Finite Types

Segundo o comitê de solos tropicais da ABMS (ISSMFE/ABMS, 1985): “Solo tropical é aquele que apresenta peculiaridades de propriedades e de comportamento, relativamente aos demais, em decorrência da atuação de processos geológicos ou pedológicos típicos das regiões tropicais úmidas.”

No Brasil – país de clima tropical úmido – dispomos de solos finos de formação diferente das ocorrências verificadas em países de clima temperado. Tais solos ainda que bastante finos, são oriundos de processos pedogenéticos de saprólitos e enriquecidos com óxido de ferro e/ou alumínio hidratados. Estes solos são os latossolos, ou solos lateríticos (BALBO, 2007).

Balbo (2007) alerta para o fato de que tais solos, de natureza tropical, apesar de algumas vezes, não atenderem rigorosamente as especificações internacionais para utilização como camada de pavimento, especialmente em relação à curva granulométrica, com predominância de solos finos e alto índice de plasticidade, vêm sendo a várias décadas, empregado com sucesso em pavimentação no Brasil, independente dos valores de CBR. Este uso tem sido inclusive como sublastro de pavimentos ferroviários, conforme destacado por Stopatto (1987).

Segundo Guimarães (2009), provavelmente em função da natureza destes solos, restrita a ambientes, ou paleoambientes tropicais, em regiões ditas de “terceiro mundo” ou de países em desenvolvimento, eles tenham sido relativamente pouco estudados e, em alguns casos, até mesmo considerados como solos problemáticos, conforme tratado em Morin e Todor (1979).

Guimarães (2009) alerta ainda para o fato de que isto não corresponde a rigor, à prática da Engenharia Rodoviária e Ferroviária brasileira e ressalta a importância de se ampliar a divulgação de trabalhos técnicos que abordem as propriedades mecânicas e desempenhos dos solos lateríticos como material de pavimentação.

A primeira conferência internacional de geomecânica dos solos tropicais lateríticos e saprolíticos, realizada em Brasília em 1985 (Tropicals’85), deu uma valiosa contribuição para ressaltar a importância das peculiaridades geotécnicas dos solos tropicais. No entanto, mesmo passados mais de 25 anos deste evento, ainda é freqüente encontrar profissionais e até mesmo pesquisadores formadores de opinião presos a conceitos superados tais como índice de CBR e limites de consistência como condicionantes para emprego de solos tropicais em pavimentos, principalmente os ligados à indústria ferroviária que pouco evoluiu no Brasil nas últimas décadas.

Atualmente, o DNIT adota a Norma DNIT-ES 098 (2007), onde prescreve a metodologia de execução da camada de base em pavimentos utilizando lateritas graúdas. A primeira versão desta especificação de serviço feita pelo antigo DNER (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) em 1979, foi elaborada a partir de dados constantes do Boletim Técnico 09 da ABPv (1976), intitulado “Uso da Laterita em Pavimentação”. Lamentavelmente, esta norma atualizada praticamente não incluiu alterações significativas com relação às características geotécnicas necessárias, tendo sido mantido ensaios tradicionais como CBR. As principais alterações se referiram ao manejo ambiental e critérios de aceitação e medição dos serviços executados (GUIMARÃES, 2009).

Na realidade, existem variadas designações para solos tropicais em trabalhos diversos, sem consenso quanto à terminologia a ser adotada. Há, porém, pelo menos dois pontos que precisam ser considerados:

 Quando se trata de solos graúdos é usual o termo “laterita” e quando se trata de solo fino a designação é solo laterítico; e

 Quanto às diferenças entre conceitos da Pedologia, Geologia e da Engenharia Geotécnica sobre as denominações e os critérios de classificação.

Neste trabalho se emprega o termo conforme designado em Nogami e Villibor (1980), que trata dos aspectos geotécnicos de tais materiais com fins de aplicação como camada de pavimentos.

a) Solo laterítico: é típico de áreas bem drenadas de regiões tropicais úmidas, são solos superficiais no horizonte pedogenético que apresentam uma série de propriedades que levam a classificá-lo como solos de comportamento laterítico, conforme a classificação MCT, proposta por Nogami e Villibor (1980). É de extremo interesse para pavimentação.

b) Solo saprolítico: é tipicamente de formação residual (fruto da decomposição “in situ” da rocha matter, mantendo ainda a estrutura desta).

Pedologicamente, os solos lateríticos têm recebido diferentes notações: oxisoils (Serviço de Conservação de Solos norte-americano), ferralsoils, plinthosoils (FAO-UNESCO), ferralitic soils (classificação francesa de Duchaufour), entre outras. Pode ou não ocorrer correspondência direta entre o que se entende por solo laterítico no sentido geotécnico e as designações pedológicas (SILVA, 2003).

