Quais as principais aplicações da geogrelha?

Uma geogrelha é um tipo de tecido geossintético frequentemente utilizado em engenharia civil e desenvolvimento para funções como o reforço do solo, a estabilização do piso e a distribuição de carga. Normalmente fabricada com polímeros de alta resistência, como o poliéster, o polietileno de alta densidade (PEAD) ou a fibra de vidro, a geogrelha plástica caracteriza-se pela sua estrutura aberta, semelhante a uma malha, que permite que as partículas do solo se interliguem com a grelha. Esta interação melhora consideravelmente o desempenho mecânico global do solo, aumentando a sua energia e estabilidade.

Devido à sua extrema robustez e eficiência, as geogrelhas são amplamente utilizadas em estradas, na manutenção de muros, na proteção de taludes e em sistemas de controlo de erosão. Oferecem uma alternativa económica e duradoura aos materiais de reforço convencionais, como o metal ou o betão, tornando-as uma solução preferencial nos projetos de infraestruturas atuais.

1. O que é a Geogrelha?

1.1 Estrutura e Composição da Geogrelha

As geogrelhas são materiais geossintéticos superiores concebidos com uma estrutura em forma de grelha que apresenta grandes aberturas. Estas aberturas permitem que as partículas de solo, agregados ou outros materiais de enchimento passem e se interliguem com a estrutura da geogrelha. Este movimento de encravamento forma um sistema composto estável, melhorando notavelmente a resistência, a distribuição de carga e o equilíbrio da matriz solo-geogrelha.

1.1.1 Elementos estruturais do núcleo da geogrelha – Nervuras (longitudinais e transversais)

As nervuras são os principais componentes de suporte de carga da geogrelha, movendo-se numa ou duas direções, dependendo se a geogrelha é uniaxial ou biaxial. As nervuras longitudinais suportam as forças de tração ao longo do comprimento, enquanto as nervuras transversais garantem o equilíbrio em toda a largura. Em conjunto, garantem que a malha plástica da geogrelha resiste à tensão e distribuem as massas de forma eficiente nas aplicações pretendidas.

1.1.2 Junções de geogrelha (nós)

As junções são os pontos de ligação onde as nervuras longitudinais e transversais se cruzam. Estes nós são concebidos para proporcionar uma elevada resistência ao cisalhamento e manter a estrutura e a integridade estrutural da geogrelha sob as cargas aplicadas. As junções fortes garantem que as forças são transferidas corretamente entre as nervuras, evitando falhas estruturais em projetos de reforço de solo perturbadores.

1.1.3 Aberturas da Geogrelha

As aberturas são as aberturas entre as nervuras, dimensionadas exatamente para permitir que o solo ou a combinação penetre e se fixe à grelha. Este encravamento mecânico aumentará o atrito entre a geogrelha e os materiais circundantes, melhorando a aderência e impedindo o deslocamento lateral do solo. A geometria da abertura é feita à medida para aplicações específicas, como a estabilização de ruas, a proteção de taludes ou o reforço de muros de contenção.

2. Tipos de geogrelha

As geogrelhas podem ser categorizadas com base totalmente no seu processo de fabrico, composição do tecido e design estrutural, sendo que cada tipo apresenta propriedades especiais adequadas para aplicações de engenharia distintas.

2.1 Classificação das geogrelhas por processo de fabrico

2.1.1 Geogrelha Extrudida

Produzido por extrusão e estiramento de folhas de polímero (PEAD ou PP), desenvolvendo uma forma molecular relativamente orientada para a resistência à tracção de alta qualidade.

2.1.2 Geogrelha Uniaxial

Concebidos com elevada potência numa direção predominante, tornando-os perfeitos para manter paredes, encostas íngremes e aterros onde o reforço unidirecional é crítico.

2.1.3 Geogrelha Biaxial

Concebido para energia igual em cada sentido longitudinal e transversal, normalmente utilizado na estabilização de bases de avenidas, estacionamentos e reforço de bases onde é necessária uma distribuição de carga multidirecional.

2.1.4 Geogrelha tecida ou tricotada

Fabricado com o auxílio da tecelagem de fios de poliéster ou fibra de vidro de alta tenacidade num padrão de grelha e depois revestido com um polímero protetor (por exemplo, PVC ou asfalto).

Oferece uma excelente flexibilidade e resistência à fadiga, o que os torna adequados para aplicações de reforço de pavimentos, estabilização de balastro ferroviário e revestimento asfáltico.

