Seminário POSDOC: Tópicos Especiais em Geotêxteis

Visão geral e aplicações
Curso de Geotêxteis

Luiz Diego Vidal Santos

• Eficiência geotécnica de geotêxteis do tipo geocomposto confeccionados a partir de fibras naturais

• Prof. Dr. Luiz Diego Vidal

Propositura da pesquisa (Hipóteses)

• HIPÓTESES
• O geotêxtil do tipo geocomposto fabricado com fibras naturais de Boehmeria nivea (L.) Gaud. e Typha domingensis é eficaz no controle da erosão em encostas;
• A aplicação de tratamentos químicos nas fibras de Boehmeria nivea (L.) Gaud. e Typha domingensis aumenta a durabilidade dos geocompostos em condições de campo;

• A aplicação de tratamentos químicos nas fibras de Boehmeria nivea (L.) Gaud. e Typha domingensis aumenta a resistência dos geocompostos em condições de campo.

Objetivo Geral

• OBJETIVO

• Avaliar a eficiência geotécnica de um geotêxtil do tipo geocompósito, fabricado a partir de fibras naturais de Boehmeria nivea (L.) Gaud. e Typha domingensis, no controle de erosão em encostas e taludes.

Coleta e processamento das plantas

• METODOLOGIA
• Coleta da Taboa (Typha domingensis) junto às comunidades locais;
• O Rami (Boehmeria nivea (L.) Gaud.) está sendo cultivado no Campus Universitário da Universidade Federal de Sergipe - UFS

• Registro no SisGen sob o código A2B3842;

Confecção do Geocomposto - Núcleo drenante (fibras e folhas)

• O tratamento das fibras que comporão o geocomposto está sendo conduzido em quatro etapas principais:
• Corte das folhas;
• Enfeixamento;
• Desfibramento
• Secagem
• METODOLOGIA

• c)

Confecção do Núcleo hidrorretentor

• METODOLOGIA
• O tratamento dos subprodutos compõe o núcleo drenante está sendo conduzido em quatro etapas principais:
• Corte das folhas;
• Secagem;
• Aplicação de resina, solvente e
• agente espessante;
• Prensagem.
• a)
• b)
• c)
• d)

• d)

Confecção do Núcleo drenante - (Mistura e Prensagem)

• METODOLOGIA
• A resina foi aplicada antes do processo de prensagem do núcleo (24h);
• Corpos de prova com 40cm x 40cm x 05mm;

• A proporção para composição do núcleo é de 5:4:3

Confecção do Geocomposto - Geogrid

• Os geogrids são formados por fibras de Rami (corda de 5,44 Tex), neste caso a confecção da fibra está sendo conduzida em quatro etapas principais:
• Corte dos caules;
• Decorticação;
• Confecção dos fios e grids;
• METODOLOGIA

• Prevê-se que a finura, tenacidade e extensão na ruptura das fibras de Taboa após refinamento, e com potencial aplicabilidade em geotêxteis, serão de 3,5 mm (5,44 Tex)

Confecção do Geocomposto - Montagem

• METODOLOGIA

• A amarração está sendo confeccionada com dois Geogrids de amarração confeccionados a partir das fibras de Rami

• METODOLOGIA

• A amarração está sendo confeccionada com dois Geogrids de amarração confeccionados a partir das fibras de Rami

• Ensaio de Degradação (EM 12224:2001)

Remontagem da câmara de degradação (envelhecimento) precoce

• A câmara refeita (a e b), considerando os padrões iniciais e acrescimento de luzes UVB e demais componentes para melhoria do dispositivo (c).
• c)

• RESULTADOS PARCIAIS

Umidade ≈ 60%

• A câmara de degradação forçada considera os padrões iniciais e acrescimento e luzes UVA e UVB assim como demais componentes para mimetização do ambiente natural, tais como:
• Temperatura ≈ 40 Cº

• ENSAIO DEGRADAÇÃO FORÇADA

Dados de irradiância da Câmara:

• Dados espectrométricos refletem a similaridade com a luz natural, onde:
• ENSAIO DEGRADAÇÃO FORÇADA
• VIS (450 e 700 nm) = 937,437.00
• UVA (315 - 400 nm) = 6,214.70
• UVB (280 - 315 nm) = 2,281.72
• Dados Típicos da Luz Solar:
• VIS (450 e 700 nm) = 50% da energia total.
• UVA (315 - 400 nm) = 5% da energia total

• UVB (280 - 315 nm) = < 1% da energia total

Composto por ciclos

• EN 12224:2001 - Geotêxteis e produtos relacionados a geotêxteis Determinação da resistência ao intemperismo
• ENSAIO DEGRADAÇÃO FORÇADA
• Cada ciclo é composto por 6 horas
• 1. 15 min de imersão a água (substituindo spray) após isso, aguardar escorrer o excesso de água;
• 2. 1h de aquecimento na estufa à 105 Cº;
• 3. Retorno a câmara por 4h e 45 min.
• b)
• c)

