UFG · 2018. 9. 5. · que foi percolado e as características do solo e do poluente são fundamentais para ter conhecimento do nível de contaminação. Por outro lado, o uso da

UFG – UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA

DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO EM

CAMPO PARA ANÁLISE DE PERCOLAÇÃO DE

POLUENTE ORGÂNICO EM SOLO

Vitor Hatanaka Lemos

GOIÂNIA – GO

JULHO/2018

Vitor Hatanaka Lemos

DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO EM

CAMPO PARA ANÁLISE DE PERCOLAÇÃO DE

POLUENTE ORGÂNICO EM SOLO

GOIÂNIA – GO

2018

Monografia apresentada na disciplina Trabalho

de Conclusão de Curso II, do curso de

graduação em Engenharia Ambiental e

Sanitária, da Universidade Federal de Goiás.

Orientadora: Prof. Dra. Márcia Maria dos Anjos

Mascarenha

Coorientador: Prof. Dr. Emiliano Lobo de

Godoi

RESUMO

Desastres ambientais relacionando poluentes orgânicos estão presentes de diversas formas, seja

ele na sua extração, no seu tratamento, no seu transporte ou em seu armazenamento. Evitar

perdas de áreas contaminadas por esses poluentes por meio de remediações, recuperações,

restaurações e a reabilitação é de suma importância. No entanto, para isso, faz-se necessário o

estudo da percolação de poluentes pelo solo. Sendo assim, o presente trabalho tem como foco

desenvolver um equipamento capaz de permitir a medição do volume, retido e percolado, pelo

solo. Para isso, foi determinado um método em campo, em que se teve três cenários, com

diferentes teores de matéria orgânica. Em cada um desses cenários foram despejados uma certa

quantidade de poluente e analisado o volume inicial e o final (retido e percolado). O

equipamento utilizado no experimento atendeu aos objetivos propostos, porém muitas

sugestões foram expostas para o melhor aproveitamento do equipamento e dos resultados.

Conclui-se que o experimento proposto pode ser usado na análise de retenção e percolação de

poluentes no solo seguindo as recomendações propostas nesse trabalho.

Palavras-chave: Desenvolvimento de experimento. Percolação de poluente orgânico. Óleo

diesel. Matéria orgânica. Quantidade de poluente retido.

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 - AS NORMAS PARA CADA PARÂMETRO A SER ANALISADO. ...................................... 22

QUADRO 2 - CÁLCULO DA UMIDADE HIGROSCÓPICA E DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DA

MO. ................................................................................................................................... 44


AREIA. ................................................................................................................................ 44


MISTURA. ............................................................................................................................ 45

QUADRO 5 – DADOS DO ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ DA MO. .............................................. 45

QUADRO 6 - LIMITE DE LIQUIDEZ DA MISTURA. ......................................................................... 46

QUADRO 7 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MO. ........................... 47

QUADRO 8 – DADOS DO ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO PARA A ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

COM/SEM DEFLOCULANTE DA MO. ..................................................................................... 48

QUADRO 9 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE (PORCENTAGEM DO

PASSANTE EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO) DA MO. ................................................................ 49

QUADRO 10 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA AREIA. ..................... 50


COM/SEM DEFLOCULANTE DA AREIA. ................................................................................. 51


PASSANTE EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO) DA AREIA. ............................................................ 51

QUADRO 13 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MISTURA. ................. 52


COM/SEM DEFLOCULANTE DA MISTURA. ............................................................................. 53


PASSANTE EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO) DA MISTURA. ........................................................ 54

QUADRO 16 - DADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EXPERIMENTO COM A AREIA. ................................ 55

QUADRO 17 - DADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EXPERIMENTO COM A MISTURA. ........................... 55

QUADRO 18 - DADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EXPERIMENTO COM A MO. ................................... 55

QUADRO 19 - UMIDADE NATURAL DO SOLO NO DIA DO EXPERIMENTO. ..................................... 56

QUADRO 20 - DADOS E RESULTADOS APÓS O EXPERIMENTO DA AREIA. ..................................... 57

QUADRO 21 - DADOS E RESULTADOS APÓS O EXPERIMENTO DA MISTURA. ................................ 57

QUADRO 22 - DADOS E RESULTADOS APÓS O EXPERIMENTO DA MO. ........................................ 58

QUADRO 23 - DADOS COMPLEMENTARES PARA CÁLCULO DE DADOS DO EXPERIMENTO. ........... 59

QUADRO 24 - FORMULÁRIO PARA CÁLCULOS DOS RESULTADOS DO EXPERIMENTO. .................. 60

LISTA DE TABELAS

TABELA 1 - CARACTERIZAÇÃO DO SUBSTRATO PELOS ENSAIOS PROPOSTOS. ............................. 26

TABELA 2 - TIPO DE SOLO EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO DOS GRÃOS. .......................................... 28

TABELA 3 - PORCENTAGEM DE CADA TIPO DE SOLO PARA CADA CENÁRIO COM DEFLOCULANTE.

........................................................................................................................................... 28

TABELA 4 - PORCENTAGEM DE CADA TIPO DE SOLO PARA CADA CENÁRIO SEM DEFLOCULANTE.

........................................................................................................................................... 28

TABELA 5 -RESUMO DOS ÍNDICES FÍSICOS, EQUAÇÃO DA RETA E O R² DOS GRÁFICOS. ............... 30

TABELA 6 - DADOS DO EXPERIMENTO. ...................................................................................... 31

TABELA 7 - VOLUMES UTILIZADO PARA CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS. ........................................ 31

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 - LOCALIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL (GOOGLE EARTH). ................................... 18

FIGURA 2 - OS TRÊS CENÁRIO: AREIA; AREIA E MO; MO. ........................................................ 19

FIGURA 3 - VASO COM A TELA POLIMÉRICA. .............................................................................. 19

FIGURA 4 - PREPARAÇÃO DO POLUENTE: UM LITRO DE ÓLEO E MEIO LITRO DE ÁGUA. ............... 20

FIGURA 5 - VASO COM A SACOLA PLÁSTICA FIXADA PARA COLETA DO POLUENTE. .................... 20

FIGURA 6 - PLANTA DO EXPERIMENTO REALIZADO COM VISTA SUPERIOR. ................................. 21

FIGURA 7 - PLANTA DO EXPERIMENTO REALIZADO COM VISTA LATERAL. ................................. 21

FIGURA 8 - EXPERIMENTO EM EXECUÇÃO. ................................................................................. 22

FIGURA 9 - MEDIÇÃO DO POLUENTE PASSANTE, RETIDO NA SACOLA PLÁSTICA. ........................ 23

FIGURA 10 - PESAGEM DO SUBSTRATO APÓS A PERCOLAÇÃO E RETENÇÃO DO POLUENTE.......... 24

FIGURA 11 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA AREIA. ....................... 27

FIGURA 12 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MISTURA. ................... 27

FIGURA 13 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MO............................ 27

FIGURA 14 – LIMITE DE LIQUIDEZ EM RELAÇÃO À PORCENTAGEM DE MO................................. 29

FIGURA 15 - MASSA ESPECÍFICA E ÍNDICE DE VAZIOS EM RELAÇÃO A PORCENTAGEM DE MO. .. 29

FIGURA 16 - PORCENTAGEM DAS FRAÇÕES GRANULOMÉTRICA DO SUBSTRATO EM RELAÇÃO A

PORCENTAGEM DE MO. ...................................................................................................... 30

FIGURA 17 – VOLUME INICIAL REAL EM CM³. ............................................................................ 33

FIGURA 18 – VOLUME FINAL REAL EM CM³. ............................................................................... 34

FIGURA 19 – VOLUME PASSANTE FINAL REAL EM CM³. .............................................................. 35

FIGURA 20 – VOLUME INICIAL EM PORCENTAGEM EM RELAÇÃO AO VOLUME TOTAL INICIAL. ... 36

FIGURA 21 – VOLUME FINAL EM PORCENTAGEM EM RELAÇÃO AO VOLUME TOTAL FINAL. ........ 37

FIGURA 22 - VOLUME PASSANTE EM PORCENTAGEM EM RELAÇÃO AO VOLUME TOTAL FINAL. .. 38

FIGURA 23 – VOLUME RETIDO E PASSANTE DE ÁGUA E ÓLEO DIESEL EM RELAÇÃO A

PORCENTAGEM DE MO. ...................................................................................................... 39

FIGURA 24 - LIMITE DE LIQUIDEZ DA MO. ................................................................................. 46

FIGURA 25 - LIMITE DE LIQUIDEZ DA MISTURA. ......................................................................... 46

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT

CTC

Associação Brasileira de Normas Técnicas

Capacidade de Troca Catiônica

CC Coeficiente de Curvatura

CEGEF Centro de Gestão do Espaço Físico da Universidade Federal de Goiás

CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo

CNU Coeficiente de Não Uniformidade

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

MO Matéria Orgânica

TCC Trabalho de Conclusão do Curso

UFG Universidade Federal de Goiás

SUMÁRIO

SUMÁRIO ................................................................................................................................ 9

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 10

1.1. OBJETIVOS ............................................................................................................. 11

1.1.1. Objetivo Geral .................................................................................................. 11

1.1.2. Objetivo Específico ........................................................................................... 11

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 12

3. MATERIAL E MÉTODO .............................................................................................. 18

3.1. LOCALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO ............................................................... 18

3.2. CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS ............................................................. 18

3.3. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................... 19

3.4. CARACTERIZAÇÃO DO SUBSTRATO ............................................................. 22

3.5. CARACTERIZAÇÃO DO POLUENTE ............................................................... 22

3.6. PARÂMETROS A SEREM AVALIADOS ........................................................... 24

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 26

4.1. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................... 26

4.2. PERCOLAÇÃO E RETENÇÃO DO POLUENTE .............................................. 30

5. CONCLUSÃO ................................................................................................................. 40

6. REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 42

7. APÊNDICES .................................................................................................................... 44

APÊNDICE A - Dados dos Ensaios (Caracterização) ..................................................... 44

APÊNDICE B - Dados Experimentais .............................................................................. 55

APÊNDICE C - Fórmulas Utilizadas Nesse Trabalho .................................................... 60

Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 10

LEMOS, V.H.

