Yan Romão do Nascimento
Instituição de Ensino Superior – FASERRA
(yan.romaoo@gmial.com)
Especialização em Gestão de Obras e Produtividade nas Construções (UNINORTE); Engenheiro Civil (UNINORTE).
Jardel Claudino Pereira Santos
Instituição de Ensino Superior – FASERRA
(jardel.pibid@gmail.com)
Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática (UFAM) ; Especialização em Gestão de Segurança do Trabalho (IFAM).
RESUMO
A construção civil tenta se aperfeiçoar utilizando novas técnicas e materiais, para tornar o processo construtivo mais rápido e econômico, ou seja, viabilidade em obras. O geocomposto (MacDrain) surge como uma nova opção de sistemas drenantes.
A drenagem eficiente em estruturas de arrimo é essencial para prevenir problemas nas edificações, embora frequentemente seja subestimada. O objetivo do artigo foi avaliarr a utilização do MacDrain em toda extensão do muro de arrimo em um condomínio residencial na Zona Centro – Sul de Manaus, visando através do seu uso à eficácia do sistema de drenagem no muro de arrimo.
Numa abordagem descritiva, analisou-se o estudo de caso com o uso do geocomposto citado, segmentando-o em três etapas: levantamento técnico da região, análise do material de aplicação e execução da instalação. É obtido as seguintes vantagens com sua utilização: Alivio dos sistemas de impermeabilização contribuindo para a eliminação das infiltrações, leve e de fácil manuseio, flexibilidade, simplicidade de instalação, não requer ferramentas específicas, alta produtividade na instalação, possibilidade de aplicação em locais com limitações de espaço, menor custo que os sistemas tradicionais, alta capacidade de drenagem, suportam altas pressões, reduz o empuxo hidrostático, abas nas laterais para permitir sobreposições, geotêxtil filtrante. Com a utilização do geocomposto drenante, haverá um avanço significativo no cronograma da obra, além de seu custo de ser baixo o material evita/previne problemas na edificação.
Palavras-chave: Construção civil, geocomposto, MacDrain, drenagem.
ABSTRACT
The construction industry seeks to improve by adopting new techniques and materials to make the building process faster and more cost-effective, ensuring project feasibility. The geocomposite (MacDrain) emerges as a new option for drainage systems.
Efficient drainage in retaining structures is essential to prevent structural issues in buildings, although it is often underestimated. This article aimed to evaluate the use of MacDrain along the entire length of the retaining wall in a residential condominium in the Central-South Zone of Manaus, ensuring the effectiveness of the drainage system.
Using a descriptive approach, the case study involving the mentioned geocomposite was analyzed in three stages: technical survey of the region, analysis of the application material, and installation execution. The following advantages were observed: relief of waterproofing systems, contributing to the elimination of infiltrations; lightweight and easy handling; flexibility; simple installation; no need for specific tools; high installation productivity; applicability in areas with space constraints; lower cost compared to traditional systems; high drainage capacity; resistance to high pressures; reduction of hydrostatic thrust; side flaps for overlapping; and geotextile filtration.
The use of the drainage geocomposite will significantly accelerate the construction schedule. Additionally, due to its low cost, the material helps prevent structural issues in the building.
Keywords: Civil construction, geocomposite, MacDrain, drainage.
INTRODUÇÃO
As inovações tecnológicas na indústria da construção civil têm revolucionado a maneira de construir, impulsionando o desenvolvimento de novos materiais e técnicas. Nos últimos anos, os materiais, processos e métodos construtivos evoluíram significativamente, buscando maior eficiência e desempenho.
O incentivo ao uso de novos materiais contribui para avanços técnicos e econômicos nas obras, tornando os projetos mais viáveis. Nesse contexto, os geossintéticos surgem como uma alternativa eficaz para sistemas de drenagem.
A especificação inadequada de materiais e a falta de uma análise técnica criteriosa podem resultar em sistemas de drenagem ineficientes, causando problemas como manchas, umidade, fungos, calcinação e até mesmo comprometendo toda a estrutura, acarretando prejuízos financeiros. O excesso de água no solo pode comprometer o desempenho estrutural a longo prazo, devido à percolação e à consequente degradação da obra.