• a)

Ciclos:

• EN 12224:2001 - Geotêxteis e produtos relacionados a geotêxteis Determinação da resistência ao intemperismo
• ENSAIO DEGRADAÇÃO FORÇADA
• Os times estão programados para desligar a cada 6 horas, sendo:
• 5h, 11h, 17h e 23h.
• 1. Sempre observar o nível da água da bandeja na gaveta;
• 2. Lembrar de desligar por segurança o disjuntor (b);
• 3. atenção no contato com a resistência.
• c)
• b)

• a)

Estresse térmico

• Ciclos de 96h horas:
• Sendo:
• 48 horas de encharcamento em água destilada;
• 48 horas em secagem forçada a 50º.
• ENSAIO DEGRADAÇÃO FORÇADA
• Formulações analisadas:
• Coeficiente de absorção de água;
• Expansão dimensional;
• Variação dimensional total.
• Delineamento experimento
• Núcleo completo (N1) = (fibras resíduos e aditivos);
• Sem solvente (N2) = (Núcleo com resina sem solvente);

• Apenas resíduo vegetal (N3) = (Núcleo somente com folhas e aditivos);

• Bioensaios utilizando rúcula (Eruca vesicaria ssp.)

Delineamento experimento

• Avaliar o desempenho de núcleos hidrorretentores em geocompostos confeccionados a partir fibras naturais de Taboa (Typha domingensis), como componente estrutural em biotêxteis do tipo geocomposto.
• ENSAIO DE GERMINAÇÃO
• Extratos a partir de quatro diferentes formulações e controle:
• Núcleo completo (N1) = (fibras e aditivos);
• Sem resina (N2) = (Núcleo sem aditivos);
• Apenas resíduo vegetal (N3) = (Núcleo somente com folhas e aditivos);
• Formulação de resíduo-fibra (N4) = (Núcleo com fibras e aditivos);

• Controle.

Efeito dos extratos sobre a geminação

• Avaliar o desempenho de núcleos hidrorretentores em geocompostos confeccionados a partir fibras naturais de Taboa (Typha domingensis), como componente estrutural em geotêxteis do tipo geocomposto.
• 1º Ensaio de germinação
• 500 sementes, selecionadas ao acaso e distribuídas em dez papeis germintest cada um contendo 50 sementes cada;

• 100 sementes selecionadas ao acaso e distribuídas em cinco gerbox cada um contendo 20 sementes cada.

Variáveis analisadas:

• Avaliar o desempenho de núcleos hidrorretentores em geocompostos confeccionados a partir fibras naturais de Taboa (Typha domingensis), como componente estrutural em geotêxteis do tipo geocomposto.
• 1º Ensaio de germinação
• Porcentagem de germinação (G%);
• Índice de Velocidade de Germinação (IVG);
• Tempo Médio de Germinação (TMG);
• Porcentagem de inibição (%inibição) e

• Dependência do substrato (%).

• Próximos trabalhos - 2025

• Desempenho de Geotêxteis naturais no Controle de Erosão e Redução do Escoamento Superficial

Propositura da pesquisa (Hipóteses)

• HIPÓTESES
• Geocélulas confeccionadas com fibras de Agave sisalana são eficientes no controle da Erosão do solo;

• O confinamento do solo utilizando geocélulas de fibras de Sisal são eficientes na melhoria da drenagem em áreas susceptíveis a erosão.

• OBJETIVO

• Avaliar a eficiência das geocélulas confeccionadas com fibras vegetais de Agave Sisalana, para o controle da erosão em ambientes suscetíveis a processos erosivos.

Confecção das geocélulas

• METODOLOGIA
• Utilizando um tear artesanal de 120 cm x 120 cm;

• Cada bolso será confeccionado com em uma forma de 28 cm2.

Confecção

• RESULTADOS PARCIAIS
• Formas confeccionadas a partir de metalom, total de 76 formas;

• Cada bolso confeccionado com área de 28 cm2.

• RESULTADOS PARCIAIS

• Geocélulas de Sisal.

• Desenvolvimento de drenos verdes tipo “espinha de peixe” com associação de geotubos e feixes vivos para controle da erosão do solo ”

Propositura da pesquisa (Hipóteses)

• HIPÓTESES
• O sistema de drenos verdes tipo “espinha de peixe”, com a associação de geotubos e feixes vivos, é eficaz no controle da erosão do solo em encostas.

• Drenos verdes tipo “espinha de peixe” com geotubos e feixes vivos são eficientes na drenagem superficial do solo.

• OBJETIVO

• Desenvolver um Dispositivo Vivo de Drenagem utilizando fibras naturais de Boehmeria nivea (Rami) e Musa paradisiaca (Bananeira) associadas a feixes vegetativos vivos, para estabilização de encostas e prevenção de erosão em áreas suscetíveis a processos erosivos.

