011) Figura 21 – Perfil de elevação
Fonte: Dados dos autores.
Equação 37
Onde: N é o número de golpes adotado através do ensaio NSPT.Fonte: Adaptado GODOY (1972 apud CINTRA et al., 2011, P. 46).
Quadro 3 – Peso específico de solos argilosos.
O ensaio de NSPT é um experimento executado no decorrer da sondagem a percussão, com o intuito de obter índices de resistência na penetração do solo. Sendo assim, o número de golpes sobre a resistência do solo argiloso que foi usado para derterminação do ângulo de atrito do solo, considerando a predominância da Argila no solo da região , adotou-se o Valor de N aproximadamente 23 golpes.EMPRESA A 
Figura 22 – Perfil de sondagem
Fonte: Dados da pesquisa.
O solo do talude foi considerado não coesivo, e obteve-se o peso específico saturado igual a 21 KN/m³ e um ângulo de atrito interno de 37º, desconsiderando o empuxo passivo, e o atrito solo/muro, indicados no quadro abaixo:
Quadro 4 – Dados do solo do talude.
	Peso específico (kN/m3)
	Ângulo (º)
	Coesão (kPa)
	21
	37
	0
Fonte: Dados do estudo de caso.
	A coesão do solo foi desprezada em razão das fendas de tração geradas pela resistência coesiva do solo que, consequentemente, irá reter água nas aberturas causando um aumento de carregamento e com o passar do tempo este solo, possivelmente, acabará repousando sobre o muro, o que faz necessário verificar a sua estabilidade. 
4.1 Planilha para muro de alvenaria de pedras argamassadas
	A planilha para este tipo de muro foi construída com base nas equações e seções citadas na metodologia e as condições de estabilidade foram verificadas com a ajuda do Quadro 5, onde foi feito o dimensionamento com as medidas obtidas no próprio local, do muro de alvenaria de pedras deste estudo de caso.
Quadro 5 – Dimensionamento do muro de alvenaria de pedras argamassadas na Avenida Governador Afrânio Lages da cidade de Maceió/Al.
	PROJETO DE MURO DE GRAVIDADE
	I
	PRÉ-DIMENSIONAMENTO
	1.1
	Altura do Talude (ht) - m 
	6,00
	1.2
	Altura do Muro (h) – m
	4,00
	1.3
	Largura da Base do Muro(b) – m
	0,40
	1.4
	Largura do talude – m
	3,40
	1.5
	Comprimento do Muro – m
	80,00
	1.6
	Área do muro - m²
	320,00
	II
	DIMENSIONAMENTO (Determinação dos esforços atuantes)
	MÉTODO DE RANKINE
	2.1
	Definição dos Esforços Atuantes
	2.1.1
	Ângulo de atrito do solo (𝜙) - °
	37,00
	2.1.2
	Coesão (c) – Kpa
	0,00
	2.1.3
	Peso específico do solo () - SATURADO - kN/m³
	21,00
	2.1.4
	Peso específico da água (gw) - kN/m³
	10,00
	2.1.5
	Ângulo de inclinação do talude () - °
	34,88
	2.1.6
	Coeficiente de Empuxo Ativo (ka)
	0,25
	2.1.7
	Empuxo Ativo (Ea) - kN/m
	142,64
	2.1.8
	Coeficiente de Empuxo Passico (Kp)
	0,00
	2.1.9
	Empuxo Passivo (Ep) - kN/m
	0,00
	2.2
	Cálculo do Peso do Muro e Momentos
	2.2.1
	Peso específico do muro de pedra argamassada (g) - kN/m³
	25,00
	2.2.2
	Área do Muro - m²
	320,00
	2.2.3
	Largura – m
	3,40
	2.2.4
	Peso Próprio do Muro (Pp) - kN
	3.200,00
	2.2.5
	Momento Resultante (Mr) - kN.m
	640,00
	2.2.6
	Momento Solicitante (Ms) - kN.m
	190,19
	III
	VERIFICAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE ESTABILIDADE
	3.1
	TOMBAMENTO
	 
