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Água no solo - Capa

Águas subterrâneas e sua influência no solo

Se você já trabalhou na execução de fundações, ou mesmo já viu ensaios do solo, certamente você já passou pela experiência de visualizar água subterrânea.

Mas você sabe porque existe água subterrânea? E qual o comportamento dessa água no solo?

No post de hoje falaremos sobre o porquê da ocorrência de água subterrâneas e começaremos a falar sobre a hidráulica dos solos e a importância do seu estudo em questões da engenharia geotécnica.

Agora, vamos ao conteúdo?

Água subterrânea: de onde vem?

Respondendo diretamente a essa pergunta: a maioria da água subterrânea é proveniente da infiltração da água das chuvas!

Sim, como vocês devem imaginar, o solo é um material granular. Logo, há espaço entre seus grãos que permitem a passagem de água.

Além disso, até mesmo as rochas, formadas no interior da Terra, apresentam vazios, seja por fraturas ou poros e, portanto, também favorecem ao escoamento dessa água infiltrada.

Podemos então, entender que as águas da chuva se infiltram e percorrem o solo em seu interior, formando assim os lençóis freáticos.

Agora que você sabe de onde vem essa água, você pode se pergunta: e como essa água pode afetar o solo do meu terreno?

Pois bem, agora falaremos um pouco mais sobre isso.

Influência da água no solo

Como comentamos anteriormente, a água no subsolo não está estacionária, ou seja, ela se move no interior do solo. Lembre sempre disso!

E é essa movimentação de água que exerce forças nas partículas de solo que vão influenciar diretamente do estado de tensões desse maciço de solo.

Eu sei que pode parecer um pouco complicado à primeira vista, mas não é tão difícil de entender.

Pra dar uma revisada em tensões do solo, recomendo que você dê uma lida rápida no post sobre os conceitos iniciais sobre esse assunto.

Mas de forma bem resumida, podemos dizer que os valores de poropressão e, consequentemente, de tensão efetiva do solo serão alterados com o fluxo de água.

Além disso, a presença de água no solo pode diminuir significativamente a resistência à cisalhamento do mesmo.

Exemplos da influência da água no solo

Então, vamos elencar alguns casos que devemos nos preocupar, como engenheiros, com o fluxo de água no interior do solo:

  • Perda de água em reservatório (barragem) por fluxo de água;
  • Em solos não saturados, pode ocorrer expansão ou até colapso do solo;
  • Necessidade de instalação de sistemas drenantes, principalmente em contenções de solo;
  • Em solos argilosos, a presença de água pode ocasionar um acentuado recalque diferido no tempo, devido ao adensamento;
  • Análise do fluxo de água na estabilidade global de taludes é fundamental.
  • Fenômeno de Piping, que pode ocorrer em barragens e com casos de ocorrência em barragens de rejeito no Brasil.

Como você pode observar, o fluxo de água no solo é de suma importância nas mais diversas áreas da geotecnia, tendo grande influência em diversos fenômenos citados, como adensamento e piping.

Logo, é fundamental que o engenheiro geotécnico tenha domínio sobre as leis que regem tal hidráulica do fluxo de água no interior do solo.

Para não ficar uma leitura muito maçante, agora iremos falar um pouco mais sobre os fenômenos citados acima (adensamento e piping) e deixaremos outros conceitos de hidráulica dos solos, como capilaridade e permeabilidade, para posts futuros.

Adensamento

O fenômeno de adensamento é muito ligado a compressibilidade do solo, e como já citei, é comum em solos argilosos.

O adensamento é a o fenômeno de variação de volume do solo devido à drenagem de água do seu interior.

Ele ocorre geralmente de forma lenta, e por isso os recalques devido ao processo de adensamento só começam a ser percebidos anos depois da execução completa da obra.

Lembrando que grandes recalques ao longo do tempo podem ocasionar problemas na utilização da edificação, como portas e janelas empenadas ou até inversão do fluxo de tubulações sanitárias, e até na segurança estrutural, como fissuras e trincas em elementos estruturais da edificação.

Recalque em solos: conceitos iniciais
Exemplo de edificação que sofreu recalque na fundação

E, como você já deve imaginar, para a estimativa de tais valores de recalque diferido no tempo, bem como a previsão do tempo necessário para que o adensamento no solo tenha se realizado por completo, é necessária a utilização dos conceitos relacionados a hidráulica e fluxo de água no solo.

Agora, vamos falar um pouco sobre o “piping”.

Piping

Como já falei anteriormente, o “piping” é um fenômeno que ocorre nas paredes das barragens.

Mas o que é o piping?

Bem, vamos responder uma coisa por vez.

Primeiramente, vamos ao conceito de “piping’, que é relativamente simples.

Como o nome sugere, “piping” é o aparecimento de canais, por erosão, no interior da estrutura de contenção. É também chamada de erosão regressiva, pois o avanço dessa erosão ocorre de jusante a montante da barragem.

Esquema do processo de piping
Esquema do processo de piping

E por que ele ocorre?

Bem, o “piping” pode ocorrer por diversos fatores, inclusive, geralmente ocorre quando vários deles ocorrem concomitantemente.

Podemos citar como alguns fatores condicionantes ao processo de “piping”:

  • As condições de compactação do maciço;
  • Ausência de transições adequadas entre os materiais granulares;
  • Presença de fundações arenosas.

E, por fim, por que devo me preocupar com o “piping”?

Esses canais internos à contenção, faz com que ocorra um fluxo através da barragem superior ao previsto no projeto, que pode acabar por diminuir a estabilidade da mesma e até chegar a ruptura da barragem.

Processo de piping e degradação da contenção
Processo de piping e degradação da contenção

Como você percebeu durante a leitura do post, conhecer o comportamento da água no interior do maciço de solo é importantíssimo para as mais diversas áreas da geotecnia, por isso é um assunto que devemos sempre abordar!

Nesse post você conheceu um pouco sobre problemas ocasionados por esse fluxo. Nos próximos posts falaremos sobre capilaridade e permeabilidade do solo, além de algumas leis que regem o fluxo de água no interior do solo.

Espero que você tenha gostado e, se ficou alguma dúvida, deixa aí nos comentários que a gente te responde.

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Até a próxima!

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