Resumo da Palestra · David Ash (Lock+Load) | Workshop Internacional Geo Soluções

Sobre o palestrante

Quem é David Ash

David Ash é presidente e inventor dos muros de contenção Lock+Load — o cantiléver modular para terra mecanicamente estabilizada (MSE) —, sediado em Vancouver, na Colúmbia Britânica, Canadá. Está no ramo de muros de contenção há cerca de 40 anos e a ideia por trás do Lock+Load surgiu para ele há aproximadamente duas décadas. Trouxe ao Workshop Internacional Geo Soluções, em São Paulo, a palestra internacional do evento: um percurso pela origem, pela engenharia e pelas obras do sistema, ao redor do mundo e no Brasil.

Do cantiléver moldado in loco ao solo reforçado

Quando David começou, a maioria dos muros era de cantiléver moldado in loco, bastante armado, com o engenheiro geotécnico informando as pressões e o estrutural definindo concreto e armadura. Então um francês — referência a Henri Vidal, inventor da Terra Armada — descobriu que era possível reforçar o solo e transformá-lo em maciço estabilizado, uma mudança que reorganizou a engenharia civil.

40 anos de obraTerra Armada

Lock+Load Retaining Walls

A empresa de David tem patente original via Northern Stresswall Canada e licenciados em vários países — Itália, Suíça, Irlanda, Reino Unido, Egito, Estados Unidos e Brasil. O sistema nasceu para resistir ao ambiente canadense, com concreto de alta resistência, ar incorporado, reforço de fibras e armadura de aço — e foi pensado, desde o início, para ser robusto e durável.

VancouverPatente

“Meu nome é David Ash, presidente e inventor dos muros de contenção Lock+Load — o cantiléver modular para terra mecanicamente estabilizada.”

— David Ash, Palestra Internacional

Tese central

Um revestimento que é, ele mesmo, solo reforçado

A proposta central do Lock+Load inverte a lógica dos revestimentos tradicionais. As estruturas de terra mecanicamente estabilizada precisam de uma face permanente, e a maioria dos sistemas tomou emprestada a abordagem estrutural — blocos e painéis empilhados uns sobre os outros, com transferência de cargas crescente à medida que o muro sobe. David partiu da engenharia de solos: criou uma estrutura de terra mecanicamente estabilizada para colocar na frente de outra estrutura de terra mecanicamente estabilizada. Concreto e solo pesam quase o mesmo — cerca de 2.300 kg/m³ contra 2.050 kg/m³ —, então o Lock+Load usa o mesmo tipo de tecnologia em escala menor: um maciço estabilizado segurando um maciço estabilizado maior.

Cada elemento é independente

O concreto é uma estrutura rígida e fixa; o solo é dinâmico. Para conciliar os dois, o revestimento Lock+Load é independente: cada elemento não se apoia no elemento abaixo nem no de ao lado. Não há interação entre eles — cada unidade não faz ideia de que a outra existe.

Sem empilhamento

Resistente e flexível como um tatu

A imagem que David usa para o revestimento é a pele de um tatu: muito resistente e, ao mesmo tempo, muito flexível. Como as unidades não se tocam, a face acompanha os movimentos do maciço sem acumular tensão estrutural.

Flexível

Mesma tecnologia, duas escalas

O Lock+Load pega um cantiléver mecanicamente estabilizado e o coloca à frente de um maciço de solo mecanicamente estabilizado. Por ser, ele mesmo, uma estrutura MSE, pode revestir qualquer tipo de reforço de solo — geogrelha, grampo de solo, ancoragem de solo ou tela metálica.

Revestimento universal

“É como a pele de um tatu: muito, muito resistente e muito, muito flexível. Cada elemento Lock+Load não faz ideia de que o outro sequer existe.”

— David Ash, sobre o revestimento

Como funciona

Os componentes do sistema Lock+Load

O Lock+Load é, na definição de David, um elemento estrutural com projeto geotécnico para estruturas de maciço de terra mecanicamente estabilizada. Três peças formam o sistema — painel de face, contraforte e conexão — e a engenharia de solos cuida do que está atrás delas. A geogrelha estabiliza o maciço na direção horizontal; o contraforte penetra no solo; e o conjunto se comporta como a armadura de uma viga de ponte, em que se faz o traspasse do aço onde a solicitação é maior.