1. INTRODUÇÃO

Diversos acidentes relacionados aos recursos hídricos e ao solo vêm ocorrendo de forma

cada vez mais intensa em todo o planeta. Como exemplos, pode-se citar a degradação do rio

São Francisco, que teve grande parte de sua mata ciliar eliminada (CASTRO, 2007); o

rompimento da barragem da SAMARCO, ocorrido em 2015, que não afetou apenas um dos

principais mananciais do Brasil, o rio Doce, como também, destruiu todo o distrito de Bento

Rodrigues - MG, contaminando o solo com diversos tipos de metais pesados (FREITAS, SILVA

e MENEZES, 2015); desastres ambientais em grandes poços de extração de petróleo (tanto no

mar, quanto na terra); tragédias no setor industrial, principalmente em barragens e em extração

de petróleo; acidentes automobilísticos (entre automóveis e também em postos de

combustíveis); e, até mesmo, acidentes relacionando o esgotamento doméstico.

Quando ocorre um acidente de grandes proporções, os principais meios afetados são o

solo, as águas (subterrâneas e superficiais), a fauna e a flora. Assim, a remediação rápida da

área afetada é de fundamental importância para diminuir os prováveis impactos ambientais,

evitando-se a destruição completa da área contaminada. Segundo Maciel e De Freitas (2014),

pode-se considerar os impactos ambientais como sendo qualquer alteração no meio ambiente

ou em alguma de suas características por uma ação ou atividade. Os autores completam que o

objetivo de analisar esses impactos ambientais é, principalmente, “avaliar as consequências das

ações e atividades realizadas pelas organizações, para que seja possível preservar a qualidade

do ambiente”.

Para estabelecer os procedimentos de remediação a serem tomados, com a intenção de

reduzir os impactos nesses meios, são necessárias informações básicas que ajudam nesse tipo

de situação, como exemplo: i) o tipo de solo; ii) quais cursos d’água estão próximos ao local da

contaminação; iii) as espécies da fauna e da flora atingidas; e iv) o nível do lençol freático.

Além dessas informações, saber o tempo em que ocorreu o acidente, a quantidade de poluente

que foi percolado e as características do solo e do poluente são fundamentais para ter

conhecimento do nível de contaminação.

Por outro lado, o uso da matéria orgânica (MO) como meio de retenção para esses tipos

de desastres é uma alternativa, visto que ela tem elevada capacidade de troca catiônica e uma

elevada capacidade de reter a umidade de um solo. De acordo com Mello et al. (1993), a

retenção de umidade ocorre de duas maneiras: i) absorvendo, grande quantidade de água – de


LEMOS, V.H.

4 a 6 vezes seu próprio peso; ii) promovendo a granulação das partículas minerais.

A principal justificativa do presente estudo é a necessidade de um experimento em campo

que permita a medição do volume passante e o tempo de percolação de um poluente orgânico

em um perfil de solo. Esses resultados possibilitarão estabelecer diretrizes para os processos de

remediação de solos contaminados. Saber o quanto o poluente irá percolar e o tempo dessa

percolação são fundamentais para ter conhecimento da localização do agente poluidor e, assim,

planejar as possíveis ações que serão aplicadas nesta área contaminada.

1.1. OBJETIVOS

1.1.1. Objetivo Geral

Propor um experimento em campo que permita a medição do volume de poluente

orgânico, retido e percolado pelo solo, com diferentes teores de MO, e analisar as possíveis

variáveis que possam ser corregidas num projeto futuro.

1.1.2. Objetivo Específico

Para a realização do objetivo geral, tem-se os seguintes objetivos específicos:

I. Propor um equipamento para a realização do experimento;

II. Estabelecer diferentes quantidades de teor de matéria orgânica no substrato;

III. Determinar as características do substrato;

IV. Cronometrar o tempo de percolação do efluente poluidor no substrato;

V. Avaliar a quantidade do efluente poluidor final.


LEMOS, V.H.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

De acordo com Fetter (19931 apud Mariano, 2006), o petróleo obtido nas refinarias é uma

mistura de compostos orgânicos, geralmente alcanos e hidrocarbonetos aromáticos, e possui

pequenas parcelas de compostos, como oxigênio, enxofre e nitrogênio. Berti, Dusman e Soares

(2009) completam que os óleos e graxas são agentes orgânicos que tem origem vegetal, animal

ou mineral. Os mesmos autores ainda afirmam que essas substâncias, advindas do tratamento

do petróleo, são hidrocarbonetos, ésteres, gorduras, entre outros, quando encontrados em corpos

de águas naturais, os quais geralmente são oriundos de despejos e resíduos industriais, postos

de gasolina, efluentes de oficinas mecânicas, esgotos domésticos, estradas e vias públicas.

Berti, Dusman e Soares (2009) ainda comentam que a presença de óleos e graxas reduz a

área de contato entre a superfície da água e o ar atmosférico, fazendo com que, dessa forma,

seja impedido a oxigenação da água pela transferência do oxigênio da atmosfera para o corpo

hídrico. Além disso, quando se fala em processo de decomposição, a presença desses óleos e

graxas diminui a quantidade de oxigênio dissolvido, aumentando a demanda bioquímica de

oxigênio (DBO) e a demanda química de oxigênio (DQO), isso causa alterações no meio devido

à falta de oxigênio, como poluição e eutrofização do ambiente aquático, provocando a asfixia

dos animais e impossibilitando a realização do processo de fotossíntese dos vegetais e do

plâncton.

De acordo com Silva (2005), esse mesmo óleo, quando presente em folhas, geralmente

bloqueiam a transpiração e a respiração, reduzindo a fotossíntese pela restrição da entrada de

gás carbônico, devido a esse bloqueio dos poros dos estômatos. Silva (2005) ainda diz que o

óleo derramado cobre a superfície do solo, restringe a penetração do oxigênio, favorecendo,

assim, os fatores anaeróbicos e exacerbando o estresse de oxigênio nas raízes das plantas. Desse

modo, as membranas da raiz e a troca iônica são comprometidas como também penetram nos

vazios do solo pela ação da precipitação, podendo percolar até o ambiente aquático.

Assim, o órgão de controle ambiental paulista, a Companhia Ambiental do Estado de São

Paulo (CETESB), diz que os vazamentos advindos de postos de combustíveis em 2005 foram

responsáveis por 73% dos acidentes, deixando regiões contaminadas no Estado de São Paulo,

o que corresponde a 1596 áreas (MARIANO, 2006). Mariano (2006) comenta que esse dado

estatístico mostra que, devido ao aumento de descobertas desses casos de vazamentos em postos

1 FETTER, C. W. Contaminant Hydrogeology. New York: Macmillan, 1993.


LEMOS, V.H.

de combustíveis, as constantes contaminações de solos por hidrocarbonetos derivados de

petróleo têm gerado inúmeras pesquisas e projetos, que geram um desafio para os profissionais

que atuam nessa área de saneamento ambiental, e são desenvolvidos em função da

complexidade dos fatores geoquímicos e bioquímicos que são gerados a partir de sua aplicação

no subsolo. O mesmo autor complementa que esses acontecimentos têm gerado preocupação e

repercussão dentro da sociedade pelo fato dessas contaminações com substâncias tóxicas

poderem poluir as águas subterrâneas, que são ou serão utilizadas como fonte de abastecimento

para consumo humano.

Para Spilborghs (19972 apud Mariano, 2006), a contaminação de solos e águas por

vazamento ou derramamento de combustíveis vem gerando preocupações relacionadas a esse

potencial de contaminação, sendo diversas as origens desses desastres: i) acidentes envolvendo

o transporte de combustíveis por caminhões, navios ou dutos, e ii) principalmente pelos

vazamentos provenientes de tanques de armazenamento de combustíveis subterrâneos em

postos, os quais estão relacionados a fortes processos corrosivos. Sendo assim, esses poluentes,

ao serem lançados para o meio ambiente, através de vazamentos em tanques subterrâneos,

percolam verticalmente pela área não saturada, através da influência das forças gravitacional e

capilar, sendo que também existe expansão horizontal, pela atração dessas forças capilares

(MANCINI, 2002). De acordo com Guiguer (20003 apud Mariano, 2006), o termo “forças

capilares” refere-se às forças que influenciam o movimento dos hidrocarbonetos em fase líquida

pelos interstícios do solo ou poros. Esse autor afirma que essas forças dependem de: a) o solo

esteja úmido com água ou com hidrocarbonetos em fase líquida; b) as propriedades físicas e

químicas dos hidrocarbonetos em fase líquida; e c) as características do solo.

Mariano (2006) comenta que o Estado de São Paulo, devido à sua intensa industrialização,

demonstra uma situação mais relevante em relação à esta questão. Com isso, a CETESB tem

elaborado manuais e criado adaptações nas legislações, seguindo algumas normas holandesas,

com o objetivo de controlar as áreas suspeitas de contaminação e áreas comprovadamente

contaminadas por esses derivados. Desse modo, Mariano (2006) destaca o Manual de

Gerenciamento de Áreas Contaminadas, que tem a função de informar metodologias a serem

utilizadas na resolução dos problemas gerados por áreas contaminadas, desde a investigação

preliminar até a proposição de técnicas de remediação.

2 SPILBORGHS, M. C. F. Biorremediação de aqüífero contaminado com hidrocarboneto. Dissertação

(Mestrado) – Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, 1997.

3 GUIGUER, N. Poluição das águas subterrâneas e do solo causada por vazamentos em postos de

abastecimento. Waterloo Hydrogeologic, Inc. 2000.


LEMOS, V.H.

O Eugris (20084 apud Santos, Ungari e Santos, 2008) diz que a remediação é uma

aplicação de tecnologias para realizar a redução dos poluentes para níveis aceitáveis, ou à

estagnação da área contaminada pelos poluentes, sendo que essas técnicas podem ser dispostas

em uma etapa única ou em várias etapas ao mesmo tempo. Nesse contexto, Mancini (20025

apud Mariano, 2006) ressalta que a recuperação dessas áreas contaminadas por esses poluentes

é uma atividade complexa e muito extensa, e que em alguns casos não se consegue o objetivo

de recuperar aquela área degradada com a capacidade de atingir os limites permitidos pela

legislação ou pelos órgãos ambientais.

Em nível nacional, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) estabeleceu a

Resolução N⁰ 273, de 29 de novembro de 2000 (já alterada pelas resoluções 276/2001 e

319/2002), que determina uma série de requisitos que devem ser atendidos pelas empresas e

companhias que trabalham com o setor de combustível no Brasil, entre eles a obrigatoriedade

do licenciamento ambiental e a certificação dos equipamentos de acordo com as normas da

ABNT e do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro).

O papel da matéria orgânica (MO) como elemento de nutrição de plantas e de estruturação

do solo é bastante conhecido no meio agronômico. Tal elemento é utilizado desde os primórdios

da agricultura. Entretanto, seu papel como elemento de retenção de poluentes no solo ainda

carece de avanços científicos.