Silva (2003) alerta para o fato de que o processo de formação dos solos tropicais influencia o seu comportamento mecânico. Santos (1998) destaca três fases no processo de formação destes solos:

a) Decomposição: É a fase inicial na formação de tais solos, que se caracteriza pela ruptura físico-química dos minerais primários e o consequente desprendimento dos elementos constituintes (SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, etc.) que aparecem em forma de íons simples.

b) Laterização: A segunda fase do processo é a lixiviação de bases e sílicas combinadas e a agregação de elementos externos de óxidos ou hidróxidos de ferro e/ou alumínio hidratados (Al2O3, Fe2O3e TiO2), que ocorre sob condições favoráveis de drenagem.

c) Desidratação: Esta fase engloba a desidratação parcial ou completa dos materiais já ricos em óxidos e hidróxidos de ferro e/ou alumínio e alguns minerais secundários. A desidratação de óxidos de ferro coloidal hidratado envolve perda de água, concentração e cristalização dos colóides amorfos de ferro em minerais cristalinos densos, na seqüência: limonita, goethita, goethita com hematita e hematita.

Para Silva (2003), a resistência elevada verificada em alguns solos tropicais se dá em função do endurecimento proporcionado pela desidratação dos óxidos de ferro e alumínio, conferindo competência a estes solos para fins de pavimentação, com características mecânicas e hidráulicas satisfatórias.

Quanto à constituição mineralógica, os solos lateríticos apresentam em sua fração argila basicamente argilominerais do grupo das caulinitas (pouco plásticas) e de hidróxidos e óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio, proporcionando certa estabilidade mesmo em presença d’água, devido a um recobrimento dos argilominerais pelos hidróxidos e óxidos hidratados. Isto minimiza a parcela de água adsorvida pelos agilominerais e proporciona um efeito de cimentação natural nas partículas sólidas do solo. Em suas frações de areia e silte, apresentam basicamente quartzo, agregações lateríticas concrecionadas e por vezes alguns poucos minerais pesados.

Bernucci (1995) estima que os solos lateríticos ocupam aproximadamente 8% da superfície dos continentes, e segundo Motta e Medina (2006), cerca de 70% do território nacional, com destaque para a região norte do Brasil (incluindo o oeste do Maranhão) onde os solos lateríticos apresentam algumas peculiaridades genéticas devido ao forte intemperismo proporcionado pelo clima equatorial associado ao intenso regime de chuvas (VERTAMATTI, 1988; AMARAL, 2004). A figura 2.6 mostra a ocorrência aproximada dos solos lateríticos em escala global, segundo Bernucci (1995).

Vale ressaltar que recobrindo as camadas de solos lateríticos, ou mesmo misturados a elas, pode-se observar a ocorrência de pedregulhos lateríticos, chamados de lateritas ou “canga” (quando aglomerados em matacões), que constituem massas consolidadas formando um horizonte concrecionário de mesma mineralogia dos solos lateríticos. As lateritas têm sido aproveitadas como material de pavimentação, em camadas compactadas de rodovias e ferrovias, misturadas ou não com outros materiais para estabilização, ou ainda mesmo como agregado em misturas asfálticas (SILVA, 2003).

O horizonte concrecionário situa-se entre 0,4 e 1,5 metros de profundidade, possuindo cor marrom escura típica de óxi-hidróxidos de ferro. As concreções possuem brilho semimetálico e internamente são marrom-avermelhadas e de brilho fosco. São

duras, densas e, em geral, maciças. O diâmetro varia de 0,2 a 3,0 cm. A figura 2.7 mostra um exemplo de concreção laterítica pedregulhosa do oeste do Maranhão, coletada durante a pesquisa objeto desta dissertação.

No Brasil, o termo laterita refere-se, a rigor, aos pedregulhos lateríticos, sendo conhecidos na prática como piçarras ou cascalho (lateríticos), entre outros termos. Guimarães (2009) ressalta que tais materiais não devem ser confundidos com os solos finos lateríticos descritos por Nogami e Villibor (1995), também amplamente empregados no Brasil, mas que consideram solos naturais com granulometria inferior a 2mm, como por exemplo os solos arenosos finos lateríticos (SAFL), muito empregados no Brasil, principalmente em estradas vicinais e vias de baixo volume de tráfego.

Figura 2.6 – Ocorrências mundiais de solos lateríticos (BERNUCCI, 1995). A cor desses solos é geralmente vermelha, laranja, amarela e marrom, ou ainda misturas dessas cores, devido à presença dos hidróxidos e óxidos hidratados de ferro, responsáveis pela tonalidade vermelha, e de alumínio pela amarela.

A figura 2.8 ilustra duas amostras de solo fino laterítico do oeste do Maranhão, também coletados por ocasião da presente pesquisa, e compactados segundo a metodologia para ensaio mini-MCV, onde se pode observar claramente a diferença de coloração: A amostra da esquerda apresenta um teor de ferro mais elevado (coloração

avermelhada) e a outra se destaca por coloração mais amarelada típica de enriquecimento por alumínio.

Figura 2.7 – Exemplo de concreção laterítica pedregulhosa do oeste do Maranhão (foto do autor).

Figura 2.8 – Exemplos de solos finos lateríticos do oeste do Maranhão moldados em corpos de prova mini-MCV (foto do autor).