ARTIGO TÉCNICO CIENTIFICO

SISTEMAS DE CONTENÇÃO ATRAVÉS DO USO DO CAPIM

VETIVER

TRABALHO INTERDISCILINAR DIRIGIDO II

INTITUTO POLITÉCNICO – UNA

Engenharia Civil1B

Samira DomingosAlexandre Cunha, Esdras Cardoso Vasconcelos, Jefferson Rodrigues de Castro, Juliana Cristina Freitas Ramos, Thiago Sarmento Nigro, Thiago Miranda, Rodrigo Pires de Miranda Magalhães, Vanessa Martins

Elias.

Resumo

Em uma analise comparativa entre sistemas convencionais de contenção de encostas X sistemas de contenção a partir do plantio de Vetiver em áreas de risco, utilizando amostragens de custo, eficácia, durabilidade, facilidade de manutenção e alternativa ecológica aos desastres naturais, realizou-se o estudo da viabilidade do uso do capim vetiver para contenção de encostas.

Mediante aos estudos pode-se concluir que o uso do capim vetiver nem sempre e viável mais quando ele pode ser utilizado, se apresenta mais eficiente e com menor custo que os outros sistemas de contenção. Tanto a gramínea quanto suas extensas raízes se destacaram por sua resistência a diferentes situações climáticas, a inimigos naturais e a facilidade em se desenvolver em solos arenosos e de baixa fertilidade. O uso da gramínea ainda não e muito popular no Brasil, no entanto já apresenta resultados concretos nas áreas de risco em que foi cultivado.

Palavras Chaves: Capim Vetiver, contenção de encostas, áreas de risco, bioengenharia, redução de custos.

IntroduçãoO presente trabalho foi elaborado pelos

alunos da disciplina de Tidir da faculdade Una e visa estabelecer uma relação comparativa entre

os métodos de contenção de encostas mais utilizados em Belo Horizonte e o sistema de contenção a partir do uso do Capim Vetiver.

O ensaio deste artigo está direcionado em desenvolver o estudo da utilidade e viabilidade do método Vetiver, demonstrando como são os processos de contenção a partir deste sistema e como aplicá-lo nas áreas de risco na cidade de Belo Horizonte e região metropolitana no estado de Minas Gerais.

O capim Vetiver é uma gramínea tropical utilizada para conservação, proteção ambiental, através de fitoremediação (uso de plantas para remover, imobilizar ou tornar inofensivos ao ecossistema, contaminantes orgânicos e inorgânicos presentes no solo e na água), bioengenharia e mitigação de desastres. A planta pode ser cultivada em uma ampla gama de condições climáticas e de solo. Quando o sistema é usado corretamente, torna-se prático, com manutenção barata e com grande eficácia contra erosão de solos, controle de sedimentos, conservação da água e reabilitação de terras (INFORZATO, 1959).

Segundo Pereira (2006), esta planta é utilizada a mais de três mil anos na Índia, para a contenção de encostas em rios. Já na Ásia é utilizada como base para perfumes, medicamentos e repelentes.

No entanto, foi na década de setenta que os pesquisadores John Greenfield da Nova Zelândia e o norte americano Richard Grimshaw, receberam apoio do Banco Mundial e desenvolveram a técnica de controle de erosão utilizando o capim Vetiver.

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO

Hoje, no Brasil, os sistemas mais utilizados para contenção de encostas são: Revestimento com pano de pedra, muro de alvenaria, asfalto, lonas sintéticas, tela argamassada, Gabião dentre outros.

De acordo com o artigo: Alternativas de recuperação de áreas degradadas urbanas:

A degradação das terras envolve a redução dos potenciais recursos renováveis por uma combinação de processos agindo sobre a terra. Um dos estágios mais críticos de degradação de uma área é sua desertificação (COSTA,2007).

Considerando as dificuldades existentes nas áreas de risco, o sistema Vetiver busca introduzir uma alternativa viável e ecológica para estes problemas.

Neste estudo será sugerida a utilização do capim Vetiver em uma determinada área da cidade de Belo Horizonte e a partir desta analise, demonstrar esta planta como uma solução eficaz, ecológica e de baixo custo contra as tragédias provocadas pelos deslizamentos de terra.