	Fator de Segurança Recomendado
	1,5
	3.1.1
	FST
	3,37
	3.2
	DESLIZAMENTO DA BASE
	3.2.1
	Ângulo de Atrito Solo-Muro (δ) - °
	23,25
	3.2.2
	Força de Atrito (S)
	10.037,73
	3.2.3
	FSDmáx
	70,37
	3.2.4
	FSDmín
	70,37
	3.3
	CAPACIDADE DE CARGA DA FUNDAÇÃO
	 
	Fator de Segurança
	3
	3.3.1
	Fatores da Capacidade de Carga
	 
	3.3.1.1
	Ng
	54,50
	3.3.1.2
	Nq
	45,80
	3.3.1.3
	Nc
	58,40
	3.3.1.4
	Sg
	1,00
	3.3.1.5
	Sq
	1,00
	3.3.1.6
	Sc
	1,00
	3.3.2
	Pressão de Ruptura (Fórmula de Terzaghi) Kpa
	383,51
	3.3.3
	Pressão Admissível (Kpa)
	127,84
Fonte: Dados do estudo de caso.
Seguindo a metodologia do trabalho, após o dimensionamento do muro de alvenaria de pedra argamassadas, supondo que ele fosse ser construído de acordo com o Quadro 5, elaborou-se um orçamento (Quadro 6) como estimativa de custo da obra.
Quadro 6 – Estimativa de custo da construção do muro de alvenaria de pedras argamassadas.
	OBRA: MURO DE ARRIMO DE GRAVIDADE DE ALVENARIA DE PEDRA ARGAMASSADA
	BDI MATERIAIS:
	12,21%
	LOCAL: AVENIDA GOVERNADOR AFRÂNIO LAGES
	Base: SINAPI / Agosto 2017 e ORSE /Julho 2017
	ITEM
	CÓDIGO
	DISCRIÇÃO 
	UNID
	QUANT
	P. UNIT
	P.TOTAL
	I
	MATERIAIS 
	1.1
	4730 SINAPI
	Pedra Rachão para Arrimo
	m³
	128,00
	65,40
	8.371,20
	1.2
	7728 ORSE
	Argamassa
	m³
	128,00
	336,64
	43.089,92
	1.3
	5828 ORSE
	Tubo PVC DN 100 mm 
	m
	60,00
	34,45
	2.067,00
	TOTAL GERAL
	53.528,12
Fonte: Dados da pesquisa.
Para obter os preços de cada item, foi preciso quantificar os materiais, onde o volume de pedra a ser usado foi calculado sobre a multiplicação da área do muro e largura adotada da pedra rachão de 40 (quarenta) centímetros. A argamassa partiu da mesma lógica das pedras e por fim o tubo foi calculado conforme a quantidade necessária para o tamanho deste muro, sendo 50 tubos com comprimento de 1,2 metros.
	Os preços de cada item da estimativa de custo foram coletados pelo Sistema de orçamento de Obras de Sergipe (ORSE) e pela Caixa econômica Federal através do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI).
Uma planilha semelhante a do muro de alvenaria de pedras, para dimensionar outra estrutura de contenção para o mesmo talude foi elaborada, sendo esta de pneus inservíveis coletados na cidade de Maceió (Quadro 7), com o intuito de fazer uma comparação entre os dois tipos de estruturas e verificar a viabilidade econômica da contenção com pneus.	
Quadro 7 – Dimensionamento do muro de pneus na Avenida Governador Afrânio Lages da cidade de Maceió/Al. 
	PROJETO DE MURO DE GRAVIDADE DE PNEUS
	I
	PRÉ-DIMENSIONAMENTO
	1.1
	Altura do Talude (ht) - m 
	6,00
	1.2
	Altura do Muro (h) – m
	4,00
	1.3
	Largura da Base do Muro (b) – m
	0,40
	1.4
	Largura do talude – m
	3,40
	1.5
	Comprimento do Muro – m
	80,00
	1.6
	Área do muro - m²
	320,00
	II
	DIMENSIONAMENTO (Determinação dos esforços atuantes)
	MÉTODO DE COULOMB
	2.1
	DADOS
	 
