BARREIRAS DE FLUXO - Fundação Nacional de Saúde · Sistemas de Armazenamento Resíduos Controle...

IV SEMINÁRIO INTENACIONALDE ENGENHARIA DE SAÚDE PÚBLICA

BELO HORIZONTE/MG

GEOSSINTÉTICOS EM ATERROS SANITÁRIOSBARREIRAS DE FLUXO

Eng. Carlos Vinicius Benjamim, DSc

18/03/2013

Aterros SanitáriosElementos Básicos

dreno de gás

controle,balança

drenagem depercolados

drenagemde nascentes

bombeamento de percolados

lagoa de equalizaçãoe redução preliminar

estação de tratamento

barreirasde fluxo

camadas de cobertura

Aterros SanitáriosCuritiba

Aterros SanitáriosSão Paulo

Aterros SanitáriosImplicações Geotécnicas

15

14

9

9

2

4

812

1

135

2

3

1

76

9 10

RSU

N.A. 1,0 m

1) Deslizamento ao longo do revestimento

2), 3) Ruptura global ou local

4) Deslizamento ao longo de planos de trabalho do aterro

5) Tensões de tração no revestimento de fundo

6), 7) Estabilidade dos aterros de equilíbrio e de bermas

8), 9), 10) Recalques: fundação; resíduos; diferenciais

11) Deslocamentos laterais

12), 13) Estabilidade e integridade de poços e tubulações

14) Ruptura local de bolsões de resíduos durante a execução

15) Efeito de aterro complementar

Aterros SanitáriosImplicações Geotécnicas

Aterro São João – São Paulo/SP

Sistemas de ArmazenamentoResíduos

Controle de gásCobertura final

Monitoramento de gás

Água subterrânea

Monitoramento de percolados

Barreira de fluxo Coleta de

percolados

Resíduo

Sistemas de ArmazenamentoResíduos

E OS GEOSSINTÉTICOS???

Sistemas de ArmazenamentoResíduos

Aterros SanitáriosPotencial de uso

16 camadas

Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes

Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes

Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes

Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes

Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes

Barreiras de FluxoConceitos

Condutividade HidráulicaBarreiras de Fluxo

• Brita 1 a 100 cm/s

• Areia 10-3 a 1 cm/s

• Silte 10-6 a 10-3 cm/s

• Argila 10-9 a 10-6 cm/s

• Geomembrana 10-12 a 10-11 cm/s

Geocomposto drenante

Geocomposto bentonitico

GeomembranasBarreiras de fluxo

GeomembranasDimensionamento

Vida útil do empreendimento

Natureza do resíduo

Periculosidade

Agressividade aos tipos de geomembrana

Condições do local

Restrições ambientais

Intempéries (raios UV; temperatura)

agentes biológicos

Taxas de vazamento em geomembranasGiroud & Bonaparte

Carga Hidráulica = 30 cm

Furo com 0,3 mm de diâmetro 49,3 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 379,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 50 litros/dia

Carga Hidráulica = 300 cm

Furo com 0,3 mm de diâmetro 492,7 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 1.137,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 37.900,0 litros/dia

ESPECIFICAÇÃO TÍPICA 75,8 LITROS/DIA

Estatísticas de furosValores Típicos (Beck 2013)

Estatísticas para uma baixa qualidade de instalação de geomembranas:

• 70% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas

32 furos/hectare

• 30% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura

14 furos/hectare

TOTAL = 46 FUROS/HECTARE

Taxas de vazamento em geomembranasGiroud & Bonaparte

Carga Hidráulica = 30 cm

Furo com 0,3 mm de diâmetro 49,3 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 379,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 50 litros/dia

Carga Hidráulica = 300 cm

Furo com 0,3 mm de diâmetro 492,7 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 1.137,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 37.900,0 litros/dia

ESPECIFICAÇÃO TÍPICA 75,8 LITROS/DIA

Geomembranasconstrução

Geomembranasconstrução

Geomembranasconstrução

GeomembranasComo prevenir os furos??

• 70% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas

32 furos/hectare

• 30% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura

14 furos/hectare

Estatísticas para uma baixa qualidade de instalação de geomembranas:

Controle de QualidadeCQA (Control Quality Assurance)

Controle de QualidadeCQA (Control Quality Assurance)

Controle de QualidadeCQA (Control Quality Assurance)

Estatísticas de furosValores Típicos (Beck 2013)

Estatísticas para uma baixa boa qualidade de instalação de geomembranas:

• 70% 25% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas

32 5 furos/hectare

• 30% 75% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura

14 furos/hectare

TOTAL = 46 19 FUROS/HECTARE

Furos em geomembranasFalta de proteção

GeomembranasCamada de proteção com argila

Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos

Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos

Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos

Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos

Aterros de ResíduosProteção de geomembranas

RECOMENDAÇÕES DA ESCOLHA DO GEOTÊXTIL

ALEMANHA 2000 g/m2

ITÁLIA 1200 g/m2

BRASIL 600 g/m2 (polipropileno)

QUANDO UTILIZADO!!!