Em Manaus, as dificuldades de drenagem decorrem da baixa qualidade do solo natural, predominantemente argiloso, siltoso e de baixa permeabilidade. Além disso, a presença de lençóis freáticos superficiais em várias regiões agrava o problema, tornando necessária a aplicação de geocompostos drenantes em áreas em contato direto com o solo, garantindo maior durabilidade às construções.
O material foi aplicado em um sistema de drenagem vertical, especificamente em um muro de arrimo, para desempenhar suas funções de filtração e drenagem. O geocomposto drenante possui alta capacidade de captação, condução e escoamento da água acumulada por chuvas intensas, além de auxiliar no rebaixamento do lençol freático com eficácia e rapidez.
Apresentando diversas vantagens técnicas, construtivas e econômicas em comparação aos sistemas convencionais, o uso do geocomposto evita futuros problemas patológicos, como fissuras causadas por movimentações higroscópicas. Dessa forma, a instalação do geocomposto MacDrain em um condomínio na Zona Centro-Sul de Manaus reforça a importância de um sistema de drenagem eficiente para garantir a estabilidade e a segurança da estrutura de arrimo.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A versatilidade e variedade apresentadas pelos geossintéticos impulsionam sua utilização em diversos projetos de Engenharia. Gomes e Nunes (2014) afirmam:
Neles, esses materiais assumem, comumente, funções relacionadas a características mecânicas (e.g. reforço, proteção, controle de erosão e confinamento) e a propriedades hidráulicas (e.g. impermeabilização, drenagem e filtração) de maciços de solo. (pg. 57).
Um único tipo de geossintético pode desempenhar diversas funções, e os geotêxteis são um exemplo clássico dessa versatilidade. Esses materiais, caracterizados por sua estrutura têxtil bidimensional e permeável, são considerados a categoria mais multifuncional entre os geossintéticos.
O geotêxtil drenante MacDrain é uma alternativa eficiente aos materiais tradicionais, como pedra britada, seixo rolado, cascalho e argila expandida. Sua aplicação permite uma significativa redução na espessura do sistema de impermeabilização, proporcionando maior eficiência e economia. Além disso, o MacDrain desempenha múltiplas funções, atuando como reforço estrutural, filtro e sistema de drenagem. A Figura 1 ilustra como o produto é comercializado.
Figura 1: Geocomposto drenante.
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
O núcleo drenante do material é composto por uma geomanta tridimensional com mais de 90% de vazios e espessura de 10 ou 18 mm, fabricada com filamentos grossos de polipropileno. Esse núcleo é termossoldado em todos os pontos de contato entre um ou dois geotêxteis não-tecidos de poliéster. Para garantir a continuidade do sistema, os geotêxteis se estendem 100 mm além do núcleo nas extremidades laterais, permitindo sobreposições sem “degraus”, como ilustrado na Figura 2.
Figura 2: Geocomposto drenante.
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
Além do material principal (MacDrain), não há necessidade de ferramenta específica, basta à utilização de pregos, estilete, taliscas de madeira.
METODOLOGIA
O método que foi aplicado segue o processo da Figura 3.
Figura 3: Fluxograma dos procedimentos metodológicos.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Realizou-se um levantamento técnico da região por meio da coleta de dados in loco, analisando o tipo de solo, a eficiência da infraestrutura de drenagem urbana, a presença de acidentes geográficos, além das dimensões da estrutura de contenção. Em seguida, foi feita a análise do material de aplicação para selecionar a opção mais viável entre os modelos disponíveis no mercado. Por fim, executou-se a instalação do MacDrain no muro de arrimo.
Primeira Etapa
Levantamento Técnico da Região
O levantamento técnico trata-se da coleta de dados in loco, e viabilidade segundo Oliveira (2015) “[…] é a análise da capacitação de viabilidade do projeto. É onde se faz a verificação de recursos técnicos ou tecnologia para sua utilização”.