De acordo com Frigieri (2014), a matéria orgânica é entendida como os resíduos oriundos

de animais, vegetais e microrganismos em constante processo de transformação

(decomposição). Ainda de acordo com o mesmo autor, este elemento está presente como

componente do solo, com a capacidade de influenciar os parâmetros físicos (densidade,

porosidade, etc.), químicos (liberação e fixação de nutrientes, regulação do pH, etc.) e

biológicos (fonte de alimento e substrato para o desenvolvimento de micro-organismos, etc.),

tendo uma função fundamental na melhoria da fertilidade mesmo em quantidade pequenas

(~4%). Para Baldock et al. (19926 apud Dalmolin, 2002), a composição da matéria orgânica no

solo é definida pelo tipo de seu metabolismo e população microbiana, e pela sua natureza e

intensidade dos seus processos de decomposição, que podem ser modificados pelas condições

4 EUGRIS – European Information System Soil and Groundwater. Consulta geral a homepage. 2008.

Disponível em: http://www.eugris.info Acesso em 15.06.2008

5 MANCINI, T. M. Métodos de caracterização de áreas potencialmente contaminadas por hidrocarbonetos de

petróleo. Trabalho monográfico - Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Unesp – Rio Claro, 2002.

6 BALDOCK, J. A.; OADES, J. M.; WATERS, A. G. Aspects of the chemical structure of soil organic materials

as revealed by solid-state C NMR spectroscopy. Biogeochemistry, Dordrecht, v.16, 1992.


LEMOS, V.H.

ambientais como a temperatura do solo, pH, umidade, disponibilidade de nutrientes e potencial

redox, além da proteção que os constituintes minerais do solo oferecem.

De acordo com Canellas et al. (2001), a matéria orgânica do solo e dos resíduos, do ponto

de vista estritamente teórico, pode ser dividida em dois grandes compartimentos: i), composto

pela fração não-humificada, representada pelos restos vegetais e animais pouco decompostos e

pelos compostos orgânicos com categoria bioquímica definida (proteínas, açúcares, ceras,

graxas, resinas), e ii), compartimento formado pelas substâncias humificadas. Deste modo,

Santos e Camargo (19997 apud Canellas et al., 2001) definem as substancias húmicas como

sendo produto da constante transformação dos resíduos orgânicos pela biomassa e

polimerização dos compostos orgânicos (especialmente através de reações químicas de

condensação, desmetilação e oxidação) até macromoléculas resistentes a degradação biológica.

Para Swift (19968 apud Dalmolin, 2002), a matéria orgânica é de grande valia para avaliar

a fertilidade dos latossolos, encontrados em áreas tropicais e subtropicais, devido à sua

disposição de troca de cátions, virando a principal fonte de nutrientes para as vegetações, além

de melhorar as suas características físicas como, por exemplo, agregação e infiltração de água.

Desse modo, Nascimento et al. (2010) afirmam que a decomposição da matéria orgânica,

consideravelmente rápida em solos com grande coeficiente de permeabilidade, resulta em

produtos como dióxido de carbono (𝐶𝑂2), nitrato (𝑁𝑂3−), sulfatos (𝑆𝑂4

2−) e compostos de maior

estabilidade (húmus). Sendo assim, Chain e Dalal. (20019 apud Nascimento et al., 2010)

destacam que a porcentagem de matéria orgânica, que é demonstrada pelo teor carbono

orgânico total e suas características (como a quantidade de seus diferentes componentes), é um

indicador da qualidade do solo.

Para Stevenson (198210 apud Nascimento et al., 2010), a determinação da quantidade das

substâncias húmicas transcorre de processos físicos e químicos, tendo como base a solubilidade

diferencial entre as diversas frações. Deste modo, Theng et al. (198911 apud Nascimento et al.,

7 SANTOS, G. de A.; CAMARGO, F. A. O. Fundamentos da matéria orgânica do solo: ecossistemas tropicais e

subtropicais. Porto Alegre: Gênesis, 1999.

8 SWIFT, R. S. Organic matter characterization. In: SPARKS, D. L. et Al. Methods of soil analysis: Part 3.

Chemical Methods. Madison: Soil Science Society of America. 1996.

9 CHAIN, K.Y. & DALAL, R.C. Soil organic matter in rainfed cropping system of the Australian cereal belt.

Austr. J. Soil Res., 2001.

10 STEVENSON, F.J. Humus chemistry: Genesis, composition, reactions. New York, John Wiley & Sons, 1982.

11 THENG, B.K.G.; TATE, K.R & SOLLENS, P. Constituents of organic matter in temperate and tropical soils.

In: COLEMAN, D.; OADES, J.M. & UEHARA, G., eds. Dynamic of soil organic matter in tropical ecosystems.

Honolulu, University of Hawai. 1989.


LEMOS, V.H.

2010) e Ping et al. (200112 apud Nascimento et al., 2010) afirmam que essas substâncias são

consideradas indicadores de processos e do nível de humificação desse composto, sendo

subdivididas nas frações: i) ácidos fúlvicos, ii) ácidos húmicos e iii) humina. Segundo eles, esta

última pode ter participação de substratos não húmicas, como, por exemplo, carboidratos, ou

outros derivados ligados à fração mineral.

Vezzani (200113 apud Júnior, 2011) afirma que os microrganismos, com destaque aos

heterotróficos, adquirem energia para o seu crescimento através da decomposição de vegetais

e da matéria orgânica do solo, emitindo gás carbônico para a atmosfera, nutrientes para o solo,

e uma variedade de compostos orgânicos secundários advindos do metabolismo microbiano, os

quais compõe a matéria orgânica do solo. De Fede et al. (200114 apud Júnior, 2011) completam

que um solo rico em matéria orgânica possivelmente mantém a população microbiana o mais

estável possível ao decorrer do ano, provavelmente devido à riqueza de nichos ecológicos, pela

heterogeneidade das fontes de carbono.

Júnior (2011) diz que a capacidade de troca catiônica (CTC) de um solo, argila ou húmus,

é a quantidade total de cátions retidos à superfície desses materiais, em estado permutável. Para

Raij (198115 apud Junior, 2011), a contribuição da matéria orgânica para a CTC dos solos foi

considerada entre 56% e 82% da CTC de solos sob condições tropicais, o que ajuda na retenção

de cátions e reduz as perdas por lixiviação. Raij (198116 apud Junior, 2011) ainda completa que

a quantidade da matéria orgânica pode ser utilizada para ter uma ideia da textura do solo; para

valores de matéria orgânica até 15 𝑔. 𝑑𝑚−3, o solo é considerado de textura arenosa; entre 16 a

30 𝑔. 𝑑𝑚−3, o solo é considerado de textura média; de 31 a 60 𝑔. 𝑑𝑚−3, de textura argilosa; e

solos com valores acima de 60 𝑔. 𝑑𝑚−3 indicam acúmulo de matéria orgânica no solo por

condições localizadas, em geral por má drenagem ou acidez elevada.

Brandão et al. (2003) realizaram um experimento, utilizando a MO como meio filtrante

para retenção de poluentes em águas residuárias da suinocultura, em que eles utilizam seis tipos

12 PING, C.L.; MICHALESON, G.L.; DAI, X.Y. & CANDLER, R.J. Characterization of soil organic matter. In:

LAL, R.; KIMBLE, J.M.; FOLLETT, R.F. & STEWART, B.A. Assessment methods for soil carbon. Boca Raton,

Lewis Publishers, 2001.

13 VEZZANI, F. M. Qualidade do sistema solo na produção agrícola. Tese (Doutorado) - Universidade Federal

do Rio Grande do Sul, porto alegre. 2001. 14 DE FEDE, K. L.; PANACCIONE, D. G.; SEXTONE, A. J. Characterization of dilution enrichment cultures

obtained from size-fractionated soil bacteria by BIOLOGR community-level physiological profiles and

restriction analysis of 16S rDNA genes. Soil Biology and Biochemistry, Oxford, v. 33, n. 11, 2001.

15 RAIJ, B. van. Mecanismos de interação entre solos e nutrientes. In: RAIJ, B. van., (Ed). Avaliação da

fertilidade do solo. Piracicaba: Instituto da Potassa e Fosfato, 1981.

16 Idem 15.


LEMOS, V.H.

de resíduos orgânicos: casca de arroz, casca de frutos do cafeeiro, bagaço da cana-de-açúcar,

sabugo de milho, serragem de madeira e fino de carvão vegetal. Os resultados foram obtidos a

partir de um tratamento estatístico chamado delineamento inteiramente casualizado, onde o

poluente passava por uma estrutura preenchida com a matéria orgânica e em seguida era retido

num recipiente e analisado quimicamente. Entre eles o que teve uma maior capacidade de reter

elementos químicos foram o bagaço da cana-de-açúcar e a serragem de madeira. Além deles,

Beutler et al. (2002), realizaram um experimento para saber a retenção de água em dois tipos

de latossolos sob diferentes usos, onde os sistemas de manejo foram: algodão, cana-de-açúcar

e mata. Eles observaram então, que a MO não demonstrou participação em relação a retenção

de água no solo.


LEMOS, V.H.

3. MATERIAL E MÉTODO

3.1. LOCALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO

O experimento foi instalado na Escola de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade

Federal Goiás (EECA-UFG), Goiânia-GO (FIGURA 1). O clima local, conforme definido pela

classificação climática de Koppen, classifica-se no grupo de climas tropicais chuvosos, como

Aw-savana, tendo o caráter sub-úmido, com duas estações bem definidas: uma seca e outra

chuvosa. A isoterma anual varia entre 20 ºC e 22 ºC, com precipitação média anual variando de

1500 mm a 2000 mm.

Figura 1 - Localização da área experimental (Google Earth).

3.2. CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS

Os cenários avaliados no experimento foram constituídos de um substrato de areia fina

lavada, um material com grande coeficiente de permeabilidade, com diferentes teores de

matéria orgânica (comprada em loja convencional de jardinagem), muito usado como adubo.

Sabe-se que esse material não é composto somente por MO sendo necessário a execução da

queima para a determinação desse percentual. Porém, nesse trabalho, esse material será

identificado como matéria orgânica (MO). Os vasos que foram utilizados tiveram uma amostra

de substrato de 5,0kg.

Os seguintes cenários foram investigados:

Cenário 1 (C1) – Vasos com 100% areia;

Cenário 2 (C2) – Vasos com 50% areia e 50% matéria orgânica;

Cenário 3 (C3) – Vasos com 100% matéria orgânica.


LEMOS, V.H.

