Linhas de Pesquisa
Comportamento geotécnico de areias de fundição visando aplicações em obras de infraestrutura
A cada ano o Brasil produz mais de 3.000.000 toneladas de ADF, sendo Joinville responsável por 20% deste total (ABIFA, 2019). Atualmente este montante é depositado em aterros sanitários, consumindo espaço que poderia ser destinado a outros resíduos e onerando empresas que pagam por este descarte. Este subproduto da indústria ainda tem sua aplicação extremamente restrita, muito em função da ausência de legislações que regulem seu uso. Nesse sentido a Lei estadual nº 17.479, de 15/01/2018, altera este panorama em Santa Catarina. Segundo a mesma, fica autorizada a utilização das Areias Descartadas de Fundição (ADF), quando classificadas como não perigosas, para o assentamento de tubulações e de artefatos para pavimentação, base, sub-base e reforço de subleito para execução de estradas, rodovias, vias urbanas e para cobertura diária em aterro sanitário. Ainda prevê a aplicação de ADF na manufatura de artefatos de concreto diversos. Por outro lado, ainda são incipientes pesquisas relacionadas ao desempenho geotécnico da ADF quando aplicadas em obras de infraestrutura, como rodovias, ferrovias, ruas, aterros, etc., o que contribui para a resistência ao uso desse material por parte de projetistas, empreiteiros e empreendedores da área da construção. Visando contribuir para a popularização do uso de ADF, este projeto de pesquisa propõe investigar as propriedades geotécnicas fundamentais de areias verdes de fundição (ADF) oriundas de indústrias de fundição da região de Joinville, visando a aplicação destas areias em obras de infraestrutura. Mais especificamente em sua primeira fase o projeto prevê a execução de uma campanha experimental em ADF que contemple propriedades físicas, resistência ao cisalhamento, compressibilidade, capacidade de suporte e condutividade hidráulica. Considerando ainda as potencialidades de melhoria de desempenho atingidas com a estabilização química e mecânica de solos, na segunda fase desta serão investigados os efeitos da adição de cimento, fibras e misturas com solos e materiais granulares sobre o comportamento destas areias.
Avaliação de comportamento e alternativas de melhoramento de características geotécnicas de rejeitos de mineração
A atividade mineradora possui grande importância na economia brasileira. Entretanto, ao mesmo tempo em que cresce a produção de minérios, aumenta a quantidade de rejeitos provenientes do processo. Como a etapa de beneficiamento exige a inserção de elementos químicos para separação dos produtos de valor comercial, os rejeitos produzidos devem ser dispostos de forma ambientalmente correta. No Brasil, rotineiramente, esta disposição se dá por via aquosa em depósitos contidos através de barragens, alteadas de acordo com a demanda. A granulometria fina, alta saturação e alta compressibilidade dos rejeitos no interior destes reservatórios, torna os mesmos suscetíveis a instabilidades. A perda de estrutura ocasionada pelo aumento das poropressões (liquefação) tem sido uma das causas mais comuns de rupturas em barragens de rejeito. Neste contexto, o conhecimento das propriedades e comportamento destes rejeitos é fundamental para que se tenha um bom desempenho das estruturas de contenção. O objetivo desta pesquisa volta-se à avaliação das características geotécnicas de rejeitos de mineração, buscando-se prever o comportamento quanto à compressibilidade e permeabilidade nas etapas de alteamento, bem como, investigar alternativas de melhoramento de propriedades através da inserção de elementos cimentantes e/ou geossintéticos. As propriedades de compressibilidade e permeabilidade serão estudadas por meio de ensaios de adensamento realizados em amostras com diferentes índices de vazios e, buscam identificar a influência do processo de alteamento no funcionamento do sistema de drenagem de fundo, existente nos depósitos. Já a investigação de alternativas de melhoramento será realizada por meio de ruptura à compressão e execução de ensaios de durabilidade em corpos de prova moldados utilizando-se agentes cimentantes e/ou fibras e rejeito. Ao final da pesquisa espera-se contribuir com o entendimento das características e comportamento de rejeitos de mineração no interior de depósitos, ofertando diretrizes para o desenvolvimento de projetos mais seguros e alternativas para melhoramento de propriedades dos rejeitos.
Estudo do potencial erosivo de solos residuais da área urbana de Joinville – SC
Os solos possuem limitações de suas potencialidades que são normalmente extrapoladas, quando sua ocupação se dá de forma tecnicamente inviável. Dentre os problemas gerados pela inapropriada ocupação e manejo do solo, pode-se citar a deflagração de processos erosivos. A erosão dos solos é um processo ocasionado em parte por causas naturais, entretanto, especificamente no meio ambiente urbano, está ligado diretamente ao rápido crescimento da população e à urbanização espontânea. Sendo assim, seu controle e prevenção dependem substancialmente de um adequado planejamento de desenvolvimento urbano, relacionado, fundamentalmente, à ocupação do solo. O processo erosivo é responsável também pela degradação de rios e recursos hídricos bem como pela queda na fertilidade dos solos. O município de Joinville – SC pode ser inserido na problemática supracitada. A mancha urbana da cidade vem sendo expandida e densificada, visto que o incremento da população torna necessária a ocupação de novas áreas destinadas a residências, bem como jazidas de exploração de matéria prima para a manutenção e ampliação da infraestrutura viária, entre outras obras. Assim, o presente projeto tem por objetivo avaliar o potencial erosivo de solos residuais que ocorrem na área urbana do município de Joinville. O estudo do potencial erosivo dos solos será efetuado com base nas técnicas propostas pela metodologia MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1979), que é baseada no comportamento dos solos perante a infiltrabilidade e erodibilidade específica. Tais aspectos podem ser estudados por meio de ensaios de perda de massa por imersão e infiltrabilidade que nesta pesquisa serão efetuados em corpos de prova indeformados e compactados. Uma vez quantificado o potencial erosivo das áreas estudadas, estas informações serão lançadas em uma base georreferenciada associada a um mapa de unidades geológicas do município. Isto dará origem a um mapa geotécnico de potencial erosivo. Para a criação do mapa geotécnico será empregado um software de geoprocessamento, que permite a edição dos mapas pré-existentes e caracterização das unidades geotécnicas com base em atributos contidos em um banco de dados. Ao final do projeto pretende-se apresentar um mapa geotécnico de potencial erosivo dos solos residuais da área urbana do município de Joinville em ambiente SIG (sistema de informações geotécnicas), o qual possa ser utilizado como ferramenta para gerenciamento da ocupação na área urbana da cidade.