Revisão Bibliográfica

Há vários anos o Brasil sofre com um grande número de catástrofes naturais de diversos segmentos, de acordo com o artigo - Gestão de risco, desenvolvimento e meio ambiente:

O Brasil é um dos países mais atingidos por fenômenos naturais perigosos. Em 2008, o país estava na 13ª colocação entre os países mais afetados por esses tipos de eventos, sendo pelo menos dois milhões o número de pessoas atingidas por desastres naturais, principalmente atrelados aos processos atmosféricos, tais como as precipitações luviométricas (ALMEIDA,2008).

Conseqüência direta deste fenômeno são os deslizamentos de terra em locais considerados áreas de risco. Este tipo de acontecimento tem sido matéria constante nas paginas de jornais e em noticiários em todo mundo.

Em uma busca constante de melhoria de qualidade de vida das pessoas, vários estudos são realizados todos os anos com o objetivo de desenvolver e aprimorar sistemas de contenção que sejam capazes de evitar tais tragédias, no entanto segundo o Boletim técnico da Zona da Mata de Minas Gerais:

A situação ideal não é escolher exclusivamente uma ou outra técnica de recuperação,ao contrário, é necessário usar e harmonizar as técnicas civis de contenção e medidas biológicas, a fim de obter resultados satisfatórios (EINLOFT,2009).

Partindo deste princípio, o sistema de contenção baseado na utilização do capim Vetiver se torna uma opção viável, para ser utilizado em larga escala no Brasil, já que existem exemplos claros de sua eficácia em outros países. De acordo com o boletim técnico de uso do Vetiver na estabilização de taludes e encostas:

Desde 1931 foi observado o desenvolvimento do Vetiver em Kuala Lumpur, na Malásia, com o objetivo de contenção de encostas e taludes íngremes. No Brasil, o uso do Vetiver para controle de erosão, estabilização de encostas e recuperação de áreas degradadas ainda é muito restrito, em razão da deficiência de produção de mudas e do pouco conhecimento das técnicas (PEREIRA, 2006).

Dalton (1996) afirma que “o interesse nessa grama fora da Ásia esta aumentando mais sua aplicação é dificultada por falta de conhecimento de sua capacidade de retardar o fluxo e de contenção de sedimentos.”.

Por ser um sistema de baixo custo e manutenção simples, pode se considerar o capim Vetiver, com uma das soluções possíveis para minimizar as conseqüências das catástrofes naturais ocorridas em todo território nacional. A respeito das características deste sistema o Manual de referência Técnica do uso do Vetiver explica:

O Sistema Vetiver é de uma manutenção muito simples, prática, barata, de baixa manutenção e um meio muito eficiente de conservação do solo e da água, no controle de sedimentos, na estabilização e reabilitação de terras, e em fitoremediação. Uma existência vegetativa também é amiga do ambiente (TRUONG, 2008).

Materiais e Métodos

Neste projeto foi desenvolvido um estudo das aplicações do capim vetiver, demonstrados através de um protótipo (maquete).

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDOA referida maquete representa o capim

vetiver com todos seus métodos de aplicação, considerando a distancias entre as plantas o aprofundamento das raízes, a fixação ao solo e as etapas do processo de plantio.

Foram representadas nessa maquete, quatro situações, que exemplificam o sistema Vetiver. A primeira etapa representa um terreno onde ocorreu um deslizamento de terra. A segunda etapa demonstra o inicio do tratamento do terreno no qual foi realizada uma limpeza e preparação para continuar o processo. A terceira etapa mostra o terreno preparado com biomanta e mudas auxiliares e os processos para contenção da velocidade da água. Já na quarta e ultima etapa a maquete exibe o terreno pronto em todo o sistema de contenção, com o capim vetiver destacado e com uma vista lateral da raiz.

Projeto / Interdisciplinaridade

Juntamente com a Maquete será apresentada uma serie dados comparativos, estabelecidos através do uso dos conhecimentos adquiridos nas disciplinas de Calculo, Física e Algoritmo.