As porcentagens acima descritas foram consideradas em relação à massa seca total da

amostra que seria ensaiada. A Figura 2 demonstra como os cenários foram dispostos de forma

aleatória, onde os vasos com menor volume são somente com areia e os vasos com maior

volume são somente a MO, e os outros são as misturas. A figura 2 também demonstra como foi

montado a parte superior do experimento.

Figura 2 - Os três cenário: Areia; Areia e MO; MO.

3.3. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

Os vasos utilizados para a pesquisa possuem um volume de 12,5 litros, onde foram

depositadas as amostras de substrato, composta por areia fina e matéria orgânica. No fundo de

todos os vasos foram depositadas telas poliméricas para evitar a perda de substrato (Figura 3).

Foi aplicado na amostra de substrato uma mistura de óleo diesel misturado em água destilada

(foram utilizados um litro de óleo e meio litro de água para cada amostra). Na Figura 4 consta

a preparação das misturas. Abaixo dos vasos foram colocadas sacolas plásticas, fixadas por fita

adesiva, para a coleta dos efluentes (Figura 5).

Figura 3 - Vaso com a tela polimérica.


LEMOS, V.H.

Figura 4 - Preparação do poluente: um litro de óleo e meio litro de água.

Figura 5 - Vaso com a sacola plástica fixada para coleta do poluente.


LEMOS, V.H.

Os vasos foram colocados em uma estrutura metálica conforme apresentado nas Figuras

6 e 7. A Figura 8 mostra como essa estrutura foi montada para a realização; sendo que, nessa

imagem, o experimento já está em processo, podendo-se, assim, perceber a retenção de parte

do poluente nas sacolas plásticas.

Figura 6 - Planta do experimento realizado com vista superior.

Figura 7 - Planta do experimento realizado com vista lateral.


LEMOS, V.H.

Figura 8 - Experimento em execução.

3.4. CARACTERIZAÇÃO DO SUBSTRATO

Os ensaios de caracterização dos substratos utilizados nos três cenários foram realizados

no Laboratório de Geotecnia da UFG, de acordo com as normas da Associação Brasileira de

Normas Técnicas (ABNT) apresentadas no Quadro 1. Antes de realizar os ensaios, as amostras

de substratos foram secadas ao ar para assim determinar a umidade higroscópica.

Quadro 1 - As normas para cada parâmetro a ser analisado.

PARÂMETRO NORMA TÉCNICA

Preparação da amostra de solo NBR 6457 (ABNT, 2016a)

Massa Específica dos Grãos Anexo B da NBR 6458 (ABNT, 2016b)

Limite de Liquidez NBR 6459 (ABNT, 2016c)

Limite de Plasticidade NBR 7180 (ABNT, 2016d)

Curva Granulométrica NBR 7181 (ABNT, 2016e)

Teor de Umidade NBR 16097 (ABNT, 2012)

3.5. CARACTERIZAÇÃO DO POLUENTE

O poluente composto por 1,0 litro de óleo diesel e 0,5 litro de água foi medido tanto no

início, quanto no final, após toda a sua percolação. Os índices físicos do substrato foram

determinados somente no início do experimento. O parâmetro a ser analisado será o volume

passante por cada amostra de substrato (Figura 9). Os poluentes que tinham a presença de água


LEMOS, V.H.

foram deixados em repouso, para que fossem decantados a água e o óleo diesel, e assim pudesse

ser medido o volume passante separadamente.

Figura 9 - Medição do poluente passante, retido na sacola plástica.

Foram adotados os seguintes procedimentos para realização do experimento:

1. Foi feita a uniformização manualmente, no momento da execução do experimento,

do óleo e da água, formando assim o poluente, o qual foi aplicado na amostra de

substrato;

2. Os substratos foram formados a partir da uniformização da areia com a matéria

orgânica de acordo com cada cenário (C1, C2 e C3);

3. Os substratos foram lançados a partir do nível superior dos vasos, evitando assim,

alturas de quedas distintas;

4. Os vasos foram pesados para obtenção da massa específica natural do substrato e

uma amostra foi separada para o cálculo da umidade no momento do experimento;

5. Foram colocadas as sacolas plásticas no fundo dos vasos, e, posteriormente, a

aplicação do poluente no substrato, a partir do nível superior do vaso;

6. Após, foram coletados e analisados os efluentes armazenados nas sacolas plástica,

e o substrato contaminado com o poluente (Figura 10).

Embora tenha-se adotado a mesma altura de queda do substrato para todas as amostras,

não foi garantido a mesma energia, pelo fato de que, os substratos possuem uma mesma massa


LEMOS, V.H.

e não um mesmo volume. Para garantir a mesma energia, o que é recomendado, têm-se duas

opções: i) estabelecer a mesma altura de queda e uma mesma altura do substrato (volume); ou

ii) compactar o substrato em uma mesma energia de compactação, sendo que os valores de

umidade e massa específica seca máxima, devem ser obtidos em laboratório de acordo com a

NBR 7182 (ABNT, 2016f).

Figura 10 - Pesagem do substrato após a percolação e retenção do poluente.

3.6. PARÂMETROS A SEREM AVALIADOS

No contexto da realização do experimento, os parâmetros foram analisados da seguinte

forma:

Parâmetro número 1 - Tempo: depois de aplicar o poluente na amostra de

substratos, foi avaliado o tempo que levou para esse poluente atravessar toda a

camada de substrato, anotando-se o tempo necessário para ocorrer o primeiro

gotejamento e o tempo final do seu gotejamento. Considerou-se o tempo final de

gotejamento, quando não ocorria saída de nenhuma gota do substrato durante um

período de 10 a 15 minutos.

Parâmetro número 2 - Volume: aguardado o tempo de percolação do poluente para

a sacola plástica foi avaliado o volume total retido no substrato a partir do coletado

na sacola plástica.


LEMOS, V.H.

Não foram consideradas perdas pela evaporação, ou por qualquer outro fator externo que

poderia modificar os resultados desse experimento, como a umidade local e a temperatura

ambiente. No entanto, como os ensaios foram executados ao mesmo tempo e nas mesmas

condições climáticas, considerou-se essa perda por evaporação constante para todos os

cenários. Porém, recomenda-se para obtenção de um resultado mais preciso, a medição da taxa

de evaporação, tanto para a água, quanto para o óleo diesel, durante a execução do ensaio.

Além disso, seria importante realizar ensaio de caracterização em laboratório para

determinar a presença de óleos e graxas presentes no solo ou no volume passante.


LEMOS, V.H.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais para a

caracterização dos substratos para cada cenário, e os resultados obtidos na realização do

experimento.

4.1. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

Inicialmente, foi realizada a caracterização dos materiais empregados nos cenários 1, 2 e

3. Essa caracterização teve como principal objetivo determinar os índices físicos do substrato

(massa específica dos grãos e umidade), limites de consistência e curva granulométrica. Os

resultados obtidos estão presentes na Tabela 1. As curvas granulométricas do substrato constam

nas Figuras 11 a 13.

Tabela 1 - Caracterização do substrato pelos ensaios propostos.

Cenário Massa

específica

dos grãos

(g/cm³)

Teor de

umidade

higroscópica

(%)

WL

(%)

WP

(%)

Índice de

plasticidade

Classificação do solo

(SUCS)

Índice

de

vazios

Umidade

inicial

(%)

C1 2,7 0,1 - - Não plástico Areia mal graduada (SP) 0,8 0,15

C2 2,3 2,8 58,5 - Não plástico Areia argilosa (SC) 2,3 12,86

C3 2 6,9 121,3 - Não plástico Areia siltosa (SM) 3,89 25,57

WL – Limite de Liquidez; WP – Limite de Plasticidade; SUCS – Sistema Unificade de Classificação Simples.

Para determinar o índice de vazios, determinou-se a massa de água necessária para

preencher o vaso na mesma altura que inicialmente estavam cada substrato. A partir desse valor

e da massa específica da água obteve-se o volume inicial de cada substrato.

Nas Tabelas 3 e 4 constam as porcentagens de argila, silte e areia (fina, média e grossa)

para cada cenário investigado, obtidos por meio de ensaio executado com e sem defloculante

(hexametafosfato de sódio, na concentração de 45,7 gramas do sal para 1,0 litro de solução).

Essa separação se dá em relação a porcentagem de passante e seus diâmetros, observados nas

curvas de distribuição granulométrica. Na Tabela 2 consta o intervalo de cada divisão.

A utilização do defloculante no ensaio provoca uma desagregação das partículas,

deixando o substrato mais fino. Isso se dá porque o defloculante provoca a quebra das

concreções formadas por cimentações de partículas menores, fazendo com que as frações de

areias diminuam, aumentando a quantidade de argila e silte.


LEMOS, V.H.

Figura 11 - Análise granulométrica com/sem defloculante da areia.

Figura 12 - Análise granulométrica com/sem defloculante da mistura.

Figura 13 - Análise granulométrica com/sem defloculante da MO.

0

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10 100Po

rcen

tage

m d

e p

assa

nte

Diâmetro dos grãos (mm)

Análise Granulométrica - Areia

Análise Granulométrica S/ defloc. - Areia Análise Granulométrica C/ defloc. - Areia

0

20

40

60

80

100

0,001 0,01 0,1 1 10 100Po

rcen

tage

m d

e p

assa

nte


Análise Granulométrica - Mistura

Análise Granulométrica S/ defloc. - Mist Análise Granulométrica C/ defloc - Mist.

0

20

40

60

80

100

0,001 0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tage

m d

e p

assa

nte


Análise Granulométrica - MO

Análise Granulométrica S/ Defloc. - MO Análise Granulométrica C/ defloc. - MO


LEMOS, V.H.

Pode-se perceber, por meio dessas figuras, que a presença do defloculante na areia não

interferiu em sua distribuição granulométrica; já na mistura e na MO, a presença de defloculante

alterou a sua distribuição granulométrica, isso significa que partículas maiores quebram

formando partículas maiores, ou seja, areia desagrega formando silte ou argila e o silte

desagrega formando argila. Percebe-se que na presença de defloculante para a mistura há um

aumento de 12% para argila e um aumento de 12% para o silte; e para a MO há um aumento de

18,08% para argila e um aumento de 28,69% para o silte.

Tabela 2 - Tipo de solo em relação ao diâmetro dos grãos.

Intervalo de diâmetro

Tipo de Solo De (mm) Até (mm)

Argila 0 0,002

Silte 0,002 0,06

Areia Fina 0,06 0,2

Areia Média 0,2 0,6

Areia Grossa 0,6 2

Tabela 3 - Porcentagem de cada tipo de solo para cada cenário com defloculante.

