Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA
ROBERTO ANTONIO CORDEIRO DA SILVA
AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DO COMPORTAMENTO GEOMECÂNICO DE
ATERROS SANITÁRIOS COM BASE NA REALIZAÇÃO DE ENSAIOS DE
LABORATÓRIO E DE CAMPO
FORTALEZA
2017
ROBERTO ANTONIO CORDEIRO DA SILVA
AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DO COMPORTAMENTO GEOMECÃNICO DE
ATERROS SANITÁRIOS COM BASE NA REALIZAÇÃO DE ENSAIOS DE
LABORATÓRIO E DE CAMPO
Tese de Doutorado apresentada à coordenação
do Curso de Pós-Graduação em Geologia do
Centro de Ciências da Universidade Federal do
Ceará, como um dos requisitos para a obtenção
do Título de Doutor em Geologia. Área de
concentração: Geologia.
Orientadora: Profa. Dra. Sônia Maria Silva
Vasconcelos,
Coorientador: Prof. Dr. Alfran Sampaio Moura
FORTALEZA
2017
ROBERTO ANTONIO CORDEIRO DA SILVA
AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DO COMPORTAMENTO GEOMECÃNICO DE
ATERROS SANITÁRIOS COM BASE NA REALIZAÇÃO DE ENSAIOS DE
LABORATÓRIO E DE CAMPO
Tese de Doutorado apresentada à Coordenação do Curso
de Pós-Graduação em Geologia do Centro de Ciências da
Universidade Federal do Ceará, como um do requisito
para obtenção do Título de Doutor em Geologia. Área de
concentração: Geologia.
Aprovada em: 19/12/2017
BANCA EXAMINADORA
_____________________________________________
Profa. Dra. Sônia Maria Silva Vasconcelos
Universidade Federal do Ceará (UFC)
_____________________________________________
Prof. Dr. Alfran Sampaio Moura
Universidade Federal do Ceará (UFC)
_____________________________________________
Prof. Dr. Anderson Borghetti Soares
Universidade Federal do Ceará (UFC)
_____________________________________________
Profa. Dra. Carísia Carvalho Gomes
Faculdades Nordeste (FANOR)
_____________________________________________
Prof. Dr. Gemmelle Oliveira Santos
Instituto Federal do Ceará (IFCE)
A Deus
A meus pais (in memoria)
À minha esposa e filhos
AGRADECIMENTOS
Ao Aterro Sanitário Metropolitano de Caucaia – ASMOC, pelo total apoio em
todos os trabalhos de campo. Especialmente à Priscila Siqueira pela compreensão e apoio
técnico às pesquisas realizadas. Agradecer aos técnicos, Valdenízio, Júnior e Rubens pela
presteza durante as etapas de campo, por todas às vezes solicitados.
Ao Programa de Pós-Graduação em Geologia (PPGG/UFC), por seus
coordenadores, professores e funcionários sempre dedicados e solícitos. Destaco aminha
orientadora Profa. Dra. Sônia Vasconcelos, pelo trabalho incansável de orientação e de
preocupação sobre o andamento dos trabalhos.
Ao Prof. Dr. Alfran Sampaio Moura, meu coorientador, pelo incentivo,
orientação, discussões e correções deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Anderson Borghetti, pelas discussões, orientações e críticas ao
trabalho.
À Profa. Dra. Carísia Gomes não só pela convivência, amizade e aprendizado,
mas também dedicação e profissionalismo, durante a minha vida profissional.
Ao professor Gemmelle Oliveira Santos, membro externo da banca examinadora
pela disponibilidade.
Ao Laboratório de Mecânica dos Solos, local de realização dos ensaios, mas
também local de aprendizado durante toda a minha vida profissional.
Aos amigos da EEFM Prof. Paulo Freire pelo apoio, compreensão e exemplo de
dedicação e amizade.
Aos professores da UFC, Francisco Chagas, Silvrano Dantas, Rosiel Ferreira,
Camila Lima e Suelly Barroso pelos conhecimentos compartilhados. Ao funcionário da UFC
de Russas, Fernando Dácio pela ajuda durante os ensaios de campo.
Aos meus amigos e companheiros que passaram pelo Laboratório de Mecânica
dos Solos e me ajudaram na realização dos trabalhos: Ana Queiroz, Carlos Germano, Rafael
Diógenes, Larissa Augusto, Deyvid Elias, Henrique Lima, Eugênio Silva, Beatriz Gomes,
Anselmo Clemente, Francisco da Silva, Ricardo Buiu, David Rodrigues e Alex Duarte.
Aos amigos Claudia e Beethoven.
A minha esposa Elieni, e meus filhos Lorena e Roberto, pelo amor, carinho e
compreensão.
―El mundo
Un hombre del pueblo de Neguá, en la costa de
Colombia, pudo subir al alto cielo. A la vuelta, contó.
Dijo que había contemplado, desde allá arriba, la vida
humana. Y dijo que somos un mar de fueguitos. - El
mundo es eso -reveló- un montón de gente, un mar de
fueguitos. Cada persona brilla con luz propia entre todas
las demás. No hay dos fuegos iguales. Hay fuegos
grandes y fuegos chicos y fuegos de todos los colores.
Hay gente de fuego sereno, que ni se entera del viento, y
gente de fuego loco, que llena el aire de chispas.
Algunos fuegos, fuegos bobos, no alumbran ni queman;
pero otros arden la vida con tantas ganas que no se
puede mirarlos sin parpadear, y quien se acerca, se
enciende.‖ (Eduardo Galeano)
RESUMO
A produção de lixo é a grande característica da sociedade de consumo atual, por isso os
aterros sanitários tornam-se elementos fundamentais para a disposição ambientalmente
adequada (Lei nº 12.305/10). É necessário projetá-los, administrá-los, desativá-los e
revitalizá-los. Originalmente longe dos centros urbanos, quando desativados tornam-se áreas
abandonadas e entraves ao desenvolvimento da malha urbana. Com o objetivo de avaliar o
comportamento geomecânico de aterros sanitários com base na realização de ensaios de
laboratório e de campo é que se realizou esta pesquisa. A metodologia adotada foi a de
escolha do local para execução do estudo, coleta de amostras deformadas do solo de cobertura
e do RSU, caracterização física do solo de cobertura e do RSU, realização de ensaios de
laboratório e campo, apresentação dos resultados, análise dos resultados. O local escolhido foi
o Aterro Sanitário Metropolitano da Caucaia – ASMOC. Foram realizadas 2 baterias de
ensaios, um de laboratório e outro de campo. Os ensaios de laboratório realizados foram:
composição gravimétrica e que, na porção sólida formam: granulometria, índice de
plasticidade, densidade real, teor de matéria orgânica, compactação, índice de suporte
Califórnia, expansão e ensaio de cisalhamento direto. No caso dos ensaios de campo, foram
realizados ensaios de sondagem à percussão (SPT), ensaios de prova de carga direta (PCD),
todos no RSU da Célula Experimental e no RSU do Aterro Antigo. Os ensaios com o
GeoGauge também foram realizados no RSU da Célula Experimental e no RSU do Aterro
Antigo, mas também no solo de cobertura. A partir destes ensaios o módulo de elasticidade
foi estimado e comparado suas estimativas. Foi realizada a previsão da relação pressão x
recalque, dos RSU na Célula Experimental e no Aterro Antigo, de uma placa de 50 cm de
diâmetro, considerando os mesmos estágios de pressão aplicados em ensaios de placa
realizados nos mencionados maciços de RSU. Várias observações foram feitas: (1) as
estimativas do módulo de elasticidade (E) conduzem a parâmetros associados a diferentes
níveis de deformação; (2) o GeoGauge se mostrou um ensaio adequado para medidas do E de
maciços de RSU; (3) as previsões mais concordantes de recalques foram realizadas pelo SPT
e pelo GeoGauge e (4) o Aterro Antigo apresentou rigidez mais elevada que a Célula
Experimental por causa da estabilização de materiais que antes eram maleáveis.
Palavras-Chave: Aterro sanitário. Comportamento geomecânico. GeoGauge
ABSTRACT
Waste production is the great characteristic of the present consumer society, for this reason
sanitary landfills become fundamental elements for environmentally adequate disposal (Law
12305/10). It’s necessary to design, manage, deactivate, and revitalize them. Originally far
from the urban centers, when they are deactivated they become abandoned areas and obstacles
to the development of the urban network. This research was carried out aiming to contribute
to the evaluation of the investigation of the sanitary landfills geomechanics behavior based on
laboratory and field tests. The adopted methodology was to select the site for the execution of
the study, to collect deformed samples from the covering soil and the MSW (municipal solid
waste), physical characterization of the covering soil and MSW, laboratory and field tests,
results presentation, results analysis and thesis writing. The place chosen was the
Metropolitan Sanitary Landfill of Caucaia - ASMOC. Two sets of tests were performed, one
of laboratory and one of field. The laboratory tests performed were: gravimetric composition
and, in the solid portion: granulometry, plasticity index, real density, organic matter content,
compaction, California support index, expansion and direct shear test. In the case of the field
tests, percussion drilling tests (SPT), direct load tests (PCD) were performed, all in the MSW
of the Experimental Cell and in the MSW of the Old Landfill. The GeoGauge tests were also
performed at the MSW of Experimental Cell and in the MSW of the Old Landfill, but also in
the covering soil. From these tests the modulus elasticity was estimated and compared its
estimates. It was predicted the relation of pressure vs. hold pressure of the MSW in the
Experimental Cell and in the Old Landfill from a 50 cm diameter plate, considering the same
pressure stages applied in plate tests carried out in the mentioned MSW masses. Several
conclusions were made: (1) the E estimates leads to parameters associated with different
levels of deformation; (2) the GeoGauge proved to be an adequate test for E measures of
MSW masses; (3) the most consistent estimates of hold pressure were made by the SPT and
GeoGauge and (4) the Old Landfill presented higher rigidity than the Experimental Cell
because of the stabilization of materials that previously were malleable.
Keywords: Sanitary landfills. Geomechanical behavior. GeoGauge
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – RSU gerados e coletados em 2011 no Brasil........................................... 27
Figura 2 – Detalhes da célula de RSU célula fechada a) e RSU antes da
compactação b)........................................................................................... 29
Figura 3 – Avaliação qualitativa do comportamento de resistência e densidade em
função do tempo de aterramento proposta por Walter................................ 46
Figura 4 – Curvas tensão x deformação típicas para o resíduo sólido
urbano......................................................................................................... 48
Figura 5 – Faixa recomendada para projetos de aterros de resíduos - parâmetros
de resistência ao cisalhamento de RSU...................................................... 48
Figura 6 – Resultados típicos de ensaios de SPT...................................................... 52
Figura 7 – Campo de futebol..................................................................................... 63
Figura 8 – Playground............................................................................................... 63
Figura 9 – Localização da CE................................................................................... 66
Figura 10 – Localização das células trabalhadas........................................................ 67
Figura 11 – Localização das coletas das amostras...................................................... 68
Figura 12 – Composição gravimétrica dos constituintes do RSU, S-1 a) e S-2 b).... 70
Figura 13 – Picnômetros usados nos ensaios. Picnômetro de 500 ml com amostra
de RSU a) e picnômetro de 2000 ml com RSU e água b).......................... 71
Figura 14 – Ensaio de determinação da Matéria Orgânica. a) cadinhos na mufla, b)
diferença de cor após a realização do ensaio.............................................. 72
Figura 15 – Corpo de prova de RSU compactado...................................................... 73
Figura 16 – Ensaio de cisalhamento do RSU, a) na caixa de cisalhamento, b)
corpo de prova de RSU após o cisalhamento............................................. 73
Figura 17 – a) Ensaio de cisalhamento direto b) vista da adaptação........................... 74
Figura 18 – Vista da realização da sondagem à percussão (SPT) a) Equipamento de
sondagem; b) amostra de RSU obtida com o amostrador bipartido........... 75
Figura 19 – Equipamento GeoGauge.......................................................................... 75
Figura 20 – Execução do Ensaio como GeoGauge. No fundo da vala a) e na
superfície b)................................................................................................ 78
Figura 21 – Escavação de uma vala na célula experimental para execução das
provas de carga direta................................................................................. 79
Figura 22 – a) vista da prova de carga direta e sistema de reação b) Placa utilizada
nas provas de Carga.................................................................................... 80
Figura 23 – Vista geral dos componentes do equipamento de prova de carga
direta........................................................................................................... 80
Figura 24 – Retirada do caminhão utilizado com auxílio de um trator de
esteiras........................................................................................................ 81
Figura 25 – a) Equipamento de Proteção respiratória 3.17b) Pá mecânica como
sistema de reação........................................................................................ 81
Figura 26 – Observação dos recalques ocorridos após a realização de uma prova de
carga direta a) trincas no solo de cobertura da célula experimental b)
abatimento no RSU no Aterro Antigo........................................................ 82
Figura 27 – Curvas granulométricas das amostras do solo da camada de cobertura
da CE ............................................................................................................................................. 84
Figura 28 – Limite de liquidez das amostras do solo da camada de cobertura da
CE. ............................................................................................................................................ 85 85
Figura 29 – Curvas de compactação das amostras do solo da camada de cobertura
da CE......................................................................................................... 87
Figura 30 – Índice de Suporte Califórnia das amostras do solo de cobertura da CE ................................ 88 88
Figura 31 – Curva Granulométrica dos RSU............................................................. 91
Figura 32 – Curvas de compactação do RSU.............................................................. 93
Figura 33 – Curvas dos ensaios de CBR no RSU ......................................................................................... 94
Figura 34 – Curvas dos ensaios de Expansão no RSU................................................ 94
Figura 35 – Curvas tensão de cisalhamento x deslocamento horizontal do RSU....... 95
Figura 36 – Gráfico deslocamento vertical x deslocamento horizontal .................................................... 96 96
Figura 37 – Tensão normal x Tensão Cisalhante do RSU.......................................... 97
Figura 38 – a) Amostrador obstruído b) Amostra de RSU........................................ 98
Figura 39 – Perfis de resistência na CE....................................................................... 99
Figura 40 – Perfis de resistência no Aterro Antigo..................................................... 100
Figura 41 – Comparação das rigidezes obtidas com o GeoGauge em 2014............... 102
Figura 42 – Comparação dos módulos de elasticidade obtidos com o GeoGauge em
2014............................................................................................................ 103
Figura 43 – Comparação dos resultados da rigidez na CE e no AA ...................................................... 104 104
Figura 44 – Variação dos módulos de elasticidade em função do tempo .............................................. 105 105
Figura 45 – Comparação dos valores médios da Rigidez determinados a partir do
GeoGauge a) na Célula Experimental b) no Aterro Antigo. ......................................................... 107
Figura 46 – Comparação dos valores médios Módulo de Elasticidade determinados
a partir do GeoGauge a) na Célula Experimental b) no Aterro Antigo. ....................................... 107
Figura 47 – Gráfico Carga x Recalque na Célula Experimental – Ensaio 1............... 108
Figura 48 – Gráfico Carga x Recalque na Célula Experimental – Ensaio 2............... 109
Figura 49 – Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 3......................... 109
Figura 50 – Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 4......................... 110
Figura 51 – Gráfico Carga x Recalque na CE – Ensaio 5 ....................................................................... 110 110
Figura 52 – Gráfico Carga x Recalque na CE – Ensaio 6........................................... 111
Figura 53 – Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 7......................... 111
Figura 54 – Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 8 112
Figura 55 – Todas as provas de cargas diretas a) realizadas na Célula Experimental
e b) no Aterro Antigo.................................................................................. 113
Figura 56 – Curvas pressão x recalque de todos os ensaios de prova de carga direta
realizadas nos RSU da Célula Experimental e no Aterro Antigo............... 114
Figura 57 – Método da NBR 6122 a) no ensaio 1e b) no ensaio 2............................. 115
Figura 58 – Método da NBR 6122 a) no ensaio 3 b) no ensaio 4............................... 116
Figura 59 – Método da NBR 6122 a) no ensaio 5 e b) no ensaio 6............................ 116
Figura 60 – Método da NBR 6122 a) no ensaio 7 e b) no ensaio 8............................ 117
Figura 61 – Comparação entre as tensões de ruptura determinadas a partir da
realização das provas de cargas diretas na Célula Experimental e no
Aterro Antigo.............................................................................................. 118
Figura 62 – Gráfico dos Resultados dos ensaios de campo. a) Nspt x profundidade,
b) rigidez x profundidade, e c) carga x recalque......................................... 120
Figura 63 – Previsão dos módulos de elasticidade a) na Célula Experimental e b)
no Aterro Antigo ........................................................................................................................... 121
Figura 64 – Módulos de elasticidade obtidos no equipamento GeoGauge. a) Na
Célula Experimental e b) no Aterro Antigo................................................ 122
Figura 65 – Estimativas do E realizadas a partir das PCD’s a) CE e b) AA............... .................................. 122
Figura 66 – Comparação dos módulos de elasticidade estimados pelos ensaios
SPT, GeoGauge e PCD, a) CE e b) AA...................................................... 123
Figura 67 – Gráfico ―E‖x ―‖para o maciço de RSU da Célula Experimental.......... 124
Figura 68 – Gráfico ―E‖x ―‖para o maciço de RSU Do Aterro Antigo................... 125
Figura 69 – Comparação das previsões dos recalques a partir do módulo de 126
elasticidade obtidos por SPT, GeoGauge e PCD........................................
