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Projeto Conceitual Pavimentação Sustentável

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Apresentação

Pioneira em desenvolvimento e aplicação de soluções de estabilização ecológica de solos para fins de pavimentação o Instituto IDESA AMAZÔNIA defende uma política de integração da Amazônia através de uma malha rodoviária e projetos sociais que venham conciliar desenvolvimento, segurança e equilíbrio do meio-ambiente.

A SKLEIN - Consultoria em Sustentabilidade tem como missão social a prestação de serviços de consultoria e execução de projetos no ramo de geologia, geotecnia, estudos ambientais, estudos de impactos ambientais e de vizinhança, planejamento estratégico, desenvolvimento sustentável, editoração de mapas e relatórios, assessoramento técnico especializado, sustentabilidade, treinamentos, zoneamentos ambientais, ecológicos e urbanos, laudos e perícias, assessoria em termos de ajustamento de conduta e conflitos de uso e ocupação do solo.

A motivação de desenvolvimento de trabalhos em conjunto entre Instituto IDESA AMAZÔNIA e SKLEIN Consultoria em Sustentabilidade é estabelecida na sinergia dos objetivos comuns e amplificada nos valores éticos conscientes de que os esforços somados devem representar uma melhoria de vida para a sociedade em geral.



Justificativas

A presente proposta técnica tem como objetivo informar sobre a tecnologia de pavimentação sustentável, suas características, seus benefícios diretos e indiretos, seus custos e sobretudo sua valorização quanto ao respeito ao meio ambiente.

Cabe salientar que uma pavimentação nada mais é do que fornecer condições aos solos para que este se transforme em um caminho adequado para a circulação de pessoas e mercadorias, em sua mais simples definição.

A mobilidade que uma estrada pode trazer a essas pessoas, pode muito bem ser definida como desenvolvimento econômico e social, como também pode muito bem ser traduzida em função das dificuldades que uma obra mal pensada pode acarretar na vida da população.

Falta de manutenção, buracos, atoleiros são aspectos comuns herdados de projetos de pavimentação caracterizados pela simples substituição dos solos por britas e areia recobertos por uma manta asfáltica, desconsiderando as condições climáticas regionais e as condições econômicas para a manutenção constante da malha viária.

Além dessa herança, que muitas vezes podem ser mensuradas em números cruéis na forma de vítimas de acidentes ou em viagens extremamente demoradas e cansativas, o meio ambiente padece com as áreas mineradas para obtenção da brita e areia, as áreas de empréstimo de material de solo a ser substituído, as áreas de bota-fora, etc, agregando à obra, de forma direta um passivo ambiental de difícil valoração. Acrescente a isto o consumo de combustível para o transporte dos materiais de construção, o deslocamento para as áreas de bota fora e teremos uma noção do quanto uma obra de pavimentação tradicional colabora com o incremento de poluentes e gás carbônico na atmosfera.

Notadamente a natureza sofre com esse tipo de obra insustentável e responde na forma de processos erosivos, contaminação de aqüíferos, efeito estufa, etc.

Mas, como então satisfazer as necessidades de desenvolvimento econômico e social e ao mesmo tempo atender ao meio-ambiente de maneira equilibrada?

Uma das respostas possíveis pode ser encontrada na definição de sustentabilidade como um modelo econômico, social e ambiental equilibrado de tal forma que satisfaçam as necessidades da geração presente e garantam as satisfações das necessidades das gerações futuras.

Com esta visão, qualquer desperdício deve ser considerado inaceitável. Desperdício orçamentário com obras que não satisfaçam as necessidades ou que provoquem custos adicionais ao longo do tempo, não pode ser sustentável. Soluções desse tipo, requerem além de altíssimo custo econômico, uma insatisfação social e uma demanda constante de novos recursos ambientais não renováveis para a manutenção da solução inadequada em sua origem.