	2.1.1
	Ângulo do talude (𝜀) - º
	0,00
	2.1.2
	Ângulo de atrito do solo (𝜙) - °
	37,00
	2.1.3
	Coesão (c) - Kpa
	0,00
	2.1.4
	Peso específico do solo  - SATURADO - kN/m³
	21,00
	2.1.5
	Peso específico da água () - kN/m³
	10,00
	2.1.6
	Peso específico do pneu preenchido com solo - kN/m³
	15,40
	2.1.7
	Ângulo de inclinação do muro (𝛼) - º
	8,00
	2.1.8
	Ângulo de inclinação do talude () - °
	34,88
	2.1.9
	Ângulo determinado pela reta que une os extremos internos da fundação e do topo do muro (β)
	90,00
	2.1.10
	Ângulo de Atrito Solo-Muro (δ) - °
	23,25
	2.1.11
	Área das seções 
	6,18
	2.2
	CÁLCULO DE CENTRO DE GRAVIDADE
	2.2.1
	XG - m
	1,03
	2.2.2
	YG - m
	1,72
	2.3
	CÁLCULO DO COEFICIENTE DO EMPUXO ATIVO
	2.3.1
	Ka
	0,23
	2.4
	CÁLCULO DO EMPUXO ATIVO
	2.4.1
	Ea - kN/m
	37,90
	2.5
	CÁLCULO DOS COMPONENTES DO EMPUXO ATIVO 
	2.5.1
	Eh - kN/m
	34,82
	2.5.2
	Ev - kN/m
	14,96
	2.6
	CÁLCULO DO PESO UNITÁRIO DO MURO
	2.6.1
	W
	95,10
	2.7
CÁLCULO GEOMÉTRICO DAS DISTÂNCIAS AO FULCRO
	2.7.1
	Pré-dimensionamento
	 
	2.7.1.1
	Largura do muro de Contenção ou Base do fulcro (B)
	2,00
	2.7.1.2
	Diâmetro externo do pneu
	0,58
	2.7.1.3
	Quantidade de pneus da base do fulcro
	4
	2.7.1.4
	Altura de solo (sobrecarga) - hs
	2,00
	2.7.1.5
	Altura de aplicação do empuxo (d)
	1,39
	2.7.1.6
	Distância a projeção na base do empuxo (s)
	1,98
	2.7.1.7
	Distância a projeção na base do centro de gravidade (s')
	1,26
	III
	VERIFICAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE ESTABILIDADE
	3.1
	TOMBAMENTO
	 
	Fator de Segurança Recomendado
	1,50
	3.1.1
	Momento resistente (Mr) - kN.m
	149,64
	3.1.2
	Momento atuante (Ma) - kN.m
	48,35
	3.1.3
	FSt
	3,10
	3.2
	DESLIZAMENTO DA BASE
	3.2.1
	Força estabilizante vertical
	113,83
	3.2.2
	Força estabilizante horizontal
	15,32
	3.2.3
	Força instabilizante
	34,49
	3.2.4
	FSd
	2,09
	3.3
	TENSÕES NA BASE
	3.3.1
	Tensão admissível na base – Kpa
	127,84
	3.3.2
	Resultante das forças normais (N)
	113,83
	3.3.3
	Excentricidade resultante (e)
	0,11
	3.3.4
	σ1 – Kpa
	75,74
	3.3.5
	σ2 – Kpa
	38,10
	3.4
	Seções intermediárias
	 
	3.4.1
	Tensão máxima na seção de cálculo – Kpa
	189,11
Fonte: Dados do estudo de caso.
	Admitindo que o muro de pneus será construído no mesmo lugar do muro de alvenaria de pedras, as condições de solo são, também, as mesmas coletadas para o método de rankine e por isso os dados de ângulos e pesos específicos do solo e do talude foram os mesmos para o dimensionamento do muro de pneus.
	O centro de gravidade foi calculado com base na seção mostrada na metodologia (Figura 19) e conforme as Equações 8 e 9 que constam no referencial teórico. Foi admitido que a base do fulcro é de 2 metros e a área total é a soma da área de cada seção, sendo assim, o eixo resultante foi de (1,04;0,69).
	Além dos dados do muro, existe o tipo de pneu que foi utilizado como estrutura de contenção do talude neste trabalho. O tipo adotado é um dos pneus de automóvel de passeio mais utilizado, o 175/70 R13. Esta nomenclatura significa que a largura da banda de rodagem é de 175 mm, a altura do flanco é 70% da largura, a medida do aro (diâmetro interno) é de 13 polegadas, ou seja, 330,2 mm e o diâmetro externo é de 575,2 mm, mostrados na Figura 23.
	Figura 23 – Dimensões do pneu
Fonte: SOUZA, Antonio. 2002.
	