Cenário % de

Argila

% de

Silte

% de Areia

Fina

% de Areia

Média

% de Areia

Grossa

% de

Pedregulho

C1 0 3,04 6,11 46,36 38,05 6,44

C2 12 9 6 36 28 9

C3 18,08 19,8 5,85 21,88 23,41 10,98

Tabela 4 - Porcentagem de cada tipo de solo para cada cenário sem defloculante.

Cenário % de

Argila

% de

Silte

% de Areia

Fina

% de Areia

Média

% de Areia

Grossa

% de

Pedregulho

C1 0 1,75 5,98 49,55 36,28 6,44

C2 0 9 7 42 33 9

C3 1,77 7,42 18 30,72 31,11 10,98

A partir dos dados apresentados na Tabela 1, foram realizados gráficos comparativos,

relacionando: i) limite de liquidez; ii) massa específica dos grãos; iii) índice de vazios; e iv)

frações granulométricas das partículas, em relação ao teor MO dos materiais ensaiados.

Em geral, observou-se que a variação desses índices físicos do substrato com a

porcentagem de MO segue uma tendência linear, o que permite extrapolar esses valores para

porcentagens de MO diferente do estudado nesse trabalho (0%, 50% e 100%).


LEMOS, V.H.

Na Figura 14 consta a relação entre a porcentagem de MO e os valores do limite de

liquidez. Observa-se uma tendência de crescimento desses valores com o teor de MO. O limite

de liquidez está relacionando à afinidade do material pela água, pois maiores limites de liquidez

representam maiores capacidades de retenção de água.

Figura 14 – Limite de liquidez em relação à porcentagem de MO.

Na Figura 15 consta a relação entre a porcentagem de MO e os valores das massas

específicas dos grãos e dos índices de vazios. Observou-se uma tendência de crescimento da

massa específica dos grãos e uma redução do índice de vazios com o incremento de teor de

MO. Chama-se a atenção para o fato de que maiores índices de vazios pode significar maior

facilidade de percolação de água.

Figura 15 - Massa específica e índice de vazios em relação a porcentagem de MO.

Na Figura 16 consta a relação entre a porcentagem de MO e as frações granulométrica

das partículas. Observou-se uma tendência de crescimento desses valores, em relação a argila

y = 60,674x - 61,41R² = 0,9996

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0% 50% 100%

Úm

idad

e (%

)

% de Matéria Orgânica

WL Linear (WL)

y = -0,3517x + 3,0089R² = 0,9995

y = 1,5467x - 0,7622R² = 0,9997

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0% 50% 100%

Índ

ice

de

Vaz

ios

Mas

sa E

spec

ífic

a d

os

Grã

os

(g/c

m³)


ρs e Linear (ρs) Linear (e)


LEMOS, V.H.

e ao silte, e uma redução desses valores em relação às areias (fina, média e grossa), de acordo

com teor de MO. Maiores porcentagens de argilas significa maior capacidade de reter água.

Figura 16 - Porcentagem das frações granulométrica do substrato em relação a porcentagem de MO.

Na Tabela 5 consta a equação da linha de tendência da relação entre os índices físicos e a

porcentagem de MO, e seu respectivo coeficiente de determinação (R²). A partir dessa equação

pode determinar qualquer índice físico para qualquer porcentagem de MO, tendo em vista que

o R² é próximo de 1 para os três índices físicos.

Tabela 5 -Resumo dos índices físicos, equação da reta e o R² dos gráficos.

Cenário WL Massa Específica Índice de vazios

C1 - 2,7 0,8

C2 58,5 2,3 2,3

C3 121,3 2 3,89

Equação da Reta 𝑦 = 60,674𝑥 − 61,41 𝑦 = −0,3517𝑥 + 3,0089 𝑦 = 1,5467𝑥 − 0,7622

R² 0,9996 0,9995 0,9997

R² - Coeficiente de determinação; WL – Limite de liquidez.

4.2. PERCOLAÇÃO E RETENÇÃO DO POLUENTE

Após a caracterização, foi realizado o experimento, e a partir dele conseguiu-se obter os

resultados apresentados a seguir. Foram divididos os vasos das seguintes formas: para o cenário

1, os vasos 1, 2 e 3; para o cenário 2, os vasos 4, 5 e 6; para o cenário 3, os vasos 7, 8 e 9. A

partir dos dados dispostos no apêndice “Dados experimentais” (item 7.B), são expostos os

resultados pertinentes para as análises e para conseguir atingir os objetivos propostos neste

trabalho. A Tabela 6 mostra os resultados obtidos a partir do experimento realizado.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0% 50% 100%

Po

rcen

tage

m d

as f

raçõ

es

gran

ulo

mét

rica

do

so

lo


Argila Silte Areia Fina Areia Média Areia Grossa


LEMOS, V.H.

Tabela 6 - Dados do experimento.

Vaso Inicio do

gotejamento

(s)

Fim do

gotejamento

(s)

Volume

– inicial

(cm³)

Peso do

substrato

– final

(g)

Volume

de água -

retido

(ml)

Volume

de água -

passante

(ml)

Volume

de óleo

diesel –

retido

(ml)

Volume

de óleo

diesel –

passante

(ml)

1 10 21600 3552,8 5544,5 345 155 205 795

2 15 23400 3043,4 5608 425 75 340 660

3 37 25200 3552,8 5667,4 385 115 440 560

4 12 1050 6631,7 6185 500 0 878 122

5 13 1200 6366,4 6178 500 0 866 134

6 16 1337 7836,2 6224,6 500 0 910 90

7 16 2400 10083 6122 500 0 812 188

8 14 1533 10442 6154 500 0 850 150

9 75 3600 10761 6270,7 500 0 966 34

Note que, na Tabela 6, o tempo de gotejamento é muito superior quando se tem somente

areia, pois o índice de vazios na presença de MO é maior, o que faz o poluente ter maior

facilidade de percolação, sendo assim, na presença de MO, um local contaminado por óleo

diesel atingiria mais rápido o lençol freático.

Para uma melhor visualização e compreensão da quantidade de poluente que foi retido e

percolado pelo substrato, foram elaborados gráficos relacionando o volume inicial da amostra,

com os volumes de vazios, de sólidos e de água/óleo (figuras 17 a 19), utilizando os dados

apresentados na Tabela 7. As Figuras 17 e 18 apresentam os volumes iniciais e finais de cada

amostra e a Figura 19 apresenta os volumes passantes (retidos em cada sacola plástica). Esses

valores foram obtidos a partir de fórmulas localizadas no apêndice “Fórmulas utilizadas neste

trabalho” (item 7.C), com ajuda dos dados localizados no apêndice “Dados experimentais”

(item 7.B).

Tabela 7 - Volumes utilizado para construção de gráficos.

Vaso Volume da

amostra –

inicial (cm³)

Volume dos

sólidos (cm³)

Volume de

vazios (cm³)

Volume de

água – inicial

(cm³)

Volume de

água – final

(cm³)

Volume de

óleo diesel –

final (cm³)

1 3552,8 1879,7 1665,60 7,45 352,45 205

2 3043,4 1877,8 1158,17 7,45 432,45 340

3 3552,8 1879 1666,36 7,45 392,45 440

4 6631,7 1930,9 4130,59 570,21 1070,21 878

5 6366,4 1931,3 3864,76 570,33 1070,33 866

6 7836,2 1932,5 5333,09 570,67 1070,67 910

7 10083 2035,9 7027,15 1019,70 1519,70 812

8 10442 2034,7 7387,93 1019 1519 850

9 10761 1578,6 7265,81 1916,30 2416,30 966


LEMOS, V.H.

Percebe-se, a partir das Figuras 17 a 19, que o volume inicial da areia é muito inferior ao

da mistura e do cenário somente com a presença da MO, visto que a massa específica dos grãos

da areia é maior que o da MO, e o índice de vazios da areia é menor que dos outros cenários.

Também se pode notar que com a presença de MO, toda a água é absorvida e que o volume de

óleo passante é reduzido drasticamente.

As Figuras 20 a 22 mostram esses mesmos gráficos, porém, os volumes de vazios, de

sólidos, de água e óleo são apresentados em porcentagem em relação ao volume total da amostra

de substrato.


LEMOS, V.H.

Gráficos explicitando o volume real da amostra de substrato:

Figura 17 – Volume inicial real em cm³.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

AREIA (1) - Volume Inicial (cm³)

Volume de vazios - inicial (cm³)

Volume de água - inicial (cm³)

Volume de sólidos - inicial (cm³)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

MIST. (4) - Volume Inicial (cm³)




0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

M.O. (7) - Volume Inicial (cm³)




0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000






LEMOS, V.H.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

AREIA (1) - Volume Final (cm³)

Volume de óleo - final (cm³)

Volume de vazios - final (cm³)

Volume de água - final (cm³)

Volume de sólidos - final (cm³)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000






0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000






0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

MIST. (4) - Volume Final (cm³)





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000






0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000






Figura 18 – Volume final real em cm³.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

M.O. (7) - Volume Final (cm³)





0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000






0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000







LEMOS, V.H.

Figura 19 – Volume passante final real em cm³.

0

200

400

600

800

1000

AREIA (1) - Volume Passante (cm³)

Volume de óleo - passante (cm³)

Volume de água - passante (cm³)

0

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400

600

800

1000




0

200

400

600

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0

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400

600

800

1000

MIST. (4) - Volume Passante (cm³)



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1000




0

200

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0

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800

1000

M.O. (7) - Volume Passante (cm³)



0

200

400

600

800

1000




0

200

400

600

800

1000





LEMOS, V.H.

Gráficos relacionando porcentagem dos volumes em relação ao volume total da amostra:

Figura 20 – Volume inicial em porcentagem em relação ao volume total inicial.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

AREIA (1) - Volume Inicial (%)

Porcentagem de vazios - inicial

Porcentagem de água - inicial

Porcentagem de sólidos - inicial

0%

20%

40%

60%

80%

100%





0%

20%

40%

60%

80%

100%





0%

20%

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100%

MIST. (4) - Volume Inicial (%)




0%

20%

40%

60%

80%

100%





0%

20%

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80%

100%





0%

20%

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60%

80%

100%

M.O. (7) - Volume Inicial (%)




0%

20%

40%

60%

80%

100%





0%

20%

40%

60%

80%

100%






LEMOS, V.H.

Figura 21 – Volume final em porcentagem em relação ao volume total final.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

AREIA (1) - Volume Final (%)

Porcentagem de óleo - final

Porcentagem de vazios - final

Porcentagem de água - final

Porcentagem de sólidos - final

0%

20%

40%

60%

80%

100%






0%

20%

40%

60%

80%

100%






0%

20%

40%

60%

80%

100%

MIST. (4) - Volume Final (%)





0%

20%

40%

60%

80%

100%






0%

20%

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100%






0%

20%

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100%

M.O. (7) - Volume Final (%)





0%

20%

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60%

80%

100%






0%

20%

40%

60%

80%

100%







LEMOS, V.H.