Painel de face

Elemento de concreto de alta resistência, com ar incorporado, reforçado com fibras e armadura de aço. Existe em largura inteira (80 cm) e meia largura (40 cm), usada em curvas acentuadas. Cada painel tem cerca de 30 mm de folga em relação ao vizinho — parece junta de argamassa, mas serve para que um painel deslize atrás do outro.

Concreto de alta resistênciaAr incorporado

Contraforte

A peça de concreto que penetra no solo e trava a unidade no maciço. É o que David chama de cantiléver: enterrado um a um metro e meio, é extremamente difícil de arrancar, sobretudo em situações sísmicas. É no contraforte que se faz o traspasse com a geogrelha, como se traspassa armadura no meio de uma viga de ponte.

CantiléverTraspasse

Conexão

Uma alça de aço patenteada sai da parte de trás do painel e se engata na cabeça do contraforte. A geogrelha é sobreposta no topo do contraforte — não é fixada ao painel: travá-la ao Lock+Load geraria mais incógnitas do que soluções. Em ensaio, a alça resistiu a cerca de 3.000 kg de arrancamento.

Alça patenteada3.000 kg

Estabilidade externa e estabilidade interna

O projeto verifica duas frentes. A estabilidade externa trata da estrutura como um todo: capacidade de carga, deslizamento, tombamento e estabilidade global, mais a consolidação dos solos de fundação. A estabilidade interna trata do maciço estabilizado: arrancamento da geogrelha, arrancamento do contraforte, sobretensão de tração, resistência da conexão da face e embarrigamento. Para o equilíbrio de estado limite, David cita Dov Leshchinsky, da ADAMA Engineering: a tensão na geogrelha não é uniforme — desenha uma parábola, máxima perto da superfície de ruptura e bem menor na face do muro. Por isso é possível retirar o painel da frente de um maciço Lock+Load e ter apenas um pequeno desprendimento de solo entre as geogrelhas. Todos os ensaios de arrancamento foram catalogados por Richard Bathurst, na Queen's University.

Dov LeshchinskyRichard BathurstEquilíbrio de estado limite

Projeto, fôrmas e fabricação na obra

O Lock+Load foi desenvolvido com base nas diretrizes da FHWA — a Administração Federal de Rodovias dos Estados Unidos — para projeto e construção de terra mecanicamente estabilizada. O dimensionamento usa o MSEW, programa de Dov Leshchinsky na ADAMA Engineering, e no Brasil há o GeoQore, sistema de projeto que também entrega uma demonstração visual tridimensional da estrutura. As fôrmas, antes de aço, hoje são de plástico reciclado: idealizadas para 200 a 300 usos, passaram de 10.000 — desde que se use desmoldante de óleo vegetal emulsionado, nunca um desmoldante à base de combustível. O contraforte é dosado com cerca de 2% de ar incorporado e abatimento de até 5 a 6%; a unidade é moldada e desmoldada de 12 a 24 horas depois.

FHWAMSEWGeoQoreFôrmas recicladas

Frente aos sistemas convencionais

O que o Lock+Load resolve que os muros tradicionais não resolvem

Em 2020, a Sociedade Americana de Engenheiros Civis (ASCE) analisou o Lock+Load dentro de uma iniciativa para levar os avanços da engenharia de solos ao mercado mais depressa. O sistema foi avaliado como um dos primeiros painéis pré-moldados moldados úmidos combinados com reforço extensível — geossintético. A ASCE apontou duas inovações distintas, e a elas David soma uma série de ganhos práticos frente aos muros de escamas, blocos modulares e cantiléver moldado in loco.

Compactação total até a face do muro

Primeira inovação apontada pela ASCE. Sistemas de blocos modulares ou painéis — como a terra armada — precisam inclinar o painel para trás contra o solo; quando a compactação chega à face, o painel se move na vertical e é preciso interromper a compactação, completa ou não, para manter o alinhamento. Como o Lock+Load tem um contraforte que se trava no solo, a compactação pode ir até bem atrás da face do muro.

Inovação ASCE

Sem contato entre fiadas sucessivas

Segunda inovação apontada pela ASCE. Como não há contato entre as fiadas, é possível erguer estruturas grandes com equipamento de construção de grande porte — tratores de esteira, caminhões basculantes todo-o-terreno, rolos compactadores de cilindro de aço. Construir um maciço estabilizado é uma operação de movimentação de terra: quanto maior o equipamento, mais solo se coloca e compacta de uma vez. Com o Lock+Load, constrói-se uma base de estrada de 40 cm por vez.