	Sabendo que o comprimento da base é igual ao número de pneus multiplicado pelo seu diâmetro, a quantidade de pneus de cada seção foi encontrada conforme a mesma equação do comprimento citada da metodologia (Equação 36), resultando na Figura 24.
Figura 24 – Seção do muro de pneus
Fonte: Dados das autoras.
2,00m
1,50m
3x9 pneus
1,00m
4x9 pneus
2x7 pneus
	
	O total de pneus por metro linear desta seção é de 77 pneus, contudo, a quantidade obtida por metro linear é proporcional ao seu diâmetro, ou seja, a quantidade real seria de 1/0,5752, e por isso faz-se necessário corrigir a quantidade de pneus por metro linear através do coeficiente: 1,74. Então, a quantidade por metro linear é de: 134 pneus. Para a extensão de 80 metros, a quantidade é de 10.720 pneus.
	De acordo com Souza (2002), para efetuar a amarração entre os pneus, pode-se adotar 2 pontos de apoio. Um terceiro ponto será dado pelo pneu ao lado (Figura 25). E com as dimensões dos pneus, verifica-se que o gasto é de aproximadamente 4 metros por pneu (26 voltas), ou seja, para 10.720 pneus, a quantidade é de 42.880 metros de arame.
Figura 25 – Forma de amarração dos pneus.
Fonte: SOUZA, Antonio. 2002.
	Depois de determinadas as dimensões do fulcro, foi possível verificar as condições de estabilidade, calculando o coeficiente de empuxo ativo, os componentes do empuxo ativo (Eh, Ev), o peso unitário do muro. (Recomendado por Souza, 2002).
	Além do empuxo ativo, existe nesse caso uma sobrecarga de uma calçada agindo sobre o terrapleno e o valor da sobrecarga foi transformado em altura de solo considerado de 2 metros, e da mesma característica do solo do talude, ou seja, peso específico do solo de 21 kN/m³, resultando numa carga de 42 kN/m². Sendo assim, tem-se que o empuxo total que atua sobre o talude é a soma do empuxo ativo mais a sobrecarga aplicada.
	Os fatores de segurança encontrados nas verificações quanto ao tombamento, deslizamento da base, atendem as solicitações de segurança, pois são maiores que 1,5. As tensões na base (σ1 e σ2) satisfazem a condição de serem maiores que a tensão admissível na base do muro, que foi a mesma adotada para o muro de alvenaria de pedras. E como a resultante das forças não cai fora do terço central da base (σ2>0) não foi necessário calcular novas tensões na base.
	A estimativa de custo para o muro de contenção de pneus foi elaborada somente com os materiais necessários para sua construção, sendo eles o solo cimento compactado para preenchimento dos pneus, o arame de amarração e os pneus inservíveis, com mostra o Quadro 8. A base de dados dos preços foram as mesmas do muro de alvenaria de pedras (Orse e Sinapi). O preço do solo cimento compactado foi feito através de uma composição, pois precisava-se somente dos materiais, sem serviços e mão-de-obra.
	A quantidade de cada item foi calculada de acordo com o comprimento real do muro de 80 metros e da seção adotada para os cálculos da estabilidade. O solo cimento compactado foi determinado considerando o volume de ar de um pneu, 0,030 m³, mais o volume da parte que é ocupada pela roda, considerada como um cilindro. E o quantitativo de arame e pneus foram detalhados anteriormente. 	
Quadro 8 – Estimativa de custo da construção do muro de alvenaria de pedras argamassadas.
	OBRA: MURO DE ARRIMO DE GRAVIDADE DE PNEUS
	BDI MATERIAIS:
	12,21%
	LOCAL: AVENIDA GOVERNADOR AFRÂNIO LAGES
	Base: SINAPI / Agosto 2017 e ORSE /Julho 2017
	ITEM
	CÓDIGO
	DISCRIÇÃO
	UNID
	QUANT
	P. UNIT
	P.TOTAL
	I
	MATERIAIS 
	1.1
	COMPOSIÇÃO
	Solo cimento compactado
	m³
	482,40
	52,19
	25.176,46
	1.2
	343 SINAPI
	Arame galvanizado 14BWG D=2,10mm
	M
	42.880,00
	0,34
	14.579,20
	1.3
	SUCATARIA
	Pneus inservíveis
	und
	10.720,00