Algoritmo: Verifica se a aplicação é possível, tempo, e numero de mudas a serem plantadas.

Calculo: Custo comparativo sistema vetiver x Gabião.

Física: Força de tração da raiz vetiver no solo.

Com base no estudo de cálculo, é demonstrado a partir de gráficos, um sistema de custos, baseado na utilização do capim Vetiver.

Segundo informações coletadas junto a Deflor bio engenharia vê-se que a alternativa de contenção através de soluções naturais além de mais eficazes, dependendo da situação e localização da erosão, se torna uma alternativa bem mais econômica.

Sendo a maior parte dos custos refere-se a aquisição de mudas e a pequena quantidade de fertilizantes. Boletim técnico (2006)

Fazendo um calculo comparativo se obtém o custo médio para recuperação de terrenos, como mostra a tabela abaixo

Área (hectare) Vetiver Gabião01 R$ 60,00 R$ 1000,00

Considerando a base de cálculo para o sistema vetiver, e importante analisar as seguintes tópicos: Declividade do terreno, espaçamento entre as plantas e o tipo do terreno e as características do solo.

Para calcular o custo do Vetiver usam-se as fórmulas abaixo:

Calculo de declividade:

1 2 3 40

1000

2000

3000

4000

Custo: Gabião X Vetiver

VetiverGabião

Tamanho da área

Cust

o em

R$

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO(Ré – Vante) X100 = Declividade CTOnde:

Ré: leitura de declividade da vista traseira.

Vante: Leitura de declividade da vista frontal.

CT: Comprimento total do talude.

Onde:

EV: Espaçamento vertical (m); %D: Declividade (percentagem); X: Fator obtido na Quadro 1.

Quadro 1 - Valores de X para cálculo do espaçamento vertical entre terraços.

PRÁTICA CONSERVACIONISTA Valores de X

TERRAÇOS CORDÕES EM CONTORNO

CULTURAS PERMANENTES CULTURAS ANUAIS CULTURAS PERMANENTES

Em desnível Em nível Em desnível Em nível Em desnível Em nível

Argilosa 1,5

Média 2,0

Arenosa Argilosa 2,5

Média 3,0

Arenosa Argilosa 3,5

Média Argilosa 4,0

Arenosa Argilosa Média 4,5

Média Arenosa Argilosa 5,0

Arenosa Média 5,5

Arenosa 6,0

Esta ferramenta possibilita uma comparação entre o sistema de contenção através de Gabião, utilizado em larga escala no Brasil e o Capim Vetiver. Assim, será demonstrado o diferencial de custo benefício e viabilidade dos processos.

Utilizando Algoritmo, em linguagem C++, e Cálculo, será desenvolvido um programa que esboce as relações e cálculos para o dimensionamento de plantio de Capim Vetiver

por metro quadrado em uma determinada área de risco.

O programa solicita a entrada de dados referente à área de risco a ser recuperada. O operador deve informar a área da região a ser

recuperada, e a inclinação do terreno. E através desses dados o programa faz vários cálculos e imprime na tela uma estimativa de preço e prazo para realização da obra com a utilização

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDOdos sistemas Vetiver e Gabião. Possibilitando uma comparação entre os mesmos.

No caso do sistema Vetiver, o programa verifica a viabilidade de sua aplicação e, caso o sistema não seja viável, ele imprime na tela “impossível aplicação de vetiver”. E caso o sistema vetiver seja viável, ele prossegue com

os cálculos, calculando o número de mudas necessário, e tempo e preço para a realização da obra.

Segue um fluxograma demonstrando o funcionamento do programa.

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDOAnalisando o capim Vetiver verifica-se

que sua aplicação na matéria de física se dá através da sua resistência a tração e ao cisalhamento como é apresentado a seguir.

Segundo boletim técnico de efeitos da vegetação na estabilidade de encostas:

O aumento da resistência ao cisalhamento do solo está vincula diretamente à transferência direta das tensões de cisalhamento para resistência das raízes à tensão. Essa transferência ocasiona incrementos consideráveis na resistência ao cisalhamento dos solos, com conseqüente redução da erodibilidade, e no aumento da estabilidade do solo. (PEREIRA, 2006).

