Garantir a produtividade em obras subterrâneas pode ser um desafio e tanto para quem é responsável pelo projeto, concorda? Nesse sentido, compreender a funcionalidade da retenção, componente dos elementos de fortificação, tende a ser algo bastante vantajoso.

Afinal, como ela funciona? Qual é a função desses elementos? Existem outras aplicações para eles? De quais formas eles se relacionam à investigação geotécnica?

Para encontrarmos respostas para essas e outras questões ligadas ao tema, conversamos com Daniel Rodrigues Jardim, que é especializado em Engenharia Geotécnica e Analista de Aplicação na Belgo Arames Arames — referência no mercado brasileiro de fabricação de arames há mais de 20 anos. Aproveite o conteúdo!

O que é um elemento de fortificação?

Os maciços rochosos se desenvolveram ao longo dos períodos geológicos de modo dinâmico, gerando estruturas e características particulares, como a presença de falhas, fraturas e descontinuidades em geral. Com a intervenção humana, em especial nos casos de execução das escavações subterrâneas, cria-se um novo estado de tensões no maciço ao longo do tempo e, eventualmente, pode ocorrer o desconfinamento dessas descontinuidades.

Daniel ainda explica que, por vezes, o atrito entre as rochas não é suficiente para manter o material preso no teto ou nas paredes da galeria e, como resultado, ocorrem desprendimentos de blocos de rocha, de diversos tamanhos, que sofrem naturalmente a queda por ação da gravidade. É por isso que se faz necessária a utilização de um mecanismo para trazer segurança à operação — seja de mineração, seja em obras lineares, como túneis e afins.

De acordo com o especialista, o elemento de fortificação voltado à retenção se solidariza aos elementos de reforço e suporte para melhorar a competência e a resistência de um maciço rochoso subterrâneo, aumentando a sua segurança. Essa característica apresenta grande benefício quando associada à sua principal finalidade que é promover a restrição da movimentação e com isso oferecer proteção contra a queda de fragmentos de rocha.

A fortificação do tipo retenção atua criando uma barreira física entre o maciço rochoso e o interior da galeria, devendo ser aplicada em conjunto com reforços ou suportes. Esses últimos servem para fazer a contenção de materiais, caso se desloquem em relação à posição original dentro do maciço. 

O suporte ativo (reforço) é o que atua na contenção da deformação imediatamente após a execução, ao passo que o passivo (suporte) está atrelado à aplicação do elemento, embora não haja uma protensão — ele só começa a atuar depois que a deformação se iniciou.

Ambas as soluções melhoram a qualidade geomecânica do maciço, no entanto, com diferentes conceitos. Nos dois casos, o uso da cordoalha, ou barra helicoidal, visa aplicar tensão, isto é, forçar sobre a área, na galeria escavada, melhorando a condição geral de segurança.

Por isso que é tão importante simular as condições originais antes e após a abertura. Essa medida permite o dimensionamento do sistema de fortificação para prevenir um dos principais problemas que seriam ocasionados pela deformação ou pela convergência da galeria — a tendência a se fechar. 

A aplicação dos elementos de fortificação só é feita em obras subterrâneas?

Segundo Daniel, os elementos de fortificação de retenção comumente aplicados em obras subterrâneas podem ser adaptados para taludes nos projetos a céu aberto, partindo de conceitos similares ao comportamento do maciço. Quando um talude rochoso é escavado, o confinamento que nele existia sofre alteração, e o novo estado de tensões e interações pode gerar mecanismos de desplacamentos, tombamentos e desprendimentos.

Isso acontece, sobretudo, em processos com desmonte por explosivos, nos quais mecanismos adicionais como a fragmentação do maciço ocorrem fazendo com que a aplicação de elementos de reforço constituídos por material metálico, como por exemplo, fibras de aço para concreto projetado, telas ou malhas, sejam bem-vindas.

Vale ressaltar que a tela deve estar associada a um elemento de fortificação — um tirante, correspondente ativo, ou um grampo, correspondente passivo. Em ambos os casos, é fundamental que sejam aplicados com a tela para gerar o confinamento diante de possíveis desprendimentos. 

Questionado sobre a necessidade de sempre utilizar elementos de fortificação em obras subterrâneas, Daniel chama a atenção para referências que ajudam a pensar nessa questão. Afinal, a ciência da geomecânica vem ganhando contribuições significativas durante os últimos anos.

Para exemplificar esse ponto, ele cita o autor norueguês Nicholas Ryland Barton, que propõe, por meio de teorias empíricas, a avaliação da qualidade do maciço rochoso utilizando técnicas, como o RQD — índice que verifica o grau de fraturamento do maciço e a presença de descontinuidade, entre outras características relevantes.

A partir desse embasamento, é possível avaliar se é preciso aplicar um reforço ativo ou passivo, assim como a necessidade de utilização do próprio elemento de fortificação para retenção. Tudo é definido pela qualidade do maciço rochoso: há obras em que a qualidade é tão grande que não se faz necessária a aplicação de um elemento desse tipo. 

Por outro lado, o uso de tais elementos geralmente é recomendado nos maciços que têm um grande índice de fraturamento ou apresentam descontinuidades — cenários cotidianos no contexto de mineração e de obras civis —, a fim de trazer segurança tanto para a execução quanto para utilização da área escavada.

Quais são os benefícios gerados pelos elementos de fortificação?

Daniel comenta que a maior vantagem proporcionada pelos elementos de fortificação de maciços rochosos é a segurança da operação. Afinal, o mecanismo instabilizante de queda de blocos em áreas escavadas é combatido por esse sistema, garantindo que a galeria se mantenha aberta e bem conservada.

Dessa forma, o investimento necessário para executar a obra não é prejudicado, trazendo uma vida útil maior para o projeto — do ponto de vista econômico, é bem interessante ter um controle desse tempo e da qualidade como um todo. Portanto, obras que necessitam de vida útil longa exigem uma aplicação mais extensiva de elementos de fortificação para garantir a estabilidade, mantendo a obra útil durante o prazo previamente definido.

É imprescindível ter em mente que a aplicação não pode ser feita com base em operações similares. Do ponto de vista geológico-geotécnico, cada área é única e requer uma avaliação minuciosa. A experiência adquirida em outros projetos sempre é útil, mas uma área deve ser avaliada individualmente, por um profissional habilitado, para evitar qualquer tipo de transtorno e gerar o dimensionamento correto segundo as boas práticas da engenharia e as normas estabelecidas.

O uso de um material de qualidade como componente dos elementos de fortificação é fundamental para garantir a durabilidade do material, aumentando a vida útil do projeto. Nesse aspecto, os Painéis de Fortificação Eletrossoldados, as Malhas de Fortificação e as Malhas Talude, se apresentam como uma excelente opção para suprir as necessidades da obra.

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