Muito ao contrário dos que tanto defendem as rodovias florestais como nocivas ao meio ambiente, as vicinais quando implantadas estrategicamente em nada contribuem para o desmatamento da região, simplesmente porque possibilitam que as autoridades fiscalizadoras fiquem frente à frente com as iniciativas predatórias e ilegais promovidas pelos que exploram clandestinamente as florestas.

As rodovias vicinais possibilitam a integração com outros meios de transporte facilitando a movimentação de pessoas e produtos pelo interior desta vasta região que necessita ser ocupada pelo povo brasileiro.

Trata-se portanto de questões de desenvolvimento sustentável e soberania nacional.

O Instituto IDESA AMAZÔNIA e a SKLEIN Consultoria em Sustentabilidade têm a satisfação de apresentar a solução sustentável de pavimentos baseados em estabilização ecológica de solos. Esta solução tem sido comprovada como a mais adequada para as inúmeras situações onde o importante é se ter os melhores desempenho e durabilidade do pavimento e os menores custos econômicos, ambientais e sociais.



A água Com raras exceções, o setor de pavimentação no Brasil tem seguido modelos conceituais importados, principalmente dos Estados Unidos e Europa. Nossos solos são tropicais e muitas vezes isso não é levado em conta nos projetos baseados em critérios estabelecidos para solos diferentes que ocorrem nos outros países em que a técnica foi desenvolvida. O maior inimigo do asfalto é a chuva. A chuva desagrega a camada de asfalto e ao infiltrar-se no subleito, carrega sedimentos mais finos e provoca a erosão do pavimento. O resultado é uma estrada cheia de buracos, que deve ser recuperada com a mesma técnica para que na próxima chuva novos buracos apareçam. E, assim, sucessivamente. No fundo, simplificadamente, uma pavimentação nada mais é que um projeto de drenagem. Drena-se a água lateralmente de forma a tornar o leito adequado para deslocamentos de veículos e pessoas. Pretende-se, assim, constituir uma superfície praticamente impermeável e que suporte uma determinada carga de forma a drenar a água pluvial para suas laterais. Estas, por sua vez compõe um sistema de drenagens pluviais de forma a impedir erosões e encaminham as águas para áreas de drenagens naturais. Em uma área urbana, o quadro acima é bastante complexo. Em uma área rural é mais simples pois as águas acabam se infiltrando nos solos laterais à pavimentação ou facilmente ordenadas a seguirem a uma drenagem natural. Como o asfalto não é totalmente impermeável, uma parte da água pluvial infiltra-se no pavimento e isto ocasiona sua deteriorização. O pavimento 100% impermeável e com drenagem lateral adequadamente implantada evita a ação da água em sua deteriorização, por isso sua manutenção é baixa.

A Carga Outro aspecto importante em um pavimento é sua capacidade de suportar a passagem de cargas. Em condições normais, os pavimentos são projetados para suportar a passagem de 8.500 Kg durante 10 anos em uma estimativa de 1.000.000 de vezes. Aparentemente os números são grandes, porém são estimativas mínimas adotadas visto que muitas vezes o pavimento se coloca a suportar cargas maiores, por eixo e que no caso de muito tráfego de veículos essa solicitação sucessiva impede que o pavimento reaja adequadamente, posto que se baseia em conceitos de flexibilidade de sua superfície. Aliada à chuva, essa situação de tráfego intenso faz com que um pavimento novo fique comprometido em menos de 1 mês de uso. É o que vemos em inúmeros casos de pavimentos recém inaugurados e já prestes a serem alvos de manutenção. Métodos utilizados em projetos atuais baseiam-se na capacidade de suporte do solo e do subleito para determinar a espessura da camada flexível de asfalto a ser utilizado. Sujeita-se, assim, um solo com baixa capacidade de suporte, elevando-o graças ao dimensionamento de uma camada de solo importado ou de brita e engrossando a camada de asfalto superficial. Como vimos, o asfalto não se dá bem com a chuva. Deteriora-se. Além de que um tráfego momentâneo mais intenso faz com que o pavimento não se porte como flexível, rompendo-se em trincas e provocando desníveis. Resultado: manutenção constante. Percebe-se, portanto que a questão de um bom pavimento é conceitual. No Brasil, um pavimento deve ser resistente à chuva, impermeável para evitar erosão das camadas inferiores, drenante, não agressivo ao meio ambiente e, sobretudo, econômico. A estabilização ecológica de solos tem se mostrado eficiente nessas e outras qualidades, atendendo aos esforços a que é submetido pelo clima e pelos diferentes tipos de veículos, inclusive de carga (8,5 ton/eixo – CBR > 60%).



