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notícia 13/04/2017

Esclarecendo conceitos em geotecnia

Engenheiro civil e professor, Ian Schumman distinguiu termos que se confundem na área de geotecnia. Foto: Fernando Alvim.
Engenheiro civil e professor, Ian Schumman distinguiu termos que se confundem na área de geotecnia.
Foto: Fernando Alvim.

Geotecnia: a reunião de Mecânica dos Solos, Mecânica das Rochas e Geologia de Engenharia. Assim define, de forma simplificada, o engenheiro civil Ian Schumann M. Martins, professor da COPPE/UFRJ, que apresentou a palestra “Sobre algumas grandezas, unidades e definições em geotecnia” no Clube de Engenharia em 29 de março. Segundo ele, a geotecnia é um ramo relativamente novo da engenharia civil, que lida com materiais naturais de comportamento complexo, de modo que são frequentes as dúvidas e confusões a respeito de conceitos e definições de alguns termos empregados. O evento foi promovido pela Diretoria de Atividades Técnicas (DAT) e Divisão Técnica de Geotecnia (DTG).

"Eu decidi me arriscar a jogar um pouco de luz em conceitos e definições que eu acredito que ainda hoje são pouco claros e que, a mim, causaram bastante confusão em meus tempos de estudante. O objetivo desta palestra é identificar alguns desses termos, discutir seus significados ilustrando-os com exemplos, identificar seu uso inadequado e propor termos e expressões alternativas consideradas adequadas", afirmou no início. Começando pelo tratamento de grandezas e sistemas de unidades, os principais problemas estão na confusão entre massa e força e nos sistemas de unidades, que usam tais grandezas como grandezas de base.

Na engenharia civil os sistemas de unidades mais comumente empregados são o sistema técnico de unidades e o sistema internacional (S.I.). No Brasil, o sistema oficial é o S.I., que tem como grandezas básicas o comprimento (expresso em metros - m), o tempo (expresso em segundos - s) e a massa (expressa em quilogramas - kg). No S.I. a força é expressa em newtons (N), uma grandeza definida pelo produto da massa pela aceleração. Já o sistema técnico tem como grandezas de base o comprimento (expresso em metros - m), o tempo (expresso em segundos - s) e a força, expressa na unidade quilograma-força (kgf). Neste sistema a massa é uma grandeza derivada da força e da aceleração.

Embora o sistema de unidades oficial no Brasil seja o S.I., as balanças, que medem a força peso, por exemplo, têm suas escalas no sistema técnico, isto é, em quilogramas-força. Ainda assim, o símbolo no mostrador não é o kgf, como deveria ser, mas erroneamente kg, que indica massa. Tal confusão advém do fato do peso expresso em kgf ser numericamente igual à massa expressa em kg. Assim, é preciso não só compreender a diferença entre as grandezas força e massa como também saber fazer a conversão das unidades de um sistema para o outro.

A partir das diferenças entre massa e força e lembrando que o peso é uma força, o professor esclareceu a diferença entre peso específico, densidade e massa específica. As três grandezas são expressas em razões, como por exemplo: a densidade dos grãos de um solo é a razão entre o peso específico dos grãos e o peso específico da água destilada a 4 graus Celsius. Neste caso, a confusão se dá possivelmente por causa da língua inglesa, onde massa específica é density, densidade é specific gravity e peso específico é unit weight. A confusão entre massa e peso e o fato de density na língua inglesa significar massa específica - e não densidade - contribuem para a grande confusão no uso dos três termos.

Adensamento, compressão e consolidação formam outro exemplo. Adensamento é um fenômeno que leva em consideração o tempo: é o processo de redução de volume de um solo saturado ao longo do tempo, ocasionado pela saída de uma quantidade de água igual à redução do volume de vazios, como resultado da transferência gradual do excesso de poro-pressão, gerado por um carregamento, para a tensão efetiva. Já a compressão de um elemento de solo é a redução de volume do referido elemento relacionada à variação do estado de tensões efetivas a que foi submetido, sem levar em consideração o tempo. O mesmo termo, adensamento, também é confundido com consolidação. Na língua inglesa, adensamento é consolidation. Na língua portuguesa consolidação é o ato ou efeito de passar uma substância do estado líquido para o sólido. Na geologia, é um termo utilizado para definir a formação de rochas ígneas e sedimentares. 

Ian Schumann também explorou as diferenças entre “caminho de tensões” e “trajetória de tensões”, assim como adensamento hidrostático e adensamento isotrópico. O professor deu especial ênfase aos diversos significados do termo coesão, explicando as diferenças entre “coesão verdadeira”, “coesão aparente”, “intercepto de coesão” e “resistência não drenada”. 

A palestra foi baseada num artigo escrito para o livro comemorativo dos 80 anos do Professor Willy Lacerda, que estava na plateia e participou do debate, assim como outros grandes nomes da engenharia civil como os professores Claudio Mahler, Fernando Danziger, Marcio Almeida, Sandro Sandroni, Ernani Diaz, Bernadete Ragoni Danziger, entre outros e Manuel Martins, chefe da Divisão Técnica de Geotecnia (DTG). Prestigiado por dezenas de profissionais e estudantes, o professor Ian deixou, ao final de sua palestra, uma mensagem aos jovens engenheiros, como ouviu de seu mestre Fernando Emmanuel Barata: “estudem sempre e cada vez mais”. Confira o pdf da palestra completa clicando aqui.