Avaliação do comportamento geomecânico de um solo tropical argiloso reforçado com fibras naturais de açaí (euterpe oleracea)

Abstract

O reforço de solos com fibras naturais desponta como uma alternativa sustentável e de alto desempenho na geotecnia contemporânea. Contudo, a degradação orgânica desses materiais ao longo do tempo, especialmente em matrizes tropicais sujeitas a ciclos climáticos severos, constitui uma lacuna crítica que restringe sua aplicação em obras definitivas. Diante disso, investigou-se o comportamento geomecânico, a microestrutura e a durabilidade de um solo tropical argiloso reforçado com fibras do caroço de açaí (Euterpe oleracea) sob duas condições: tratadas superficialmente com solução de sílica coloidal e sem tratamento. O programa experimental envolveu a avaliação de degradabilidade dos compósitos com 1% de fibra expostos às condições climáticas de Brasília-DF ao longo de 24 meses. A avaliação multiescala englobou caracterizações físicas, químicas, geomecânicas e microestruturais. Foram realizados ensaios de compactação, adensamento unidimensional, compressão triaxial drenada (CD), cisalhamento simples direto (DSS) e prova de carga em placa em modelo físico reduzido para avaliação do comportamento carga-recalque. A rigidez intrínseca da fibra de açaí (Módulo de Young de 3,73 GPa e 45% de lignina) otimizou o efeito ponte, absorvendo os esforços de tração ao longo dos planos de cisalhamento e interceptando microfissuras. A inserção das fibras elevou a condutividade hidráulica à ordem de 10⁻⁵ cm/s e duplicou a tenacidade do compósito, induzindo a um comportamento dúctil, além de promover um aumento de 93% no intercepto coesivo. Em modelo físico reduzido, o compósito atingiu o Fator de Melhoria da Capacidade de Carga (BCR) de 3,49, reduzindo o recalque central em 87,8% sob a tensão de colapso do solo não reforçado. A avaliação de longo prazo revelou que a alcalinização do ambiente (pH ≈7,5) deflagrou a hidrólise da fibra natural, gerando uma desestruturação celular e perda de rigidez elástica das fibras. No entanto, a ancoragem mecânica garantiu a manutenção integral da resistência de pico original após dois anos de exposição. Em contrapartida, o tratamento com sílica coloidal demonstrou eficácia na impermeabilização das fibras, em forma de película inorgânica, que atuou como barreira química estável (ligações Si–O–Si) impedindo a lixiviação mineral e o colapso estrutural interno. Como resultado, o compósito preservou a integridade da rede de macroporos, apresentando parâmetros de resistência ao cisalhamento superiores à situação sem reforço. Conclui-se que o compósito solo-fibras de açaí, sobretudo submetido ao tratamento superficial com sílica coloidal, constitui uma eficaz tecnologia de reforço de solos, viável para aplicações geotécnicas e alinhada aos princípios da sustentabilidade nos âmbitos ambiental, econômico e social.