Figura 70 – Comparação das previsões dos recalques a partir do módulo de
elasticidade obtidos por SPT, GeoGauge e PCD no Aterro Antigo........... 126
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Estimativa da quantidade de Resíduos Domiciliares Coletados e/ou
Resíduos Coletados por Habitante Urbano................................................. 25
Tabela 2 – Composição gravimétrica do RSU ......................................................... 26
Tabela 3 – Peso específico de materiais mais utilizados .......................................... 29
Tabela 4 – Fatores de Segurança recomendados para projetos de obras de
estabilização em locais sem processos de estabilização instalados............ 31
Tabela 5 – Composição, em percentagem de peso, para diferentes cidades............. 33
Tabela 6 – Composição gravimétrica do resíduo destinado à Célula Experimental. 34
Tabela 7 – Umidade dos Componentes do RSU Aterro Bandeirantes (São Paulo) ................................ 37 36
Tabela 8 – Valores de peso específico de RSU encontrados na literatura 39
Tabela 9 – Valores de Coeficiente de Permeabilidade de Aterros de RSU no
Brasil........................................................................................................... 41
Tabela 10 – Conteúdo de matéria orgânica nos RSU, de acordo com a metodologia
de Matos (2006). ....................................................................................................................... 49 48
Tabela 11 – Valores de j e w ...................................................................................................................... 51 50
Tabela 12 – Dados granulométricos da camada de cobertura de aterro encontrados
na literatura ................................................................................................................................... 85
Tabela 13 – Dados da literatura dos limites de consistência da camada de cobertura
da CE. 86
Tabela 14 – Dados da curva de compactação (camada de cobertura de aterro) na
literatura ........................................................................................................................................ 87
Tabela 15 – Resumo dos ensaios de caracterização, de compactação, CBR e
Expansão realizada no solo de cobertura da Célula Experimental. .............................................. 88
Tabela 16 – Composição gravimétrica dos RSU do Aterro Antigo e de outros
autores da literatura ....................................................................................................................... 90
Tabela 17 – Limites de consistência............................................................................ 91
Tabela 18 – Densidade Real........................................................................................ 92
Tabela 19 – Teor de Matéria Orgânica ...................................................................................................... 92 92
Tabela 20 – Resultados dos ensaios de ISC e expansão realizados no RSU............... 94
Tabela 21 – Condição dos corpos de prova e valores da tensão cisalhante do RSU ..................................... 95
Tabela 22 – Coesão e ângulo de atrito do RSU de acordo com a percentagem de
deslocamento horizontal............................................................................. 97
Tabela 23 – Resultados dos ensaios de GeoGauge - rigidez no ano de 2014 ................................................ 101
Tabela 24 – Resultados dos ensaios de GeoGauge - módulo de elasticidade no ano
de 2014 .................................................................................................................................... 103 102
Tabela 25 – Resultados ensaios com o GeoGauge em função do tempo ................................................ 104 103
Tabela 26 – Resultados ensaios com o Geogauge em função do tempo..................... 104
Tabela 27 – Resumo das médias de rigidez e das determinações do módulo de
elasticidade ao longo do tempo................................................................... 105
Tabela 28 – Resumo das provas de carga direta realizadas nos maciços de RSU da
Célula Experimental e do Aterro Antigo ................................................................................ 112 112
Tabela 29 – Cálculo do qult e do qadm das provas de carga diretas ........................................................... 117 117
LISTA DE SÍMBOLOS
E Módulo de elasticidade
Kg Quilograma
t Tonelada
d Dia
% Porcentagem
m2 Metro quadrado
m3 Metro cúbico
≤ Menor ou igual que
Tg/ano Teragrama por ano
CH4 Metano
CO2 Dióxido de carbono
NH3 Amônia
H2 Hidrogênio
H2S Gás sulfídrico
N2 Nitrogênio
O2 Oxigênio
kN/m3 Quilo Newton por metro quadrado
k Coeficiente de permeabilidade
Tensão normal
Tensão cisalhante
T Força
mm Milímetro
kPa Quilo Pascal
o Graus
Ângulo
cm Centímetro
m Metro
Ph Tensão de ruptura da placa
D Espessura do solo de cobertura
B Diâmetro da placa
c1 Resistência ao cisalhamento não drenada do solo
Prs Tensão atuante sobre os resíduos
q Sobrecarga
S’ Fator de forma (placa circular = 0,2)
c2 Resistência não drenada dos resíduos sólidos
Tensão de puncionamento
P Tensão atuante na placa
Nc Coeficiente da carga de ruptura
t Diferença entre o tempo de interesse e o tempo inicial
H Recalque medido entre ti e t0
Hult Recalque último esperado em t0
Taxa de recalque inicial em t0.
t Tempo
km Quilômetro
ha Hectare
g Grama
pol/min Polegadas por minuto
oC Graus Celsium
ml Milílitro
cm3 Centímetro cúbico
wL Limite de liquidez
wP Limite de plasticidade
wI Índice de plasticidade
h Horas
ruptura Tensão de ruptura
w Recalque
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................. 21
1.1 Contexto geral..................................................................................................... 21
1.2 Motivação e justificativa.................................................................................... 21
1.3 Objetivos............................................................................................................. 22
1.3.1 Objetivo geral....................................................................................................... 22
1.3.2 Objetivos específicos............................................................................................ 22
1.4 Metodologia........................................................................................................ 23
1.5 Estrutura da tese................................................................................................ 23
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................... 24
2.1 Resíduos sólidos urbanos (RSU)....................................................................... 24
2.2 Aterro sanitário.................................................................................................. 27
2.3 As fundações de edificações............................................................................... 28
2.4 Fator de segurança............................................................................................. 31
2.5 Propriedades físicas dos RSU............................................................................ 32
2.5.1 Composição.......................................................................................................... 32
2.5.2 Distribuição do Tamanho das Partículas........................................................... 34
2.5.3 O Teor de Umidade.............................................................................................. 35
2.5.4 Temperatura......................................................................................................... 36
2.5.5 Biodegradação..................................................................................................... 37
2.5.6 Produção de Chorume........................................................................................ 37
2.5.7 Produção de Gases.............................................................................................. 37
2.5.8 Peso Específico.................................................................................................... 38
2.5.9 Compactação....................................................................................................... 40
2.5.10 Permeabilidade dos RSU..................................................................................... 41
2.5.11 Propriedades Mecânicas dos RSU...................................................................... 42
2.5.12 Compressibilidade dos RSU................................................................................ 42
2.5.13 Resistência ao Cisalhamentos dos RSU............................................................. 43
2.5.14 Ensaio de Matéria Orgânica............................................................................... 48
2.6 Ensaios de Campo.............................................................................................. 49
2.6.1 Sondagem à Percussão (SPT)............................................................................ 49
2.6.2 Ensaio de GeoGauge........................................................................................... 51
2.7 Previsão do Comportamento Geomecânico de Aterros Sanitários................ 53
2.7.1 Modelos de Previsão de Capacidade de Maciços de RSU.................................. 53
2.7.2 Ensaio de Placa................................................................................................... 53
2.7.2.1 Hipótese da Resistência Nula dos Resíduos....................................................... 54
2.7.2.2 Hipótese Considerando Resistência Total dos Resíduos................................... 54
2.7.2.3 Hipótese de Comportamento Elástico.................................................................. 55
2.7.2.4 Hipótese Baseada na Teoria de Brown e Meyerhorf (1969)............................... 56
2.7.3 Modelos de Previsão de Capacidade de Recalques......................................... 56
2.7.3.1 Modelos Tradicionais........................................................................................... 57
2.7.3.1.1 Modelo de Sowers................................................................................................ 57
2.7.3.1.2 Modelo de Bjarngard e Edgers............................................................................. 57
2.7.3.1.3 Modelo de Yen e Scanlon (1975)......................................................................... 58
2.7.3.1.4 Modelo Hiperbólico de Ling et al. (1998)........................................................... 58
2.7.3.2 Modelos Convencionais....................................................................................... 59
2.7.3.2.1 Modelo de Meruelo (1995).................................................................................. 59
2.8 Tendência Mundial............................................................................................ 60
3 MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................... 64
3.1 Local de Estudo................................................................................................. 64
3.2 Coleta de Amostras........................................................................................... 66
3.3 Ensaios de Laboratório..................................................................................... 66
3.3.1 Ensaios no Solo de Cobertura............................................................................ 67
3.3.1.1 Ensaios de Granulometria................................................................................... 67
3.3.1.2 Ensaios de Plasticidade....................................................................................... 68
3.3.1.3 Ensaios de Compactação..................................................................................... 68
3.3.1.4 Ensaios de Índice de Suporte Califórnia............................................................. 68
3.3.2 Ensaios nos RSU................................................................................................. 69
3.3.2.1 Composição Gravimétrica................................................................................... 69
3.3.2.2 Distribuição do Tamanho das Partículas............................................................ 70
3.3.2.3 Ensaio de Plasticidade......................................................................................... 70
3.3.2.4 Ensaio de Densidade Real................................................................................... 70
3.3.2.5 Ensaio de Teor de Matéria Orgânica.................................................................. 71
3.3.2.6 Ensaio de Compactação...................................................................................... 72
3.3.2.7 Ensaio de Resistência ao Cisalhamento Direto.................................................. 73
3.4 Ensaios de Campo.............................................................................................. 74
3.4.1 Sondagens à Percussão...................................................................................... 74
3.4.2 GeoGauge............................................................................................................ 75
3.4.3 Ensaios de Prova de Carga Direta..................................................................... 78
3.5 Comparação dos resultados dos ensaios de campo......................................... 82
3.6 Previsões do módulo de elasticidade e comparação das previsões................ 82
3.7 Previsão de deslocamentos nos RSU Comparação dos Resultados............... 82
4 RESULTADOS E ANÁLISES.......................................................................... 84
4.1 Resultados dos Ensaios de Laboratório Realizados........................................ 84
4.1.1 Ensaios Realizados no Solo de Cobertura.......................................................... 84
4.1.2 Ensaios Realizados nos RSU.............................................................................. 89
4.1.2.1 Composição Gravimétrica................................................................................... 89
4.1.2.2 Distribuição Granulométrica............................................................................... 90
4.1.2.3 Ensaio de Limites de Consistência....................................................................... 91
4.1.2.4 Ensaio de Densidade Real................................................................................... 91
4.1.2.5 Ensaio de Teor de Matéria Orgânica.................................................................. 92
4.1.2.6 Ensaio de Compactação....................................................................................... 92
4.1.2.7 Ensaio de ISC e Expansão ........................................................................................................ 94 93
4.1.2.8 Ensaio de Cisalhamento Direto........................................................................... 94
4.2 Ensaio de Campo................................................................................................ 97
4.2.1 Sondagens à Percussão (SPT)........................................................................... 98
4.2.1.1 Sondagens à Percussão realizadas Célula Experimental.................................... 98
4.2.1.2 Sondagens à Percussão relizadas no Aterro Antigo............................................. 103
4.3 Ensaios com o GeoGauge................................................................................... 104
4.4 Ensaios de Prova de Carga Direta.................................................................... 111
4.5 Comparação dos resultados dos ensaios de campo......................................... 123
4.6 Previsão dos Módulos de Elasticidade e Comparação das Previsões............ 125
4.7 Previsão de Recalques no Maciço de RSU....................................................... 129
5 CONCLUSÃO E SUGETÕES DE PESQUISA.............................................. 133
REFERÊNCIAS................................................................................................. 137
21
1 INTRODUÇÃO
1.1 Contexto geral
Os aterros sanitários são locais destinados à deposição final dos resíduos sólidos
gerados pela atividade humana. Estes são compostos de resíduos domésticos, comerciais, de
serviço de saúde, da indústria de construção, enfim, resíduos que não sofreram nenhum
destino nobre como a reutilização, reciclagem, compostagem, aproveitamento energético e
mesmo os resíduos não aproveitados de usinas de reciclagem.
O aterro não é somente um local de armazenamento, mas também é um
empreendimento projetado de acordo com normas específicas de engenharia para
administração e deposição final dos resíduos sólidos de cidades que fazem uso de suas
capacidades. Isto porque a solução que muitas pequenas cidades estão encontrando é o
consórcio de cidades vizinhas para construção de aterros sanitários coletivos.
O aterro sanitário é a solução mais indicada de disposição final de Resíduos
Sólidos Urbanos (RSU) no solo, sem causar danos e riscos à saúde, e à segurança das pessoas,
com impactos ambientais minimizados, pois permite, ou pelo menos deveria o monitoramento
e tratamento dos líquidos e gases gerados pela decomposição dos resíduos.
O gerenciamento de um aterro sanitário correto exige o cumprimento rigoroso das
várias etapas da deposição dos RSU, como a impermeabilização do solo, o confinamento e a
compactação do RSU com uma camada de solo, a captação e tratamento do chorume, e a
extração e queima controlada dos gases gerados.
