Bioengenharia de solos: conceitos e definições


Postada em 04/03/2018 às 19:32


Bioengenharia de solos: conceitos e definições

Bioengenharia nada mais é do que a constituição de percepções da engenharia civil, agronomia e biologia de maneira que seja exata o ato de estabilizar as camadas superficiais dos solos sob ações erosivas das águas e de deslizamentos. Claro que alguns fatores vão além disto e nesta matéria vamos desvendar estes conceitos.

Ao falar de bioengenharia, não tenha dúvidas de que se trata de uma ciência multidisciplinar, pois engloba o meio físico (pedologia, geotécnica, hidráulica e hidrogeologia) e biótico (biologia e ecologia). Emprega conhecimentos presentes de áreas ou setores da economia diferentes compondo soluções para problemas de instabilização de solos da maneira mais natural e/ou em comunhão com a natureza. Assim se torna um posicionamento ecologicamente correto.
De modo a desenvolver e agregar recursos naturais não tradicionais da engenharia civil extraindo discernimentos da vida atual dos solos (biologia) e das plantas (agronomia) tratando de revigorar ou estabilizar os solos. Ela combina elementos inertes e vivos para preservar ou estabilizar solos superficialmente.

Ao contrário do que muitos pensam a bioengenharia requer mais do que análise das medidas locais. Considera-se a biografia natural dos locais, suas evoluções e em conjunto com a utilização social e cultural das regiões circunvizinhas à área de estudo. Para que se tenha sucesso num projeto de bioengenharia , é relevante ter o consentimento da influência desses fatores na paisagem, tanto atual, quanto futura. Mesmo tendo em mente os padrões na escala da paisagem, é muito importante investigar as tendências nos locais da erosão. Em algumas ocasiões, mesmo que os motivos da erosão sejam naturais ou antrópicas, a degradação vai iniciar a recuperação natural após sua formação, ou seja a degradação só se agrava.

Solucionando

Raízes de plantas ligadas à vida existente nos solos tende a ser capaz de efetivar a estabilização em camadas superficiais de até 1,5 metros.

Os meios da bioengenharia designados à estabilização superficial de taludes e processos erosivos solicitam equipamentos manuais e de pequenas agitações de solos e de produtos.

Muitas das rupturas ou deslizamentos de taludes acontecem nessa base por conta de carência de uma análise ou diagnostico apropriado que atraem soluções tradicionais de engenharia civil com valores exorbitantes.

Isto deixa óbvio que os problemas de erosão podem e tem por obrigação de serem sanados pela bioengenharia. Já que erosão é um procedimento de instabilização dos solos que começa pela desagregação das partículas com desempenho das águas de chuva e acompanhando o deslocamento destes grãos e finaliza com assoreamentos. Quando se evita a desintegração, deslocamento ou assoreamento previna-se a erosão e este é o foco principal dos recursos de bioengenharia de solos.

Quando se trata de deslizamentos superficiais de taludes a bioengenharia tem como finalidade reforçar uma massa de grãos se amarrando pela raízes das plantas tornando a massa monolítica. Consequentemente o efeito das raízes ‘aumentaria’ a concordância dos solos e funcionaria.

Efeitos benéficos

A vegetação propicia benefícios na estabilidade hídrica dos solos, retém a ação desagregadora da água da chuva nos solos, reduzindo e atrasando o escoamento superficial.

O aproveitamento das espécies vegetais devem ser criteriosas desviando-se de espécies hostis, disseminação de pragas e efeitos nocivos a estabilidade dos solos.

Fatores importantes na seleção das espécies

São diversos aspectos essenciais na hora de selecionar as plantas apropriadas, sejam para áreas impactadas, erodidas e/ou degradadas. Diante da quantificação e as especificações compatíveis da planta, será a opção correta para o estabelecimento completo da planta na área.

A distinção de plantas, geralmente, são feitas aleatoriamente , sem utilização de critérios técnicos apropriados, ou até mesmo usando uma ou duas variáveis, contribuindo para o insucesso da estabilização das plantas nas áreas que deveriam ser revegetadas.
Nesta fase abrangem diversos fatores básicos na escolha das plantas, assim todos eles deverão ter sua avaliação no campo para confrontar com as caraterísticas de cada espécie de planta. Para garantir o estabelecimento das plantas, é necessário escolher diante de todo os fatores exigidos, de maneira, que não possa ser experiências pessoais, conveniência ou por sentimento.

