Desempenho de colunas de pedra revestidas com malha de parede usando concreto com borracha reciclada e agregados de asfalto para geotecnia sustentável

Transformando Lixo em Solo Mais Resistente

Cidades de todo o mundo geram, a cada ano, montanhas de concreto quebrado, asfalto antigo e pneus desgastados. A maior parte desses resíduos é enterrada ou queimada, enquanto construtores continuam a extrair pedra e cascalho frescos para sustentar estradas, pontes e edificações em solo fraco e lamacento. Este estudo faz uma pergunta simples, porém poderosa: podemos substituir com segurança parte dessa pedra natural por resíduos cuidadosamente processados e ainda manter as estruturas firmes?

Como Colunas de Pedra Ajudam Edificações em Solos Moles

Muitos projetos modernos são construídos sobre argilas moles que normalmente se comprimem e cedem sob cargas pesadas. Um remédio comum é instalar “colunas de pedra” — pilares verticais preenchidos com brita compactada ou material similar. Essas colunas funcionam como pilares rígidos dentro do solo: assumem mais da carga, reduzem a magnitude dos recalques e criam caminhos de drenagem para a água, acelerando o adensamento do solo. Envolver as colunas com uma malha plástica ou têxtil resistente traz um benefício adicional. A malha envolve a coluna e impede que ela se expanda lateralmente, permitindo que suporte mais carga com menos deformação.

De Entulho de Demolição a Material Útil de Construção

Os autores propuseram testar se fluxos de resíduos da construção civil e da indústria de pneus poderiam substituir com segurança parte do cascalho natural dentro dessas colunas revestidas. Eles usaram três ingredientes reciclados principais: concreto triturado de estruturas demolidas, pedaços moídos de asfalto de pavimentos antigos e borracha triturada de pneus cortada em pequenas partículas. Em uma grande caixa de ensaio de aço preenchida com argila mole, construíram 34 colunas em escala com diferentes receitas. Algumas usavam apenas cascalho, concreto ou asfalto; outras combinavam esses materiais com 10% ou 20% de borracha em volume. Todas as colunas foram revestidas com a mesma malha geossintética tipo parede, mantiveram a mesma razão comprimento-diâmetro e foram carregadas por cima até falhar ou recalcar significativamente.

O Que os Testes Revelaram Sobre Resistência e Recalque

Para avaliar o desempenho, os pesquisadores focaram em três medidas: a tensão máxima que cada coluna podia suportar (capacidade de carga), o quanto ela afundou sob essa carga (recalque) e a razão entre tensão e deslocamento, que reflete quão rígida e controlável é a deformação. Verificaram que a escolha do material importava muito mais que o tamanho da coluna. Colunas preenchidas majoritariamente com cascalho natural, especialmente quando misturadas com uma quantidade moderada de concreto reciclado, mostraram a melhor combinação de alta resistência e baixo recalque. Em alguns casos, misturas recicladas superaram ligeiramente o cascalho puro, com até cerca de 2% a mais na capacidade de carga e uma razão tensão-deslocamento notavelmente maior, indicando que eram tanto fortes quanto relativamente resistentes ao movimento.

Encontrando o Ponto Ideal para Borracha e Asfalto

A borracha triturada desempenhou um papel mais delicado. Quando apenas 10% de borracha foi misturado ao cascalho ou ao concreto reciclado, frequentemente melhorou o desempenho ao tornar a coluna um pouco mais flexível sem perder muita resistência. Isso produziu movimento mais suave e controlado sob carga e pôde aumentar a razão tensão-deslocamento em cerca de 16%. Mas quando o teor de borracha subiu para 20%, as colunas geralmente ficaram excessivamente moles: a capacidade caiu e os recalques aumentaram, especialmente em misturas já constituídas por materiais mais flexíveis. Colunas feitas apenas de concreto reciclado tenderam a ser as mais fracas e a recalcar mais, enquanto as construídas majoritariamente com asfalto recuperado apresentaram desempenho apenas moderado. Misturas de asfalto e borracha foram as menos adequadas onde se exige alta resistência e baixo deslocamento, embora ainda possam ser viáveis onde as cargas são menores e a sustentabilidade é prioridade.

O Que Isso Significa para Fundações Mais Verdes

Para não especialistas, a conclusão é clara: com um projeto de mistura criterioso, parte do sistema de suporte subterrâneo de uma edificação pode ser construída com materiais que, de outra forma, iriam para aterros. Colunas de pedra revestidas em malha e preenchidas com uma mistura de cascalho, algum concreto reciclado e uma pequena quantidade de borracha de pneus podem igualar ou até superar ligeiramente o desempenho de colunas de cascalho tradicionais, reduzindo a necessidade de extração de pedra nova. Contudo, exagerar na borracha torna o solo excessivamente macio. O estudo demonstra que materiais reciclados podem ser integrados com segurança em sistemas de melhoria do solo, desde que os engenheiros respeitem os limites e testem seus projetos. Feito corretamente, isso transforma os detritos de ontem no suporte de amanhã para uma infraestrutura mais segura e sustentável.

Citação: Hassanzadeh, M., Zad, A., Ramesht, M.H. et al. Performance of wall mesh encased stone columns using recycled rubber concrete and asphalt aggregates for sustainable geotechnics. Sci Rep 16, 6941 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38535-2

Palavras-chave: colunas de pedra, agregados reciclados, borracha de pneus descartados, melhoria do solo, geotecnia sustentável