Perspectiva geotécnica do uso de resíduos industriais do Espírito Santo em aterros e pavimentos

Abstract

Materiais de alto desempenho (MAD) e materiais sustentáveis (MS) têm sido utilizados no Brasil em obras de infraestrutura, especialmente em aterros e pavimentos, de forma pontual, desde a década de 80. Diversas normas prevêm a sua utilização e, hoje, ocorre a transição do dimensionamento empírico para o Mecanístico-Empírico (M-E) de pavimentos no Brasil, liderada pela implementação e normatização do método MeDiNa. Notadamente, no estado do Espírito Santo, a coexistência de dois grandes polos industriais — rochas ornamentais naturais e siderurgia — apresenta uma oportunidade única de sinergia entre essas obras e a cadeia industrial. Esta tese de doutorado investiga a viabilidade geotécnica da utilização do Resíduo Industrial de Rochas Ornamentais (RIRO) e da Escória de Aciaria/Ferro-Gusa como componentes sinérgicos em camadas estruturais de pavimentos e de construção de aterros. Apesar da abundância desses resíduos, sua adoção é dificultada pela alta variabilidade física, pela falta de transparência metodológica padronizada e pela escassez de parâmetros de rigidez, como o Módulo de Resiliência (MR). Para sanar essas lacunas, foi conduzido um programa experimental multiescalar. Primeiramente, uma revisão sistemática baseada no protocolo PRISMA consolidou tendências geomecânicas, identificando um vácuo de conhecimento significativo sobre misturas ternárias (Solo-RRO-Escória). Em segundo lugar, uma avaliação de toxicidade ambiental validou a segurança do RRO, comparando extratos lixiviados com limites internacionais. As fases experimentais centrais avaliaram misturas com solos binárias e ternárias para camadas de subleito, sub-base e base, utilizando ensaios de Índice de Suporte Califórnia (CBR), Resistência à Compressão Simples (RCS) e Triaxial de Cargas Repetidas. Os resultados demonstram que as partículas finas e potencialmente reativas do RRO preenchem eficazmente os vazios na matriz solo-escória, otimizando o empacotamento de partículas e aumentando significativamente o MR e a resistência ao cisalhamento. Além disso, esta pesquisa estabelece os conceitos de Teor Ótimo de Resíduo (ORC), Teor Resíduos em Solo Zero, (TRS-0), Teor Máximo de Resíduo (MRC) e Equivalente-Zero (Zero-E), apresentados por Prandina & Farias (2025) como ferramentas práticas de dosagem para projetos de infraestrutura. Por fim, a aplicação de RRO em placas pré-fabricadas de concreto para pavimentação (PPFC) foi avaliada sob os princípios da mecânica dos solos não saturados. A tese conclui que a combinação controlada de RRO e escória transforma passivos ambientais em ativos geotécnicos de alto desempenho, fornecendo um caminho metodologicamente sólido para a infraestrutura de transportes sustentável no Brasil.