Apesar da grande heterogeneidade que os RSU apresentam em sua composição,
quando estão dispostos no corpo do maciço do aterro, compactados e após os recalques, com a
retirada dos gases de efeito estufa (GEE) e do lixiviado, podem tornar-se estáveis, com
características muito próximas as de materiais geotécnicos convencionais.
As principais propriedades mecânicas dos RSU relacionadas ao seu uso como
suporte de pequenas obras de engenharia estão relacionadas à sua resistência ao cisalhamento,
à sua compressibilidade e à sua permeabilidade. Todas estas propriedades são bastante
influenciadas pela composição e estado de alteração do resíduo consolidado, bem como pelos
índices físicos e pelo comportamento mecânico individual de cada um de seus componentes.
22
1.2 Motivação e justificativa
Os aterros sanitários são áreas de extrema importância para a sociedade
consumista atual, desativados, representam espaços em ¨standby¨ para o poder público. Sem
definição, tornam-se áreas ocupadas ilegalmente, onde as famílias convivem com mau cheiro
e doenças inerentes ao ambiente. Assumidas pelo governo poderiam ter suas finalidades
definidas oficialmente, como parque, campo de futebol, estacionamentos.
Existe uma dificuldade de definição de parâmetros para a ocupação destas áreas,
seja pela complexidade do comportamento geomecânico do maciço dos resíduos sólidos, seja
pela ausência de estudos das características quando submetidos a carregamentos dos resíduos
sólidos no Brasil, dessa forma, é necessária a definição de técnicas e metodologias que melhor
se enquadrem na realidade das cidades ou do ambiente urbano.
O encerramento da vida útil do ASMOC tem sido marcado por sucessivos
adiamentos, graças à união de células desativadas, o fechamento definitivo está programado
para o ano de2018. Uma nova área para expansão do ASMOC já está em fase de implantação,
localizado na área adjacente ao aterro atual. E a captação de gás da Gás Natural Renovável -
GRN Fortaleza que irá tratar o biogás está em fase de início de operação.
O trabalho com o maciço de RSU mostrou-se como um desafio, uma
oportunidade de empregar conhecimento acumulado em geotecnia, agora em resíduos, cujos
parâmetros técnicos e equipamentos precisam ser testados, o que exigem bastante pesquisa e
parâmetros que ainda estão a ser investigados.
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
A avaliação da evolução do comportamento geomecânico de Aterros Sanitários do
Estado do Ceará através da realização de ensaios de laboratório e de campo.
1.3.2 Objetivos específicos
- Realizar ensaios geotécnicos de campo ao longo do tempo, como o
Standard Penetration Test – SPT; módulo de deformação – GeoGauge; e
ensaios de prova de carga direta (PCD), em uma célula experimental,
assim como em células desativadas com características semelhantes;
23
- Realizar ensaios geotécnicos de laboratório, como composição
granulométrica, granulometria, plasticidade; densidade real, teor de
matéria orgânica, compactação, índice de suporte Califórnia, e
cisalhamento direto, em RSU de células desativadas, com características
semelhantes;
- Comparar o comportamento do Aterro Antigo (aleatório) com a Célula
Experimental (planejada).
- Realizar medidas de rigidez nos RSU através do GeoGauge, para
verificar, de forma pioneira, sua aplicabilidade em obras de maciços de
aterros sanitários;
- Avaliar se determinação de parâmetros de deformabilidade por diferentes
ensaios conduzem a diferentes valores e porque isso ocorre;
- Avaliar tendências na mudança de comportamento nos RSU ao longo do
tempo.
1.4 Metodologia
A metodologia adotada para a realização desta pesquisa tem como base a
execução das seguintes etapas: pesquisa bibliográfica; escolha do local para execução do
estudo; coleta de amostras deformadas do solo de cobertura e de RSU; realização dos ensaios
de caracterização no solo de cobertura (granulometria, plasticidade, compactação e índice de
suporte Califórnia) e caracterização dos RSU (umidade, composição gravimétrica,
granulometria, plasticidade, densidade real, teor de matéria orgânica, compactação, índice de
suporte Califórnia, e cisalhamento direto).
Os ensaios de campo realizados foram sondagem à percussão (standard
penetration test - SPT), GeoGauge e provas de carga direta; apresentação; análise dos
resultados e proposição de procedimentos de investigação e de projeto que considerem as
peculiaridades desse tipo de obra.
1.5 Estrutura da tese
A presente tese foi estruturada em 6 capítulos. No capítulo 1 é apresentada uma
introdução sobre o assunto abordado, a metodologia e a estrutura da tese.
24
O capítulo 2 contém uma revisão bibliográfica dos diversos temas enfocando-se
basicamente, os conceitos gerais, tipos e técnicas empregadas na execução de aterros
sanitários, enfatizando os principais elementos estruturais de um aterro.
No capítulo 3 apresentam-se os métodos e os equipamentos utilizados na
realização dos diversos ensaios, escolha do local de estudo, o Aterro Sanitário Metropolitano
Oeste de Caucaia – ASMOC, e descrição da área de investigação. Coleta de amostras, ensaios
de laboratório e de campo. Comparação dos resultados e previsão dos módulos de elasticidade
e dos recalques no maciço de RSU.
No capítulo 4 apresentam-se os resultados obtidos e análises através dos ensaios
de campo e de laboratório. Os resultados dos ensaios de caracterização de laboratório
realizados do solo de cobertura e no RSU. Resultados dos ensaios de campo – ensaios de
sondagem à percussão na Célula Experimental e no Aterro Antigo; ensaios de GeoGauge na
Célula Experimental e no Aterro Antigo; ensaios de placa na Célula Experimental e no Aterro
Antigo. Comparação e previsão dos módulos de elasticidade e dos recalques no maciço de
RSU.
Finalmente, no capítulo 5, são apresentadas as conclusões inerentes à pesquisa,
como também às sugestões para pesquisas futuras que venham a ser realizadas em
continuidade a este trabalho.
25
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Para melhor compreensão deste trabalho, apresenta-se a seguir a revisão bibliográfica
realizada para contextualizar os objetivos, os procedimentos e as conclusões obtidas durante o
desenvolvimento desta pesquisa.
2.1 Resíduos sólidos urbanos (RSU)
Atualmente, as pessoas vivem numa sociedade de consumo, cuja grande
característica é produzir lixo. Nos últimos dez anos, a população do Brasil aumentou 9,65%,
enquanto que, no mesmo período, o volume de lixo cresceu mais do que o dobro disso, 21%
(ABRELPE, 2012). A questão da destinação final dos RSU no Brasil é muito complexa, tendo
em vista a dimensão continental do país e as realidades diversas de suas regiões. Algumas
grandes cidades possuem estrutura para se dar ao lixo o destino correto, porém muitas outras
não dispõem dessa estrutura e convivem ainda com a realidade dos lixões, contribuindo para a
contaminação ambiental e populacional.
Zanta e Ferreira (2003) definem resíduos sólidos urbanos como os materiais
resultantes das inúmeras atividades desenvolvidas em áreas com aglomerações humanas,
abrangendo resíduos de várias origens, como residencial, comercial, de estabelecimentos de
saúde, industriais, da limpeza pública (varrição, capina, poda e outros), da construção civil e,
finalmente, os agrícolas.
Para a implantação da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), no Brasil, foi
aprovada a Lei nº 12.305/10, regulamentada pelo Decreto 7.404/10. Essa política propõe a
prática de hábitos de consumo sustentável e contém instrumentos variados para propiciar o
incentivo à reciclagem e à reutilização dos resíduos sólidos, bem como a destinação
ambientalmente adequada dos rejeitos.
A lei ainda cria metas importantes para a eliminação dos lixões até o ano de 2016,
mas vem sofrendo vários adiamentos, por conta da falta de prioridade do tema nas prefeituras
brasileiras; determina, ainda, a elaboração de um Plano Nacional de Resíduos Sólidos com
ampla participação social, contendo metas e estratégias nacionais sobre o tema.
Atualmente, observa-se com freqüência uma polêmica entre empreiteiras, governo e
moradores na tentativa de ocupação de terrenos de antigos lixões, como é o caso da ocupação
e expansão da construção civil na área onde funcionava o antigo lixão da capital de Alagoas,
Maceió, em Cruz das Almas. Um desabamento, ocorrido em maio de 2015, do muro de contenção
26
de uma obra executada no local, causou grande preocupação. No lugar do acidente, está sendo
construído um condomínio de prédios residenciais.
De acordo com o IPEA- Diagnóstico dos Resíduos Sólidos Urbanos 2012, por
diversos motivos, tais como disposição irregular, coleta informal, ou insuficiência do sistema
de coleta pública, não necessariamente todo o resíduo sólido gerado é coletado, isto é, mesmo
onde existe a estrutura, parte destes RSU não chega aonde deveria ser seu ponto final.
Segundo o ABRELPE (2016), o Brasil gerou 78,3 milhões de toneladas de RSU em
2016. No entanto, só foram coletadas 71,3 toneladas, o que evidencia que 7 milhões de
toneladas de resíduos não foram coletadas, tendo destino impróprio.
Dos resíduos coletados em 2011, 58% foram destinados a aterros sanitários, 24% em
aterros controlados e 17% em lixões. Isso significa que cerca de 75 mil toneladas diárias ainda
têm destinação inadequada, sendo encaminhadas para lixões ou aterros controlados, os quais
não possuem o conjunto de sistemas e medidas necessários para proteção do meio ambiente
contra danos e degradações (ABRELPE, 2012).
Outro aspecto importante é o volume de RSU gerados e o seu crescimento, segundo a
PNSB, coleta-se diariamente no Brasil cerca de 259.547 toneladas de resíduos sólidos, sendo
183.488 toneladas referentes aos resíduos domiciliares. O valor médio dos resíduos
domiciliares produzidos no Brasil era de 0,74 kg por habitante ao dia, destacando-se a região
Norte com a menor taxa (0,58 kg/hab./dia) e a região Sudeste com a maior taxa,
correspondente a 1,3kg/hab/dia (JUCÁ, 2003). Esse fato, de certa forma, reflete a influência
do nível de desenvolvimento do local na produção de resíduos sólidos.
A Tabela 1, adaptada do IBGE (2002) com a ABRELPE (2016), mostra a estimativa
da quantidade de resíduos sólidos coletados em 2000 e 2016. Enquanto, no Brasil, o
acréscimo foi de 31,13%, em 16 anos, na região Nordeste esse acréscimo foi de apenas
15,59%.
Tabela 1- Estimativa da quantidade de Resíduos Domiciliares Coletados e/ou Resíduos Coletados por Habitante
Urbano
Fonte: Datasus e IBGE (2002, 2010a); ABRELPE (2016).
Unidade de análise
Brasil
Quantidade de resíduos coletados
2000 2016
(t/dia) (t/dia)
Quantidade de resíduos por habitante urbano
2000 2016
(kg/hab. dia)(kg/hab. dia)
Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
1,04
1,2
1,1
1,1
0,918.006,20 20.987
8.495,30 15.990
1,1149.049,30 195.452
10.991,40 12.500
37.507,40 43.355
79.094,00 102.620
0,8
0,87
0,97
1,21
0,75
1,09
27
A Figura 1 mostra um comparativo dos RSU gerados e coletados em 2011, no Brasil,
por região. Nota-se que a região Nordeste é a com maior disparidade entre resíduos gerados e
coletados.
Figura 1 - RSU gerados e coletados em 2011 no Brasil
Fonte: Atlas Brasileiro de Emissões de GEE e Potencial Energético (2013)
Os RSU são constituídos de três fases: sólida, líquida e gasosa. No entanto, há
variação da proporção dessas fases ao longo do tempo, em função dos processos de
biodegradação. Daí a importância da compreensão da interação existente entre as três fases e
as alterações destas com o tempo. Um exemplo da heterogeneidade dos RSU está apresentado
naTabela 2 que mostra um arranjo típico de percentuais dos constituintes dos resíduos sólidos
urbanos.
Tabela 2- Composição gravimétrica do RSU
Componente %
Matéria Orgânica 51,4
Plásticos 13,7
Papel e Papelão 13,1
Têxteis e Couro 2,8
Madeira 1,2
Borracha 0,5
Inertes 17,3
Soma 100,0
Fonte: Plano Nacional de Resíduos Sólidos, MMA (2012)
Na composição inicialmente dos RSU, há o predomínio de componentes sólidos, e
segundo Santos & Presa (1995), o processo de degradação biológica transforma a matéria
28
orgânica sólida inicial numa considerável quantidade de gases e líquidos, dependendo do teor
de umidade, do conteúdo orgânico e das condições climáticas locais, mais especificamente da
temperatura.
2.2 Aterro sanitário
Na cidade de Fortaleza, de acordo com Santos et al. (2008), existiram 5 lixões ao
longo da história: Lixão do João Lopes, no bairro Monte Castelo (1956 a 1960); Lixão da
Barra do Ceará (1961 a 1965); Lixão do Buraco da Jia, no bairro Antônio Bezerra (1966 a
1967); Lixão do Henrique Jorge (1968 a 1977); e o Lixão do Jangurussu (1978 a 1998). Com
exceção do último, todos foram ocupados indiscriminadamente.
Desativado há dezenove anos, o Lixão do Jangurussu até hoje carece de um plano
de controle dos poluentes e de uma política de destinação da área. Enquanto isso, o referido
lixão continua sendo ocupado paulatinamente por famílias carentes que convivem com a
insalubridade alarmante do local, insetos, roedores e doenças diversas.
De acordo com a NBR 13.896 (ABNT, 1997), aterro sanitário é a forma de
disposição de RSU que obedece a critérios de Engenharia e normas operacionais específicas,
permitindo o confinamento seguro em termos de controle de poluição ambiental e proteção à
saúde pública.
Segundo a NBR 8419 (ABNT, 1992), ―Aterro sanitário é um método de
disposição de resíduos sólidos no solo, sem provocar prejuízos ou ameaças à saúde e à
segurança, utilizando–se princípios de engenharia, de tal modo, a confinar o lixo no menor
volume possível, cobrindo-o com uma camada de terra, ao final do trabalho de cada dia, ou
mais frequentemente, conforme o necessário‖.
De acordo com FEAM (2006), o aterro sanitário é uma técnica de disposição de
resíduos sólidos urbanos no solo que não causa danos à saúde pública e ao meio ambiente.
Mesmo assim, esse método de disposição final dos resíduos deve contar com todos os
elementos de proteção ambiental, listados a seguir:
a) Sistema de impermeabilização de base e laterais;
b) Sistema de recobrimento diário e cobertura final;
c) Sistema de coleta e drenagem de líquidos percolados;
d) Sistema de coleta e tratamentos dos gases;
e) Sistema de drenagem superficial;
f) Sistema de tratamento de líquidos percolados;
29
g) Sistema de monitoramento.
A Figura 2 mostra detalhes da célula de RSU, o sistema de drenagem numa célula
fechada e o RSU antes da compactação.