2.1.5 Geogrelha colada

Construído com o auxílio de atacadores ou soldas de nervuras poliméricas, formando uma estrutura de grelha inflexível.

Geralmente utilizado em construções breves, tapetes de gestão de erosão e estabilização ligeira de solos onde não é necessária uma elevada tensão de tração.

2.1.6 Geogrelha Triaxial

Apresenta um design de abertura hexagonal ou triangular, oferecendo capacidade de carga multidirecional.

Qualidade particularmente elevada em pavimentos de grande tráfego, pistas de aeroportos e pavimentos industriais pesados, onde a distribuição uniforme das tensões é essencial.

2.2 Classificação de geogrelhas utilizando a composição de materiais

-Geogrelha de poliéster PET:Conhecido pelo seu poder de tração excessivo e notável resistência à degradação química, o que o torna perfeito para o reforço do solo a longo prazo.

-Geogrelha de polietileno de alta densidade (PEAD):Oferece uma resistência robusta à radiação ultravioleta (UV) e à corrosão, sendo apropriado para aplicações no exterior e enterradas.

-Geogrelha de polipropileno PP:Um material leve e flexível, utilizado regularmente em funções onde a facilidade de instalação é uma prioridade.

-Geogrelha em fibra de vidro:Exibe uma energia de tração muito elevada e é utilizado principalmente para o reforço de pavimentos asfálticos devido à sua resistência ao calor e propriedades de baixo alongamento.

Cada tecido é escolhido principalmente com base em elementos como o tipo de solo, as condições de carga, a exposição ambiental e a vida útil da missão, garantindo o mais excelente desempenho global em vários cenários de engenharia.

3. Vantagens da Geogrelha

3.1 Geogrelha - Alta Resistência e Leveza

As geogrelhas são concebidas para proporcionar uma excelente resistência à tração e, ao mesmo tempo, serem leves. Em determinadas condições de trabalho, a sua resistência à tracção pode mesmo superar a dos reforços metálicos. Apesar desta resistência, a geogrelha de polietileno é fácil de manusear, transportar e implantar devido ao seu baixo peso, sendo notavelmente eficiente para projetos de grande dimensão.

3.2 Geogrelha - Economia e Economia de Material

Ao melhorar a estabilidade do solo e a distribuição de carga, as geogrelhas podem reduzir significativamente a necessidade de materiais de enchimento granulares ou mistos de elevado custo. Esta otimização não só reduz a utilização de material, mas também os custos de transporte, resultando numa poupança significativa nos custos gerais da obra.

3.3 Geogrelha - Durável e Resistente à Corrosão

A geogrelha é fabricada com polímeros de alta qualidade que oferecem uma tremenda resistência à corrosão química, à degradação ultravioleta (UV) e a agentes orgânicos, como o bolor ou o ataque bacteriano. Isto garante uma longa vida útil, mesmo em condições ambientais adversas, tornando-as adequadas para aplicações de infraestruturas duradouras.

3.4 Geogrelha - Construção Conveniente

Com a sua leveza e flexibilidade adequada, a geogrelha de polipropileno pode ser facilmente implantada e instalada no local, exceto para equipamentos de elevação pesados. A sua adaptabilidade a diferentes terrenos e o seu rápido procedimento de instalação ajudam a reduzir o tempo de trabalho e a aumentar a eficiência do projeto.

3.5 Geogrelha – Verde e Baixo Carbono

Em comparação com os métodos normais de reforço de betão ou asfalto, as soluções baseadas em geogrelha requerem menos matéria-prima e muito menos resistência para serem produzidas e instaladas. Isto traduz-se na redução das emissões de gases com efeito de estufa, tornando a rede de estabilização do solo uma opção mais sustentável e amiga do ambiente para os projetos de desenvolvimento atuais.

4. Aplicação em múltiplos cenários e valor de engenharia da geogrelha

4.1 Geogrelha para Estradas e Pistas de Aeroportos

•Tratamento de base suave:a colocação de grades bidirecionais ou triplas sobre silte, areia de primeira classe ou argila com restrição de líquido excessivo pode aumentar o potencial de suporte em 30% a 60% e evitar o fenómeno de "solo de primavera".

•Controlo de rotina:A adição de grades de fibra de vidro ou compostas sob a camada de pavimento asfáltico pode diminuir a deformação da gama de ajuste em 40% a 70% e prolongar o tempo de preservação em 2 a 3 vezes.

•Desbaste estrutural:Através do esquema de "espessura equivalente", a base de pedra batida graduada de 40 cm é otimizada para pedra batida de 25 cm + 1-2 camadas de grade de poliéster de alta resistência, poupando 15% a 25% em custos.

