Avaliação do comportamento geomecânico de um solo tropical argiloso reforçado com fibras naturais de açaí (Euterpe oleracea)

Abstract

O reforço de solos com fibras naturais desponta como uma alternativa sustentável e de alto desempenho na geotecnia contemporânea. Contudo, a degradação orgânica desses materiais ao longo do tempo, especialmente em matrizes tropicais sujeitas a ciclos climáticos severos, constitui uma lacuna crítica que restringe sua aplicação em obras definitivas. Diante disso, esta tese investigou o comportamento geomecânico, a microestrutura e a durabilidade de um solo tropical laterítico reforçado com fibras do caroço de açaí (Euterpe oleracea), em seu estado natural e após tratamento superficial com sílica coloidal. O programa experimental envolveu a exposição dos compósitos (teor ótimo de 1%) ao intemperismo natural em Brasília-DF por 24 meses contínuos. A avaliação multiescala englobou caracterizações químicas e microestruturais (MEV, DRX, FRX, FTIR, TGA e PIM) e geomecânicas (compactação, permeabilidade, adensamento unidimensional, DSS, compressão triaxial CD e prova de carga em placa em verdadeira grandeza). No estado inicial, a excepcional rigidez intrínseca da fibra de açaí (Módulo de Young de 3,73 GPa e 45% de lignina) otimizou o efeito ponte. A inserção orgânica elevou a condutividade hidráulica à ordem de 10⁻⁵ cm/s, duplicou a tenacidade do maciço induzindo comportamento dúctil e promoveu um salto de 93% na coesão efetiva. Em escala real, o compósito atingiu Fator de Melhoria da Capacidade de Carga (BCR) de 3,49, reduzindo recalque central em 87,8% sob tensões severas. A avaliação de longo prazo revelou que a alcalinização do ambiente (pH ≈ 7,5) deflagrou a hidrólise da fibra natural, gerando amolecimento celular e perda de rigidez elástica. No entanto, a ancoragem mecânica passiva garantiu a manutenção integral da resistência de pico original após dois anos. Em contrapartida, o tratamento com sílica coloidal demonstrou eficácia absoluta: a película inorgânica formou barreira química estável (ligações Si-O-Si) que impediu a lixiviação mineral e o colapso estrutural interno. Como resultado, a inclusão tratada preservou sua incompressibilidade, a integridade da rede de macroporos e a excelência das envoltórias bilineares de cisalhamento. Conclui-se que o compósito solo-fibras de açaí, sobretudo submetido ao tratamento superficial com sílica coloidal, constitui uma tecnologia de reforço de alto desempenho, resiliente e sustentável, plenamente viável para aplicações geotécnicas.