Figura 2 - Detalhes da célula de RSU célula fechada a) e RSU antes da compactação b)
a) b)
Fonte: Elaborado pelo autor
1.3 As fundações de edificações
As fundações são elementos estruturais artificiais intermediários entre o terreno e
a obra de engenharia e têm a função de transmitir ao terreno as cargas da construção, devendo
ter a resistência necessária para suportar esses esforços.
Por sua vez, o solo deve ter resistência e rigidez para não sofrer deformações que
possam comprometer a obra. De acordo com Barros (2011), o sistema de fundações é
formado pelo elemento estrutural do edifício que fica abaixo do solo, podendo ser constituído
por bloco, estaca ou tubulão, por exemplo, e o maciço de solo envolvente sob a base e ao
longo desta.
Gusmão (1998) cita ainda que a superestrutura e a vizinhança são elementos que
devem ser considerados integrantes do sistema solo-fundação.
São diversas as variáveis a serem consideradas para a escolha do tipo de fundação.
Em relação às características do maciço do solo, os parâmetros para escolha da fundação são:
- Variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas;
- Existência de camadas resistentes ou adensáveis;
- Compressibilidade ou resistência do solo;
- Posição do nível d’água.
Com relação à topografia, devem-se considerar dados sobre taludes e encostas do
terreno; dados sobre erosão, devido às grandes diferenças de cota dos platôs; presença de
30
obstáculos, como os drenos; e necessidade de efetuar corte e aterro, nesse caso, jamais
assentar a base da fundação na camada de RSU e sim na camada de solo.
Os dados da obra são considerados de acordo com a arquitetura, o tipo e o uso da
estrutura, como, por exemplo, se consiste em um edifício, caixa d’água ou ponte e as cargas
atuantes.
Realizado esse estudo, são descartadas as fundações que oferecem limitações de
emprego para a obra que se está realizando a análise. Ainda assim, devem-se levar em
consideração diversas condições para que o construtor escolha o tipo mais adequado de
fundação de acordo com o custo, disponibilidade financeira e o prazo desejado.
As cargas da edificação são projetadas através de plantas de cargas da estrutura,
onde são considerados vários tipos de cargas:
Cargas vivas: cargas operacionais (ocupações, armazenamento,
passagem de veículos, frenagens, etc.) ambientais (ventos) e
acidentais (colisão, explosão, fogo, etc.).
Cargas mortas: peso próprio da construção e equipamentos fixos,
empuxo de terra.
Cargas excepcionais: as que têm duração extremamente curta e muito
baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da obra, mas que
precisam ser consideradas no projeto de determinadas estruturas
(enchentes, incêndios, sismos, etc.).
A Tabela 3fornece o peso específico dos materiais mais utilizados nos elementos
constituintes de uma construção para se ter uma informação sobre os valores dos
carregamentos.
Tabela 3- Peso específico de materiais mais utilizados
Material Peso específico Unidade
Alvenaria de pedra 2200 a 2400 kg/m3
Alvenaria de tijolo maciço revestido 1600 kg/m3
Alvenaria de tijolo furado revestido 1300 kg/m3
Concreto simples 2200 kg/m3
Concreto armado 2500 kg/m3
Revestimento com madeira (taco) 45 kg/m2
Ladrilho e pedras de piso 50 kg/m2
Mármore de 2 a5 cm de espessura 50 a 90 kg/m2
Revestimento de tetos e pisos de lajes com
argamassa 25 kg/m
2
31
Material Peso específico Unidade
Telhado completo – telha francesa 125 kg/m2
Telhado completo – telha canal 150 kg/m2
Telhado completo – cimento amianto 90 kg/m2
Madeira de lei 900 kg/m3
Fonte: Barros (2011)
Para solos com alta capacidade de suporte são indicadas as fundações diretas ou
rasas, que são aquelas em que a carga da estrutura é transmitida diretamente ao solo pela
fundação. São executadas em valas rasas, com profundidade máxima de três metros, e
caracterizadas por apresentarem formato de blocos, vigas de fundação, sapatas associadas e
radiers.
As fundações superficiais, rasas ou diretas, são aquelas em que a profundidade de
assentamento da fundação no solo é menor ou igual a sua largura. A distribuição de carga do
pilar para o solo ocorre pela base do elemento da fundação, sendo que a carga
aproximadamente pontual que ocorre no pilar é transformada em carga distribuída, num valor
tal que o solo seja capaz de suportá-la. Outra característica da fundação é a necessidade da
abertura da cava para construção do elemento de fundação no fundo dela.
Deve-se sempre executar sondagens geotécnicas no sentido de reconhecer o
subsolo e escolher o tipo de fundação mais adequada para o tipo de solo de suporte. A
sondagem mais utilizada é o SPT ou Standard Penetration Test. Com ela, obtem-se:
- Os tipos de solos que ocorrem no subsolo até a profundidade de interesse do
projeto.
- As condições de compacidade (areia) ou consistência (argila) em que ocorrem os
diversos tipos de solos.
- Determinação da espessura das camadas constituintes do subsolo e avaliação da
orientação dos planos (superfície) que as separam.
- Informação completa sobre a ocorrência de água no subsolo.
As fundações profundas são aquelas em que a profundidade de assentamento deve
ser maior que o dobro da menor dimensão em planta do elemento de fundação ou, segundo a
ABNT, NBR 6122 (2010), fundação profunda é aquela que transmite a carga proveniente da
superestrutura ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral
(resistência de fuste) ou pela combinação das duas.
32
1.4 Fator de segurança
Segundo Borella (2004), as principais condicionantes de risco para a utilização
pós-encerramento do aterro são: o deslocamento vertical (recalque), a estabilidade global
(escorregamento dos taludes do maciço/deslocamento horizontal do maciço), a variação de
produção de líquidos percolados e os gases.
O deslocamento vertical ou recalque é o processo de afundamento do terreno que
provoca deformações verticais na área de disposição de resíduos. O monitoramento
geotécnico responsável pelo controle, não apenas desse deslocamento vertical, mas também
dos deslocamentos horizontais do maciço, é realizado através de marcos superficiais (marcos
planaltimétricos ou marcos de referências fixas) que são observados e acompanhados
periodicamente.
Os chamados marcos superficiais são instrumentos incorporados superficialmente
que têm a função de servir como orientadores dos deslocamentos, aos quais o aterro está
sujeito.
No que toca aos deslocamentos verticais, são analisados o recalque total, o
recalque parcial e a velocidade vertical dos deslocamentos, o que permite agilizar a definição
de ações passíveis de serem tomadas, no caso de ocorrência de situações adversas ao
normalmente observado.
Os fatores de segurança são critérios estabelecidos com base em condições em
que a obra é realizada, levando-se em consideração fatores, como carregamento, fluxo d’água
e saturação do solo, e parâmetros de resistência dos materiais. A Tabela 4 apresenta os fatores
de segurança estabelecidos pela NBR 11.682 (ABNT, 2004):
Tabela 4- Fatores de Segurança recomendados para projetos de obras de estabilização em locais sem processos
de estabilização instalados.
Grau de Segurança
Necessário para o local
Fatores de Segurança recomendados para projetos de estabilização
FSm* FSc**
Muito alto 1,5 1,2
Alto 1,4 1,15
Médio 1,3 1,1
Baixo 1,2 1,05
Fonte: NBR 11682 (ABNT, 2004).
*FSm: Fator de Segurança calculado para as condições mais prováveis
(estatisticamente).
33
**FSc: Fator de Segurança calculado para condições críticas (estatisticamente):
seja de carregamentos, inclusive os efeitos de fluxo d’água e saturação do solo, seja para os
parâmetros de resistência dos materiais (ABNT NBR 11682, p. 28, 2004).
Isto posto, Borella (2004) afirma que, pelo comportamento do maciço, pequena
variação de recalques e estabilidade, e até mesmo a execução de construções poderiam ser
possíveis, desde que os materiais e o tipo de fundações utilizadas fossem adequados à situação
do local.
Quanto à produção de líquidos percolados, esse item pode ter pouca importância
para utilização sequencial da área, uma vez que toda a produção nesse local deve ser
transportada para estações de tratamento de esgoto, para ser diluído, bem como o local de
acumulação poderá ser isolado.
A condicionante que leva mais tempo para desaparecer numa Área de Resíduos
Desativada - ARD é a produção de gás, que não pode ser negligenciada, visto que poderá
causar riscos aos futuros usuários do local. A solução seria o reaproveitamento do biogás
gerado pela decomposição da matéria orgânica.
1.5 Propriedades Físicas dos RSU
A composição é uma característica fundamental para o estudo físico dos materiais.
No entanto, o RSU possui a propriedade de alteração de sua composição devido aos materiais
degradáveis.
O resíduo sólido urbano é altamente heterogêneo, apresentando tanto
componentes inertes como os degradáveis (matéria orgânica), os quais passam por processos
de degradação, gerando gás e chorume. A degradação pode provocar alterações significativas
nas propriedades mecânicas desses materiais (CARVALHO, 1999).
2.5.1 Composição
A composição física ou gravimétrica define o percentual dos diversos
componentes presentes no lixo. A composição gravimétrica normalmente reflete o nível de
renda da população. Desse modo, é de se esperar que populações mais ricas apresentem, por
exemplo, um menor percentual de material orgânico e maiores percentuais de vidro e material
plástico, em consequência de uma menor manipulação de alimentos, e maior utilização de
alimentos semiprontos.
34
A fase sólida dos RSU é constituída por uma mistura de materiais de diferentes
tipos, formas e dimensões, tais como papel, plástico, tecido, borracha, madeira, vidros, metais,
resíduos alimentares e de feiras, entulhos e outros. Esta composição é muito heterogênea,
variando tanto no percentual como nas dimensões desses materiais. Carvalho (1999) apresenta
dados compilados de alguns autores da composição dos RSU de diversas localidades,
representados na Tabela 5.
Tabela 5- Composição, em percentagem de peso, para diferentes cidades
RSU
Cidade/País
Bangkok
Tailândia
Pequim
China
New York
USA
Istambul
Turquia
Atenas
Grécia
Cochabamba
Bolívia
Recife
Brasil
São Paulo
Brasil
Metal 1 1 5 2 4 1 2 5
Papel 25 5 22 10 19 2 15 14
Plástico - 1 - 3 7 3 8 14
Borracha
Couro e
madeira
7 1 3 6 4 1 - 7
Têxtil 3 - - 3 - - - 3
Mat.Org. 44 45 20 61 59 71 60 51
Vidro 1 1 6 1 2 1 2 1
Outros 19 46 46 14 5 21 13 5
Fonte: Carvalho (1999)
Devido à falta de padronização, há diferença na nomenclatura e dificuldade em
classificar os materiais no momento do ensaio. Por outro lado, de forma geral, observa-se uma
semelhança, como, por exemplo, o grande predomínio da porção materiais putrescíveis e
outros: no Rio de Janeiro é 59%, na Célula Experimental do ASMOC (Fortaleza) são 51%.
Segundo ABRELPE (2012), a composição dos resíduos sólidos no Brasil é 31,9% de
recicláveis, 51,4% material orgânico e 16,7% considerados como outros.
Porém, Jucá (2003) afirma que nossas normas técnicas sobre aterros de resíduos
sólidos foram elaboradas, em sua maioria, há duas décadas e praticamente não incorporam os
conceitos mais recentes de Geotecnia Ambiental. No entanto, aspectos de Geotecnia
Ambiental são aplicados atualmente a projetos de aterros de RSU, sendo primordiais na
elaboração deles, alguns podendo ser destacados.
Lamare Neto (2004), ao analisar a composição gravimétrica do resíduo da cidade
do Rio de Janeiro, constatou que os resíduos gerados em bairros mais pobres possuíam maior
peso específico que aqueles gerados nas regiões mais nobres da cidade. Ressalta-se que a
35
composição gravimétrica dos resíduos é influenciada também pelos hábitos e grau de
desenvolvimento da população.
Na Tabela 6, encontra-se a composição gravimétrica dos resíduos destinados à
Célula Experimental do ASMOC realizado por Carneiro e Moura (2016).
Tabela 6- Composição gravimétrica do resíduo destinado à Célula Experimental
Componentes
% em massa da amostra de
200 kg
Média
Materiais putrescíveis 38,8
Outros 12,6
Plástico 15,6
Fraldas 8,4
Trapos 7,7
Papel 9,8
PET 1,5
Vidro 2,5
Ferro 1,3
Borracha 1,1
Alumínio 0,8
Fonte: Adaptada de Carneiro e Moura (2016)
2.5.2 Distribuição do Tamanho das Partículas
O conhecimento dos elementos que compõem a massa de RSU e o percentual que
cada grupo de substância individualmente participa é de particular importância no estudo das
propriedades geomecânicas, haja vista que esse parâmetro regerá o comportamento global em
um aterro de resíduos sólidos.
A recomendação técnica GDA E 1-7, segundo DGGT (1994), traz que os
componentes individuais dos RSU são escolhidos de tal maneira que cada grupo de
substâncias apresente materiais com características similares e referentes ao comportamento
mecânico e estabilidade bioquímica. Os grupos de substâncias são:
- Peças grandes: substâncias residuais de grande porte, que são compostas de
diversos componentes como móveis, colchões, etc.;
- Papel / Papelão: substâncias residuais compostas basicamente de papel ou fibras
semelhantes ao papel, como papelão, embalagens de papel, impressos, etc.;
- Plásticos filmes: despejos que se componham basicamente de substâncias
sintéticas macias ou cujas características sejam dominadas por tais substâncias,
como embalagens plásticas macias, lâminas plásticas, têxteis, borracha macia,
couro macio, etc.;
36
- Plásticos duros: despejos que se componham basicamente de substâncias
sintéticas duras, como embalagens plásticas rígidas, copos de iogurte, garrafa
PET, plásticos rígidos, couro duro, borracha rígida, etc.;
- Metais: metais ferrosos e não ferrosos;
- Minerais: despejos que se componham basicamente de substâncias minerais ou
que apresentem um comportamento mecânico ou biológico similar (inertes),
como vidro, cerâmica, pedra, solo, etc.;
- Madeira;
- Material Misto: despejos com granulometria ≤ 20 mm que, de uma forma geral,
são constituídos por materiais orgânicos e minerais. O material misto ou
residual é dividido em dois grupos a seguir: a) 8 – 20 mm e b) ≤ 8 mm.
Os RSU são materiais multifásicos constituídos por fase sólida, líquida e gasosa,
assim como os solos. Existe uma variação do percentual das fases com o tempo, devido aos
processos de biodegradação que estão relacionados com teor de umidade, conteúdo orgânico
do RSU e condições climáticas. O ponto básico para a compreensão do comportamento dos
maciços de RSU é o conhecimento das interações existentes entre as três fases e as alterações
destas com o tempo.
O percentual de matéria orgânica dos RSU brasileiros, típicos de países em
desenvolvimento, varia na faixa de valores de 50 a 60% do peso total da amostra. Altos
percentuais de componentes orgânicos proporcionam elevados teores de umidade nos corpos
dos aterros de resíduos, elevando-se a produção de chorume, dentre outros efeitos
(BORGATTO, 2010).
