CRITÉRIOS DE SUSTENTABILIDADE

QUANTITATIVA EM TRABALHOS GEOTÉCNICOS SUBTERRÂNEOS

Vidal Navarro TorresPhD. Eng. de Minas

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Conteúdo

Introdução

Índice de sustentabilidade nas obras geotécnicas

Modelação matemática para la determinação do índice de sustentabilidade geotécnica

Alguns caso estudo

Conclusões

Introdução – Componentes do ambiente

Introdução – Desenvolvimento sustentável

A nível mundial muitos países, organizações e instituições vêm trabalhando no sentido de operacionalizar o ansiado Desenvolvimento Sustentável (DS).

Na União Europeia (EU) existe uma Comissão denominada European Commission on Sustainable Development;

Nas Nações Unidas a denominada Division for Sustainable Development, que vêm implementando estratégias do DS a nível regional e global. Componentes básicos do

DS

Introdução – Sustentabilidade

O termo sustentabilidade (ST) é resultante do conceito de DS, e pode-se definir como a condição ou característica referida à permanência no tempo de qualquer atividade ou empreendimento e dos benefícios deles derivados.

A quantificação da ST é possível através dos Índices de Sustentabilidade (IS), e para o caso específico da componente ambiental solo/rocha mediante o Índice de Sustentabilidade Geotécnica (ISG).

Introdução – Indicadores da sustentabilidade

Índice de Sustentabilidade Geotécnica (ISG)

Onde:

ISGe = Índice de Sustentabilidade Geotécnica devido à Estabilidade ;

ISGs = Índice de Sustentabilidade Geotécnica relacionado com a Subsidência;

ISGv = Índice de Sustentabilidade Geotécnica devido a vibrações

Critérios de Sustentabilidade

Três critérios são possíveis, considerando a condição local dos elementos ou variáveis geotécnicos (xi)

1) Quando a sustentabilidade é com xi ≤ X, onde X é o máximo valor admissível;

2) Quando a sustentabilidade é com xi ≥ Y, onde Y é o mínimo valor admissível;

3) Quando a sustentabilidade é com Y≤ xi ≤X, onde Y e X são mínimo e máximo valores admissíveis.

Índice de Sustentabilidade (SI) para o 1º Critério

Neste critério quando xi ≤ X, os valores de xi são baixos a sustentabilidade é alta, neste caso X é um padrão máximo.

Com duas condições:

1) Se xi = X ou xi>X SI = 0

2) Se xi = 0 SI = 1

0 XAdmissível

xi

X

xSI i1

Índice de Sustentabilidade (SI) para o 2º Critério

Baseado na condição xiY onde para valores altos de xi se obtém altos valores de sustentabilidade. Neste caso Y corresponde ao valor mínimo padrão admissível.

Com duas condições:

1) Se xi = Y ou xi>Y SI = 1

2) Se xi = 0 SI = 0

Y

Admissível

xi

Y

xSI i

Índice de Sustentabilidade (SI) para o 3º Critério

No caso Y≤ xi ≤X, quando xi ≥X e xi=X1 é insustentável; xi≤Y ; xi=Y1 também é insustentável.

Se Com duas condições 1) Se Y<xi<X ou xi = X SI = 1 2) Se xi = X1 SI = 0

Se

Com duas condições: 1) Se Y<xi<X ou xi = Y SI = 1 2) Se xi = Y1 SI = 0

 

XX

XxSIXx i

i

1

1

1

1YY

xiYSIYxi

Índice de sustentabilidade geotécnica devido à estabilidade (ISGe)

onde n é a quantidade de trechos da abertura subterrânea.

Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe1) para aberturas sem suporte Aplicando o 1º critério de sustentabilidade:

Onde A é a dimensão geométrica da abertura (m), ESR (Excavation Suport Ratio) é o índice Q (Tunnelling Quality Index)

Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe2) para aberturas com suporte Aplicando o 1º critério de sustentabilidade:

onde K é o factor calculado em função do ângulo de atrito do maciço Ф(Equação abaixo), Po é a tensão in situ no maciço, σcm (Equação abaixo), Pi é a pressão do suporte, é a resistência à compressão simples do maciço, calculada em função da coesão c e do ângulo de atrito.

Índice de sustentabilidade geotécnica devido à subsidência(ISGs)

Limites admissíveis na subsidência (Burtland, J.B., 1995)

Onde εh é a deformação horizontal (%) calculada com a equação (12) e εh(L) é a deformação horizontal limite admissível, nível de dano 2 (0.15%).

Equação da deformação horizontal εh

Donde: δv é o deslocamento máximo vertical transversal acima do túnel, zo é a distância da superfície ao eixo central do túnel, x é a distância horizontal desde o eixo do túnel e ix é a distância do eixo á inflexão máxima da curva de Gauss ( ix=0.43zo+1,1 )

Índice de sustentabilidade geotécnica devido às vibrações(ISGv)

Aplicando o 1º critério, o ISGV para incomodidade humana, conforme a norma ISO2631-2:1989 (0.2 mm/s)

ISGV para danos estruturais, exemplo a Norma Portuguesa NP 2074, onde VL varia conforme o tipo de terreno, a quantidade de solicitações e o tipo de estrutura

Norma Portuguesa NP 2074

Características do terreno Rochas e solos coerentes rijos (v > 2000 m/s) 2Solos coerentes muito duros, duros e de consistência média; solos incoerentes compactos; areias e misturas areia-seixo bem graduadas, areias uniformes (1000 m/s <v <2000 m/s)

1

Solos incoerentes soltos; areias e misturas areia-seixo bem graduadas, areias uniformes, solos coerentes moles e muito moles (v<1000 m/s)

0.5

210 Lv

Tipo de construção Número médio diário de

solicitações

Construções que exigem cuidados especiais (monumentos históricos, hospitais, depósito de água, chaminés)

0.5 <3 1

Construções correntes 1 > 3 0.7Construções reforçadas 3

Alguns casos estudo

Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe1) para os desmontes da mina da Panasqueira

Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGe2) para o túnel da Gardunha

Índice de sustentabilidade geotécnica (ISGv) para o túnel da Linha Vermelha do Metro de Lisboa

Níveis da sustentabilidade geotécnica em função ISG e Valor Admisível

0≤ISG≤0.25

0.25<ISG≤0.5

0.5<ISG≤0.75

0.75<ISG<1

ISG=1

Muito baixa Baixa Moderada Boa Muito boaISG= Índice de Sustentabilidade Geotécnica ISG admissível = 1

Conclusões

Através da modelação matemática, verifica-se que o Desenvolvimento Sustentável das Obras Geotécnicas pode ser quantificado através do denominado Índice de Sustentabilidade Geotécnica.

O modelo matemático abre o caminho para uma avaliação e análise do Desenvolvimento Sustentável das Obras Geotécnicas em forma quantitativa, deixando de lado as abordagens puramente qualitativas e de discurso.

Muito ObrigadoMuchas gracias