4.2 Geogrelha para contenção de divisórias e taludes

•Muro de contenção:Utiliza-se como reforço uma grade de PEAD ou PET, sobreposta com pedra triturada graduada, sendo que a altura da parede pode ultrapassar os 30 metros. Em comparação com os muros de contenção em betão, poupa-se mais de 50% de alvenaria.

•Reforço de taludes:Numa encosta de solo rochoso misto de 45° a 70°, é utilizada uma mistura de "vigas treliçadas + grades de plástico metálico bidirecionais + mantas vegetais" para estender o elemento de segurança contra deslizamentos em 1,4 vezes e obter um rápido esverdeamento da encosta.

4.3 Geogrelha para leito musical ferroviário

•Btudofaixa escolhida:A colocação de grades soldadas de PP com uma energia de tração de 30-40 kN/m na parte traseira do balastro pode diminuir o acordo cumulativo causado por massas dinâmicas de instrução em 30% -50% e limitar a frequência de renovação anual de quatro vezes para 1-2 vezes.

•Parte de transição da via sem balastro:Ajuste a distinção de rigidez com uma camada composta de geotêxtil em grade para eliminar o fenómeno de "salto de ponte" e garantir a suavidade dos comboios de alta velocidade que circulam a 350 km/h.

•Ferrovia de obrigação pesada:Para troços com centenas de eixos acima das 30 toneladas, a utilização de uma grelha e de uma camada de amortecimento de borracha pode minimizar a carga de pulverização do balastro em 60% e prolongar a vida útil do colchão de canções para 15 anos.

4.4 Geogrelha para a Proteção Ambiental e Conservação da Água

•Local de aterro:Cubra uma geogrelha PET de alta resistência de 200 kN/m numa película anti-infiltração de PEAD de 1,5 mm para impedir a contração e fissuração de uma pilha alta de 50 metros; Ao mesmo tempo, como camada condutora de combustível, acelera a série de biogás.

•Proteção de instituição financeira fluvial:Utilizando "gabião+camada de filtro de grade bidirecional" como alternativa à alvenaria regular, a velocidade de restauração de danos causados pela água é estendida em quatro vezes, permitindo um ajuste diferencial de 10 cm na inclinação da estrutura, exceto fissuras.

•Prevenção de ondas em quebra-mares:Combinando grades de poliéster com blocos de betão interligados, a taxa de retenção de energia de tração mantém-se >80% após 20 anos de utilização numa área de salpicos com uma variação de maré de quatro metros.

4.5 Geogrelha para a Agricultura e Paisagismo

•Campos em socalcos em encostas:Uma grade de polipropileno de 20 kN/m está instalada na encosta de 25° a 35° das plantações de chá nas montanhas para reduzir a erosão do solo em 70%. As máquinas podem operar na montanha e aumentar a produtividade em 15% por mu.

•Ecologização tridimensional:Uma grelha de drenagem com um fator convexo excessivo de 30 mm é levada até à base do jardim no terraço, reduzindo o peso em 120 kg por metro quadrado e corrigindo o problema de fugas causadas pela sobrecarga nos métodos típicos.

•Pastagem temporária:Instalar tapetes retráteis de fibra de vidro em zonas húmidas lamacentas para garantir estradas transitórias para máquinas de transporte de forragem de 20 toneladas. Após a remoção, a vegetação melhorará naturalmente em dois meses.

Conclusão

Este artigo apresenta de forma sistemática a definição, estrutura, tipos, vantagens e aplicações da geogrelha de PEAD, destacando a sua função fundamental na engenharia civil de ponta. Como material geossintético de alto desempenho, a geogrelha proporciona o reforço do solo e a dispersão da carga através de uma estrutura de malha especial, sendo amplamente utilizada em áreas como estradas, muros de contenção, caminhos-de-ferro e engenharia ambiental, com benefícios financeiros e ambientais.

Geossintéticos BPMé uma produtora chinesa de materiais para geogrelhas. Através da inovação tecnológica e da produção em grande escala, os geossintéticos BPM reduziram significativamente o custo de fabrico de geogrelhas, apresentando as opções mais económicas para projetos de infraestruturas. No futuro, com o desenvolvimento da ciência e a intensificação da concorrência no mercado, o benefício de custo das geogrelhas será ainda mais destacado, promovendo a sua ampla utilidade na área da engenharia global e apresentando um forte suporte para metas de desenvolvimento sustentável.