2.5.3 O Teor de Umidade
O teor de umidade é muito importante na velocidade de degradação dos materiais
putrescíveis e depende da composição inicial do material, das condições climáticas locais, do
processo de operação dos aterros, da taxa de decomposição biológica, da capacidade e
funcionamento dos sistemas de coleta de líquidos percolados e do sistema de recolhimento.
Observam-se, na Tabela 7, os componentes papel e têxteis como os que retêm maiores teores
de umidade.
37
Tabela 7- Umidade dos Componentes do RSU Aterro Bandeirantes (São Paulo)
Componente Teor de Umidade (%)
Base Seca Base Úmida
Metais 19,6 16,4
Papel 74,8 42,8
Vidro 5,9 5,7
Plástico 41,5 29,3
Borracha 24,5 19,6
Têxteis 55,0 35,5
Pedra 12,6 11,2
Madeira 69,8 41,1
Pasta Orgânica 47,0 32,0
Fonte: Carvalho (1999)
2.5.4 Temperatura
Durante o processo de aterramento, em função da presença de oxigênio, a
decomposição é aeróbica, gerando gás carbônico, vapor de água e sais minerais.
As temperaturas dos RSU normalmente variam de 30 a 60º C, aumentando
conforme se avança a profundidade, em alguns aterros ela tende a se estabilizar entre cinco a
dez metros de profundidade, em outros casos isto é muito variável, existem aterros com
temperatura aumentando até 30 metros de profundidade. Sua importância deve-se à evolução
dos processos de degradação dos RSU, podendo deflagrá-los, acelerá-los ou mesmo retardá-
los.
Em alguns aterros sanitários logo após a compactação, o oxigênio cessa e as
temperaturas tendem a diminuir, devido à decomposição anaeróbica dos resíduos, que é um
processo biológico, envolvendo diversos tipos de micro-organismos, com cada grupo
realizando uma etapa específica, na transformação de compostos orgânicos complexos em
produtos simples, como os gases metano e sulfídrico.
2.5.5 Biodegradação
A biodegradação consiste em transformar componentes orgânicos, modificando
componentes sólidos, em gás e líquidos, influenciando as variações das propriedades
geotécnicas dos resíduos ao longo do tempo.
A biodegradação dos RSU é influenciada pelo tamanho das partículas, idade de
geração, composição, teor de umidade, temperatura no aterro (no corpo do aterro e ambiente
38
externo), aspectos quantitativos e qualitativos de nutrientes, pH dos líquidos presentes,
densidade e grau de compactação.
Os aterros sanitários podem ser entendidos como verdadeiros e heterogêneos
reatores biológicos, tendo como principais componentes de entrada e alimentação, os resíduos
sólidos e a água, e como principais elementos de saída, os líquidos percolados e o biogás
(MARQUES, 2001).
2.5.6 Produção de Chorume
Também chamado de lixiviado ou percolado, o chorume é um líquido com grande
quantidade de poluentes de coloração escura e de odor desagradável, encontrado normalmente
em recipiente onde ficou armazenado lixo por algum tempo. O chorume é o principal
contaminador de rios e do lençol freático. Ele é originário de três diferentes fontes: da
umidade natural do lixo, aumentando no período chuvoso; da água de constituição da matéria
orgânica, que escorre durante o processo de decomposição; e das bactérias existentes no lixo,
que expelem enzimas que dissolvem a matéria orgânica com formação de líquido.
2.5.7 Produção de Gases
Os fatores que podem influenciar na produção de biogás são composição dos
resíduos dispostos, umidade, tamanho das partículas, temperatura, pH, idade dos resíduos,
projeto do aterro e sua operação.
A geração de biogás inicia-se após a disposição dos resíduos sólidos,
encontrando-se registros de metano ainda nos primeiros três meses após a disposição,
podendo continuar por um período de 20, 30 ou até mais anos depois do encerramento do
aterro. O gás proveniente dos aterros contribui consideravelmente para o aumento das
emissões globais de metano. As estimativas das emissões globais desse gás, provenientes dos
aterros, oscilam entre 20 e 70 Tg/ano, enquanto que o total das emissões globais pelas fontes
antropogênicas equivale a 360 Tg/ano, indicando que os aterros podem produzir cerca de 6 a
20 % do total de metano (IPCC, 2005).
O gás de aterro é formado por vários componentes, alguns presentes em grandes
quantidades, como o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2), e outros em quantidades
em traços. Os gases presentes nos aterros de resíduos incluem metano, dióxido de carbono,
amônia (NH3), hidrogênio (H2), gás sulfídrico (H2S), nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). O
metano e o dióxido de carbono são os principais gases provenientes da decomposição
39
anaeróbia dos compostos biodegradáveis dos resíduos orgânicos. A distribuição exata do
percentual de gases irá variar conforme todos os parâmetros já apontados e também conforme
a idade do aterro.
2.5.8 Peso Específico
O peso específico representa a relação entre a sua massa e o volume unitário da
massa de resíduos, sendo que seu valor sofre permanentes variações de acordo com a etapa
em que está sendo abordada, desde sua geração, lançamento, compactação e continua ao
longo do tempo.
Os fatores principais que influenciam o peso específico dos RSU são a sua
composição física (teor de material orgânico, recicláveis, etc.), sua granulometria (tamanho
médio de partículas), o grau de compactação durante a deposição (método executivo do
aterro) e seu estágio de degradabilidade. O valor do peso específico está diretamente ligado à
sua composição gravimétrica (distribuição dos grupos de substâncias), sendo que quanto
maior for a quantidade de componentes leves (papel, papelão, plásticos, etc.) ou quanto menor
for a quantidade de matéria orgânica, menor será seu valor. Observa-se que em áreas de maior
poder aquisitivo, com maior consumo de materiais supérfluos, o peso específico dos RSU é
menor, quando comparado a áreas de menor poder aquisitivo e com maior descarte de matéria
orgânica.
Uma das características determinantes no comportamento geotécnico de qualquer
aterro é o estado de tensões induzido pelo peso próprio dos materiais que o constituem. Desta
forma, torna-se incoerente o estudo do comportamento mecânico de qualquer material
aterrado sem que seja conhecido seu peso específico.
Apesar de não haver ensaios normalizados para a determinação do peso específico
dos RSU, ele pode ser determinado como sendo a relação entre o peso e o volume da massa
de resíduo. A Tabela 8apresenta valores de peso específico publicados na bibliografia
científica do assunto.
Tabela 8- Valores de peso específico de RSU encontrados na literatura
Autor Peso Específico
(kN/m3)
Local/Condições
KAIMOTO e CEPOLINA, 1997
5,0 – 7,0 Resíduos novos não decompostos e pouco
compactos
9,0 – 13,0 Resíduo após compactação
GABR e VALERO, 1995 8,0 Resíduo saturado
40
Autor Peso Específico
(kN/m3)
Local/Condições
BENVENUTO e CUNHA, 1991 10,0 Condição Drenada
13,0 Condição Saturada
SANTOS e PRESA, 1995 7,0 Resíduos novos
10,0 Resíduos após ocorrência de recalque
MAHLER e ITURRI, 1998 10,5 Sítio São João com 10 meses de alteamento
SARSBY, 2000 1,2 – 3,0 Resíduo lançado no aterro
KAVAZANJIAN, 2001 10,0- 20,0 EUA
SILVEIRA, 2004
12,2 – 14,8 Ensaio Percâmetro - Paracambi - RJ
18,2 Ensaio tipo vala, Gramacho – RJ
9,15 Ensaio tipo vala, Nova Iguaçu - RJ
BAUER, 2006 8,6 – 15,6 Aterro com Resíduos Degradados
CATAPRETA et al. 2005 7,0 – 11,0 Aterro Sanitário
CARVALHO, 2006 9,47 – 16,36 Paracambi – RJ
9,99 – 11,75 Ensaio Percâmetro, Santo André - SP
OCHS e SHANE, 2006
7,35 Resíduo Fresco, População Baixa Renda
4,9 Resíduo Fresco, População Classe Média
1,96 Resíduo Fresco, População Classe Alta
Fonte: Borgatto, 2010
Segundo Silveira (2004), propriedades como peso específico e permeabilidade
devem ser determinadas como função da porosidade, que, por sua vez, é função do método de
deposição, da sobrecarga aplicada e da idade do aterro. Uma grande parte dessas propriedades
sofre mudanças significativas com o tempo. A decomposição da matéria orgânica e os
processos de compressão primária e secundária alteram, de forma significativa, seus valores.
Lamare Neto (2004) verificou que o peso específico dos resíduos reduziu de (2,50
kN/m3), em 1986, para (1,70 kN/m
3), em 1998, no município do Rio de Janeiro. Segundo ele,
essa redução se deveu ao desenvolvimento tecnológico, o qual tem proporcionado a produção
de materiais mais leves, concluindo, portanto, que essa redução é uma tendência mundial.
2.5.9 Compactação
A compactação é o processo de abatimento da camada de RSU através da
passagem de uma máquina compactadora sobre a camada de RSU. Dessa forma, ocorre uma
variação do peso específico seco dos RSU, cujo comportamento é semelhante ao encontrado
em solos.
41
A compactação em RSU em aterros sanitários provoca a redução de volume da
massa de resíduos, por conta da aplicação de uma determinada pressão realizada com o
emprego de tratores. Ao longo do tempo, com a constante deposição de camadas sobrepostas
de RSU, o processo de decomposição da matéria orgânica acaba por promover uma redução
volumétrica do aterro e alterar o seu comportamento geotécnico, principalmente em relação à
sua estabilidade e aos possíveis recalques. Portanto, uma boa compactação garante, também,
aos maciços de um aterro sanitário, condições estruturais e de estabilidade (CATAPRETA et
al., 2003).
A compactação dos RSU exerce influência na resistência, estabilidade e
compressibilidade. Esse processo depende de fatores, como a composição dos RSU, espessura
da camada a ser compactada, massa e tipo de compactação realizada. Segundo Boscov (2008),
no Brasil, a compactação dos RSU geralmente é realizada por meio de tratores de esteiras,
embora existam rolos compactadores específicos para aterros sanitários.
A redução de volume de um maciço de lixo compactado pode ser de 30 a 40% do
seu volume inicial, dependendo da sua composição e do grau de rapidez de sua estabilidade e
do tempo. Os mecanismos responsáveis pelo desenvolvimento de recalques em aterros de
RSU são complexos, podendo ser ocasionados por processos físicos, químicos e biológicos,
devido à decomposição da matéria orgânica e dissipação das poro-pressões de líquidos e
gases, bem como à adição de novas camadas de lixo ou cobertura de solo e à
compressibilidade de suas frações constituintes (SIMÕES, 2000).
A variação do peso específico seco dos RSU com o teor de umidade de
compactação apresenta comportamento semelhante encontrado em solos, com base em
análises de um conjunto de curvas de compactação apresentadas por KÖNIG &
JESSBERGER (1997).
GABR e VALERO (1995) ensaiaram resíduos domiciliares com idade entre quinze e
trinta anos, utilizando energia do Proctor Normal. Nestes, obtiveram-se peso específico seco
máximo de 9,3 kN/m3, associado a um teor de umidade ótimo de 31%. A saturação completa foi
atingida com um teor de umidade de cerca de 70%, correspondendo a um peso específico seco de
aproximadamente de 8,0 kN/m3.
2.5.10 Permeabilidade dos RSU
O coeficiente de permeabilidade do resíduo sólido é um importante parâmetro de
projeto e operação de aterros. Seu conhecimento é necessário para o dimensionamento do
42
sistema de drenagem dos percolados e da estabilidade do maciço de resíduo, para a
estabilidade de fundação e taludes.
A permeabilidade (k) do RSU é influenciada pela sua composição gravimétrica e
pelo grau de compactação da massa de resíduo. Sua variação no RSU é devida a densidade e a
idade do resíduo. Vale observar que em estudos realizados por CEPOLLINA et al. (1994) em
poços de 50,0 cm de diâmetro e profundidade de 30,0 m em maciço de resíduos com elevados
percentuais de matéria orgânica e doze anos de deposição, foram obtidos valores da ordem de
10-E07cm/s para coeficiente de permeabilidade. Na Tabela 9, é observada uma coletânea de
resultados de ensaios de permeabilidade encontrados na literatura nacional e internacional.
Tabela 9- Valores de Coeficiente de Permeabilidade de Aterros de RSU no Brasil
Fonte: Izzo, 2008
De acordo com MÜNNICH et al. (2006), em RSU a permeabilidade horizontal é
maior que a permeabilidade vertical, sendo de 1 a 2 ordens de grandeza. Também, com o
aumento da densidade dos RSU, ocorre uma redução na diferença entre as permeabilidades
horizontais e as verticais.
43
2.5.11 Propriedades Mecânicas dos RSU
Os aterros sanitários são obras geotécnicas recentes de cerca de trinta anos, sendo
ainda raros os relatos sobre o comportamento geotécnico de maciços sanitários, isto é, da
massa de resíduos, uma vez que essa preocupação somente surgiu a partir da necessidade de
aproveitamento máximo de cada área de disposição, resultando na verticalização dos aterros
sanitários. (CURTY, 2005).
A técnica de execução de um aterro sanitário, segundo TIVERON et al. (1995),
consiste, basicamente, na compactação do resíduo em células com a altura variando de 2 a 4
metros e inclinação máxima do talude de 1:2. O resíduo deve ser espalhado e compactado
pelo talude de baixo para cima, com 3 a 5 passadas do trator de esteira (SCHALCH et al.,
1990), de modo a obter um peso específico mínimo de 10 kN/m3,TIVERON et al. (1995).
As principais propriedades mecânicas dos RSU são resistência ao cisalhamento e
compressibilidade, bastante influenciados pela composição e estado de alteração do RSU,
bem como pelo comportamento mecânico individual de cada componente.
No entanto, segundo CARVALHO (1999) a quantificação dessas propriedades é
difícil, devido à heterogeneidade do material, o qual apresenta diferentes tipos, formas e
dimensões de constituintes e componentes que podem degradar com o tempo, gerando gases e
lixívia.
Materiais como plásticos, panos e trapos, couros, borrachas, e outros se
constituem como os componentes fibrosos da massa de RSU, afetando diretamente o
comportamento do maciço quanto à resistência ao cisalhamento, pois conferem valores
elevados de ―falsa coesão‖. Já a presença de materiais inertes e dimensionalmente estáveis,
como entulhos e solo, proporcionam ao RSU resistência ao atrito entre as partículas
(CARDIM, 2008).
