Nada é verdadeiro,
tudo é índice

O verdadeiro ângulo de atrito não existe. A verdadeira umidade também não. Em mecânica dos solos, nada é verdadeiro. Tudo é índice.

Nos episódios anteriores, nós conhecemos os grãos. Pedregulho, areia, silte e argila. Mil vezes de diferença entre o pedregulho mais fino e a argila mais grossa. Dez mil vezes entre os extremos.

E a curva granulométrica. A carteira de identidade do solo. Como vimos no episódio três, os grãos nunca estão sozinhos: entre eles há água e ar.

Agora imagine que desse para separar um pedaço de solo nas suas três fases. Todos os grãos juntos, embaixo, sem nenhum vazio entre eles, toda a água junta no meio e todo o ar junto, em cima. Sólido, líquido e gasoso: os três estados físicos da matéria, juntos no mesmo pedaço de solo. Esse é o modelo das três fases. Ele não existe na natureza. É um jeito de enxergar o solo.

Do lado esquerdo, os volumes. O volume total, o volume de sólidos e o volume de vazios, que se divide em volume de água e volume de ar.

Do lado direito, os pesos. O peso total, o peso dos sólidos, o peso da água. E o peso do ar? O ar ocupa lugar, mas quase não pesa. Perto dos outros, a gente despreza.

Tudo o que vem daqui em diante são relações. Peso dividido por volume. Volume dividido por volume. Peso dividido por peso. Cada relação dessas ganha um nome e vira um índice físico.

E aqui entra a frase que dá nome a este episódio. Em mecânica dos solos, todos os parâmetros são apenas índices. Nenhum valor deste episódio, de todos os outros, de toda a profissão de geotecnia, é real.

Por mais cara de realidade que um número tenha, ele é um índice.

Isso parece um defeito. É uma escolha. Um índice não pretende ser a realidade. Ele pretende ser comparável. Se todo laboratório mede a umidade do mesmo jeito, na mesma estufa, na mesma temperatura convencionada, então eu posso comparar o solo de uma obra no Brasil com o de uma obra na Indonésia, em Gana ou no Japão. Nada significa nada individualmente. Mas relativamente, significa.

Os índices se organizam em três grupos. O grupo dos pesos específicos, o natural, o da água, o dos grãos e um tal de peso específico do solo seco, que ainda vai dar muita conversa nesta série.

O grupo dos vazios, a porosidade e o índice de vazios. E o grupo da água, o teor de umidade e o grau de saturação.

São muitos índices, mas aqui vem a surpresa. De todos eles, só três podem ser determinados diretamente no laboratório. Só três têm ensaio próprio.

O primeiro é o peso específico natural do solo. É o mais severo de todos. Exige amostra indeformada, com preservação de umidade.

A amostra precisa sair do campo exatamente como estava na natureza. Não pode perder água por evaporação. Não pode ganhar água. Não pode amassar nem diminuir de volume. No laboratório, ela vai para a balança hidrostática.

O segundo é o teor de umidade. Esse é menos exigente. Pede apenas a preservação da umidade.

Pode escavar com pá, picareta ou trado, fechar num recipiente hermético, num saco bem vedado ou numa cápsula de alumínio bem tapada. E levar. Deformou? Não importa. A conversa aqui é só entre pesos.

O terceiro é o peso específico dos grãos sólidos, medido num recipiente chamado picnômetro. Esse aceita a amostra deformada e nem pede proteção contra a perda de umidade. Só interessam os sólidos.

E todos os outros índices saem por relações matemáticas.

E para deduzir essas relações, existe um truque elegante. A jogada é voltar ao modelo das três fases e chamar o volume de sólidos de 1. Uma unidade. Um metro cúbico, um centímetro cúbico. Tanto faz.

Na hora em que o volume de sólidos vale 1, o volume de vazios vira o próprio índice de vazios. O peso de sólidos vira o peso específico dos grãos. O peso de água vira esse valor multiplicado pelo teor de umidade.

O modelo inteiro troca de linguagem. Onde havia pesos e volumes, agora há índices. E dele saem todas as relações entre todos os índices físicos.

Eu meço três no laboratório. O peso específico natural, o teor de umidade e o peso específico dos grãos. Calculo o resto no papel.

Na prática, é sempre assim. Esses três eu meço, os outros eu calculo.

Os quatro índices desse modelo, um de cada vez. O índice de vazios: o volume de vazios dividido pelo volume de sólidos.

A porosidade: os mesmos vazios, agora divididos pelo volume total. O grau de saturação: a parte dos vazios que está ocupada pela água.

E o teor de umidade: o peso da água dividido pelo peso dos sólidos. O único dos quatro feito com pesos.

Fica então a pergunta que sustenta tudo isso. O índice mais exigente pede uma amostra indeformada. Um pedaço de solo arrancado da natureza sem mexer em nada, nem nos vazios, nem na água. Como é que se tira um pedaço do chão sem estragar exatamente aquilo que se quer medir? Essa é a história do próximo episódio.