Figura 22 - Volume passante em porcentagem em relação ao volume total final.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

AREIA (1) - Volume Passante (%)

Porcentagem de óleo - passante

Porcentagem de água - passante

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00




0,00

5,00

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20,00

25,00

30,00




0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

MIST. (4) - Volume Passante (%)



0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00




0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

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30,00




0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

M.O. (7) - Volume Passante (%)



0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00




0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00





LEMOS, V.H.

A Figura 23 apresenta a média de volume retido e passante da água e do óleo em relação

à porcentagem de MO presente no substrato. Observou-se que, a partir de 50% de MO, ocorre

toda a absorção da água e há uma redução do volume de óleo passante. Este comportamento é

devido a MO ter uma capacidade de absorção muito elevada de água, além da sua alta

capacidade de troca catiônica, como verificado por Mello et al. (1993). A partir dessa situação,

percebe-se que um substrato com presença de MO terá uma pluma de contaminação menor,

pelo fato da MO conseguir reter grande parte do poluente. Outra informação importante é que

a quantidade de poluente retido não varia de maneira significativa quando o teor de MO é

superior a 50%.

Figura 23 – Volume retido e passante de água e óleo diesel em relação a porcentagem de MO.

Para realizar todos os cálculos para a produção das tabelas e gráficos abordados nesse

tópico, foram utilizados o formulário localizado no Apêndice 7.C “Fórmulas utilizadas neste

trabalho”.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0% 50% 100%

Vo

lum

e (c

m³)

Porcentagem de MO

Volume de água passante Volume de água retida

Volume de óleo passante Volume de óleo retido


LEMOS, V.H.

5. CONCLUSÃO

Observou-se que, quanto maior o teor de MO, maior é a retenção do poluente, porém a

percolação foi mais rápida, devido aos vazios serem maiores do que o da areia, visto que não

foi mantida a mesma energia de compactação. Vale ressaltar que, nesse estudo, o teor de MO

ideal foi igual a 50%, pois não houve uma alteração considerável a partir desse teor em relação

à absorção de poluente.

Conclui-se que em um substrato composto somente por areia vai passar um volume maior

de poluente, porém vai demorar mais tempo para que esse volume elevado percole e a presença

de matéria orgânica ocasiona uma percolação rápida, porém com uma absorção maior

comparado com a areia.

Com base nos resultados obtidos, pode-se dizer que o equipamento para realizar o

experimento é eficiente para medir o volume retido e percolado pelo solo com diferentes teores

de MO, porém foram notadas algumas alterações que seriam pertinentes para futuros projetos

que irão utilizar esse estudo de base.

1. O maior problema enfrentado no experimento foi a quantidade de pessoas. Seriam

necessárias pelo menos três pessoas, onde uma ficaria responsável somente para anotar os

dados, outra para ficar com o cronometro e a última para despejar o poluente;

2. Trocar as telas polimérica por outro material, ou fixar elas com outro material diferente da

cola-quente, pois o óleo diesel acabou descolando-as;

3. Utilizar um volume maior de poluente, pois o substrato com 100% de MO não chegou a

ficar saturado quanto nos outros cenários;

4. Mudar o material da régua utilizada, pois a de plástico se despedaçou devido à presença do

óleo diesel;

5. Proteger, com alguma manta impermeabilizante o local abaixo do experimento, pois acabou

vazando um pouco de poluente, o que poderia contaminar o local;

6. Fixar o volume de substrato, em vez de se utilizar o peso do substrato igual a 5 kg, pois a

altura da areia ficou muito menor que a da MO, comprometendo os resultados;

7. Executar o ensaio em laboratório, com condições de temperatura e umidade ambiente

controladas, e em um permeâmetro;

8. Realizar a medição do volume do poluente percolado ao longo do tempo e encerrar o ensaio

quando o volume percolado em relação ao tempo tender a uma constante.


LEMOS, V.H.

Além dessas modificações para melhorar o experimento, recomenda-se a execução de

ensaios laboratoriais para obter mais características do substrato, como por exemplo: a

permeabilidade do substrato; o pH encontrado antes e depois da percolação; curvas de

compactação para determinar as condições ideais de compactação do material.

Recomenda-se que, em estudos futuros, sejam executados os ensaios em substratos

compostos com diferentes teores de MO, inferiores a 50%. Outras possíveis alterações são

referentes ao tipo de solo, energia de compactação e o tipo de poluente orgânico.


LEMOS, V.H.

6. REFERÊNCIAS

ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16097: Solo –

Determinação do Teor de Umidade – Métodos Expeditos de Ensaio. Rio de Janeiro, 2012, 5p.

ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostra de

Solo – Preparação para Ensaios de Compactação e Ensaios de Caracterização. Rio de Janeiro,

2016a, 8p.

ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6458: Anexo B,

Grãos de Solo que Passam na Peneira de Abertura 4,8mm – Determinação da Massa

Específica. Rio de Janeiro, 2016b, 10p.

ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6458: Grãos de

Pedregulho Retidos na Peneira de Abertura 4,8mm – Determinação da Massa Específica, da

Massa Específica Aparente e da Absorção de Água. Rio de Janeiro, 2016b, 10p.


Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro, 2016c, 5p.


Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro, 2016d, 3p.


Análise Granulométrica. Rio de Janeiro, 2016e, 13p.


Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 2016f, 10p.

BERTI, A. P.; DUSMAN, E; SOARES, L. C. Efeitos da contaminação do ambiente aquático

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Retenção de água em dois tipos de latossolos sob diferentes usos. R. Bras. Ci. Solo.

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BRANDÃO, V. S.; MATOS, A. T.; FONTES, M. P. F.; MARTINEZ, M. A. Retenção de

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CANELLAS, L. P.; SANTOS, G. DE A.; RUMJANEK, V. M.; MORAES, A. A.; GURIDI,

F. Distribuição de matéria orgânica e características de ácidos húmicos em solos com adição

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CASTRO, C. N. Transposição do rio São Francisco. Boletim regional, urbano e ambiental.

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https://plantandovida.wordpress.com/2014/10/28/a-importancia-da-materia-organica-no-solo/

https://plantandovida.wordpress.com/2014/10/28/a-importancia-da-materia-organica-no-solo/


LEMOS, V.H.

7. APÊNDICES

APÊNDICE A - Dados dos Ensaios (Caracterização)

Do ensaio da massa especifica dos grãos, obteve os seguintes resultados:

Para o C1 (100% matéria orgânica):

Teor de Umidade Higroscópica (w) - MO

Recipiente 13 02A 39

Amostra + Tara + Água (M1) (g) 46,09 38,4 39,12

Amostra + Tara (M2) (g) 43,97 36,74 37,56

Tara (M3) (g) 12,84 13,08 14,49

Teor de Umidade (w) (%) 6,8 7,0 6,8

Teor de umidade Médio (wm) (%) 6,9

Massa Específica dos Grãos - MO

Número 40 6 3

Solo (M1) (g) 50 50 50

Peso Pic + Solo + Água (M2) (g) 694,98 692,09 694,94

Peso Pic + Água (M3) (g) 671,82 669,08 672,24

Temperatura da Água (⁰C) 23 23,5 23

Ρw (g/cm³) 0,9976 0,9974 0,9976

Ρs (N/m³) 1,98 1,96 1,94

Ρsm (N/m³) 1,96

Quadro 2 - Cálculo da umidade higroscópica e da massa específica dos grãos da MO.

Para o C2 (100% areia):

Teor de Umidade Higroscópica (w) - Areia

Recipiente 10 5 143


Amostra + Tara (M2) (g) 74,98 75,57 68

Tara (M3) (g) 17,51 13,34 17,15



Massa Específica dos Grãos - Areia

Número 3 31 12

Solo (M1) (g) 60 60 60

Peso Pic + Solo + Água (M2) (g) 710,18 686,99 717,81

Peso Pic + Água (M3) (g) 672,56 649,58 680,42

Temperatura da Água (⁰C) 21 21 21

Ρw (g/cm³) 0,998 0,998 0,998

Ρs (N/m³) 2,68 2,65 2,65

Ρsm (N/m³) 2,66

Quadro 3 - Cálculo da umidade higroscópica e da massa específica dos grãos da areia.


LEMOS, V.H.

Para o C3 (50% matéria orgânica e 50% areia):

Teor de Umidade Higroscópica (w) - Mistura

Recipiente 18 26 66


Amostra + Tara (M2) (g) 56,56 59,14 54,94

Tara (M3) (g) 14,05 17,61 13,91



Massa Específica dos Grãos - Mistura

Número 18 - 8

Solo (M1) (g) 50 50 50

Peso Pic + Solo + Água (M2) (g) 706,03 711 711,54

Peso Pic + Água (M3) (g) 678,26 683,76 684,06

Temperatura da Água (⁰C) 23,5 23,5 23,5

Ρw (g/cm³) 0,9974 0,9974 0,9974

Ρs (N/m³) 2,33 2,27 2,29

Ρsm (N/m³) 2,30

Quadro 4 - Cálculo da umidade higroscópica e da massa específica dos grãos da mistura.

Dos ensaios dos limites de consistência, obteve os seguintes resultados:


Limite de Liquidez (LL) - MO

Capsula 3 32 137 40 48

C+S+A (M1) (g) 14,39 9,36 12,8 11,19 10,89

C+Solo (M2) (g) 9,39 6,97 9,1 8,47 8,5

Cápsula (M3) (g) 5,71 5 6,02 6,17 6,35

Golpes 9 22 31 42 53

Teor de umidade (w) (%) 135,9 121,3 120,1 118,3 111,2

Quadro 5 – Dados do ensaio de limite de liquidez da MO.


LEMOS, V.H.

Figura 24 - Limite de liquidez da MO.

NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE PLASTICIDADE


NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE LIQUIDEZ NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE PLASTICIDADE


Limite de Liquidez (LL) - Mistura

Capsula 136 123 141 133 152

C+S+A (M1) (g) 8,91 8,78 8,55 8,13 8,9

C+Solo (M2) (g) 7,62 7,57 7,67 7,23 7,79

Cápsula (M3) (g) 5,64 5,6 6,16 5,59 5,68

Golpes 9 16 25 29 34

Teor de umidade (w) (%) 65,2 61,4 58,3 54,9 52,6

Quadro 6 - Limite de liquidez da mistura.