2.5.12 Compressibilidade dos RSU
A compressibilidade é a capacidade que um corpo ou substância tem de reduzir o
seu volume quando se encontra submetido a pressões. A compressibilidade dos aterros de
RSU está relacionada, basicamente, ao carregamento imposto e às transformações
bioquímicas de seus materiais constituintes. Os mecanismos envolvidos nos recalques, que
são muito complexos devido à heterogeneidade dos resíduos, à deformabilidade das partículas
e à presença de grandes vazios, fizeram com que MANASSERO et al. (1996) propusessem os
seguintes mecanismos:
44
- Compressão física, devido à quebra e reorientação dos elementos sólidos;
- Recalques de desagregação, devido à migração de pequenas partículas
para os vazios das partículas maiores;
- Comportamento viscoso e fenômeno de consolidação, envolvendo o
esqueleto sólido e partículas simples ou componentes;
- Recalques de decomposição, devido à biodegradação dos componentes
orgânicos;
- Colapso dos componentes devido às alterações físico-químicas, como a
corrosão, oxidação e degradação dos componentes inorgânicos.
2.5.13 Resistência ao Cisalhamento dos RSU
Qualquer ponto no interior da massa de solo está sujeito a esforços devido ao peso
próprio, além daqueles gerados pela ação de forças externas. Esses esforços resultam em um
estado de tensão, de forma que se tem tensão normal () e cisalhante (), que variam em
função do plano considerado.
A resistência ao cisalhamento dos resíduos sólidos urbanos é um parâmetro
geotécnico de interesse fundamental na descrição de suas propriedades geomecânicas,
essencial ao projeto e operação de aterros de resíduos, em especial, ao cálculo de estabilidade
de taludes.
Quando um aterro é submetido a deformações sob uma dada tensão normal
efetiva, sua resistência ao cisalhamento é capaz de suportar esforços até uma condição limite.
A ruptura do solo é alcançada quando as forças cisalhantes se igualam às forças resistentes e
uma superfície de cisalhamento crítica se desenvolve. A resistência ao cisalhamento é a
tensão cisalhante no plano de ruptura no momento da ruptura.
A resistência ao cisalhamento de um solo em qualquer direção é a tensão de
cisalhamento máximo que pode ser aplicada à estrutura do solo naquela direção. Quando esse
máximo é atingido, diz-se que o solo rompeu, tendo sido totalmente mobilizada sua
resistência.
A resistência ao cisalhamento dos resíduos sólidos urbanos, da mesma forma que
para solos, é de interesse fundamental no entendimento de seu comportamento geomecânico,
sendo um elemento essencial ao projeto e à operação de aterros de resíduos, em especial ao
cálculo de estabilidade de taludes (BORGATTO, 2010).
45
A ruptura de um solo produzida por cisalhamento ao longo de uma superfície de
ruptura ocorre por deslizamento de uma parte do maciço sobre uma zona de apoio fixa. A
tensão de cisalhamento é a tensão que rege a relação que une, no momento da ruptura e ao
longo da superfície de ruptura, a tensão normal ou tensão de compressão (σ) e a tensão
tangencial ou tensão de cisalhamento (τ).
Segundo Ortigão (2007) uma vez iniciada a aplicação da força T, o campo de
deformações passa a ser desuniforme, ou seja, diferente para cada ponto considerado no
interior do corpo de prova. As deformações específicas lineares ou distorcionais não podem
ser determinadas a partir de observações na superfície da amostra.
Em RSU, a ruptura de aterros é quase sempre um fenômeno de cisalhamento
associado a rupturas por tensão de tração. Isso ocorre devido à presença de materiais fibrosos
nos componentes constituintes dos RSU, tais como plásticos, têxteis, dentre outros, que
promovem um incremento nos parâmetros de resistência. Esse comportamento dos aterros de
RSU se assemelha aos aterros de solos reforçados, que apresentam, geralmente nas curvas
tensão-deformação, um ganho de resistência com o acréscimo de deformação que não
apresentam comportamento de pico (MOTTA, 2011).
Apesar de existirem grandes diferenças entre RSU e solos, a utilização da
Mecânica dos Solos clássica, ainda hoje, com grande proveito, aplica-se com a mesma
associação dos RSU ao ângulo de atrito interno e uma coesão, definidos a partir da envoltória
de resistência Mohr-Coulomb.
Gonzalez (1995) afirma que a redução da resistência ao cisalhamento,
principalmente da coesão, é resultado da degradação físico-química e biológica que ocorre no
RSU, ocasionando o enfraquecimento do efeito de reforço e que, após concluído o período de
degradação da matéria orgânica, o aumento da densidade do material tende a acarretar um
melhor entrosamento entre partículas, resultando em melhoria das propriedades de resistência
(CARDIM 2008).
Segundo Cardim (2008), não há dados conclusivos a respeito das variações de
resistência com a idade do aterro. Por sua vez, Walter (1992) citado por Gonzalez (1995),
apresenta uma avaliação qualitativa do comportamento de resistência e densidade em função
do tempo de aterramento, conforme mostrado na Figura 3
.
46
Figura 3 - Avaliação qualitativa do comportamento de resistência e densidade em função do tempo de
aterramento proposta por Walter
Fonte: Walter (1992) apud Gonzalez (1995)
Segundo Boscov (2008), os RSU podem apresentar elevadas deformações sem
atingir um estado de ruptura, com resistência crescente em função da deformação. Assim, a
coesão e o ângulo de atrito dos RSU devem ser sempre especificados para um nível de
deformação aceitável para o maciço sanitário.
Gabr e Valero (1995) realizaram ensaios de cisalhamento direto em amostras de
resíduos sólidos antigos, retiradas do aterro de Pioneer Crossing, na Pensilvânia. As amostras
foram compactadas em uma caixa de cisalhamento circular de diâmetro de 63,5 mm e altura
de 23 mm. Durante o ensaio, a velocidade permitiu a dissipação do excesso de poro-pressão
durante a fase de cisalhamento. Como exemplo, para uma tensão normal de 69 kPa, foi
adotada uma velocidade de 0,024 mm/minuto. Os referidos ensaios mostraram um ganho de
resistência com os deslocamentos horizontais sem haver pico de resistência. Os valores
efetivos de coesão e ângulo de atrito medidos foram avaliados para 5 e 10% de deslocamentos
horizontais. Em um gráfico apresentado pelos autores, no qual estão presentes pares de
parâmetros de resistência obtidos por eles e por outros autores, constatou-se que para 5% de
deslocamento, a coesão e o ângulo de atrito foram de aproximadamente 17 kPa e 21º
respectivamente. Para um deslocamento horizontal de 10%, estes valores aumentaram para 20
kPa e 32,7º, aproximadamente. Por meio desses ensaios, constataram que os valores de ângulo
de atrito aumentaram com os níveis de deslocamento, enquanto que a coesão permaneceu
praticamente constante.
Lamare Neto (2004) realizou ensaios de cisalhamento direto em equipamento
convencional com dimensões de 100 x 100 x 70 mm (b x l x h). O autor realizou ensaios para
amostras de resíduos oriundos do pré-tratamento mecânico-biológico do RSU com
47
granulometria inferior a 3/8 de polegada. Na primeira amostra, utilizando-se tensões normais
de 25, 50, 75, 100, 200 e 400 kPa, ele obteve valores de coesão de 7, 10 e 12 kPa e de ângulo
de atrito de 35º, 36º e 37º para deslocamentos horizontais de 4, 7 e 10% respectivamente.
Fucale (2005) também realizou ensaios de cisalhamento direto em equipamento
convencional (100 x 100 x 30 mm). Em seu trabalho, a autora teve o objetivo principal de
avaliar a influência dos componentes de reforço na resistência do RSU. As amostras eram
oriundas de resíduos com idades entre doze e quinze anos do aterro sanitário de Ihlenberg, na
Alemanha. Para esta situação, foram definidas duas composições diferentes. A primeira era
denominada de ―Matriz básica‖, na qual a quantidade de fibras era inferior a 2% do peso total
da amostra. Já a segunda, denominada de ―Matriz básica reforçada‖, possuía 3,5% de fibras
em relação ao peso total da amostra, cujas dimensões variavam entre 5 a 10 mm de largura e
15 a 30 mm de comprimento.
Como forma de apresentar alguns valores de parâmetros de resistência, nos
ensaios com o equipamento convencional, para a matriz básica reforçada do aterro de
Ihlenberg, com 20% de deslocamento horizontal (20 mm), obteve-se uma coesão próxima de
26,8 kPa e um ângulo de atrito de 37,4º, para tensões normais de 100, 200, 300 e 500 kPa. Já
a matriz básica, apresentou uma coesão de 23,3 kPa e ângulo de atrito de 38,3º para tensões
normais de 100, 200 e 300 kPa.
Como os constituintes dos RSU incluem partículas com grandes dimensões
mesmo quando se utilizam equipamentos de grande porte para os ensaios, há a necessidade de
separar ou tratar os constituintes, cujas dimensões são excessivas com relação às dimensões
da caixa de ensaios (ABREU, 2015).
Não existe um critério estabelecido para a dimensão máxima de partícula a ser
incluída nos corpos de prova. A norma D3080 (ASTM, 2011) estabelece que as partículas
ensaiadas podem ter dimensão de até 1/12 do lado ou diâmetro da caixa de ensaio.
Manassero et al. (1996) apresentam resultados de ensaios de compressão triaxial
em resíduos sólidos de alguns pesquisadores. Verifica-se que os RSU apresentam grandes
deformações sem demonstrar uma mobilização de pico da tensão cisalhante (Figura 4).
48
Figura 4 - Curvas tensão x deformação típicas para o resíduo sólido urbano
Fonte: MANASSERO et al.(1996)
Costuma-se apresentar parâmetros de resistência ao cisalhamento de RSU, obtidos
por diferentes métodos e autores, em gráficos do tipo coesão (c) x ângulo de atrito (),
estabelecendo-se uma faixa recomendada para projetos. Como exemplo dessas faixas, pode-se
citar aquelas propostas por SANCHEZ – ALCITURRI et al.(1993) apresentadas na Figura 5.
Figura 5 - Faixa recomendada para projetos de aterros de resíduos - parâmetros de resistência ao cisalhamento de
RSU.
Fonte: SANCHEZ-ALCITURRI et al. 1993.
2.5.14 Ensaio de Matéria Orgânica
Magdoff (1992) definiu matéria orgânica em sentido amplo, como organismos
vivos, resíduos de plantas e animais pouco ou bem decompostos, que variam
consideravelmente em estabilidade, susceptibilidade ou estágio de alteração.
0
200
400
600
800
1000
1200
0 5 10 15 20 25 30 35 40
tensã
o d
esvia
tóri
a (k
Pa)
deformação axial (%)
Grisolia et al. (1991)
Jessberger & Kockel (1993)
3 = 300 kPa
3 = 200 kPa
3 = 100 kPa
3 = 50 kPa
49
A molécula orgânica é um conjunto químico composto de carbono e forma
ligações carbono-carbono e carbono-hidrogênio e em alguns casos também pode conter
nitrogênio, enxofre, fósforo, oxigênio, entre outros. Destaca-se especialmente por ser grande,
complexa, diversificada, como é o caso dos carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos
nucléicos.
Os resultados da determinação da matéria orgânica, através da metodologia de
Matos (2006) estão apresentados na Tabela 10. Estes foram determinados a partir da média
aritmética de duas determinações, com base nos valores obtidos nos ensaios de determinação
do teor de carbono.
Tabela 10- Conteúdo de matéria orgânica nos RSU, de acordo com a metodologia de Matos (2006).
MATÉRIA ORGÂNICA
RSU NOVOS RSU VELHOS
M.O. (%) 62,65 4,55
Fonte: Rocha (2008)
Comparando-se os valores do teor de sólidos voláteis e os de conteúdo de matéria
orgânica, observa-se a proximidade dos resultados, comprovando que as duas metodologias
são eficientes para mostrar a quantidade de matéria orgânica que ainda há para ser degradada
nos RSU.
Segundo Braida et al. (2011), a matéria orgânica interfere no comportamento
físico do solo por seus efeitos sobre a agregação e consistência dele, atuando na formação de
agregados e, portanto, na distribuição do tamanho de poros, bem como na sua estabilidade.
Para compreender os efeitos da matéria orgânica do solo sobre o comportamento
mecânico deste, deve-se, primeiro, compreender os efeitos da matéria orgânica sobre a coesão
e o atrito existente entre suas partículas que, teoricamente, definem sua resistência ao
cisalhamento (BRAIDA et al., 2011).
1.6 Ensaios de Campo
Nos ensaios de campo, os procedimentos apresentam menos controle das
variáveis para a realização de ensaios, no entanto, mais reais em relação aos resultados. Em
muitos casos, apresentam também maiores custos quanto à contratação dos serviços, pois
exigem equipamentos específicos e mobilizações de várias equipes, o que encarece o trabalho,
no qual o fator tempo também é importante.
50
Outro fator importante nos ensaios de campo é ajustar a programação da equipe
executora dos ensaios com a direção do aterro, pois devido a este último apresentar-se em
atividade, são necessárias intervenções que não prejudiquem o aterro.
2.6.1 Sondagem à Percussão (SPT)
Segundo Pinto (2006), a resistência à penetração é um índice intensamente
empregado em projetos de fundação. A escolha do tipo de fundação para prédios comuns e as
definições de projetos, como tipo e comprimento de estacas, etc., são costumeiramente
baseadas apenas nos resultados de sondagens (identificação visual e SPT), analisadas de
acordo com a experiência regional e o conhecimento geológico do local.
A principal dificuldade na execução de ensaios de sondagem à percussão (SPT) é
a heterogeneidade do material, que provoca alteração dos valores de resistência medidos,
devido às hastes dos equipamentos e avarias do amostrador.
Vários autores (SIEGEL et al., 1990, SÁNCHEZ-ALCITURRI et al., 1993,
COUMOULOS et al., 1995 e JUCÁ et al., 1997) têm avaliado a resistência dos RSU por
meio de ensaios in situ como sondagem à percussão (SPT) e ensaio de placa. Na maioria dos
casos, esses ensaios são difíceis de serem executados, devido à presença de materiais
resistentes como plásticos, madeira, borracha etc., os quais fornecem grandes valores de
resistência e avarias nos equipamentos.
Segundo Sowers (1968) e Jucá et al. (1997), os valores de penetração do
amostrador ―Nspt‖ raramente ultrapassam dez golpes. Já Coumoulos et al. (1995) e Sánchez-
Alciturri et al.(1993) encontraram valores crescentes de N com a profundidade, sendo que os
resultados obtidos com Coumoulos et al. (1995) para o aterro Ano Liossia (Grécia)
apresentaram-se bem maiores, com N variando cerca de 25 golpes, para a profundidade de 5
metros, até cerca de 65 golpes, para a profundidade de 25 m.
Esses ensaios apresentam um alto grau de dispersão nos resultados, o que torna
difícil sua interpretação e obtenção das propriedades de resistência do RSU através de
correlações com o número de golpes (KNOCHENMUS et al., 1998).
Já no aterro sanitário de Valdemingómez, Madrid, Espanha, Pereira e Sopeña
(2000) encontraram grande dispersão dos dados, com valores de N variando entre 6e 63,
devido à heterogeneidade dos materiais que constituem o aterro e ao valor pontual que têm
estes ensaios.
51
No entanto, Teixeira e Godoy (1996) apresentaram uma correlação mais direta
entre os valores de Nspt e E, como pode ser visto na equação 16. Os fatores j e w necessários
para aplicação da equação podem ser obtidos na Tabela 11.