Segunda Etapa
Análise do Material de Aplicação
Para definir o tipo de geocomposto MacDrain a ser utilizado no muro, adotou-se como base de cálculo o método da Rede de Fluxo, conforme descrito na NBR 6502 (1995, p. 16). Esse método tem como objetivo determinar a vazão de água que percolará no solo, indicando assim a quantidade de fluxo que atingirá a superfície do geocomposto drenante.
Terceira Etapa
Execução da Instalação
Todos os tipos de MacDrain são de fácil e rápida instalação. Uma equipe não especializada, composta por 2 operários, pode alcançar rendimentos de cerca de 30m²/h em instalações verticais (estruturas de contenção, como muros de arrimo, e estruturas enterradas).
Para sua instalação, não são necessárias ferramentas especiais, pois o MacDrain pode ser facilmente cortado com um estilete, e a flexibilidade do material permite sua adaptação a qualquer superfície.
RESULTADOS
Primeira Etapa
Uma das primeiras medidas adotadas foi a realização do levantamento técnico da região. Embora não tenha sido realizado um ensaio laboratorial, a análise visual indicou que o solo era argiloso, a infraestrutura urbana da rede de drenagem era ineficiente e havia a presença de acidentes geográficos, como a decomposição da flora. Diante dessa condição, a aplicação do geocomposto drenante tornou-se necessária. A área em questão está majoritariamente localizada na região norte do terreno, conforme ilustrado na Figura 4.
Figura 4: Planta de locação do geocomposto drenante.
Fonte: Próprio autor, 2016.
O geocomposto foi fixado logo após a construção do muro de arrimo. A etapa seguinte consistiu na obtenção de dados extraídos in loco para mensurar o comprimento e a altura da estrutura de contenção, definir a orientação horizontal ou vertical e estabelecer o quantitativo do produto para a execução, conforme ilustrado nas Figuras 5 e 6.
Figuras 5 e 6: Levantamento das medidas do muro de arrimo.
Fonte: Próprio autor, 2016.
– Característica do muro de arrimo: 100 m de comprimento e 6 m de altura;
– Característica do geocomposto: 30 m de comprimento e 2 m de altura;
– Área para cobrimento no muro de arrimo: 600 m²;
– Área de cobrimento do geocomposto: 60 m².
Com a análise das informações em mãos, constatou-se que a aplicação da manta geotêxtil no sentido longitudinal foi mais produtiva, segura e eficiente, evitando o desperdício de tempo e material, pois reduziu o número de cortes do produto.
O processo seguiu com base nos dados anteriores e nas fórmulas disponíveis para verificar a viabilidade do desempenho do produto, incluindo quantitativos, custos, vazão da água e outros aspectos.
A seguir, realizou-se o cálculo, dividindo a área de cobertura do muro de arrimo pela área de cobertura do geocomposto, determinando assim a quantidade de material necessária, conforme demonstrado no Quadro 1.
Quadro1: Levantamento do material.
| Levantamento do Material | Área (m²) |
| Extensão de Aplicação do Geocomposto | 600 |
| Rolo de Geocomposto (30 x 2) | 60 |
Fonte: Próprio autor, 2016.
E.A. = Extensão de Aplicação do Geocomposto.
R.G. = Rolo de Geocomposto.
U = Unidades de Geocomposto.
10 UNIDADES
Sendo assim, foi necessário realizar três camadas intertravadas para alcançar a altura total. Para isso, utilizaram-se 9 unidades de 30 metros e 3 de 10 metros, ou seja, uma peça de 30 metros foi dividida em três partes, totalizando 10 unidades.
Segunda Etapa
O MacDrain é fornecido em duas opções:
– Rolos com 2m de altura e 30m de comprimento, embalados em filmes de polietileno preto que tem a finalidade de protegê-lo contra intempéries e raios UV;
– Rolos com 1m de altura e 10m de comprimento, embalados em filme transparente. Esta versão é destinada a comercialização do produto em Home – Center´s ou similares.