Figura 25 - Limite de liquidez da mistura.

1

10

100

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0N

úm

ero

de

Go

lpes

(es

cala

lo

garí

tmic

a)

Teor de umidade (%)

1

10

100

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0

Nú

mer

o d

e go

lpes

(es

cala

lo

garí

tmic

a)

Teor de umidade (%)


LEMOS, V.H.

NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE PLASTICIDADE

Do peneiramento para a análise granulométrica, obteve os seguintes resultados:


Análise Granulométrica - MO

Solo Graúdo Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem

3/4" 19 0 935,78 100

3/8" 9,5 6,37 929,41 99,32

No 4 4,8 19,79 909,62 97,20

No 10 2 76,57 833,05 89,02

102,73

Amostra Parcial Úmida (g) 1000

Amostra Parcial Seca (g) 935,78

Solo Miúdo S/ Defloculante

Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL

No 16 1,2 2,65 62,85 95,95 85,42

No 30 0,6 20,24 42,61 65,06 57,91

No 40 0,42 12,09 30,52 46,60 41,48

No 50 0,3 6,24 24,28 37,07 33,00

No 60 0,25 4,28 20,00 30,54 27,19

No 100 0,16 3,1 16,90 25,81 22,97

No 200 0,075 3,45 13,45 20,54 18,29

52,05



Solo Miúdo C/ Defloculante


No 16 1,2 1,61 63,89 97,54 86,83

No 30 0,6 15,62 48,27 73,70 65,61

No 40 0,42 7,83 40,44 61,74 54,96

No 50 0,3 4,56 35,88 54,78 48,77

No 60 0,25 3,71 32,17 49,12 43,73

No 100 0,16 2,99 29,18 44,55 39,66

No 200 0,075 3,66 25,52 38,97 34,69

39,98



Quadro 7 - Análise granulométrica com/sem defloculante da MO.


LEMOS, V.H.

Sedimentação - MO

Massa da Amostra Total (g) 1000

Massa do Material Retido na Peneira (g) 102,73

Umidade Higroscópica (%) 6,9

Massa Total da Amostra Seca (g) 942,38

Volume da Proveta (cm³) 1000

% passa na de 2mm 89,02

Massa específica (SOLO) (g/cm³) 1,96

Massa específica (MEIO DISPERSOR) (g/cm³) 1

Massa específica (ÁGUA) (g/cm³) 1

Massa do material úmido (g) 70

Umidade higroscópica (%) 6,9

LEITURA COM DEFLOCULANTE (1)

Hora Segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %

Coef. Viscosidade

Altura de queda Dpartículas

0,5 30 1,013 24 0,99836 40,65 0,00000934 13,95 0,0903

1 60 1,012 24 0,99836 37,88 0,00000934 14,13 0,0643

2 120 1,01 24 0,99836 32,32 0,00000934 14,48 0,0460

4 240 1,01 24 0,99836 32,32 0,00000934 13,62 0,0316

8 480 1,009 24 0,99836 29,55 0,00000934 13,80 0,0225

15 900 1,007 23 0,99869 23,08 0,00000956 14,16 0,0168

30 1800 1,007 24 0,99836 23,99 0,00000934 14,16 0,0117

60 3600 1,006 24 0,99836 21,21 0,00000934 14,33 0,0084

120 7200 1,005 24 0,99836 18,44 0,00000934 14,51 0,0059

240 14400 1,005 26 0,99776 20,10 0,00000892 14,51 0,0041

480 28800 1,004 27 0,99749 18,08 0,00000872 14,69 0,0029

LEITURA SEM DEFLOCULANTE (6)

Hora segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %

Coef. Viscosidade


0,5 30 1,003 23 0,99869 11,97 0,00000956 15,73 0,10

1 60 1,002 23 0,99869 9,19 0,00000956 15,90 0,07

2 120 1,001 23 0,99869 6,41 0,00000956 16,08 0,05

4 240 1 24 0,99836 4,55 0,00000934 15,37 0,03

8 480 1 23 0,99869 3,64 0,00000956 15,37 0,02

15 900 1 23 0,99869 3,64 0,00000956 15,37 0,02

30 1800 1 24 0,99836 4,55 0,00000934 15,37 0,01

60 3600 0,999 24 0,99836 1,78 0,00000934 15,54761 0,01

Quadro 8 – Dados do ensaio de sedimentação para a análise granulométrica com/sem defloculante da MO.


LEMOS, V.H.

MO - Gráficos

Diâmetro Porcentagem

19 100

9,5 99,32

4,8 97,20

2 89,02

S/ defloc.

1,2 85,42

0,6 57,91

0,42 41,48

0,3 33,00

0,25 27,19

0,16 22,97

C/ defloc.

1,2 86,83

0,6 65,61

0,42 54,96

0,3 48,77

0,25 43,73

0,16 39,66

Quadro 9 - Análise granulométrica com/sem defloculante (porcentagem do passante em relação ao diâmetro) da

MO.


Análise Granulométrica - Areia


3/4" 19 0 999,18 100

3/8" 9,5 5,14 994,04 99,49

No 4 4,8 10,63 983,41 98,42

No 10 2 48,61 934,80 93,56

64,38



S/ defloc.

0,10 11,97

0,07 9,19

0,05 6,41

0,03 4,55

0,02 3,64

0,02 3,64

0,01 4,55

0,01 1,78

C/ defloc.

0,09 40,65

0,06 37,88

0,05 32,32

0,03 32,32

0,02 29,55

0,02 23,08

0,01 23,99

0,01 21,21

0,01 18,44

0,00 20,10

0,00 18,08


LEMOS, V.H.



No 16 1,2 9,16 110,74 92,36 86,41

No 30 0,6 37,33 73,41 61,23 57,28

No 40 0,42 27,91 45,50 37,95 35,50

No 50 0,3 23,28 22,22 18,53 17,34

No 60 0,25 12,32 9,90 8,26 7,73

No 100 0,16 4,92 4,98 4,15 3,89

No 200 0,075 2,74 2,24 1,87 1,75

117,66





No 16 1,2 10,46 109,44 91,28 85,40

No 30 0,6 38,3 71,14 59,33 55,51

No 40 0,42 26,44 44,70 37,28 34,88

No 50 0,3 21,3 23,40 19,52 18,26

No 60 0,25 11,67 11,73 9,78 9,15

No 100 0,16 4,97 6,76 5,64 5,28

No 200 0,075 2,87 3,89 3,25 3,04

116,01



Quadro 10 - Análise granulométrica com/sem defloculante da areia.

Sedimentação - Areia













LEMOS, V.H.



Coef. Viscosidade


0,5 30 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 15,55 0,07

1 60 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 15,55 0,05

2 120 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 15,55 0,04

4 240 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 14,77 0,02

8 480 1,0035 24 0,99836 6,42 0,00000934 14,86 0,02

15 900 1,003 24 0,99836 5,80 0,00000934 14,95 0,01

30 1800 1,003 25 0,99805 6,19 0,00000913 14,95 0,01

60 3600 1,003 25 0,99805 6,19 0,00000913 14,95 0,01

120 7200 1,0025 26 0,99776 5,92 0,00000892 15,04 0,00

240 14400 1,002 27 0,99749 5,64 0,00000872 15,12 0,00

480 28800 1,002 27 0,99749 5,64 0,00000872 15,12 0,00



Coef. Viscosidade


0,5 30 0,997 26 0,99776 -0,95 0,00000892 15,90 0,07

Quadro 11 – Dados do ensaio de sedimentação para a análise granulométrica com/sem defloculante da areia.

Areia - Gráficos


19 100

9,5 99,49

4,8 98,42

2 93,56

S/ defloc.

1,2 86,41

0,6 57,28

0,42 35,50

0,3 17,34

0,25 7,73

0,16 3,89

0,075 1,75

Quadro 12 - Análise granulométrica com/sem defloculante (porcentagem do passante em relação ao diâmetro)

da areia.


C/ defloc.

1,2 85,40

0,6 55,51

0,42 34,88

0,3 18,26

0,25 9,15

0,16 5,28

0,075 3,04

S/ defloc.

0,07 -0,95


LEMOS, V.H.

Análise Granulométrica - Mist


3/4" 19 0 972,32 100

3/8" 9,5 4,08 968,24 99,58

No 4 4,8 16,46 951,78 97,89

No 10 2 67,72 884,06 90,92

88,26





No 16 1,2 4,28 63,78 93,71 85,21

No 30 0,6 20,22 43,56 64,00 58,19

No 40 0,42 15,49 28,07 41,25 37,50

No 50 0,3 10,69 17,38 25,54 23,22

No 60 0,25 5,68 11,70 17,19 15,63

No 100 0,16 2,66 9,04 13,29 12,08

No 200 0,075 2,12 6,92 10,17 9,25

61,14





No 16 1,2 3,79 64,27 94,43 85,86

No 30 0,6 16,74 47,53 69,84 63,50

No 40 0,42 13,11 34,42 50,57 45,98

No 50 0,3 9,34 25,08 36,85 33,51

No 60 0,25 5,16 19,92 29,27 26,61

No 100 0,16 2,41 17,51 25,73 23,39

No 200 0,075 1,94 15,57 22,88 20,80

52,49



Quadro 13 - Análise granulométrica com/sem defloculante da mistura.


LEMOS, V.H.

Sedimentação - Mist














Coef. Viscosidade


0,5 30 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 15,55 0,08

1 60 1,005 24 0,99836 15,71 0,00000934 15,37 0,06

2 120 1,005 24 0,99836 15,71 0,00000934 15,37 0,04

4 240 1,0045 24 0,99836 14,53 0,00000934 14,62 0,03

8 480 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,02

15 900 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,01

30 1800 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,01

60 3600 1,004 25 0,99805 14,08 0,00000913 14,71 0,01

120 7200 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,01

240 14400 1,003 26 0,99776 12,40 0,00000892 14,89 0,00

480 28800 1,003 26 0,99776 12,40 0,00000892 14,89 0,00



Coef. Viscosidade


0,5 30 1 24 0,99836 3,88 0,00000934 16,26 0,08

1 60 1 24 0,99836 3,88 0,00000934 16,26 0,06

2 120 0,9995 24 0,99836 2,70 0,00000934 16,35 0,04

4 240 0,998 24 0,99836 -0,85 0,00000934 16,0168 0,03

Quadro 14 – Dados do ensaio de sedimentação para a análise granulométrica com/sem defloculante da mistura.


LEMOS, V.H.

Quadro 15 - Análise granulométrica com/sem defloculante (porcentagem do passante em relação ao diâmetro)

da mistura.