Fonte: Word bank (1993)

Como indica o gráfico em qualquer grau de inclinação do talude, desde que esteja dentro do estabelecido para o plantio de Vetiver, ela se mostra mais eficiente que outras espécies.

Define-se também que quanto mais inclinado o terreno menor será a distância entre as barreiras de nível.

Ainda segundo Hengchaovanich (1998) apud boletim técnico, a média da resistência a tração das raízes de Vetiver é de 75MPa que corresponde a 1/6 do aço doce; com as raízes variando entre 0,7 e 0,8 mm de diâmetro.

Fonte: Hengchaovanich (1997)

Além da resistência ao cisalhamento que esta entre 6 a 10KPa por quilo de raiz por m³ de solo.

E por ser resistente ao cisalhamento a perda de solo pelo escorrimento superficial fica muito baixo como mostra os seguintes gráficos:

Fonte: Boletim técnico deflor (2006)

Fonte: Boletim técnico deflor (2006)

Referência Bibliográfica

ALMEIDA, L. Q.; PASCOALINO, Aline. GESTÃO DE RISCO, DESENVOLVIMENTO E (MEIO) AMBIENTE NO BRASIL: um estudo de caso sobre os desastres naturais de Santa

Perda de solo e escorrimento superficial em vários tratamentos com vegetação em taludes inclinados em

30%

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Tipos de vegetação

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Perda de solo e escorrimento superficial em vários tratamentos com vegetação

em taludes inclinados em 15%

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Tipos de vegetação

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Resistência à tração de raízes de diferentes espécies vegetais

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Tipos de vegetação

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(MP

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TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDOCatarina. UNESP, Rio Claro, SP, 2008. 2p Disponível em: <http://www.geo.ufv.br/simposio/simposio/trabalhos/trabalhos_completos/eixo11/061.pdf>. Acesso em 18 agosto 2010.

COSTA, Kenia Gonçalves; et al. Alternativas de recuperação de áreas degradadas urbanas: Um estudo de caso da nascente o córrego Agua Branca- Goiânia, Goiás. LaGente/UFG.2007 HTTP://www.geo.ufv.br/Simposio/simposio/trabalhos/trabalhos_completos/eixo11/055.pdf. Acesso em 20 de setembro 2010.

DALTON, P.A. et al. Vetiver grass hedges for erosion control on a cropped flood plain: hedge hydraulics: Manual técnico. Faculty of Engineering and Surveying, University of Southern Queensland, Toowoomba, Qld. 4350, Australia, 1996. Disponivel em: <http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T3X-3VYTH8S- 7&_user=10&_coverDate=06/30/1996&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=3ac1e0410a55b194cf079cc6027baa07&searchtype=a>. Acesso em 20 de agosto 2010.

EINLOFT, Rosilene et al. Boletim técnico: Indice de priorização para avaliar a contenção vegetativa em talude rodoviário de saprolito de gnaisse, na zona da mata de Minas Gerais. Bragantia, Campinas, 2p (v.68, n.1) 2009 Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/brag/v68n1/a22v68n1.pdf>. Acesso em 18 agosto 2010.

PEREIRA. Aloísio Rodrigues et al. Boletim técnico:Uso do Vetiver na estabilização de taludes e encostas.Belo Horizonte: FAPI Ltda, 2006. 20 p.(ano 1 /nº 003) Disponível em:<http://www.vetiver.com/BRA>. Acesso em 17 agosto 2010.

PEREIRA. Aloísio Rodrigues et al. Boletim técnico: Efeitos da vegetação na estabilidade de taludes e encostas. Belo Horizonte: FAPI Ltda, 2006. 06 p.(ano 1 /nº 002)

INFORZATO,Romeu; PINTO, Andrea. Sistema radicular do Vetiver. Vol.18, N.23, Nov. São Paulo: Bragantia,1959

TRUONG, Paul; et al. Sistemas de aplicação Vetiver: Manual de referência técnica. Pernambuco: Rede internacional de Vetiver. 2ed, 2008. 116p. Disponível em: <http://www.vetiver.org/BRA_Brazil_Port_o.pdf>. Acesso em 18 agosto 2010.