Projeto e Obra

Pavimentação Sustentável

Nossos projetos são baseados nas características dos solos locais. Adicionando produtos orgânicos e estáveis na natureza que transformam o solo não coeso em um pavimento coeso com capacidade de suporte de qualquer tipo de tráfego. Para isto necessita-se de coleta de amostras dos solos locais e ensaios de laboratório onde determinam-se as quantidades e condições de aplicação de nossos produtos de modo a empregarmos ao solo uma condição de estabilidade física de suporte contra esforços diversos garantindo assim sua durabilidade e possibilitando o tráfego constante por longo período de tempo com baixíssimo custo de manutenção.

Por utilizar basicamente o próprio solo local onde o pavimento será implantado, não requer insumos minerais na forma de agregados de britas e areias, dispensando também a necessidade de transportes infindáveis desses materiais e de áreas de bota-fora de entulhos desperdiçados em obras de pavimentação tradicional.

Por tudo isto, o custo do método é bastante inferior a qualquer outra solução de pavimentação.

O solo estabilizado ecologicamente já está pronto para o tráfego de veículos podendo ou não receber uma fina capa de manta asfáltica de acordo com a necessidade de tráfego que a via deverá comportar.

Serviços de compactação de sub-base com

estabilização granulométrica. Base construída com solo natural estabilizado com

ECOLOPAVI. CBR natural de 17%. CBR com solo estabilizado 107%. (Anexo). Obra

iniciada e acabada em setembro de 2006. Local da obra: Pista direita da

Avenida Sete de Maio,. Bairro Santa Etelvina. Manaus -AM



Impactos Ambientais

Impacto Ambiental Pavimentação Tradicional

Pavimentação Sustentável

Área de Empréstimo sim não Lavra de Brita sim não Lavra de Areia sim não Área de Bota-Fora sim não Transporte de Insumos

sim não

Impermeabilização do solo

sim (baixa) sim (baixa)

Erosão do pavimento ou sub-leito

sim não

Carreamento de areia para drenagens (Assoreamento)

sim não

Aparecimento de buracos e atoleiros

sim não

Produção de Poeira Pós-Obra

em alguns casos

cascalhamento

não

Impactos Gerados pela Manutenção

sim não

Interrupção de tráfego para execução da obra

vários dias 1 dia

Benefício social alto alto Economia de recursos

baixa alta



Ensaios Geotécnicos Ensaios em amostras de solos que foram aplicados na construção da base da pavimentação da avenida Sete de Maio, no bairro Santa Etelvina, em Manaus – AM. Setembro de 2006. De uma forma geral, processos de urbanização causam impactos ambientais bastante conhecidos. Dentre esses impactos destacam-se a impermeabilização de grandes áreas. Refletem em aumento de volume no escoamento em superfície de águas pluviais, erosão superficial dos solos, assoreamento de córregos e ocorrência de enchentes.

A construção de casas, calçadas e arruamentos pavimentados, através de técnicas convencionais, diminui a permeabilidade dos solos em grandes áreas urbanizadas. Os solos naturais em superfície e em clima tropical tendem a ser ricos em ferro e alumínio presentes nas argilas, enquanto grãos de quartzo compõe uma fração arenosa. Isto faz com que os solos tropicais apresentem boa coesão entre os grãos quando secos, porém se tornam plásticos quando úmidos. Se, neste horizonte superficial eliminarmos a possibilidade de circulação de água, impermeabilizando-o, o solo se portará coeso para sempre.

