Solos tropicais

Os solos tropicais são produtos resultantes principalmente da intemperização física e química de rochas ígneas, sedimentares e metamórficas, devido a mudanças nas condições climáticas (VAUGHAN, 1985).

Devido ao clima, nas regiões tropicais, as rochas são submetidas a um intemperismo químico intenso, principalmente marcado pela hidrólise, que gera mantos de alteração espessos e solos ricos em óxidos e hidróxidos de ferro, alumínio e argilo-minerais cauliníticos, pois, estes materiais apresentam expansão e índices de plasticidade baixos mesmo quando contêm uma fração de solo fina considerável, em desacordo com o indicado para as classes nas quais se enquadram as tradicionais classificações geotécnicas (NÓBREGA, 1995).

De acordo Nogami e Villibor (1995), solos tropicais são aqueles que possuem comportamentos que diferem daqueles avaliados pelos procedimentos tradicionais de caracterização ou classificações geotécnicas.

O autor refere que é de suma importância na prática identificar se um solo é tropical ou não, isto porque os métodos tradicionais, se empregados na classificação ou identificação de solos tropicais, pode-se obter resultados que prejudicarão o pavimento, ou seja, caso o solo classificado comportar-se bem melhor que o previsto, estaríamos diante de uma situação de superdimensionamento, e caso contrário, estaríamos diante da situação de subdimensionamento, e estas falhas ocasionariam na geração custos, redução da vida útil do pavimento ou ainda uma ruptura precoce.

Solos tropicais são identificados na engenharia como lateritas, solos lateríticos, ou mesmo solos vermelhos tropicais. De acordo com Santos (2006), o diferencial no comportamento hidráulico e mecânico dos solos tropicais ocorre devido

ao processo de laterização ou latolização, predominante nas regiões tropicais úmidas através da reação química onde os cátions básicos são lixiviados, e consequentemente a concentração residual de óxidos de ferro e alumínio.

O conhecimento e entendimento do processo de formação de solos tropicais é de suma importância para sua aplicação, pois assim como os solos oriundos de climas temperados, os solos tropicais originam-se de rochas não locais. Segundo Gon (2011), estes solos são formados principalmente pela ação do intemperismo químico, formando minerais, argilo-minerais e oxi-hidróxidos.

2.2.3.1 Solos tropicais brasileiros

De acordo com Pessoa (2004), os solos tropicais são muito predominantes no Brasil, quer seja em volume, como em áreas de abrangência. Considerando o manto de intemperismo, os solos tropicais compreendem genericamente os solos saprolíticos, que são pouco intemperados, e os solos lateríticos, profundamente intemperados.

2.2.3.2 Solos saprolíticos

Os solos saprolíticos resultam da decomposição e ou desagregação in situ da rocha matriz pela ação das intempéries, tais como: chuvas, insolação e geadas, ainda assim mantendo de maneira nítida a estrutura da rocha que lhes deu origem.

Solos Saprolíticos são aqueles que constituem, em condições naturais, camadas subjacentes às lateríticas ou outro solo pedogenético, ou ainda, a solos sedimentares ou transportados (NOGAMI e VILLIBOR, 1995). As espessuras dessas camadas são variadas, atingindo frequentemente dezenas de metros, e suas cores, são como as dos solos lateríticos, podendo apresentar determinada variação, sendo frequente uma mesma amostra apresentar partes com diversas cores.

Estes solos apresentam uma aparência macroscópica e em geral caracterizada pela presença de camadas, manchas, xistosidades, vazios etc., na

maioria das vezes adquiridos da rocha matriz. Sua constituição mineralógica é caracterizada pela presença frequente de grande número de minerais, parte dos quais são decorrentes do processo de intemperização e parte herdada da rocha matriz (GON, 2011).

Segundo Parente (2002), diferente dos solos lateríticos, os saprolíticos possuem na sua fração de areia grandes quantidades de materiais distintos de quartzo. Entre os solos desta natureza, o quartzo pode ser o material predominante da sua composição.

2.2.3.3 Solos lateríticos

Dependendo da origem, os solos lateríticos podem ser conhecidos como residuais maduro ou eluviais, pois apresentam-se homogêneos em relação à cor, granulometria e composição mineralógica, havendo a possibilidade de apresentar alguma heterogeneidade em função da sua evolução pedogenética (VAZ, 1996).

A intensa migração de partículas sob a ação de infiltrações e evaporações é uma característica marcante do processo de laterização, dando origem a um horizonte superficial poroso, permanecendo quase que exclusivamente os minerais mais estáveis – quartzo, magnetita, ilmelita e caulinita (GON, 2011).

Segundo Nogami e Villibor (1981), a formação dos solos com comportamento lateríticos constitui-se na camada mais superficial de áreas bem drenadas, caracterizados pela cor, principalmente os de matrizes vermelho e amarelo, com espessuras atingindo mais de 2 metros, e dificilmente ultrapassando os 10 metros. As camadas de solo lateríticos encobrem tanto camadas de solos saprolíticos como de solos transportados.

A Figura 4 apresenta a distribuição mundial dos solos lateríticos, e, como se pode verificar, são encontrados em diferentes lugares ao redor do mundo, sendo também mundialmente conhecidos como solos tropicais. Este tipo de solo pertence a um grupo muito difundido que existe em todas as regiões tropicais úmidas, incluindo África Oriental, Central e Oeste, Brasil, Indonésia, Tailândia e algumas ilhas como o Havaí e Cuba (ROBINSON e THEGESEN, 2004).