A nomenclatura adotada para o MacDrain é constituída de um algarismo e uma letra, com os seguintes significados repassados pelo fabricante:
– Os algarismos “1” e “2” referem-se à quantidade de faces do geocomposto, que possuem geotêxtil;
– As letras “L” ou “S”, respectivamente Light e Strong, para diferenciar a resistência à compressão do geocomposto, em função da espessura do núcleo drenante.
No dimensionamento, avalia-se a eficiência do geocomposto quando submetido às condições de pressão na aplicação. Para isso, são utilizadas as informações coletadas na primeira etapa, como a profundidade de trabalho do geocomposto e os dados fornecidos pelo fabricante.
O Gráfico da Figura 7 apresenta o conjunto formado por linhas de fluxo e equipotenciais convenientemente escolhidas, abaixo demonstrado:
Figura 7: Gráfico da rede de fluxo do muro.
Fonte: Software FESEEP, 2014.
– As linhas de fluxo traçadas devem determinar canais de fluxo de mesma vazão;
– As linhas equipotenciais traçadas devem determinar faixas de perda de potencial de igual valor;
– As linhas de fluxo e equipotenciais deverão ser ortogonais entre si formando quadriláteros.
Através do fator de forma do traçado da rede fluxo será possível escrever a seguinte equação para obter a vazão resultante do sistema, como demonstrado abaixo:
. Autor: Caputo, H., 1973.
Onde:
k = coeficiente de permeabilidade do solo = 10-3 cm/s;
h= altura do muro = 6 m;
Nf = número canais de fluxo = 6;
Nq= número de perdas de carga unitária = 6.
É possível determinar a vazão resultante do sistema:
A aplicação do Geocomposto drenante depende de dois parâmetros:
– Pressão atuante;
– Gradiente hidráulico (i = 1, para drenagem vertical).
Através da tabela do fabricante é possível determinar a capacidade de vazão do Geocomposto, demonstrado no Quadro 2.
Quadro 2: Capacidade de Vazão do Geocomposto.
| Capacidade de Vazão do Geocomposto | |
| Pressão [kPa] | Vazão [l/s.m] |
| 10 | 2,80 |
| 20 | 2,78 |
| 50 | 1,92 |
| 100 | 0,71 |
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
Adota-se a fator da segurança um valor aproximado para o coeficiente de empuxo no repouso K0= 0.5, equivalente a um solo com ângulo de atrito de 30 graus, e peso específico g= 20kN/m3, e assumisse que o peso específico adotado para o solo seja o saturado, o peso específico submerso deve ser 10 kN/m3, obterá assim a tensão horizontal efetiva:
Fonte: Livro Mecânica dos Solos e suas aplicações.
Autor: Caputo, H., 1973.
Como essa pressão não estava presente na tabela do fabricante, adotou-se a mais próxima com o maior valor. Assim, com base na tabela do fabricante, obteve-se uma capacidade de vazão nominal de 1,92 l/s.m, conforme demonstrado no Quadro 3.
Quadro 3: Capacidade de Vazão do Geocomposto.
| Capacidade de Vazão do Geocomposto | |
| Pressão [kPa] | Vazão [l/s.m] |
| 10 | 2,80 |
| 20 | 2,78 |
| 50 | 1,92 |
| 100 | 0,71 |
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
Pelas normas, teremos ainda que aplicar os seguintes fatores de redução para o geocomposto MacDrain:
FRIN = 1.30 (Intrusão do solo);
FRCR = 1.40 (Fluência – CREEP);
FRCC = 1.20 (Colmatação química);
FRBC = 1.15 (Colmatação biológica).
Com isso a vazão admissível para o sistema, utilizando o MacDrain 2L, resultará de acordo com equação abaixo:
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
Comparando a vazão obtida através do traçado da rede de fluxo com a capacidade de vazão admissível do MacDrain 2L, obteve-se:
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
O geocomposto MacDrain, após ser aplicado, apresentou uma capacidade de vazão 10 vezes maior do que a vazão que o solo poderia conduzir, atendendo a todas as exigências técnicas impostas pelas condições locais e substituindo com eficiência um sistema de drenagem convencional.