Isto se dá por ligações catiônicas entre as argilas ricas em ferro e alumínio que ocorre na presença de uma quantidade mínima, porém exata, de água. Essa umidade ótima dos solos tropicais faz com que estes atuem como perfeitamente coesos ou quando ultrapassada essa umidade, se rompam e adquiram uma característica plástica, deformando-se a depender dos esforços que sofrem.

O mesmo ocorre com os horizontes de solo mais profundos, porém com menor grau de coesão.

Nota-se, no entanto, que nos projetos convencionais de engenharia envolvendo grandes áreas de terraplanagem, esse solo superficial é removido para ser substituído por brita ou areia ou mesmo pelos solos dos horizontes abaixo, menos coesos e portanto mais sujeitos aos processos erosivos.

A pavimentação sustentável baseia-se exatamente nessas características dos solos tropicais superficiais favorecendo com que suas ligações catiônicas se estabilizem de forma a proporcionar uma coesão definitiva ao solo para suportar os esforços contínuos de transporte de cargas. Como não há substituição de solos, ou quando isso é necessário os volumes são muito menores, por brita, areia ou outro material granular, o custo da pavimentação sustentável é muito menor que qualquer outra solução.



O Método

São utilizados os solos locais estabilizados ecologicamente, não havendo portanto necessidade de importação de materiais como agregados e outros solos de áreas de empréstimo.

A estabilização ecológica dos solos se faz por via líquida através de composto metalo-orgânico solúvel, diluído em água, não reagente e estável na natureza, que atua através da troca catiônica, provocando maior coesão entre as partículas dos solos, permitindo assim, um processo estável e permanente de impermeabilização.

É utilizada cal hidratada seca como aglomerante, obedecendo as exigências da norma NBR-7175 da ABNT.

A água também é utilizada em proporções exatas, destinada ao umedecimento da mistura de modo a torná-la satisfatória quando isenta de teores nocivos de sais, ácidos, matéria orgânica e outros elementos deletérios.

Os solos, ou misturas destes, a serem empregados juntamente com matérias estabilizantes para execução de camadas do pavimento, são proveniente de ocorrências de matérias locais , e deverão satisfazer as seguintes exigências:

Possuir trabalhabilidade necessária à realização das operações de construção da camada;

Permitir a obtenção dos indicadores de qualidade;

A espessura compactada e estabilizada deverá possuir camada não inferior a 15 cm.

Para a execução de camadas de pav imentos com a ut i l i zação de estabi l izantes ecológicos de solos, são indicados os seguintes equipamentos: moto niv eladora com escari f icador e lâmina, t ratores de rodas pneumát icas, com potência adequada para rebocar e acionar os div ersos implementos não automotores, pulv i -misturadores rebocáv eis ou autopropel idos; caminhões-tanque ou i rr igadei ras, equipadas com conjunto moto-bomba e barra aspersora, com capacidade para di st r ibui r água com pressão reguláv el ; rolos compactadores, t ipo pé-de-carnei ro , l i sos ou pneumát icos , de peso ou pressão variável , podendo ser estát icos ou v ibratór ios, dependendo do t ipo de solo e do local a serem empregados; v eículos para t ransporte de solos, quando estes forem importados de jazidas ou prov enientes de usina, ou para t ransporte da cal hidratada, com caçamba basculante; equipamento para carga de caminhões; ferramentas manuais e outros equipamentos indicados pela f iscal ização.

Imprimação - A imprimação consiste numa pintura l igante, que recobre a camada da base, e tem por função proporcionar o fechamento e impermeabi l ização das camadas de suporte, o mater ial uti l i zado para a imprimação é deriv ado do petróleo, conhecido como asfal to di luído CM-30, a taxa de apl icação do mater ial dev erá ser na ordem de 1,20 l i t ros/m².

Estrada Apiaí-Iporanga, Vale do Ribeira, São Paulo Trecho da Serra do Bethary executado com o método de estabilização sustentável de solos há mais de 10 anos e sem necessidade de manutenção durante todo o período.