NsptwjE .. (2.1)
Tabela 11- Valores de j e w
Solo j w (MN/m2)
Areia Pedregulhosa
3,0
0,10
Areia 0,90
Areia siltosa 0,70
Areia argilosa 0,55
Silte arenoso
5,0
0,45
Silte 0,35
Silte argiloso 0,25
Argila arenosa 7,0
0,30
Argila siltosa 0,20
FONTE: Teixeira e Godoy, 1996.
A Figura 6 apresenta resultados típicos de ensaios de SPT, executados em vários
aterros sanitários. Nesta figura estão apresentados os resultados obtidos por COUMOULOS et
al. (1995) para o aterro de Ano Liossia, em Atenas (Grécia), os resultados obtidos por
SÁNCHES-ALCITURRI et al. (1993) para o aterro de Meruelo (Espanha), bem como os
resultados obtidos por JUCÁ et al. (1997) para o aterro de Muribeca (Recife) e resultados
obtidos por SOWERS (1968) para aterros não controlados da Geórgia (USA).
52
Figura 6 - Resultados típicos de ensaios de SPT
2.6.2 Ensaio de Geogauge (EG)
Dentro da proposta mecanicista de análise do comportamento dos RSU, pode-se
utilizar um teste de campo de medida da rigidez do solo (Soil Stiffness Gauge - SSG), que
permite obter diretamente medidas das propriedades dos materiais e das estruturas das
camadas de um pavimento, ou maciço de solo qualquer.
Criado originalmente para melhorar o controle tecnológico do processo de
compactação e de construção de pavimentos, foi utilizado nesta pesquisa como elemento
inovador na análise do comportamento de um aterro de RSU, pela sua simplicidade e rapidez.
53
Esse equipamento encontra-se normalizado pela ASTM, com a norma D6758-02.
O ensaio é de realização rápida, sendo que, em ambiente de obra, torna-se interessante,
porque também não provoca interferência ou atraso significativo dos trabalhos, para liberação
de camadas.
É possível estabelecer correlações entre parâmetros obtidos pelo GeoGauge
(EG) e os obtidos por outros ensaios. Em seguida, apresentam-se algumas correlações
relativas ao módulo resiliente de solos, determinado por diversos ensaios, tanto laboratoriais
como de campo.
Vários autores (CHEN et al., 1999; LENKE et al., 1999) têm apresentado
significativas correlações entre o EG e o cálculo do módulo resiliente do FWD (MFWD), o
módulo inicial e de recarga de PLT, [EPLT (i) e EPLT (R2)] e os valores de CBR,
principalmente para dados de ensaios de campo.
Investigações realizadas (SAAWANGSURIYA, 2002; SEYMAN, 2003) sobre a
avaliação do GeoGauge concluíram que a densidade, a umidade e as condições de fronteira e
rigidez das camadas subjacentes afetam a medição do módulo do GeoGauge (GUDISHALA,
2004).
Segundo Abu-Farsakh et al. (2004), as medições da rigidez no GeoGauge são
muito sensíveis à umidade e podem obter-se valores nulos de rigidez para altos teores de
umidade. O mesmo autor refere-se também a influência da profundidade comas edições do
GeoGauge (ABU-FARSAKH et al., 2004)
Duas possíveis correlações entre o GeoGauge e o ensaio de carga em placa (PLT),
descritas no próximo item, foram investigadas por Abu-Farsakh et al. (2004). As Eq. 2-1 e
Eq. 2-2 apresentam as correlações entre EG e o módulo inicial (EPLT (i)) e o módulo de
recarga [EPLT (2)], respectivamente, obtidos a partir de ensaios PLT em laboratório.
(2.2)
(2.3)
54
2.7 Previsão do Comportamento Geomecânico de Aterros Sanitários
2.7.1 Modelos de Previsão de Capacidade de Maciços de RSU
O interesse do reaproveitamento das áreas de aterros sanitários pós-fechamento
induz à necessidade de maior conhecimento da capacidade de carga dos maciços de RSU.
A capacidade de carga dos maciços de RSU é geralmente reduzida e depende de
fatores, como espessura de solo de cobertura, métodos construtivos, composição e densidade
dos resíduos.
Segundo SOWERS (1968), o fator mais significativo na capacidade de carga é a
espessura do solo de cobertura sobre o resíduo. O autor admite que em resíduos muito
compressíveis, carregamentos pequenos e camadas de solo de cobertura relativamente espessas,
a distribuição de tensões ocorre de forma que os acréscimos de tensões que atingem os
resíduos são mínimos e, só quando a camada de cobertura não for espessa o suficiente, ocorrerão
movimentos diferenciais no solo, que não suporta a sobrecarga, puncionando parte da cobertura.
Segundo SOWERS (1968), a capacidade de carga para aterros sanitários está
entre 25 e 40 kPa. De acordo com OLIVEIRA (2002), as características tensões x deformação
são tão diferentes que, considerando-se uma parcela de contribuição dos resíduos, é difícil
esperar que a capacidade de carga seja obtida com deformações admissíveis para uma
fundação.
2.7.2 Ensaio de Placa
O Ensaio de placa ou prova de carga direta consiste, basicamente, na instalação de
uma placa rígida com uma área não inferir a 0,5 m2 instalada sobre o solo natural na mesma
cota prevista no projeto das fundações superficiais. Aplicam-se cargas verticalmente no centro
da placa, em estágios, e medem-se as deformações simultaneamente com os incrementos de
carga. Os resultados são apresentados em gráficos de pressão x recalque.
PALMA (1995) apresenta resultados de uma campanha de ensaios de
carregamento de placa, com diversos diâmetros de espessuras de solos de cobertura,
realizados no Aterro Controlado de Meruelo, Espanha. O autor admitiu, como a capacidade de
carga, a menor tensão obtida entre a deformação corresponde a 10% do diâmetro da placa ou
5 cm. As curvas obtidas de cargas x recalques foram crescentes, quase lineares, alcançando
55
valores elevados de deformação. Só foi verificado o mecanismo de ruptura por
puncionamento.
As cargas de ruptura, estimadas pelo autor, são de: 360 kPa para uma cobertura de
solo de 30 cm, 250 kPa para uma espessura de 20cm, e 180 kPa diretamente sobre os
resíduos. Vale ressaltar que o perfil típico do aterro de Meruelo segue um sistema
multicamada com espessuras médias de resíduos de 1,7 m, intercaladas por solos de cobertura
com espessuras médias de 20 cm.
O mesmo autor relata que, devido às características multicamadas dos resíduos,
tratando-se de fundações reais, não se deve empregar os valores diretamente obtidos por
ensaios in situ e, portanto, são necessárias formulações teóricas para determinar cargas
admissíveis, propondo os modelos apresentados a seguir.
2.7.2.1 Hipótese da Resistência Nula dos Resíduos
Uma primeira aproximação é desconsiderar a resistência dos resíduos, admitindo
a cobertura como material rígido. Dessa forma, a ruptura ocorrerá por puncionamento e a
carga será totalmente suportada pela resistência ao cisalhamento vertical (não drenada) do
solo na superfície perimetral formada ao redor da fundação. Em caso de placa circular, tem-se
a seguinte expressão:
(2.4)
Onde:
Ph = tensão de ruptura da placa
D = espessura do solo de cobertura
B = diâmetro da placa
c1 = resistência ao cisalhamento não drenada do solo
A aplicação desse modelo é adequada para relações de D/B da ordem de 0,5. Para
valores maiores ou menores, o modelo não se adequa ao fenômeno físico que realmente
ocorre. Para relações de D/B maiores que 1,5, o mecanismo de ruptura afeta unicamente o
solo de cobertura, apresentando mecanismo de ruptura generalizado.
56
2.7.2.2 Hipótese Considerando Resistência Total dos Resíduos
Esta hipótese considera resistência total dos resíduos e também considera um
mecanismo de ruptura por puncionamento.
(2.5)
Onde:
Prs = tensão atuante sobre os resíduos
Considera-se a tensão atuante sobre os resíduos como a tensão de ruptura
correspondente à ruptura generalizada clássica de solos que pode ser expressa por:
(2.6)
Onde:
Q = sobrecarga
s’ = fator de forma (placa circular = 0,2)
c2 = resistência não drenada dos resíduos sólidos
2.7.2.3 Hipótese de Comportamento Elástico
Para alcançar a carga de ruptura segundo o modelo anterior, são requeridas
grandes deformações, devido ao comportamento tensão x deformação observada nos resíduos.
Normalmente considerada uma limitação dos recalques, essa condição de ruptura nunca é
alcançada (ruptura generalizada dos resíduos).
Dessa forma, a tensão de puncionamento é simplesmente regida pela resistência
não drenada do solo de cobertura e por uma parcela de resistência dos resíduos. Para uma
placa circular, pode ser expressa pela equação:
(2.7)
Onde:
= tensão de puncionamento
= tensão transmitida aos resíduos.
A tensão transmitida ao resíduo depende do comportamento tensão x deformação
do solo de cobertura e dos resíduos, sendo sua obtenção complicada. Uma primeira
57
aproximação pode ser suposta, admitindo-se um espraiamento da carga em um ângulo com a
vertical (a), obtendo-se a seguinte expressão:
(2.8)
Onde:
P = tensão atuante na placa
2.7.2.4 Hipótese Baseada na Teoria de Brown e Meyerhorf (1969)
Devido ao comportamento completamente distinto entre o solo de cobertura e os
resíduos, é difícil esperar que a carga de ruptura, expressada anteriormente, seja atingida sem
chegar a grandes deformações. Brown e Meyerhorf analisaram a carga de ruptura de um
sistema de duas camadas de solo, sendo o estrato inferior com uma resistência menor que o
superior, e a espessura da camada superior menor que a inferior. Partem da hipótese que essas
condições conduzem a um fenômeno de ruptura progressiva, o qual conduz ao puncionamento
da camada superior. Para relações D/B < 1,5 carga de ruptura é expressa por:
(2.9)
Onde:
Nc = Coeficiente da carga de ruptura (≈6,05 para fundações circulares)
Comparações realizadas por PALMA (1995) entre análises por elementos finitos e
os resultados analíticos desta última equação demonstraram boa adequação a esse modelo.
3.7.3 Modelos de Previsão de Capacidade de Recalques
Em decorrência da grande quantidade de variáveis dos maciços de RSU, como
natureza dos resíduos, composição gravimétrica, umidade, compactação, permeabilidade,
tempo etc., é muito complexo determinar qual será o recalque sofrido pela massa de RSU.
Vários estudos e pesquisas têm sido realizados para contribuir e solucionar esse problema,
com base em métodos empíricos e teóricos.
De acordo com Abreu (2000), não há um modelo aplicável que considere todas as
variáveis envolvidas no processo de recalque de resíduos sólidos urbanos. Segundo
Nascimento (2007), a maioria dos modelos existentes podem ser divididos nas seguintes
58
categorias: i) modelo de consolidação, no qual a teoria do adensamento de Terzaghi
normalmente é utilizada; ii) modelo reológico, como, por exemplo, o modelo exponencial de
creep de Gibson e Lo; iii) modelo de biodegradação, no qual se observa a degradação da
matéria orgânica, podendo ser avaliada através de modelos de geração de gás; iv) modelos
baseados em regressões (por exemplo, logarítmicas, hiperbólicas, bilinear, multilinear),
obtidas através de dados de recalques do aterro. De forma mais simples, podendo os modelos
ser considerados tradicionais ou convencionais.
2.7.3.1 Modelos Tradicionais
Segundo Tapahuasco (2009), desde a década de 1970 até os dias atuais, muitos
pesquisadores tentam desenvolver modelos matemáticos para expressar os recalques ocorridos
em aterros sanitários. Os modelos tradicionais são predominantemente empíricos, ou seja,
desenvolvidos a partir da observação de aterros sanitários e estudos de casos, sem considerar
as propriedades e fatores que causam os recalques ocorridos no maciço.
2.7.3.1.1 Modelo de Sowers
Sowers (1968) foi quem primeiro idealizou um modelo de previsão de recalques
para os aterros de resíduos sólidos, considerando a compressão inicial, primária e secundária.
O modelo de Sowers (1979) foi feito utilizando-se o modelo clássico de Terzaghi para solos,
adaptando-o para resíduos sólidos urbanos.
No modelo de Sowers, os recalques são divididos em duas etapas: recalques
primários e secundários. Os recalques primários podem ser determinados pela teoria clássica
da mecânica dos solos, pois eles são ocasionados pelo peso da massa de resíduos e pela
eliminação das pressões intersticiais, durante aproximadamente trinta dias.
A segunda etapa é caracterizada pelo desenvolvimento de mudanças físico-
químicas, decomposição biológica e a deformação mecânica do tipo viscoso, possuindo uma
relação linear com o logaritmo do tempo.
Apesar da simplicidade de sua aplicação, o modelo de Sowers é inadequado para a
estimativa de recalques em RSU, por não considerar diretamente os recalques ocasionados
pelo fenômeno da biodegradação e utilizar-se de suposições simplificadoras da Teoria de
Terzaghi, que não são válidas para o caso dos RSU (Validade da Lei de Darcy, solo saturado,
sólidos incompressíveis, fluxo unidimensional). Por essa razão, deve haver muitas ressalvas
na aplicação desse modelo (BARBOSA, 2016).
59
2.7.3.1.2 Modelo de Bjarngard e Edgers
O modelo de Bjarngard e Edgers (1990) foi proposto a partir da compilação e
análise de 24 casos históricos de monitoramento de aterros sanitários (PARK et al., 2002
apud DENARDIM, 2013). Através do monitoramento e análise de dados, foi observado que a
compressão secundária era dividida em duas fases distintas. A primeira, ocorrida em prazo
intermediário, e a segunda a longo prazo (COMPARIN, 2011). A equação proposta continha
parâmetros referentes à compressão primária e secundária, ou seja, considerava a compressão
mecânica dos vazios e a redução dos vazios existentes, o que elimina a necessidade de
determinação do índice de vazios inicial (SIMÕES, 2000).
Segundo Tapahuasco (2009), o modelo de Bjarngarde Edgers (1990) apresenta
um melhor comportamento para estimar os recalques que o modelo de Sowers (1971), mas o
modelo é inconsistente devido a dois fatores: as duas primeiras parcelas (compressão inicial e
secundária) serem baseadas na teoria da consolidação primária e secundária de solos e por
considerar um comportamento homogêneo dos fatores de degradação influenciadores dos
recalques.
2.7.3.1.3 Modelo de Yen e Scanlon (1975)
O modelo foi desenvolvido a partir dos resultados obtidos no monitoramento de
três aterros sanitários distintos, durante um período de nove anos (SIMÕES, 2000). No
modelo, as taxas de recalques crescem com a altura do aterro e decrescem linearmente com o
logaritmo do tempo. O modelo só é aplicável a recalques secundários, ou seja, recalques em
um longo prazo.
De acordo com Simões (2000), os dados de recalque obtidos devem ser ajustados
de acordo com os dados de campo, e o modelo apresenta-se inconsistente para tempos muito
grandes, uma vez que, dependendo da combinação das constantes, o recalque poderia tornar-
se negativo.
