Arthur Casagrande: O homem que tornou a terra mensurável

Existe um pequeno copo de latão, montado sobre um ressalto, que se encontra em todos os laboratórios de solos do mundo. Enche-se com argila húmida, faz-se um sulco no meio e gira-se uma manivela para que o copo caia de uma altura fixa, vezes sem conta, até que o sulco se feche. O número de pancadas indica algo exato sobre o solo. Antes de Arthur Casagrande construir esse dispositivo, os engenheiros julgavam a argila amassando-a entre os dedos e formando uma opinião. Depois, dois laboratórios em continentes diferentes podiam testar o mesmo solo e obter a mesma resposta. Essa é, essencialmente, a história de como a engenharia de fundações deixou de ser um ofício artesanal.

Ajdovščina, Viena e um violino

Casagrande nasceu a 28 de agosto de 1902 em Ajdovščina, então parte da Áustria-Hungria e hoje na Eslovénia. Foi um prodígio do violino antes de se dedicar à engenharia e vinha de uma família que já estava na profissão. Frequentou o seu primeiro ano de escola em Linz, mudou-se para Trieste, passou pela Realschule e licenciou-se em engenharia civil na Technische Hochschule de Viena em 1924, permanecendo como assistente a tempo inteiro do professor Schaffernak no laboratório de hidráulica.

O seu pai morreu nesse mesmo ano. A Áustria-Hungria do pós-guerra tinha colapsado e não tinha trabalho para jovens engenheiros, por isso, em 1926, apesar das objeções da sua mãe e do seu professor, embarcou para Nova Iorque.

Um encontro casual

A América não foi imediatamente acolhedora. Trabalhou como detalhista de aço para a Carnegie Steel em Nova Jérsia. Depois, durante uma entrevista para um cargo no MIT, conheceu Karl Terzaghi — o engenheiro austríaco que tinha acabado de inventar toda a base teórica da mecânica dos solos — e foi-lhe oferecido um emprego no momento como assistente privado de Terzaghi.

De 1926 a 1932, Casagrande foi assistente de investigação no US Bureau of Public Roads, destacado para o MIT, realizando testes de solos para Terzaghi. Quando Terzaghi regressou a Viena em 1929, Casagrande acompanhou-o para montar um laboratório de mecânica dos solos, visitou outros laboratórios europeus e regressou ao MIT sabendo mais sobre o lado prático daquele jovem campo do que quase qualquer outra pessoa viva.

Tornar o solo mensurável

Terzaghi forneceu a teoria. Casagrande forneceu os instrumentos, e a diferença é mais importante do que parece.

O solo não é um material manufaturado. Duas argilas que parecem idênticas podem comportar-se de forma completamente diferente sob um edifício e, até à década de 1930, não existia uma forma consensual de descrever a diferença. A argila passa por vários estados à medida que absorve água: quebradiça quando seca, plástica no meio, efetivamente líquida quando saturada. Os teores de água nos quais ela passa de um estado para outro — os limites de Atterberg — caracterizam-na de forma útil. Mas medi-los dependia dos dedos e do julgamento do operador.

O laboratório de Casagrande no MIT produziu todo um conjunto de aparelhos para a objetividade: o dispositivo de limite de liquidez, o teste de hidrómetro, o teste capilar horizontal, o edómetro para medir a compressão e a caixa de cisalhamento. Trouxe o teste de cisalhamento triaxial para os Estados Unidos, foi um dos primeiros a estudar como o solo altera o volume quando é cisalhado, reconheceu o que acontece à pressão da água entre os grãos durante o cisalhamento não drenado e desenvolveu o procedimento que os engenheiros ainda utilizam para calcular a pressão de pré-consolidação de uma argila — a maior carga que já suportou no seu passado geológico, que rege quanto irá assentar sob uma nova carga.

Durante a Segunda Guerra Mundial, converteu tudo isto em sistemas de classificação para o Corpo de Engenheiros do Exército e para o Bureau of Reclamation, de modo a que qualquer solo pudesse ser atribuído a uma categoria que previsse o seu comportamento de engenharia. Esse princípio sobrevive como o Sistema Unificado de Classificação de Solos.