Portanto, foram utilizados rolos nas dimensões de 30m x 2m x 0,01m, evitando assim perdas de material e cortes desnecessários.
Terceira Etapa
Com o muro já finalizado, o início da primeira etapa de aplicação do geotêxtil foi a limpeza da área de aplicação. Esse procedimento foi realizado para remover entulhos e vegetação presentes no local, conforme demonstrado na Figura 8.
Figura 8: Limpeza da área aplicada.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Após o término da limpeza, o ideal foi evitar que a água infiltrasse no terreno, pois foi necessário que o solo estivesse seco para a instalação dos tubos de drenagem, recebendo uma base de brita ou seixo ao longo do perímetro onde o geotêxtil seria aplicado, conforme verificado na Figura 9.
Figura 9: Instalação dos tubos de drenos.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Quadro 4: Ciclo de execução do geocomposto.
| CICLO DE EXECUÇÃO DO GEOCOMPOSTO | |
| 1º fase | Limpeza da área de aplicação |
| Fixação do 1 º Lance de geocomposto no muro | |
| Aterramento | |
| 2º fase | Limpeza da área de aplicação |
| Fixação do 2 º Lance de geocomposto no muro | |
| Aterramento | |
| 3º fase | Limpeza da área de aplicação |
| Fixação do 3 º Lance de geocomposto no muro | |
| Aterramento | |
Fonte: Próprio autor, 2016.
A execução do MacDrain foi dividida em três etapas. A primeira fase iniciou pela base do muro, utilizando cordas amarradas na parte superior do muro para deixar o geotêxtil suspenso, facilitando a distribuição e o desenrolar do material ao longo de todo o percurso nas diferentes fases. Esse procedimento também auxiliou no encamisamento do tubo de drenagem localizado próximo à origem da primeira peça de geocomposto, conforme ilustrado na Figura 10.
Figura 10: Encamisamento do tubo de dreno MacDrain.
Fonte: Manual Maccaferri, 2014.
Distribuição do 1º lance de geocomposto no muro de arrimo como demonstrado na Figura 11.
Figura 11: Instalação do primeiro lance de MacDrain – 1º Fase.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Após o geotêxtil ter sido devidamente distribuído no muro de arrimo, iniciou-se o processo de aterramento da área onde foi realizada a limpeza, executando-o por partes. Foi necessário criar camadas compactadas e levemente umedecidas, com seção transversal de 300 mm e superfície nivelada, conforme observado nas Figuras 12 e 13 (Norma DNIT 108/2009).
Figura 12: Aterramento – 1º Fase.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Figura 13: Aterramento – 1º Fase.
Fonte: Próprio autor, 2016.
A primeira fase foi concluída em 5 dias úteis, com uma camada compactada por dia, deixando 20 cm de sobra no geotêxtil para a conexão com a segunda fase. A segunda fase consistiu no intertravamento do primeiro lance, deixando 20 cm de geocomposto para conectar com a terceira fase. A fase final foi semelhante à segunda, com a adição de um talude para direcionar as águas da chuva ao muro de arrimo, já com o geotêxtil 100% aplicado.
Sobre a performance do geocomposto
A utilização do geocomposto drenante (MacDrain) oferece várias vantagens: alívio dos sistemas de impermeabilização, eliminação de infiltrações, rápido escoamento da água, impedindo o empuxo hidrostático, flexibilidade para aplicação em superfícies com menor escavação e geometria variada, além de alta produtividade, com 30m²/h sendo aplicados por dois operários. O MacDrain também apresenta menor custo, execução simples, alta capacidade de drenagem e resistência a pressões de até 20m de profundidade. Além disso, sua filtragem geotêxtil evita erosões internas. Com seu uso, o cronograma da obra avançou significativamente, atendendo aos requisitos técnicos e evitando os períodos de chuva em Manaus. Na Figura 14 mostra como ficou após a finalização da aplicação do geocomposto no muro de arrimo.