• OBJETIVO
• Estrutura do dreno vivo, tipo “espinha de peixe”;
• Similar ao Geotubo do tipo dreno

• Fonte: Terra Erosion Control (2010)

• Degradação e avaliação do desempenho dos geotêxteis em campo

Montagem do experimento em campo

• MONTAGEM DO EXPERIMENTO EM CAMPO

• MONTAGEM DO EXPERIMENTO EM CAMPO

• MONTAGEM DO EXPERIMENTO EM CAMPO
• Quadrados Latinos | | Bloco 1 | Bloco 2 | Bloco 3 | Bloco 4 | | — | — | — | — | — | | Linha 1 | GEO | COM | GRI | VEG | | Linha 2 | COM | GRI | VEG | DSC | | Linha 3 | GRI | VEG | DSC | GEO | | Linha 4 | VEG | DSC | GEO | COM | | Linha 5 | DSC | GEO | COM | GRI | —

• MONTAGEM DO EXPERIMENTO EM CAMPO
• Grampos;
• Pinos (três linhas, oito colunas);
• Coletores (canos e sacos);
• Cinco parcelas em cinco blocos;

• Parcelas de 1,44 m2

• MONTAGEM DO EXPERIMENTO EM CAMPO
• Pinos - vergalhões de 4 mm;
• 3 colunas equidistantes (efeito bordadura)
• 30 cm de comprimento (15 cm externamente 15 internamente);
• Leitura 30 em 30 dias (180 dias);
• 0,60 m
• 2,40 m
• 0,090 m2
• 0,045 m2
• 0,045 m2
• Mudas
• Pinos | PINO | ÁREA (m2) | | — | — | | Esquerda | 0,045 | | Centro | 0,090 | | Direita | 0,045 | | MUDAS | ÁREA (m2) | | — | — | | Centralizadas | 0,068 | —

Retirada do primeiro bloco profundidade: (0.0 - 0.40 m)

• EXPERIMENTOS EM LABORATÓRIO (Talude)

Índices físicos e de estado

• EXPERIMENTOS EM LABORATÓRIO (Talude)
• Umidade natural (w): Condição hídrica no momento da coleta, fundamental porque influencia diretamente a resistência (ABNT NBR 6457:2016).
• Densidade natural (γ) e seca (γd): Peso próprio do maciço, insumo direto em análises de equilíbrio limite (NBR 6457:2016).
• Porosidade (n) e índice de vazios (e): Refletem estrutura e possíveis caminhos de infiltração de água (NBR 6457:2016, NBR 6458:2016, NBR 7181:2025, 6502:1995).

• Grau de saturação (Sr): Proximidade da condição crítica (saturação), associada a rupturas por chuvas (parâmetro calculado).

Parâmetros de resistência

• EXPERIMENTOS EM LABORATÓRIO (Talude)
• Coesão (c’): Pode ser interpretada como a “resistência inicial” do solo antes da contribuição do atrito (NBR 12024:2012).
• Ângulo de atrito interno (φ’): Expressa a capacidade de atrito entre partículas do solo. Determina a inclinação máxima estável para solos arenosos ou pouco coesivos. (NBR 12024:2012)
• Resistência ao cisalhamento (τ), derivada da equação de Mohr-Coulomb: Capacidade máxima do solo resistir a esforços cortantes. grandeza usada para comparar com as tensões solicitantes (τ_solicitada) (NBR 12025:2012). Permite calcular o fator de segurança (NBR 11682:2009).

• resistência não drenada (Su): Tensão de cisalhamento máxima que uma amostra de solo coesivo saturado suporta sem dissipação de pressões neutras, ou seja, em condições não drenadas (curto prazo). (NBR 12024:2012)

Propriedades de consistência

• EXPERIMENTOS EM LABORATÓRIO (Talude)
• Limite de liquidez (LL) e Índice de liquidez (IL): indica a condição atual do solo em relação aos limites de Atterberg (ex.: se está rígido, plástico ou próximo ao estado líquido). (NBR 7180:2016)

• limite de plasticidade (LP) e índice de plasticidade (IP): caracterizam a plasticidade e a sensibilidade do solo a variações de umidade. (NBR 6459:2016)

Parâmetros hidráulicos

• EXPERIMENTOS EM LABORATÓRIO (Talude)
• Permeabilidade (k): controla a dissipação de pressões neutras e o efeito da infiltração.
• Curva de retenção de água (θ-ψ): relevante em taludes não saturados, onde a sucção matricial contribui para resistência adicional.
• Classificação do solo
• Granulometria (areia, silte, argila, pedregulho): indica susceptibilidade à erosão e estabilidade geral. (NBR 7181:2025).
• Sistemas de classificação (SiBCS, HRB, classes texturais): auxiliam na comparação com casos análogos e prescrições normativas. # {background-color=“#2135A6”}

Obrigado!

UEFS - Geotêxteis