	1,00
	10.720,00
	TOTAL GERAL
	50.475,66
Fonte: Dados da pesquisa
O custo dos pneus depende basicamente da quantidade de pneus que serão utilizados. Esses pneus são, geralmente, encontrados em borracharia, sucateiros ou até mesmo em depósitos de lixo, por isso podem ser adquiridos por baixo preço.
5 CONCLUSÃO
	Observa-se duas opções diferentes para um mesmo problema, podem oferecer vantagens através de condicionantes distintas, podendo decidir quais destas terão utilidade dentro da realidade do talude.
	A revisão bibliográfica proporcionou o estudo dos métodos construtivos dos muros com alvenaria de pedras e dos muros com pneus, possibilitando a utilização das Teoria de Rankine e Coulomb para os dimensionamentos e respectivas condições de estabilidade.
	A análise da viabilidade técnica e econômica da utilização de pneus para obras de contenção comparado a alvenaria de pedras argamassadas, através das análises paramétricas, foi avaliada segundo a geometria do talude da avenida Governador Afrânio Lages e os materiais envolvidos para a construção.
	O muro de alvenaria de pedras existente é estável, consequentemente, existe segurança no local, porém, pode-se projetar um muro de contenção de pneus usados, como alternativa para construção no mesmo local do muro de pedras existente, desde que seja feito dentro da faixa de segurança de projeto, onde a sobrecarga não deve ultrapassar o valor adotado e a largura do muro de contenção de pneus deve estar dentro da faixa de 2 e 4 metros.
	Analisando o descarte e a reciclagem dos pneus em Maceió-Al, não se obteve dados concretos sobre a quantidade descartada, somente um lugar da cidade forneceu informações sobre quanto recebe deste resíduo sólido e como é feito o
seu descarte. A borracharia do Van, no bairro do Jardim Petrópolis II, é um ponto de coleta ligado a entidade Reciclanip, e informou que recebe cerda de 5550 pneus inservíveis por mês e entrega os pneumáticos para esta entidade, que transporta esses pneus inservíveis para empresas de trituração ou para ser utilizado como combustível alternativo, indústrias de cimento, e até mesmo fabricação de sola de calçados. Porém, esta entidade somente quantifica o pneu descartado a nível Nacional, e por esta razão, não é possível determinar qual o custo de um pneu para executar a estrutura de contenção. 
Para que fosse elaborado o orçamento, foi adotado o custo de R$ 1,00 real por cada pneu. Sabe-se ainda que não é possível escolher o tipo do pneu que se encontra no lixo ou sucateiro, portanto foi adotado o tipo mais vendido no mercado, que segundo informações das borracharias, é o modelo 175/70 R13.
Sobre a condição de os pneus serem doados e o enchimento deles serem de solo residual local, tornaria o projeto mais barato e seria um ponto positivo como solução para uma obra de comunidade carente. Já quanto ao arame utilizado para amarração, embora seja mais caro que as cordas de polipropileno, a opção por sua utilização proporciona maior rapidez na execução do muro e menor deslizamento dos pneus.
	Sendo assim, os dimensionamentos demonstraram que tecnicamente ambos são estruturas viáveis para construção, pois atendem as condições de estabilidade e em relação a este fator, poderia ser escolhido qualquer um dos dois tipos para ser empregado no local do talude. Entretanto, direcionando para a viabilidade econômica, o muro feito de material reciclável não se mostrou uma solução com economia expressiva comparado com o custo para alvenaria de pedras, mas é uma solução ecologicamente correta, pois utiliza um material que prejudica a natureza e demora muitos anos para se decompor.
		
REFERÊNCIAS
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