Figura 14: Visualização do geocomposto drenante.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Figura 15: Talude em direção ao muro de arrimo.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Figura 16: Peças de geocomposto distribuídas no muro de arrimo.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Figura 17: Peças de geocomposto distribuídas no muro de arrimo.
Fonte: Próprio autor, 2016.
Figura 18: Peças de geocomposto distribuídas no muro de arrimo.
Fonte: Próprio autor, 2016.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O Geocomposto Drenante (MacDrain) proporciona rápida drenagem, reduz empuxo hidrostático e facilita a aplicação com menor escavação. Com alta produtividade (30m²/h), menor custo e instalação simples, dispensa ferramentas complexas e mão de obra especializada. Resistente a pressões de até 20m, supera os drenos de brita tradicionais e evita erosões internas. Sua aplicação otimiza o cronograma da obra, prevenindo impactos das chuvas em Manaus.
CUSTO DE IMPLANTAÇÃO
Tabela 1: Planilha orçamentária.
| Itens | DESCRIÇÃO | UN. | QUANT. | CUSTO UNITÁRIO (R$) | TOTAL | |
| MATERIAL | MÃO-DE-OBRA | |||||
| 1 | Geocomposto drenante (Altura: 2m e Comprimento: 30 m) | m² | 600 | 20,2 | R$ 12.120,00 | |
| 2 | Tubo dreno flexível em PEAD (Ø=4″) | m | 100 | 2,3 | R$ 230,00 | |
| 3 | Mão-de-obra para drenagem com geocomposto | m² | 600 | 13,85 | R$ 8.310,00 | |
| 4 | Prego com Cabeça GERDAU (18×27) | Kg | 2 | 6,9 | R$ 13,80 | |
| 5 | Estilete C/lamina Comum Plus 18mm Gold | UN. | 4 | 11 | R$ 44,00 | |
| 6 | Taliscas de Madeira (Altura: 0,10 m X Comprimento: 2 m) | UN. | 30 | 14,5 | R$ 435,00 | |
| Custo Total Sem BDI (R$) = | R$ 21.152,80 | |||||
| Bonificação e Despesas Indiretas (R$) BDI (25%) = | R$ 5.288,20 | |||||
| Custo Total Com BDI (R$) = | R$ 26.441,00 | |||||
Fonte: Maccaferri, 2016.
REFERÊNCIAS
Caputo, H.; Mecânica dos Solos e suas Aplicações. Rio de Janeiro: LTC.1973.
Bathurst, R.; Classificação dos Geossintéticos. International Geosynthetics Society – IGS. Tradução: Marianna J. A. Mendes. Brasília. 2012.
Departamento Técnico – Atividade Bidim. Aplicação de Geocomposto em Muro de Arrimo de Obra Particular no Morumbi. Disponível em: < http://www.bidim.com.br/casosdeobra/aplicacao-do-geocomposto-multidren-como-cortina-drenante-em-muro-de-arrimo-em-obra-particular-no-morumbi/>. Acesso em: 22/março/2016.
Gomes, Nunes – Versatilidade e Variedade de Geossintéticos. Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de São Paulo. 2014.
Gomes, R.; Manual de Marketing MacDrain. Disponível em: <http://docslide.com.br/documents/manual-do-macdrain.html>. Acesso em: 22/março/2016.
Gomes, V.; Nunes, F. Emprego de geossintéticos para recuperação da geometria original do muro de arrimo. Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira da Universidade Estadual Paulista. 2012.
Lonzetti, F.; Impermeabilizações em Subsolos de Edificações Comerciais e Residenciais. 2010. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Departamento de Engenharia Civil. Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Oliveira, C.; O que é Viabilidade? – Parte 1. Disponível em: < http://projetoseti.com.br/o-que-e-viabilidade-parte-1/>. Acesso em: 22/março/ 2016.
NBR 6502: Rochas e solos. Rio de Janeiro. 1995.
Norma DNIT (108/2009): Terraplenagem – Aterros – Especificação de Serviço. 2009.