Inovação ASCE

Absorve a consolidação sem acumular tensão

Um maciço de solo consolida: 3 m de aterro compactado a 95–98% da densidade Proctor modificado recalcam cerca de 3 cm por peso próprio, e uma estrutura de 10 m de altura aplica sobre a fundação a mesma pressão de um edifício de 30 andares. Se o revestimento não permite movimento, acumula tensão na face. Como as unidades não se apoiam umas nas outras, uma desliza atrás da outra e nenhuma tensão é criada — em um muro de 10 m, a fiada de base pode recuar cerca de 6 mm.

Consolidação

Fabricável na obra, sem logística pesada

Para David, é o que torna o Lock+Load ideal para o Brasil: ele pode ser fabricado na própria obra, sem transporte marítimo nem rodoviário, com as fôrmas duráveis de moldagem úmida. O sistema usa a menor quantidade de material fabricado com que se constrói um muro de contenção — 10 m³ de concreto fazem mais de 100 m² de face, com menos de 100 mm de espessura. As unidades se paletizam para o transporte: cerca de 130 m² por caminhão.

Sem frete pesado

~3 cm

Consolidação por peso próprio de 3 m de aterro reforçado compactado a 95–98% da densidade Proctor modificado — cerca de 70% acontece já durante a construção.

~70%

Da altura do muro é o alcance típico da geogrelha extensível dentro do maciço de solo reforçado — colocada a cada duas fiadas no Lock+Load.

2 mm

Movimento máximo medido em qualquer painel do muro do VLT Seattle–Tacoma sob locomotiva pesada — abaixo da precisão de 5 mm do laser, ou seja, movimento nulo.

98%

Dos problemas em estruturas de solo mecanicamente estabilizado têm origem, segundo David, em águas subterrâneas ou pluviais não controladas — não no sistema em si.

“Com o Lock+Load, como temos um contraforte que se trava no solo, podemos levar a compactação até bem atrás da face do muro.”

— David Ash, sobre as inovações reconhecidas pela ASCE

Projetos e aplicações

O Lock+Load no mundo e no Brasil

David percorreu obras em vários continentes para mostrar a versatilidade do sistema — de encontros de ponte GRS-IBS a barreiras de tráfego, de orla marítima a viadutos ferroviários. O Lock+Load passou por certificações em diversos países: ASCE e AASHTO nos Estados Unidos, BBA na Irlanda e no Reino Unido, ICBO, ministérios de rodovias da Colúmbia Britânica, do Egito, da Irlanda e do Reino Unido, além de licenças na Itália e na Suíça. Acima de 1.200 mm de altura, todo muro exige revisão de um engenheiro habilitado.

Encontros de ponte GRS-IBS

Com a abordagem GRS — solo reforçado com geossintético —, o reforço fica mais próximo e dá origem a estruturas GRS-IBS em pontes de vão único, como uma obra em Delaware. São fáceis de construir: não há estaqueamento, os encontros se apoiam sobre o maciço de solo e a viga de ponte é colocada por cima, com laje de transição. Em pontes de dois vãos, um pilar de ponte com estrutura GRS no centro sustenta os dois encontros.

GRS-IBSDelaware

Nova capital do Egito

O Ministério de Rodovias do Egito adotou o sistema: são 100.000 m² de Lock+Load na nova capital, construída cerca de 85 km a sudeste do Cairo — uma decisão comparável à de Brasília. Para a administração política ergueram oito edifícios do tamanho do Pentágono, visíveis do espaço, e o Lock+Load circunda todas essas estruturas. No Egito, todos os muros foram construídos verticalmente.

Cairo100 mil m²

VLT Seattle–Tacoma

Estrutura Lock+Load de cerca de 7,5 m de altura para o VLT entre Tacoma e Seattle, sobre as planícies de lama de Tacoma — fundação sedimentar siltosa, pouco sólida —, sem estacas, o que produziu consolidação considerável. Uma empresa de engenharia receou que os módulos voassem com a passagem de trens; instalaram alvos e leituras a laser e o movimento máximo medido foi de 2 mm, abaixo da precisão de 5 mm do laser.

TacomaVLT

Viaduto no anel viário do Cairo

Viaduto no anel viário do Cairo, com uma grande barreira de tráfego no topo e estrutura Lock+Load ao lado. Para barreiras de tráfego, o próprio contraforte Lock+Load molda o elemento de base que recebe a fundação da barreira, servindo de base estrutural para a fôrma da barreira.