Estrada Apiaí-Iporanga, Vale do Ribeira, São Paulo

Trecho próximo à cidade de Apiaí executado com o método de

cascalhamento e com constantes serviços de manutenção.



Vantagens

É apresentado a seguir um quadro-resumo de quantidades de materiais para pavimentação de uma hipotética rodovia, com extensão de 1,0 quilometro, largura de 7,20 metros, cuja base tem espessura básica de 0,15 cm de brita graduada (coeficiente estrutural k=1,0), e sendo a densidade máxima aparente do solo local γ= 1.70 kg/m3, dispondo-se, para transporte, de caminhões com capacidade máxima de 12 toneladas

Como pode ser facilmente observado no quadro abaixo, além da economia em materiais, com a substituição das soluções tradicionais por camadas de solo local estabilizado ecologicamente, é também muito significativa a redução do item transporte.

QUADRO-RESUMO

Tipo de Base Espessura da Camada

Coeficiente estrutural

Quantidade em espécie

Peso a transportar

Número de viagens

Solo-cimento a 8%

13,0 cm 1,4 2.546 sc 127 ton 11

Solo-cal a 8% 15,0 cm 1,2 7.344 sc 147 ton 13 Brita graduada simples

18,0 cm 1,0 1.296 m3 2.722 ton 227

Solo-brita a 70%

18,0 cm 1,0 1.296 m3 2.463 ton 205

Cascalho 22,5 cm 0,8 1.620 m3 3.078 ton 257 Solo arenoso fino laterítico

18,0 cm 1,0 1.296 m3 2.462 ton 205

Solo estabilizado ecologicamente

15,0 cm 1,2 9 tb. + 9 sc.

2,3 ton 1

Outras vantagens: a) mesmo que seja preciso importar solo para execução de camadas do pavimento estabilizadas ecologicamente, será bastante reduzido o momento de transporte, por não serem necessários solos com características especiais, que somente são encontrados a grandes distâncias.

b) o solo estabilizado ecologicamente pode ser remanejado em qualquer tempo, pois que não mais perde suas características adquiridas.

c) quando for necessária a adição de aglomerantes como cal ou cimento, não serão precisos cuidados especiais, tendo em vista sua pequena percentagem.

d) os equipamentos a serem utilizados para a execução de camadas de solo estabilizado ecologicamente são os mesmos utilizados para terraplenagem ou para conservação de estradas rurais, como motoniveladoras, grades-de-

discos, caminhões-pipa, tratores agrícolas, e equipamentos de compactação de solos argilosos.

e) o custo de conservação de estradas pavimentadas com camadas de solos estabilizados ecologicamente é mínimo, quase inexistente.

f) os solos estabilizados ecologicamente adquirem grande trabalhabilidade, tornando-se facilmente compactáveis.

g) solos estabilizados ecologicamente têm reduzido a absorção de água, a ascensão capilar, o poder de sucção e a expansibilidade, com um proporcional aumento de suporte CBR.

h) A utilização do estabilizante ecológico de solos minimiza a agressão ao meio-ambiente, por tornar desnecessária a exploração de jazidas de solos estabilizados granulometricamente.



Apresenta-se, a seguir, um exercício para avaliação do custo de aplicação do método de estabilização ecológica de solos em um trecho de rodovia com 1 quilômetro de comprimento e 10 metros de caixa (largura), totalizando, portanto, uma área de 10.000 m².

Assim, pode-se observar que a pavimentação através de estabilização ecológica de solos alcança valores entre R$ 9,20/m² a R$12,50/m² a depender do uso da manta asfáltica, que é opcional dentro da solução sustentável.

Mesmo sem o uso da manta asfáltica, o pavimento pode ser utilizado para transporte de pessoas e cargas uma vez que o CBR mínimo alcançado, no proctor intermediário, é de 60%, garantindo assim um pavimento adequado à circulação e isento de buracos ou possibilidades de deteriorização com o uso.

Os valores da tabela acima são aproximados, refletindo apenas uma situação de exemplo para avaliação de ordens de valores dos custos de obras e projetos.