Harvard

Entrou para Harvard em 1932 como professor assistente e, por insistência de Terzaghi, tirou um doutoramento na Universidade Técnica de Viena no mesmo ano, não tendo tido nenhum até então. Em Harvard, construiu um programa de pós-graduação em mecânica dos solos que cresceu de doze alunos para mais de oitenta após a guerra, e em 1946 recebeu uma cadeira recém-criada em mecânica dos solos e engenharia de fundações. A ênfase do programa no trabalho de laboratório e na análise de infiltrações tornou-se o modelo copiado em todo o mundo. Entre 1942 e 1944, fez com que cerca de quatrocentos oficiais do exército passassem por cursos intensivos de quatro semanas sobre construção de aeródromos para o Corpo de Engenheiros.

O seu ato de organização mais consequente ocorreu mais cedo. Em 1936, convocou a Primeira Conferência Internacional sobre Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações — uma ideia que o próprio Terzaghi considerou demasiado arriscada para tentar. Funcionou, estabeleceu a mecânica dos solos como indispensável para a engenharia civil e produziu o que é hoje a Sociedade Internacional de Mecânica dos Solos e Geotecnia, que Casagrande serviu como presidente de 1961 a 1965.

Liquefação e barragens

O seu artigo de 1936 sobre as características dos solos não coesivos que afetam a estabilidade de taludes e aterros abordou um fenómeno que ele nomeou para o campo: liquefação.

O mecanismo vale a pena ser explicado claramente, porque mata pessoas. Areia solta abaixo do nível freático assenta como um esqueleto de grãos com água nos interstícios. Agite-a — um terramoto, uma explosão, uma carga rápida — e os grãos tentam reorganizar-se num empacotamento mais denso. A água não consegue escapar suficientemente rápido, pelo que assume a carga. A pressão na água dos poros aumenta, os grãos deixam de pressionar uns contra os outros e, durante alguns segundos, o solo não tem qualquer resistência. Comporta-se como um líquido pesado. Edifícios afundam-se; barragens de terra fluem.

Casagrande passou o resto da sua carreira nisto e em infiltrações, prestando consultoria em barragens de terra em três continentes, nas fundações do Aeroporto Logan de Boston, no efeito da carga de explosão atómica nas margens do Canal do Panamá e na investigação sobre a falha da barragem de Teton. Caracteristicamente, defendeu mais tarde a restrição da palavra liquefação a casos de deformação-amolecimento drásticos que produzam um fluxo genuíno, em vez de a deixar expandir-se para um termo generalista.

Porque é que Arthur é chamado de génio

A afirmação baseia-se num tipo específico e subestimado de inteligência: saber que uma ciência é impossível até que as suas grandezas possam ser medidas duas vezes da mesma forma. Terzaghi produziu os conceitos; Casagrande produziu os testes, os aparelhos, a classificação e o programa de ensino que permitiram aos engenheiros comuns utilizá-los, e depois construiu a instituição internacional através da qual o campo podia discutir consigo próprio. Convocar a conferência de 1936 contra o conselho do seu mentor foi o julgamento crucial da sua vida, e estava certo. Os seus instrumentos ainda estão na bancada noventa anos depois, o que é uma vida profissional mais longa do que a maioria das teorias consegue.

O contra-argumento honesto é que ele foi, e permaneceu em grande parte, o segundo homem. A teoria fundadora da mecânica dos solos — tensão efetiva, consolidação — é de Terzaghi, e o grande salto conceptual não foi Casagrande a dar. As suas próprias contribuições são empíricas: procedimentos, dispositivos, classificações e correlações, imensamente úteis, mas não leis. Há algo silenciosamente revelador no facto de a sua distinção mais notável ter sido a de ser o primeiro recipiente do Prémio Karl Terzaghi, em nome do seu professor. Também chegou a Harvard sem doutoramento e só tirou um porque Terzaghi lhe disse para o fazer. Comparado com inventores de teoria, é uma figura menor; comparado com a questão de saber se os edifícios caem, ele pode ser mais importante.

Legado

Casagrande morreu a 6 de setembro de 1981. Foi o primeiro conferencista Rankine da British Geotechnical Association e conferencista Terzaghi da American Society of Civil Engineers, e o Prémio de Desenvolvimento Profissional Arthur Casagrande, que apoia jovens engenheiros geotécnicos, tem o seu nome. A disciplina que ajudou a construir é hoje a razão pela qual é comum colocar um edifício alto em solo mole. O copo de latão também continua lá, inalterado, fazendo exatamente o que ele o concebeu para fazer.