Blocos intertravados ultra permeáveis como solução de pavimentação para resiliência urbana

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Gadler, Fernanda
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Blocos intertravados; Clogging; Green infrastructure,Ttopology optimization; Interlocking blocks; Otimização topológica; Pavimentação; Permeable pavement; Resiliência urbana; UHPC; Urban resilience
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-16012026-085932/

À luz dos conceitos da infraestrutura resiliente, que aplica soluções integradas, adaptativas e sustentáveis frente aos impactos climáticos urbanos, esta pesquisa apresenta o desenvolvimento de blocos intertravados ultra permeáveis como alternativa inovadora para pavimentações em áreas críticas. O estudo alia os conceitos de sustentabilidade, infraestrutura verde e otimização topológica ao uso de concreto de ultra alto desempenho (UHPC), com o objetivo de projetar blocos que combinem alta resistência mecânica e eficiência hidráulica. O design geométrico da peça incorporou o maior número possível de dutos verticais com baixa tortuosidade, estrategicamente distribuídos com base em simulações de otimização topológica, a fim de maximizar a drenabilidade e manter a integridade estrutural. Foram realizados ensaios laboratoriais de resistência à compressão, módulo de elasticidade dinâmico por ultrassom (UPV), abrasão, capacidade drenante e colmatação com carga física e biológica simuladas, em condições próximas à realidade de uso. Aos 28 dias, os blocos com 105 furos (105F) atingiram resistência média de 101 MPa, enquanto o modelo maciço (0F) alcançou 146,2 MPa, superando com ampla margem o limite mínimo de 35 MPa exigido para tráfego pesado (NBR 9781). O módulo de elasticidade dinâmico atingiu 45 GPa para o bloco com 105 furos e 48 GPa para o bloco maciço (0F), frente a 32 GPa do bloco comercial, indicando elevada rigidez mesmo com estrutura perfurada. No ensaio de abrasão, o bloco 105F apresentou desgaste de apenas 19,0 mm, abaixo do limite de 20 mm estabelecido pela NBR 9781 para tráfego severo, enquanto o bloco comercial superou esse valor (21,0 mm), sendo tecnicamente desqualificado. Para os ensaios hidráulicos (capacidade drenante e colmatação), foram adotadas cinco variações no número de furos: 21, 42, 63, 84 e 105, permitindo avaliar a influência da densidade de dutos no desempenho hidráulico e na resistência à obstrução por sedimentos. O ensaio de capacidade drenante foi realizado em tanque volumétrico com controle de lâmina dágua, simulando o escoamento superficial real. Já o ensaio de colmatação física utilizou ciclos sucessivos com mistura padronizada de areia e silte argiloso, enquanto a colmatação biológica foi simulada por cultivo fúngico controlado aplicado sobre a superfície do bloco. Os resultados, para todas as configurações, demonstraram estabilidade frente à colmatação e comportamento hidráulico eficiente, mesmo após múltiplos ciclos de deposição. O modelo com 105 furos suportou intensidades de chuva de até 1,537 mm/h, correspondentes a eventos com período de retorno de 20 anos, demonstrando desempenho hidráulico adequado para cenários urbanos críticos. A metodologia desenvolvida integra ensaios experimentais com aplicação do método racional para estimar o desempenho urbano em cenários reais, evidenciando o potencial desses blocos como solução técnica viável e ambientalmente estratégica. A pesquisa contribui com o avanço das tecnologias aplicadas à drenagem urbana, reforçando a importância do planejamento resiliente diante das transformações ambientais em curso.