Figura 4 - Distribuição mundial dos solos lateríticos (CHARMAN, 1988 apud ROBINSON e THEGESEN, 2004)

Rezende et al. (2015) reitera que os solos lateríticos são mais superficiais, sujeitos ao intemperismo, e são encontrados em locais com boa drenagem. Os autores comentam que devido ao processo de laterização que ocorre nesses solos, pode-se observar a presença de ferro hidratado ou óxido de alumínio, que determina a coloração típica do solo laterítico: vermelho, amarelo, marrom ou laranja.

Quanto à mineralogia, os solos lateríticos se caracterizam pela presença de grãos muito resistentes mecânica e quimicamente, isto é, tendo na fração de areia e pedregulho elevada porcentagem de partículas constituídas de óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio na fração argila (COZZOLINO e NOGAMI, 1993).

Segundo Santos (2006), estes solos têm uma certa relevância na área da pavimentação, especialmente no que tange às suas propriedades mecânicas no estado natural e após a compactação. A alta capacidade de suporte, a baixa perda de massa quando imerso em água, são características que estes solos apresentam quando compactados em condições ótimas ou ideais.

Estudos estimam que os solos lateríticos ocupam cerca de 8,1% da superfície dos continentes, e, no Brasil, estão distribuídos em quase todo território nacional, tal como pode-se perceber na Figura 5.

Figura 5 - Ocorrência de solos lateríticos no Brasil (VILLIBOR et al., 2000)

As argilas desempenham um papel muito importante no desempenho destes solos. A ação combinada da lixiviação e da cimentação, resultando geralmente em um solo com elevado índice de vazios, elevada resistência contra a ação erosiva das águas pluviais e alta permeabilidade (VARGAS, 1973). Contudo, alguns solos lateríticos apresentam alta compressibilidade e também são colapsáveis, ou seja, deformam bruscamente quando umedecidos de forma crítica sob determinado carregamento (MASSAD, 2005).

Parente (2002) ainda reitera que os solos lateríticos na condição natural apresentam elevada porosidade, baixa resistência ou capacidade de suporte, baixa plasticidade, e mesmo quando compactados, aumentando assim a capacidade de suporte, é notável uma perda na sua resistência quando imersos na água.

Estabilização de Solos

Como visto, os solos são formados por vários processos e, por isso, apresentam comportamentos bem distintos, podendo no seu estado natural não apresentar as propriedades requeridas para fins de uso na engenharia. Nestas

situações, através de métodos físicos ou mecânicos é possível melhorar seu comportamento ou desempenho. Segundo Teixeira (2014), a estabilização de solos foi uma necessidade que surgiu a partir do momento em que esses materiais em seu estado natural já não ofereciam características suficientes para o bom desempenho à finalidade para a qual eram destinados.

Segundo Bonafé e Specht (2005), o solo precisa ser bem conhecido em aplicação de camadas de pavimentos, por se tratar do material de construção mais abundante e barato na natureza, uma vez que em condições naturais nem sempre o mesmo apresenta condições técnicas propícias para atender aos requisitos de uso como material de construção ou para suporte de estruturas da engenharia.

Vogt (1967) apud Balbo (1996), definem estabilização de um solo como uma alteração de suas propriedades físicas e mecânicas por adição de outro material, seja ele composto por um ligante ou fração granulométrica, devendo ser intimamente aderido ao solo, e uma subsequente compactação da mistura. Na medida em que se considera os aspectos determinantes, como a presença de um ligante ou correção granulométrica, bem como a necessidade de compactação da mistura, faz esta definição bastante apropriada.

Em termos gerais, estabilizar um solo significa utilizar um processo de natureza física, físico-química ou mecânica, de maneira a tornar esse solo estável para os limites de sua utilização ou aplicação, fazendo com que a estabilidade atingida permaneça sob ações de cargas exteriores e ações climáticas variáveis (BAPTISTA, 1976).

De acordo com Oliveira (2011), o termo estabilização do solo faz menção a qualquer processo natural ou artificial, onde sob o efeito de cargas aplicadas o solo se torna mais resistente à deformação e ao deslocamento do que o solo original ou puro. Tais processos consistem em modificar as características do sistema solo-água- ar com a finalidade de se obter propriedades de longa duração compatíveis com uma aplicação específica (HOUBEN e GUILLAUD, 1994).

Segundo França (2003), estabilizar um solo significa modificá-lo de modo a criar condições necessárias para resistir a ações climáticas e aos esforços e desgastes induzidos pelo tráfego, sob condições adversas ponderadas no projeto. Vargas (1977) acrescenta que o processo de estabilização de solos é aquele que lhe

proporciona uma maior resistência estável às cargas, desgaste ou à erosão, através da compactação, redução da plasticidade, correção da granulometria ou através da adição de produtos que confiram uma coesão por meio da aglutinação ou cimentação dos seus grãos.

Cacian (2013) reitera que, se tratando de solos, qualquer tipo ou processo de estabilização pode proporcionar: (i) aderência maior entre os grãos do solo, o que aumenta a compacidade ou densidade do material e influencia a capacidade resistente; (ii) menor permeabilidade, pois ao se estabilizar o solo é promovido o preenchimento de vazios existentes; e (iii) diminuição do volume de vazios, o que influencia na porosidade e resistência mecânica do material.

Não é simples o processo de escolha do tipo de estabilização a ser empregue em determinado solo, pois este pode variar em função das propriedades dos solos e dos ligantes, condições climáticas, tráfego, drenagem e também em função da sua viabilidade econômica (CAPUTO, 1975b).