Estatísticas de furosValores Típicos (Beck 2013)

Estatísticas para uma baixa boa qualidade de instalação de geomembranas:

• 70% 25% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas

32 5 furos/hectare

• 30% 75% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura

14 1 a 5 furos/hectare

TOTAL = 46 19 6 a 10 FUROS/HECTARE

Taxas de vazamentoValores Típicos

Valores Típicos(litros por dia por hectare)

Geomembrana Intacta 1

Geomembrana com furos 100.000

Argila Compactada 1000

Barreira Composta 10

ProjetoResíduos não perigosos

Resíduo

Camada coletora de percolado

Geomembrana

Argila

Geotêxtil de proteção

Subsolo

ProjetoResíduos perigosos

Resíduo

Coletor de percolados

Geotêxtil de proteção

Geomembrana

Argila

Camada de detecção

Geomembrana

Argila

Subsolo

Argila CompactadaEspalhamento

Argila CompactadaEspalhamento

Argila CompactadaCompactação

Argila CompactadaCompactação

Argila CompactadaCompactação

Argila CompactadaBarreira composta

Argila CompactadaCompactação

Argila CompactadaBarreira composta

Argila CompactadaCompactação

Argila CompactadaControle de Qualidade

Argila CompactadaControle de Qualidade

Argila CompactadaControle de Qualidade

Argila CompactadaFim da construção

QUALIDADE GARANTIDA?

Argila CompactadaControle de Qualidade

Argila CompactadaControle de Qualidade

Argila CompactadaConstrução

descontinuidade

vertical

caminho

preferencial de fluxo

descontinuidade

horizontal

Argila CompactadaDesvantagens

Argila CompactadaControle de Qualidade

Argila CompactadaControle de Qualidade

PERMEABILIDADE PODE AUMENTAR EM ATÉ 1000 VEZES!!!!

Argila CompactadaComo reduzir os problemas?

INSTALAR GEOMEMBRANA EM ATÉ 48H

Geocomposto Bentonítico - GCL

Barreiras de fluxoGCL

Barreiras de fluxoGCL

Barreiras de fluxoGCL

Barreiras de fluxoGCL

1- Núcleo Bentonítico

2- Geotêxtil Superior

3- Geotêxtil Suporte

Barreiras de fluxoGCL

Aterros de ResíduosGeocomposto Bentonítico

Bentonita

GCLBenefícios

• Redução /Substituição da camada de argila compactada

• Processo de auto-cicatrização

• Agilidade na execução (~3000 m²)

• Execução facilmente controlada / controle de qualidade do fabricante

• Boa aceitação a recalques diferenciais

• Garantia de impermeabilização nos taludes

• Eliminação dos impactos ambientais decorrentes da exploração de jazidas de argila/ Redução de custo ambiental

• Conseqüente diminuição dos volumes transportados

• Aumento do volume útil de armazenamento

GCLAplicações???

Base e Cobertura de Aterros Industriais / Domésticos

Lagoas / Canais

Base de pavimentos rodoviários e ferroviários

Proteção de reservatórios

Tanques de armazenamento de resíduos perigosos

Recuperação de áreas degradadas

Aplicações submersas

DimensionamentoCamada simples

chorume

CCL OU GCL

somente argila ou GCL

DimensionamentoCamada simples

Atuar como barreira impermeabilizante mineral, na substituição de camadas de argila compactadas (CCLs)

Altura aproximada – 100 cm

K = 10E-7 cm/s

Espessura hidratada – 1 cm

K = 10E-9 cm/s

Argila CompactadaFortLiner

CÁLCULO REALIZADO ANTERIORMENTE!

DimensionamentoCamada composta

chorume

CCL

argila + GM

GM

chorume

GCL + GM

GCL

GM

argila

DimensionamentoCamada composta

q = taxa de vazãoks = permeabilidade da camada de argila / GCLhw = carga hidráulicat = espessura da camada de argila / GCLd = diâmetro do furo

Giroud and Bonaparte (1989)

DimensionamentoCamada composta

ARGILA

ks = 1x10-7 cm/shw = 50 cmt = 1,0 md = 2 mm

q = 9,4 X 10-10 m3/s

GCL

ks = 1x10-9 cm/shw = 50 cmt = 8 mmd = 2 mm

q = 3,7 X 10-14 m3/s25.405 vezes!!

DimensionamentoCamada composta

Estágios de ciclo de vida

Taxa

de

vaz

ame

nto

3210

5

10

15

20

GM/CCL

GM/GCL

GCLExemplo de Aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

GCLExemplo de aplicação

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosDrenagem de Gás e Chorume

Aterros SanitáriosImplicações Geotécnicas

Aterro São João – São Paulo/SP

Aterros SanitáriosDrenagem de Gás e Chorume

Aterros SanitáriosDrenagem de Gás e Chorume

Aterros de ResíduosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

Aterros SanitáriosSistemas drenantes

ABINT

ABINT

(11)99954-6767benjamim@gmail.comPerguntas?

MUITO OBRIGADO!!!