Mist. - Gráficos


19 100

9,5 99,58

4,8 97,89

2 90,92

S/ defloc.

1,2 85,21

0,6 58,19

0,42 37,50

0,3 23,22

0,25 15,63

0,16 12,08

0,075 9,25

C/ defloc.

1,2 85,86

0,6 63,50

0,42 45,98

0,3 33,51

0,25 26,61

0,16 23,39

0,075 20,80

S/ defloc.

0,06 3,88

0,04 2,70

0,03 -0,85

C/ defloc.

0,06 15,71

0,04 15,71

0,03 14,53

0,02 13,35

0,01 13,35

0,01 13,35

0,01 14,08

0,01 13,35

0,00 12,40

0,00 12,40


LEMOS, V.H.

APÊNDICE B - Dados Experimentais

Os dados obtidos através do experimento serão expostos a seguir:

Areia: 1, 2, 3

1 2 3

Altura do solo (cm) 9 Altura do solo (cm) 8 Altura do solo (cm) 9

Nível inicial (cm) 10,5 Nível inicial (cm) 10 Nível inicial (cm) 11

Inicio do gotejamento (s) 10 Inicio do gotejamento (s) 15 Inicio do gotejamento (s) 37

Fim do gotejamento (s) 21600 Fim do gotejamento (s) 23400 Fim do gotejamento (s) 25200

Peso do solo inicial (g) 5011 Peso do solo inicial (g) 5006 Peso do solo inicial (g) 5009

Peso do solo final (g) 5544,5 Peso do solo final (g) 5608 Peso do solo final (g) 5667,4

Volume do poluente (mL) 950 Volume do poluente (mL) 735 Volume do poluente (mL) 675

Quadro 16 - Dados obtidos através do experimento com a areia.

Mistura: 4, 5, 6

4 5 6

Altura do solo (cm) 15 Altura do solo (cm) 14,5 Altura do solo (cm) 17

Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0




Peso do solo final (g) 6185 Peso do solo final (g) 6178 Peso do solo final (g) 6224,6


Quadro 17 - Dados obtidos através do experimento com a mistura.

Matéria Orgânica: 7, 8, 9

7 8 9

Altura do solo (cm) 20,5 Altura do solo (cm) 21 Altura do solo (cm) 21,5

Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0




Peso do solo final (g) 6122 Peso do solo final (g) 6154 Peso do solo final (g) 6270,7


Quadro 18 - Dados obtidos através do experimento com a MO.

Os dados experimentais para o cálculo da umidade natural são apresentados a seguir:

Umidade Natural

Areia:

Número C (g) C+S+A (g) C+S (g) Umidade (%)

15 13,1 75,85 75,75 0,160

30 12,99 87,09 86,97 0,162

14 14,04 78,07 77,99 0,125


LEMOS, V.H.

Matéria Orgânica:

Número C (g) C+S+A (g) C+S (g) Umidade (%)

7 14,01 36,81 32,2 25,34

5 14 36,62 32,07 25,18

16 16,75 37,9 33,51 26,19

25 16,66 38,61 27,92 94,94

12 13,64 38,76 25,92 104,56

16 15,04 38,64 27,1 95,69

Umidade areia (%) 0,149

Umidade mistura (%) 12,861

Umidade MO1 (%) 25,572

Umidade MO2 (%) 98,395

Quadro 19 - Umidade natural do solo no dia do experimento.

Foram calculados duas vezes para matéria orgânica devido a última amostra (9) ter

utilizado uma matéria orgânica mais úmida que das outras amostras.

A partir desses dados, foi realizado os cálculos para obtenção de dados a fim de realizar

os objetivos propostos nesse estudo. Segue as tabelas e os gráficos utilizados para exposição

dos resultados:

Areia: 1, 2, 3

1

ρnat (N/m³) 1,41

ρd (N/m³) 1,41

e (%) 0,89

Winicial - água (%) 0,15

Wfinal - água (%) 7,04

Wsat (%) 33,29

Sinicial (%) 0,45

Sfinal - Poluente (%) 33,47

Sfinal - Óleo (%) 12,31

Sfinal - Água (%) 21,16

Vpoluente passante (cm³) 950

Vpoluente retido (cm³) 550

Vágua passante (cm³) 155

Vágua retida (cm³) 345

Voleo passante (cm³) 795

Voleo retido (cm³) 205

Vazão (cm³/s) 0,0440

2

ρnat (N/m³) 1,64

ρd (N/m³) 1,64

e (%) 0,62



Wsat (%) 23,17005

Sinicial (%) 0,64











3

ρnat (N/m³) 1,41

ρd (N/m³) 1,41

e (%) 0,89



Wsat (%) 33,32

Sinicial (%) 0,45












LEMOS, V.H.

Quadro 20 - Dados e resultados após o experimento da areia.

Quadro 21 - Dados e resultados após o experimento da mistura.

Mistura: 4, 5, 6

4

ρnat (N/m³) 0,75

ρd (N/m³) 0,67

e (%) 2,14



Wsat (%) 93,16

Sinicial (%) 13,80










Vazão (cm³/s) 0,117534

5

ρnat (N/m³) 0,79

ρd (N/m³) 0,70

e (%) 2,00



Wsat (%) 87,15

Sinicial (%) 14,76










Vazão (cm³/s) 0,11289

6

ρnat (N/m³) 0,64

ρd (N/m³) 0,57

e (%) 2,76



Wsat (%) 120,1868

Sinicial (%) 10,70










Vazão (cm³/s) 0,06813


LEMOS, V.H.

Quadro 22 - Dados e resultados após o experimento da MO.

Para esses cálculos, foram necessários alguns dados complementares que segue no quadro

a seguir:

Dados complementares

Amostra 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Peso amostra - inicial (g) 5011 5006 5009 5004 5005 5008 5007 5004 5008

Peso amostra - final (g) 5544,50 5608 5667,40 6185 6178 6224,60 6122 6154,40 6270,70

Volume da amostra - inicial (cm³) 3552,77 3043,45 3552,77 6631,71 6366,38 7836,21 10082,68 10441,63 10760,70

Umidade (%) 0,149 0,149 0,149 12,86 12,86 12,86 25,57 25,57 61,98

Volume dos sólidos (cm³) 1879,71 1877,83 1878,96 1930,91 1931,30 1932,45 2035,88 2034,66 1578,56

Peso seco (g) 5003,55 4998,55 5001,55 4433,79 4434,67 4437,33 3987,35 3984,96 3091,67

Volume de água - inicial (cm³ ou g) 7,45 7,45 7,45 570,21 570,33 570,67 1019,65 1019,04 1916,33

Volume de água - final (cm³ ou g) 352,45 432,45 392,45 1070,21 1070,33 1070,67 1519,65 1519,04 2416,33

Volume de vazios (cm³) 1665,60 1158,17 1666,36 4130,59 3864,76 5333,09 7027,15 7387,93 7265,81

Tempo (s) 21590 23385 25163 1038 1187 1321 2384 1519 3525

Massa de óleo (g) 174,25 289 374 746,30 736,10 773,50 690,20 722,50 821,10

Índice de vazios (%) 0,89 0,62 0,89 2,14 2,00 2,76 3,45 3,63 4,60

Peso do vaso com água (g) 3563,1 3052,30 3563,10 6651 6384,90 7859 10112 10472 10792

Volume de óleo - final (cm³) 205 340 440 878 866 910 812 850 966

Peso dos sólidos (g) 5003,55 4998,55 5001,55 4433,79 4434,67 4437,33 3987,35 3984,96 3091,67

9

ρnat (N/m³) 0,47

ρd (N/m³) 0,29

e (%) 4,60



Wsat (%) 235,0129

Sinicial (%) 26,37











8

ρnat (N/m³) 0,48

ρd (N/m³) 0,38

e (%) 3,63



Wsat (%) 185,40

Sinicial (%) 13,79










Vazão (cm³/s) 0,098749

Matéria Orgânica: 7, 8, 9

7

ρnat (N/m³) 0,50

ρd (N/m³) 0,40

e (%) 3,45



Wsat (%) 176,2362

Sinicial (%) 14,51022










Vazão (cm³/s) 0,078859


LEMOS, V.H.

Observações: admitir massa especifica da água de 1 g/cm³

Massa especifica do óleo (g/cm³) 0,85

ρs - Areia (N/m³) 2,66

ρs - Mistura (N/m³) 2,30

ρs - Matéria Orgânica (N/m³) 1,96

Massa específica da água (25⁰C) 0,9971

Quadro 23 - Dados complementares para cálculo de dados do experimento.


LEMOS, V.H.

APÊNDICE C - Fórmulas Utilizadas Nesse Trabalho

Quadro 24 - Formulário para cálculos dos resultados do experimento.

Cálculo da massa específica do solo natural:

𝜌𝑛𝑎𝑡 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

𝑉𝑜𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

Cálculo do volume inicial da amostra:

𝑉𝑜𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 𝑛𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑠𝑜

𝜌á𝑔𝑢𝑎

Cálculo da massa específica do solo seco:

𝜌𝑑 =𝜌𝑛𝑎𝑡

1 + (Ú𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒

100 )

Cálculo do índice de vazios:

𝑒 =𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠

𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠

Cálculo do volume de ar:

𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑟 = 𝑉𝑜𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 − 𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 − 𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

Cálculo do volume de água inicial:

𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

Cálculo do volume de sólidos:

𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

𝜌𝑠

Cálculo do peso seco:

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎

(1 +ú𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒

100 )

Cálculo da umidade inicial (água):

𝑊𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 =𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 × 100

Cálculo da umidade final (água):

𝑊𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 =𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎× 100

Cálculo do volume de água final:

𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 + 𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜

Cálculo da umidade de saturação:

𝑊𝑠𝑎𝑡 =𝑒

𝜌𝑠× 100

Cálculo da saturação inicial:

𝑆𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 =𝜌𝑠 × ú𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒

𝑒

Cálculo da saturação final (poluente): 𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 =

{𝜌𝑠 × [(𝑉𝑜𝑙 ó𝑙𝑒𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 + 𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎) × 100]}

𝑒

Cálculo da saturação final (óleo):

𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 ó𝑙𝑒𝑜 =𝑉𝑜𝑙 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ó𝑙𝑒𝑜

𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜× 100

Cálculo da saturação final (água):

𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 =𝑊𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 × 𝜌𝑠

𝑒

Cálculo da vazão: 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 =

𝑉𝑜𝑙 𝑝𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒

𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜

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UFG · 2018. 9. 5. · que foi percolado e as características do solo e do poluente são fundamentais para ter conhecimento do nível de contaminação. Por outro lado, o uso da