Os custos ambientais e sociais são minimizados com a inexistência de transportes excessivos de materiais, áreas de empréstimo de solos, pedreiras, portos de areias etc. Refletem, no entanto, uma aproximação precisa destes custos com a aplicação da estabilização ecológica de solos para fins de pavimentação.

Outro custo que deve ser avaliado é o de manutenção. Exceto o desgaste da manta asfáltica, a base de solos esabilizados ecologicamente não requer manutenção por longo período de uso normal do pavimento, suportando estações chuvosas sem desestabilização estrutural da obra realizada.

ÌTEM Quantidades Custo (R$)

Brita (Incluindo Frete)

0 0

Areia (Incluindo Frete)

0 0

Solo Importado (Incluindo Frete)

0 0

Custo de Manutenção (primeiros 5 anos)

0 0

Terraplanagem

(20 cm de solos, incluindo compactação)

1 un 20.000,00

Estabilizante (Incluindo Frete)

2800 l. 60.000,00

Aglutinantes (Incluindo Frete)

1.000 kg. 12.000,00

SUBTOTAL 92.000,00

Imprimação (Obra e Frete – preço médio aproximado – Asfalto CM 30)

16 ton 33.000,00

TOTAL 125.000,00

Memorial de

Cálculo para

Pavimentação

(CUSTOS)



Sergio K

Sergio Kleinfelder Rodriguez é Geólogo, Doutor em Geociências pela Universidade de São Paulo, com 28 anos de carreira desenvolvida em empresas como: Mineração Oriente Novo, CNEC - Consórcio Nacional de Engenheiros Consultores, Prefeitura Municipal de São Paulo, CPRM - Serviço Geológico do Brasil e SKLEIN Consultoria em Sustentabilidade. Foi Presidente da Sociedade Brasileira de Geologia e possui diversos artigos publicados em Congressos, livros e capítulos de livros técnicos Perito Judicial em diversos ofícios dos Fóruns das Comarcas do Estado de São Paulo, a saber: Adamantina, Bariri, Bauru, Boituva, Botucatu, Cajuru, Conchas, Cosmópolis,Descalvado, Dois Córregos, Embu, Garça, Guará, Guaratinguetá, Ibiúna, Ilhabela, Indaiatuba, Itaberá, Itapetininga, Itariri, Itatiba, Itirapina, Ituverava, José Bonifácio, Laranjal Paulista, Leme, Macatuba, Mairiporã, Mococa, Monte Azul Paulista, Olímpia, Paranapanema, Pedreira, Peruíbe, Presidente Venceslau, Rio das Pedras, Santa Adélia, Santa Cruz do Rio Pardo, Santa Rita do Passa Quatro, Santa Rosa de Viterbo, São João da Boa Vista, São Luis do Paraitinga, São Vicente, Sertãozinho, Sorocaba, Tabapuã, Taquarituba, Tupi Paulista, Valinhos, Viradouro, e em diversas outras Comarcas em processo de cadastramento.

Rubelmar Cruz

Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Filho é Engenheiro Civil, Mestre em Engenharia da Produção pela Universidade Federal do Amazonas, com 31 anos de carreira desenvolvida em empresas como: Superintendência da Zona Franca de Manaus – SUFRAMA, Prefeitura Municipal de Manaus, Esc. de Cálculo Estrutural Eng.º Agamenon Nobre, CHI - Fabricante dos tubos e conexões Tigre e Instituto IDESA AMAZÔNIA.



A SKLEIN, Consultoria em Sustentabilidade, tem como objetivo principal acompanhar o processo de transformação social, econômica, ambiental e urbanística, de modo a promover e defender os valores que garantam um meio ambiente ecologicamente equilibrado para as presentes e futuras gerações.

O Instituto IDESA AMAZÔNIA é uma Instyituição não Governamental com fins não econômicos que colabora para a manutenção da soberania brasileira sobre a Amazônia.

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NOSSO CAMINHO É ATRAVÉS DA PRESERVAÇÃO AMBIENTAL

E DO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL


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