A escolha inapropriada das variáveis e do respectivo nível que está presente no local, implicará a solicitação errada das espécies. Se torna claro que a seleção das espécies devam ser por meio de software, pois seria impossível apurar diversas espécies manualmente, englobando muitas variáveis. O mesmo processo teria de ser realizado em cada espécie, para que não se perca as características que não estão sendo atendidas, e os respectivos níveis, portanto é de suma importância utilizar software na seleção das plantas para a aplicação especificada.

Efeitos negativos das plantas

A vegetação aplicada inapropriadamente pode ocasionar instabilidade em áreas estáveis e causar a aparição de erosões. A seguir estão alguns modelos de efeitos indesejáveis promovido pela vegetação:

- Redução da umidade do solo: ao utilizar espécies que precisam de grande consumo de água, as mesmas podem estimular trincas e aberturas, especialmente em solos expansivos;

- O peso das árvores aumenta as forças atuantes, vindo a provocar deslizamentos;

- O vento, ao afetar árvores, gera forças sobre as massas de solo, podendo impulsionar deslizamentos;

- As raízes podem colaborar para a danificar estruturas cimentadas superficialmente, nos canais, revestimentos, passeios e sistema de drenagem em taludes;

- As raízes e as árvores secas podem cooperar para intensificar o fluxo de água pluvial e ocasionar sulcamentos e ravinamentos;

- As raízes superficiais podem dar auxílio para a desagregação do solo, quando muito intensas, em grande volume e superficiais – como por exemplo, o bambu;

- Plantas de raízes finais e superficiais bloqueiam a infiltração e desagregam partículas do solo;

- Plantas altas e de folhas largas podem provocar a erosão, pois concentram água nas folhas; em consequência, as gotas d’água oriundas das plantas serão maiores que as gotas da chuva.

Torna-se claro que a vegetação também ocasiona efeitos prejudiciais, tais como: sobrecargas em taludes, ações do vento em árvores em taludes, sombreamento e eliminação de vegetação rasteira (desnuda os solos), penetração reticular imprópria e ou elevando a infiltração nos solos, erosão pontual em volta do caule de árvores e desequilíbrio biológico.

Materiais específicos

Em projetos de bioengenharia é natural empregar materiais como:

- Biomantas: são esteiras compostas por fibras desidratadas que são entrelaçadas por meio de costuras de fios, látex natural, colas ou ainda grelhas de polipropileno. Previnem o solo de erosão superficial retendo a umidade por mais tempo. Segue abaixo alguns tipos de biomantas:

• Telas vegetais e fibras – tem como características básicas um biotêxtil translúcido, flexível e espesso, constituído por fibras vegetais longas (colmos de capim inteiro) dispostas paralelamente, desidratadas, entrelaçadas por meio de costura industrial longitudinal, com fios degradáveis de polipropileno, formando uma trama resistente ou podem ser costurados manualmente com fitilhos degradáveis de alta resistência. Suas aplicações são em áreas degradadas em geral, regiões árdidas, com déficits hídricos, saias de aterros, áreas pantanosas, minerações, rodovias, ferrovias, hidrelétricas e locais que exigem efeito paisagístico moderado, solos de textura arenosa, silto arenosa e argilosa.

• Telas Biotêxtil - tem como características básicas um biotêxtil translúcido e flexível, constituído 100% de fibras desidratadas, dilaceradas (palha), entrelaçadas por meio de uma costura industrial longitudinal, com fios resistentes degradáveis de polipropileno, formando uma trama resistente, incorporada a redes resistentes de polipropileno, podendo ser unidimensional (U) ou bidimensional (B), conferindo a este produto alta resistência. Suas aplicações são em projetos de bioengenharia, áreas degradadas, polidutos, aeroportos, rodovias, ferrovias, projetos residenciais e industriais, minerações, cursos d’água, canais de baixa vazão, brejos, campos, gramados, taludes de corte e aterro de média inclinação, solos de natureza siltosa ou arenosa e com média suscetibilidade à erosão.

• Telas Fibratêxtil – tem como características básicas um biotêxtil translúcido e flexível, constituído em 70% por fibras desidratadas dilaceradas (palha) e de 30% de fibras de coco, entrelaçadas por meio de uma costura industrial longitudinal, com fios resistentes degradáveis de polipropileno, formando uma trama resistente, incorporada a redes resistentes de polipropileno, podendo ser unidimensional (U) ou bidimensional (B) conferindo a este produto alta resistência. Suas aplicações são em projetos de bioengenharia, áreas degradadas, polidutos, aeroportos, rodovias, ferrovias, projetos residenciais e industriais, minerações , cursos d’água, canais de vazão média taludes de grande inclinação, campos e gramados, solos com média a alta suscetibilidade à erosão.