Barreira de tráfego

Granville Island, Vancouver

Na Granville Island, em Vancouver — cidade natal de David —, uma estrutura Lock+Load fica na água do mar, com marés de cerca de 6 m. Foram usadas alças de conexão de aço inoxidável e a estrutura está no terreno há 20 anos. O Lock+Load também aparece em viadutos ferroviários em Ogden, Utah — região com o maior número de ciclos gelo-degelo por ano — e em muros para DOTs estaduais, como em Santa Clara, Califórnia.

20 anos em serviçoAço inoxidável

Obras no Brasil

O primeiro projeto no Brasil ficou perto de São Paulo — uma estrutura maravilhosa, em que David apresentou à equipe a ideia de levar a compactação até a face do muro. Outras obras brasileiras mostram curvas longas e suaves, trechos retos e nivelados e a transição da horizontal para o talude com emendas verticais, geralmente com geogrelha atrás. Em uma delas, o Lock+Load revestiu uma face de muro de ancoragem de solo.

São PauloAncoragem de solo

Quando o problema não é o sistema

David foi honesto sobre os limites. Em Prescott, Arizona, o empreiteiro não dedicou tempo suficiente à compactação nem controlou a água do aterro; quando 100 mm de chuva caíram em meia hora sem controle de água superficial, a estrutura sofreu. É a regra dos 98%: a quase totalidade dos problemas em solo mecanicamente estabilizado vem de água não controlada, não do sistema. Na fábrica do Egito, ele se preocupou ao ver baldes de água despejados na betoneira — a maior solicitação do elemento Lock+Load ocorre na desmoldagem e na instalação, exigindo um produto de alta resistência para garantir durabilidade de longo prazo.

Controle de águaDurabilidade

“98% dos problemas em estruturas de solo mecanicamente estabilizado têm rupturas ou dificuldades por causa de águas subterrâneas ou pluviais não controladas.”

— David Ash, sobre o que de fato compromete uma obra

Insights da palestra internacional

Pontos-chave da palestra de David Ash

O que a palestra internacional deixa: o Lock+Load é um cantiléver modular independente que funciona como revestimento de maciços de terra mecanicamente estabilizada. Ao tratar a face como uma estrutura de solo reforçado em escala menor — e não como um muro de blocos empilhados —, o sistema resolve compactação, consolidação, durabilidade e logística de uma só vez. Quatro décadas de obras, de Vancouver ao Cairo e a São Paulo, sustentam a tese.

A face também é solo reforçado

A virada conceitual do Lock+Load é tratar o revestimento não como uma estrutura emprestada do mundo dos blocos, mas como um maciço de terra mecanicamente estabilizada em escala menor, colocado à frente de outro maior — a mesma tecnologia, duas escalas.

Independência elimina a transferência de cargas

Como nenhuma unidade se apoia na de baixo ou na de ao lado, não há interação nem transferência de cargas entre fiadas. A única pressão sobre o elemento, por toda a vida útil, é o solo empurrando contra ele.

Compactar até a face acelera a obra

O contraforte travado no solo permite compactar até bem atrás do paramento — algo que muros de escamas e blocos não permitem sem empurrar a face. Equipamento grande e compactação plena fazem a obra avançar mais rápido.

O sistema absorve o recalque, não luta contra ele

Todo maciço de solo consolida — dentro e abaixo de si. O Lock+Load, com cerca de 30 mm de folga entre painéis, deixa uma unidade deslizar atrás da outra e acompanha o movimento sem acumular tensão na face.

Engenharia validada e referenciada

Diretrizes da FHWA, software MSEW de Dov Leshchinsky, ensaios de arrancamento catalogados por Richard Bathurst na Queen's University, reconhecimento da ASCE em 2020 e certificações de AASHTO, BBA, ICBO e ministérios de rodovias de vários países. No Brasil, o projeto se apoia no GeoQore.

Fabricar na obra é a vantagem para o Brasil

Sem transporte marítimo nem rodoviário pesado, com fôrmas de plástico reciclado de mais de 10.000 usos e o menor consumo de material fabricado de qualquer muro de contenção — 10 m³ de concreto para mais de 100 m² de face.

Versatilidade comprovada em obra real

De encontros de ponte GRS-IBS a barreiras de tráfego, de orla marítima a viadutos ferroviários — incluindo 100 mil m² na nova capital do Egito e 20 anos em serviço na água do mar de Vancouver. O Lock+Load reveste qualquer reforço de solo.