Avaliação do ciclo de vida de estruturas de solos reforçados com geossintéticos

dc.contributor.advisor1Bueno, Cristiane
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2049901634471620
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3955-6589
dc.contributor.authorAraújo Júnior, Luiz Paulo Vieira de
dc.contributor.authorethnicityNegro
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9896669593008767
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0004-8245-2111
dc.contributor.refereeBueno, Cristiane
dc.contributor.refereeSilva, Diogo Aparecido Lopes
dc.contributor.refereeSchiavon, José Antonio
dc.contributor.refereePitanga, Heraldo Nunes
dc.contributor.refereeMaia, Paulo Cesar de Almeida
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/2049901634471620
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/1101747760784249
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/5501562803087590
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7513217329977595
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4101228443157020
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-3955-6589
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7514-7467
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-7224-7219
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-5244-1180
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-9155-9069
dc.date.accessioned2025-09-29T11:17:53Z
dc.date.issued2025-06-27
dc.description.abstractGeosynthetics are versatile materials with great potential for use in civil construction, offering advantages such as ease of use, cost-effectiveness, and environmental benefits. However, despite their many qualities, most research on geosynthetics focuses on technical feasibility analysis or experimental studies. Although the number of Life Cycle Assessment (LCA) studies in Civil Engineering is growing, there are still gaps regarding geosynthetics, particularly soils reinforced with these materials. Studies on the subject are generally limited to the manufacturing and construction stages, ignoring a complete life cycle analysis. This limited scope, by definition, ignores long-term environmental impacts, a practice that often stems from the difficulty in obtaining data on other stages and uncertainty about the final destination of the materials. This gap is exacerbated by the concentration of studies in European and North American countries, disregarding the particularities of the South American context. This approach results in a decontextualized LCA, creating a distorted view of actual environmental performance and underestimating efficient regional solutions, perpetuating a reliance on metrics that do not fully address the local context. Therefore, this research aimed to analyze, using LCA methodology and material circularity analysis, geosynthetic-reinforced soil structures and compare them with a traditional structure, considering the particularities of the South American context. The methodology included an environmental analysis through a complete LCA of the structures, evaluating the potential impacts of three structures: two geosynthetic-reinforced soil structures with geogrid and woven geotextile; and another traditional concrete gravity structure, all analyzed using the ReCiPe method. Additionally, material circularity was assessed using the Material Circularity Indicator (MCI) for the main constituents of the three structures. Finally, scenarios involving the addition of recycled materials to replace virgin materials and the planting of vegetation on the face of the structure were analyzed. The results showed that geosynthetic-reinforced soil structures had a lower environmental impact compared to concrete structures, with a reduction of at least 80% in most categories analyzed. It was also observed that the process with the greatest potential impact was the execution process, followed by the fabrication process for all three structures analyzed. The circularity analysis, in turn, indicated that, as recycled materials were added, both structures increased the MCI indicator, with gains of up to 250% for geosynthetic-reinforced soil structures and 300% for the traditional structure. Therefore, it was concluded that the LCA and circularity analysis methodologies were effective in qualitatively and quantitatively assessing the potential impacts of the structures, demonstrating that geosynthetic-reinforced soil structures can be considered environmentally more sustainable when compared to a traditional concrete structureeng
dc.description.resumoOs geossintéticos são materiais versáteis e com grande potencial para a aplicação na construção civil, oferecendo vantagens como facilidade de execução, economia e benefícios ambientais. No entanto, apesar de suas várias qualidades, a maioria das pesquisas sobre geossintéticos se concentra na análise da viabilidade técnica ou em estudos experimentais. Embora o número de estudos de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) na Engenharia Civil esteja crescendo, ainda há lacunas no que diz respeito aos geossintéticos, em especial, aos Solos Reforçados com esses materiais. Geralmente, os trabalhos sobre a temática limitam-se à etapa de fabricação e execução, ignorando a análise completa do ciclo de vida. Tal escopo limitado ignora, por definição, os impactos ambientais de longo prazo, uma prática que, muitas vezes, decorre da dificuldade em obter dados sobre as demais etapas e da incerteza sobre o destino final dos materiais. Essa lacuna é agravada pela concentração de estudos em países da Europa e da América do Norte, desconsiderando as particularidades do contexto sul-americano. Essa abordagem resulta em uma ACV descontextualizada, pois cria uma visão distorcida do real desempenho ambiental e subestima soluções regionais eficientes, perpetuando uma dependência de métricas que não servem plenamente ao contexto local. Diante disso, esta pesquisa teve como objetivo analisar, com o auxílio da metodologia de ACV e da análise de circularidade dos materiais, estruturas de solos reforçados com geossintéticos e compará-las com uma estrutura tradicional, considerando que considerassem as particularidades do contexto sul-americano. A metodologia compreendeu a análise ambiental através da ACV completa das estruturas, avaliando os potenciais impactos de três estruturas: duas de solos reforçados com geossintéticos, com geogrelha e geotêxtil tecido; outra tradicional de gravidade em concreto, sendo todas analisadas pelo método ReCiPe. Adicionalmente, a circularidade dos materiais foi avaliada pelo Material Circularity Indicator (MCI) para os principais constituintes das três estruturas. Por fim, foram analisados cenários com a adição de materiais reciclados em substituição aos virgens e com o plantio de vegetação na face da estrutura. Os resultados mostraram que as estruturas de solos reforçados com geossintéticos apresentaram um menor impacto ambiental quando comparadas com a estrutura em concreto, com uma redução de pelo menos 80% na maioria das categorias analisadas. Observou-se também que o processo com os maiores potenciais de impacto foi o de execução, seguido pelo de fabricação para as três estruturas analisadas. A análise de circularidade, por sua vez, indicou que, à medida que foram acrescentados materiais reciclados, ambas as estruturas aumentaram o indicador MCI, com ganhos desse de até 250% para as estruturas de solos reforçados com geossintéticos e de 300% para a estrutura tradicional. Portanto, concluiu-se que as metodologias de ACV e análise de circularidade foram eficazes para avaliar qualitativa e quantitativamente os potenciais impactos das estruturas, demonstrando que as estruturas de solos reforçados com geossintéticos podem ser consideradas ambientalmente mais sustentáveis quando comparadas com uma estrutura tradicional em concreto.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationARAÚJO JÚNIOR, Luiz Paulo Vieira de. Avaliação do ciclo de vida de estruturas de solos reforçados com geossintéticos. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22837.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22837
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil - PPGECiv
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectGeotecnia ambiental
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subjectSustentabilidade
dc.subjectMateriais de contenção alternativos
dc.subjectCircularidade dos materiais
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::CONSTRUCAO CIVIL
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.titleAvaliação do ciclo de vida de estruturas de solos reforçados com geossintéticos
dc.title.alternativeLife cycle assessment of geosynthetic reinforced soil structureseng
dc.typeTese

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