- Biorretentores: são estruturas cilíndricas compostas de um saco de rede de sisal ou coco e polipropileno multifilamentado de grande resistência à ação da água, muito compacta, de 30, 40, e 50 cm de diâmetro e 3m ou 6 m de longitude. Suas aplicações são para proteção das beiras dos leitos e como faixinhas na restauração dos taludes, recomendado para aqueles espaços submetidos a uma erosão alta ou muito alta (velocidade de fluxo da água superior a 1,5 m/s ou 2,5 m/s e pendentes maiores de 1/3 e ½). Também costuma ser usado para detenção e retenção de sedimentos.

- Bermas vegetais: é constituído de fibras vegetais desidratadas que sofrem uma prensagem, formando um cilindro flexível e muito resistente. Tem características drenante, leve, retém umidade e é flexível. Suas aplicações são para ancorar e reter sedimentos, estimular o desenvolvimento da vegetação, construção de bermas artificiais e redução do comprimento de taludes, preencher espaços vazios em erosões e reconstruir taludes erodidos, proteger margens de reservatórios e cursos d’água, drenagem profunda e sub-superficial, ornamentação e paisagismo, reter e absorver vazamentos de óleos e produtos tóxicos.

- Geogrelhas: são geossintéticos com forma de grelha, tendo como principal função reforçar e/ou proteger solos.

- Geotêxtil: são mantas têxteis, permeável, composto de fibras cortadas, filamentos contínuos, monofilamentos, laminetes ou fios, formando estruturas tecidas, não tecidas ou tricotadas, são produzidos em PP (polipropileno), PE (polietileno), PET (politereftalato), PA (polietileno de alta), cuja propriedades mecânicas e hidráulicas permitem que desempenhe várias funções numa obra geotécnica. Suas aplicações são para separação, reforço, proteção, filtração e drenagem.

- Paliçadas: são um conjunto de estacas de madeira, fincadas verticalmente no solo, lado à lado, e ligadas dentre si, com a finalidade de formarem uma estrutura firme. É recomendado para quando se pretende obter a consolidação superficial de taludes com declives suaves.

- Solo envelopado: é um sistema de contenção de solo que é estipulado pela inserção de elementos planos de reforço (geogrelhas ou geotêxteis) entre camadas de solo compactado e ‘envelopamento’ da face com o devido material de reforço. É muito utilizado em casos de aterro. O emprego do solo local compactado como um elemento estrutural torna esta alternativa a de melhor custo benefício.


- Solo reforçado: refere-se ao emprego de um geossintético para reforçar e/ou reduzir deformidades nas estruturas geotécnicas, seu equilíbrio deve ser sólido interna e externamente e é garantida pelo peso de toda a massa do solo e o comprimento dos reforços, quanto a segurança externa pressupõe-se que o aterro reforçado se comporte como um corpo firme e dever ser avaliado quanto a probabilidade de ruptura global, englobando os fatores de segurança básicos de instabilização, um bom exemplo seria o deslizamento da base da estrutura reforçada.

- Solo grampeado: a aplicação de grampos através de aberturas do solo para a inclusão de barras de aço e complemento com a nata de cimento denominam a técnica do solo pregado. Seus critérios, por terem uma resistência maior a tração e alto nível de adesão com o solo envolvente, aperfeiçoam as propriedades do maciço reforçado.

Estes foram alguns dos exemplos do que é utilizado em projetos de bioengenharia. É válido também ressaltar o projeto de drenagem interna e superficial por meio de canaletas, caixas, drenos, galerias e desperdícios de energia.
Sem contar com o plantio de sementes, adubação, cobertura, controle de pragas, poda, roçada e irrigação.

As alternativas tradicionais, avançada e ecologicamente corretas de solo reforçado em ocasiões de corte e aterros cabem sublimemente na bioengenharia, ou fazem parte. Tendo como objetivo a estabilização de solos em camadas profundas (maiores de 1,5 metros). Nestas alternativas a superfície dos taludes podem ser vegetadas fundamentando as técnicas de bioengenharia.

Consequentemente as possibilidades evidenciadas aqui mostra a sociedade perspectivas de estabilização de taludes e erosões de maneira mais proveniente possível, ou seja, ecologicamente preciso.


Fontes: www.forumdaconstrucao.com.br
www.techne17.pini.com.br
www.portaleducacao.com.br
Deflor Bioengenharia - Catálogo de Produtos e Serviços - 2ª Edição
Como selecionar plantas para áreas degradadas e controle de erosão - Aloisio Rodrigues Pereira - 2ª Edição