Sobre

Histórico

A infraestrutura do Laboratório de Engenharia Natural foi executada com financiamento do Cenpes/Petrobras, por meio de projetos de pesquisa apoiados pela Agência Nacional do Petróleo (ANP).

O grupo tem por objetivo promover pesquisas relacionadas com a aplicação e desenvolvimento da Engenharia Natural em âmbito brasileiro, nomeadamente estudos relativos ao emprego e desenvolvimento de soluções construtivas para proporcionar estabilidade e proteção de taludes fluviais e áreas em processo erosivo, recuperação de áreas degradadas, renaturalização de ambientes naturais impactados por intervenções antrópicas, propagação e utilização de vegetação nativa, metodologias para elaboração de projetos e de especificação de plantas como material construtivo.

Engenharia Natural

DEFINIÇÃO E CONCEITOS DE ENGENHARIA NATURAL

A Engenharia Natural é definida como um subdomínio da Engenharia que tem objetivos técnicos, ecológicos, criativos, construtivos e económicos, recorrendo principalmente à utilização de materiais construtivos vivos, como sementes, plantas, partes de plantas e associações vegetais. Pode ser utilizada como substituto, mas principalmente como complemento útil e por vezes necessário às técnicas clássicas de Engenharia Civil (SCHIECHTL, 1980).

Técnicas construtivas de Engenharia Natural solucionam problemas estruturais de estabilização geotécnica e hidráulica, controlam processos erosivos superficiais, e simultaneamente projetam ecossistemas em equilíbrio dinâmico (SOUSA, 2017).

É uma disciplina transversal que utiliza informações, conhecimentos e tecnologia de diversas disciplinas, para a realização de intervenções em que a combinação da ação da vegetação com outros materiais naturais ou artificiais tem objetivos anti-erosivos, estabilizantes e consolidantes (SAULI; CORNELINI; PRETI, 2003).

São técnicas de baixo impacto ambiental e baseiam-se essencialmente nas propriedades biotécnicas de algumas espécies de plantas (DE ANTONIS; MOLINARI, 2007; SAULI; CORNELINI, 2005; VENTI et al., 2003).

Segundo Donat (1995) a Engenharia Natural baseia-se em conhecimentos biológicos para construção de estruturas hidráulicas e para estabilização de taludes e margens de cursos de água. Plantas inteiras ou suas partes são usadas como material construtivo combinadas com outros materiais (mortos) de construção. No entanto, a Engenharia Natural não substitui, em todos os casos, a tradicional Engenharia Hidráulica ou Geotécnica, mas em muitas circustâncias complementa e melhora outros métodos técnicos de engenharia.

Estas técnicas promovem a utilização de materiais naturais adquiridos nos locais de intervenção (por exemplo, plantas, solo, madeira, etc), o que geralmente leva a obras de menor custo relativamente às obras tradicionais de engenharia, obtendo por isso um maior índice de custo – benefício (FERNANDES; FREITAS, 2011).

O recurso à utilização das plantas na Engenharia Natural, característica distintiva desta disciplina em relação à engenharia tradicional, é fundamental, sendo as mesmas consideradas do ponto de vista funcional e técnico e não apenas ecológico e estético, ou seja, as plantas são utilizadas como materiais construtivos vivos (SOUSA, 2015). Esta característica é muito importante e diferencia a Engenharia Natural das disciplinas tradicionais que recorrem apenas à utilização de materiais inertes, ou consideram apenas as plantas do ponto de vista paisagístico ou de restauração ecológica (SAULI; CORNELINI, 2005).

O uso de técnicas de Engenharia Natural visa, através da vegetação, de forma particular, a reconstituição de novas unidades ecossistemáticas capazes de se autossustentar através de processos naturais (SOUSA, 2015). Isso resulta em um impacto positivo na melhoria das características geopedológicas, hidrológicas, hidráulicas, florísticas, faunísticas e paisagísticas do território. Numa escala geral a Engenharia Natural pretende aumentar a complexidade, diversidade e heterogeneidade do “sistema dos ecossistemas.” (MENEGAZZI; PALMERI, 2013).

CAMPOS DE APLICAÇÃO DA ENGENHARIA NATURAL

Os campos de aplicação das técnicas de Engenharia Natural são a consolidação de taludes, encostas, margens de cursos e planos de água, faixas marginais de obras de infra-estrutura, diques, represas, aterros, zonas degradadas por explorações mineiras ou outras atividades industriais, assim como zonas enquadrantes de infra-estruturas:

Em cursos de água, aplica-se na estabilização e consolidação de margens ameaçadas pela erosão, condução do canal de escoamento, renaturalização de cursos de água degradados ou fortemente alterados, aumento da capacidade de retenção nas várzeas e leitos de cheia e decorrente proteção contra cheias, tudo em conjugação com o aumento da qualidade e funcionalidade ecológica e eficácia em termos de segurança e consolidação de diques, represas e áreas marginais.
Em taludes e encostas, aplica-se na prevenção e impedimento de erosão superficial e profunda, reposição da cobertura vegetal e estabilização de zonas de risco de aluimento assim como a proteção imediata e a longo prazo de encostas suscetíveis a movimentos de massa através do seu ancoramento com raízes e a drenagem do solo através da transpiração das plantas.
No domínio da gestão e melhoria do balanço hídrico local e regional, aplica-se através de medidas de florestação e reposição da cobertura vegetal adequada em encostas, assim como, através de medidas de engenharia natural adequadas, na correção torrencial, retardamento do escoamento superficial, promoção da infiltração, etc.
Nas costas marítimas e lagunares, aplica-se na consolidação de áreas e margens ameaçadas pela erosão e na estabilização de diques, dunas e terrenos envolventes.
Em zonas húmidas, aplica-se na criação de habitats adequados à preservação da biodiversidade.
Nas áreas degradas por explorações mineiras ou por atividades industriais, aplica-se na consolidação, desenvolvimento e restabelecimento de novas comunidades vegetais.

A utilização de plantas é possível em todos os locais onde exista em habitat potencial para o estabelecimento da vegetação. É possível e racional o estabelecimento de uma cobertura vegetal protetora e estabilizadora para a prevenção da erosão como substituto de intervenções técnicas tradicionais, sempre que as capacidades técnicas e biológicas das plantas sejam para tal suficientes.

No desenvolvimento da solução técnica a empregar, utiliza-se conhecimento especializado de disciplinas da engenharia civil, geotecnia e ciências de materiais, assim como conhecimentos dos domínios da biologia e da ecologia da paisagem. Garantem-se deste modo as condições para o estabelecimento bem-sucedido de uma cobertura vegetal adequada às condições ecológicas do local, que preencha, pelo seu desenvolvimento, os objetivos técnicos pretendidos. Além das medidas de proteção contra a erosão e de gestão do regime e balanço hídrico, a Engenharia Natural preenche igualmente importantes funções nos domínios da regulação microclimática, da gestão da estrutura de biótopos e da estética da paisagem.

VANTAGENS DAS INTERVENÇÕES DE ENGENHARIA NATURAL

Curvas de desenvolvimento funcional mais duráveis e sustentáveis devido à capacidade de desenvolvimento e regeneração das plantas e das associações vegetais.
Possibilidade de instalação de uma comunidade vegetal correspondente a um estádio mais desenvolvido da sucessão vegetal.
Aumento da estabilidade com o desenvolvimento das plantas.
Recção positiva às perturbações devido à capacidade natural de adaptação das plantas.
Adaptação das plantas às forças nelas atuantes devido à sua elasticidade, resistência ao arranquio e estabelecimento de novos padrões sucessionais.
Ação estruturante das plantas.
Aumento da biodiversidade e das funções de habitat (ecologia).
Melhoria da qualidade visual (estática da paisagem).
Favorecimento de factores socio-económicos (turismo, recreio).
Medidas com impacto reduzido, baixo consumo energético e capazes de potenciarem o desenvolvimento autónomo dos sistemas naturais.

Através do uso generalizado de material vegetal de origem local, assim como de variedades espontâneas locais em detrimento de variedades modificadas de origem estranha ao local de intervenção, obtêm-se diversos efeitos positivos:

Efeito durável e bem sucedido de consolidação devido à integração otimizada no ecossistema, melhor adaptação a condições locais extremas e a particularidades climáticas e geológicas locais e regionais.
Potencial mais significativo de desenvolvimento de associações vegetais adequadas às características locais.
Melhor e mais sustentável enquadramento nos processos e sistemas naturais.
Melhor relação custo-benefício e melhor rentabilidade.

LIMITES DA ENGENHARIA NATURAL

Correspondem aos limites de aplicação da Engenharia Natural em que as capacidades técnicas, biológicas e funcionais das plantas são insuficientes para os objetivos em vista, como é o caso de:

As forças mecânicas envolvidas são superiores à capacidade de resistência das plantas e formações vegetais;
A profundidade do enraizamento das plantas é insuficiente para a consolidação de uma encosta ou talude;
As condições de germinação e estabelecimento da vegetação são tão difíceis que, mesmo com a ajuda de materiais complementares, não é possível a instalação de uma cobertura vegetal adequada;
Uma manutenção inadequada conduz à modificação das condições locais, determinando condições adversas à consolidação e segurança dos terrenos e ao controle do escoamento fluvial.
Sazonalidade das intervenções. Os trabalhos construtivos que impliquem a introdução de plantas devem ser realizados nas estações em que a mesma se encontra no estado vegetativo adequado (período de repouso vegetativo), e também quando as características climáticas locais são favoráveis ao enraizamento das plantas.

EXEMPLO DE UMA OBRA DE ENGENHARIA NATURAL