2.7.3.1.4 Modelo Hiperbólico de Ling et al. (1998)
O modelo hiperbólico de Ling et al. (1998) foi formulado através das limitações
dos modelos de Yen e Scanlon (1975). No modelo hiperbólico, as compressões primárias e
secundárias foram dispostas em uma única equação. O tempo inicial corresponde ao início das
60
medidas de recalque, podendo ser arbitrado em t=0, ou em algum outro tempo de interesse
(MARQUES, 2001). A magnitude dos recalques pode ser determinada pela seguinte equação:
(2.10)
Onde:
Δt = Diferença entre o tempo de interesse e o tempo inicial;
ΔH = Recalque medido entre ti e t0;
ΔHult = Recalque último esperado em t0; e
= Taxa de recalque inicial em t0.
Os parâmetros e ΔHult podem ser determinados pela relação de t/H versus t,
através de uma análise de regressão linear. Logo, os inversos do intercepto e da inclinação
fornecem os parâmetros e ΔHult. A relação pode ser reescrita da seguinte forma:
(2.11)
De acordo com Tapahuasco (2009), a aplicabilidade do modelo é função das taxas
(velocidades) dos recalques, sendo as melhores correlações obtidas quando as taxas diminuem
com o tempo. Outro fator importante é que os parâmetros das equações são próprios e
característicos ao comportamento de cada curva de recalque.
2.7.3.2 Modelos Convencionais
Devido à importância dos fenômenos de biodegradação nos recalques ocorridos nos
maciços sanitários, alguns pesquisadores desenvolveram modelos matemáticos de previsão de
recalques, levando em consideração esse processo (Tapahuasco, 2009). Os principais modelos
foram desenvolvidos, levando-se em consideração os fatores mais importantes que intervêm
no processo de biodegradação da matéria orgânica e serão citados a seguir.
2.7.3.2.1 Modelo de Meruelo (1995)
Em aterros sanitários, geralmente, a maior parte dos resíduos dispostos nas células
não são biodegradáveis (orgânicos), quando comparados ao montante de inservíveis mais
recicláveis. De acordo com Palma (1995), a quantidade de material degradado, poderia ser
determinada pela diferença de material acrescido e a quantidade de material remanescente em
um certo tempo ―t‖, ou seja, a quantidade total de material adicionada ao maciço, subtraída da
61
quantidade de material que sofreu o processo de degradação por meio da ação de micro-
organismos.
O modelo de Meruelo (1995) foi elaborado considerando os principais parâmetros
que determinam a biodegradação da matéria orgânica: tempo, teor de matéria orgânica nos
resíduos, umidade, ritmo de desenvolvimento dos processos de degradação, dentre outros
(DENARDIN, 2013).
Segundo Melo (2003), o aterro é considerado como uma massa homogênea, com
densidades constantes, em qualquer tempo e em qualquer célula de estudo do aterro sanitário.
A principal hipótese adotada admite o coeficiente de hidrólise como agente
limitante do processo de biodegradação, uma vez que a hidrólise é o processo mais
frequentemente utilizado pelos micro-organismos para transformar compostos orgânicos
complexos em compostos mais simples, fornecendo condições favoráveis à decomposição
total da matéria orgânica nos estágios sucessivos de construção e operação de um aterro
sanitário. A hidrólise é um parâmetro que depende principalmente das condições de umidade
e segundo os próprios autores pode variar em até quatro ordens de grandeza (SIMÕES, 2000).
O modelo de Meruelo se aplica melhor a células sanitárias com períodos de
construção pequenos (menores de 150 dias) Tapahuasco (2009), e em aterros sanitários
antigos, onde os mecanismos de solicitação mecânica e dissipação das pressões neutras têm
pouca ou nenhuma influência (Palma, 1995).
2.8 Tendência Mundial
Nos Estados Unidos, áreas abandonadas/desativadas de antigas usinas de
mineração e aterros levam o nome de brownfields, que são regidas por lei específica, ainda na
década de 1980, a CERLA (Responsabilidade, Compensação e Resposta Ambiental
Compreensiva). Dessa forma, o programa dos Estados Unidos para os brownfields tem sido
um grande sucesso na recuperação e na reutilização de áreas antes contaminadas. A Agência
de Proteção Ambiental (EPA) já contemplou 552 projetos, para os quais forneceu recursos a
fim de inventariar, caracterizar, avaliar e conduzir o planejamento e o envolvimento de
comunidades afetadas por brownfields (BROMM, 2004 Apud Leite2005).
O Ministry for the Environmentof New Zeland (2001) disponibiliza, no Guia de
Aterros do Ministério do Meio Ambiente da Nova Zelândia (MENZ), os seguintes exemplos
de reutilização, uso pós-desativação ou encerramento em diferentes países:
62
- Austrália: a maioria dos aterros desativados, depois de algum tempo, são
transformados e preparados para atividades públicas, como parques, jardins e as poucas áreas
que são usadas para fins residenciais têm um rígido controle;
- Canadá: na maior parte, os aterros são utilizados para fins de recreação, como
parques e campos de golfe. Somente são implantadas edificações quando é desenvolvido
projeto de controle do gás;
- Irlanda: tem aumentado a utilização de aterros desativados para áreas verdes,
com o plantio de árvores para estabilização do local;
- Holanda: predominantemente o pós-uso é para recreação, como parques,
campos de esportes e campos de golfe;
- França: tradicionalmente, os aterros desativados são cercados e monitorados
por um período de tempo não-definido e convertidos em áreas industriais, por exemplo, de
produtos químicos e farmacêuticos ou de tratamento de lixo.
- Hong Kong: existem 13 aterros desativados que ocupam uma área de 300
hectares. Considerando as poucas áreas de recreação disponíveis, o governo efetuou um
programa de restauração desses espaços, assegurando a qualidade ambiental do entorno. Entre
os usos novos têm-se o Jordan Valley, onde foi desenvolvido um projeto de parque ecológico,
pista de aeromodelismo e um centro de educação ambiental; no ShuenWan foram implantados
nove campos de golfe; no Sai TsoWan foi implantado projeto para construção de campo de
beisebol e futebol e área de diversão para crianças.
Para a rápida reutilização dessas áreas, foi executada a captação do gás gerado
pela decomposição da matéria orgânica, com o posterior reaproveitamento da energia elétrica
para abastecimento local, bem como a utilização da energia para o tratamento do percolado.
Segue-se uma tendência mundial atual de uso dessas áreas como suporte para
fundações de pequenas edificações, subleito para estradas de veículos leves, área para
recreação ou área verde. Atualmente na elaboração dos Planos de Fechamento de um Aterro
já deve constar o Plano Diretor para definição do uso futuro e ocupação da área, limitações e
condicionantes.
A primeira experiência de implantação de parque em área de resíduo desativada
ARD do Brasil e da América do Sul foi no Aterro Raposo Tavares. Administrado pela
Secretaria do Verde e do Meio Ambiente da cidade de São Paulo, esse parque foi inaugurado
em janeiro de 1981, passou por uma pequena adaptação antes de se tornar uma área de lazer,
mas não foram realizadas nessa época as intervenções necessárias para a sua recuperação
63
ambiental, no sentido de reduzir o potencial impactante do solo contaminado com 1,9 milhões
de toneladas de resíduos, e sem estudos que atestassem o fim dos riscos antes que este
estivesse apto para suportar um novo uso.
Nesse sentido, observa-se que a área desse parque está apresentando aspectos
negativos resultantes da falta de intervenções necessárias para a sua recuperação ambiental
(Figura 7 e Figura 8). Por causa de sua origem, o solo do parque não permite que árvores de
grande porte se desenvolvam. Assim, sua vegetação é constituída basicamente por gramíneas,
arbustos e árvores de pequeno porte. Com cerca de 190 mil m², o parque coloca à disposição
de seus visitantes playground, pista de cooper, campo de futebol e área para piquenique.
Figura 7 - Campo de futebol
Fonte: Leite (2005)
Figura 8 - Playground
Fonte: Leite (2005)
64
Trabalhos referem como padrão de estabilidade do maciço apenas o
comportamento do deslocamento horizontal, que é acompanhado através da leitura da
observação de marcos superficiais, sendo analisados o deslocamento acumulado, o
deslocamento parcial e a velocidade do deslocamento.
Segundo Milititsky et al. (2008), nos últimos anos, devido ao crescimento urbano,
locais de disposição de resíduos passaram a ter valor imobiliário para a construção de prédios
comerciais e residenciais, bem como de toda infraestrutura circundante. Projetos geotécnicos
nesses materiais requerem o estudo do comportamento reológico de rejeitos, considerando os
recalques em razão da degradação do material existente no aterro em função do tempo.
65
3 MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia adotada para a realização desta pesquisa tem como base a
execução das seguintes etapas:
a) Escolha do local para execução do estudo;
b) Coleta de amostras deformadas do solo de cobertura e do RSU;
c) Caracterização física do solo de cobertura e do RSU;
d) Realização de ensaios de laboratório e de campo;
e) Apresentação dos resultados;
f) Análise dos resultados;
g) Escrita da tese.
3.1 Local de estudo
Para a realização desta pesquisa, foi escolhido o Aterro Sanitário Metropolitano
Oeste de Caucaia (ASMOC), pela sua proximidade, localizando-se a 1,6 km da BR-020, em
Caucaia-Ceará, aproximadamente, 30 km do centro de Fortaleza pela BR-020. Também pelo
histórico de trabalhos já desenvolvidos no local, existindo já algumas dissertações e teses
publicadas, além do bom relacionamento institucional, por ser um aterro em atividade, o que
possibilita o aproveitamento de equipamentos utilizados na operação do aterro para o apoio
nas pesquisas, e, por fim, por existir uma célula experimental (CE), construída em condições
projetadas, com dados de outros trabalhos de pós-graduação.
O ASMOC começou a operar em 1991, recebendo RSU coletados no Município
de Caucaia e só a partir de 1998 passou a receber os RSU da cidade de Fortaleza. Sua área
total equivale a 123,20 hectares, sendo 78,47 ha destinados a disposição de resíduos; 32,15 ha
de área de preservação ambiental; 7,04 ha de faixa de preservação de contorno; 3,19 ha de
sistema viário interno; 2,35 ha de administração, urbanização e estacionamento. Na Figura
9pode ser observada a exata localização da CE a partir de uma sequência de imagens: Brasil –
Ceará – Caucaia – ASMOC – CE (destacada em amarelo – vista da célula cercada).
De acordo com ACFOR (2010), o solo de cobertura do aterro, determinado a
partir de sondagens geotécnicas, é composto por uma camada inicial de 30 a 80 cm de areia
fina e média, siltosa, com matéria orgânica e pedregulho cinza escuro. Em seguida, encontra-
se uma espessa camada de areia argilosa de baixa permeabilidade, com uma condutividade
hidráulica média de 10-6
cm/s a 10-5
cm/s. Esse solo areno-argiloso é também utilizado como
material de cobertura dos resíduos – o solo escavado das trincheiras é reaproveitado com esse
66
fim. Foi constatado ainda, em investigação geotécnica realizada pela sondagem, que não há
sinais de lençol freático no local, fato que, combinado com a baixa permeabilidade do solo,
pode tornar improvável a poluição das águas subterrâneas.
Figura 9 - Localização da CE
Fonte: Santos, 2012
Em 2017, completam-se 19 anos de operação da ASMOC. O seu limite de
operação tinha sido estimado até o ano de 2015, entretanto sua sobrevida tem sido estendida
devido a um maior rigor na compactação dos resíduos e a utilização do espaço entre as
trincheiras já desativadas, garantindo sua operação até o ano de 2018.
Ao todo, 300 veículos circulam no local e despejam cerca de 5.500 toneladas de
resíduos por dia. Muitos veículos chegam a fazer mais de uma viagem. Apenas 400 toneladas
são provenientes da cidade de Caucaia, sendo o restante da capital cearense, Fortaleza.
Dessa forma, a presente pesquisa teve como base a realização de ensaios em duas
condições: a primeira do aterro recente, com cerca de 5 anos na Célula Experimental (CE) –
S6, onde as condições, isto é, localização, dimensões, e características foram controladas ou
conhecidas. Já a segunda, é a de aterro antigo (AA) – S9 e é uma área interna do ASMOC,
onde os RSU foram depositados há aproximadamente 13 anos. Para essa última condição, foi
considerado que os processos de biodegradação já tenham cessado.
67
3.2 Coleta de Amostras
Foram coletadas duas amostras deformadas do solo de cobertura da Célula
Experimental – CE e duas amostras deformadas do RSU, coletadas nas células encerradas do
ASMOC S-1 e S-2. Na Figura 10, indica-se a localização da célula do ASMOC e das áreas
S1, S2 e S9 onde foram realizadas as coletas e os ensaios de campo.
Figura 10 - Localização das células trabalhadas
Fonte: Elaborado pelo Autor
Após a coleta, todas as amostras foram acondicionadas em sacos plásticos e
encaminhadas para o Laboratório de Mecânica dos Solos da UFC. Vale observar que todos os
procedimentos executados para amostragem seguiram as recomendações da Associação
Brasileira de Normas Técnicas – ABNT.
3.3 Ensaios de Laboratório
Os ensaios de caracterização foram realizados em duas amostras do solo de
cobertura da CE e em duas amostras de RSU, coletadas na Célula S-1 e na Célula S-2, ou seja,
condição de Aterro Antigo (material com mais de 15 anos), a 1 m de profundidade. Vale
mencionar que não havendo normas específicas para ensaios em resíduos sólidos urbanos
(RSU), os ensaios serão baseados em normas de solos com as devidas, e necessárias,
adaptações.
68
3.3.1 Ensaios no Solo de Cobertura
Foram realizados ensaios de caracterização, compactação e CBR, em duas
amostras do solo de cobertura da Célula Experimental (aterro novo) e também do aterro
antigo. As localizações da retirada das amostras são, esquematicamente, mostradas na Figura
11.
Figura 11- Localização das coletas das amostras
Fonte: Elaborado pelo Autor.
3.3.1.1 Ensaios de Granulometria
O ensaio de granulometria consistiu em determinar as porcentagens, em peso das
diferentes frações sólidas dos solos, seguindo as recomendações da NBR 7181 (ABNT,
1984). Para a realização desse ensaio, foi destorroado todo o solo coletado e, após isso,
realizou-se o quarteamento dele.
Logo em seguida, foi pesado 1 kg do solo para o peneiramento e sedimentação, e
o ensaio seguiu de acordo com as recomendações da norma mencionada.
3.3.1.2 Ensaios de Plasticidade
Para o ensaio de limite de liquidez, NBR 6459 (ABNT, 2016), utilizaram-se 70 g
da amostra que passa na peneira Nº. 40 (0,42mm) e adicionou-se água destilada, em pequenos
incrementos, até se obter uma pasta homogênea. Em seguida, uma parte da mistura foi
69
transferida para a concha do aparelho de Casagrande, moldando-a de forma que a parte central
apresentasse uma espessura da ordem de 10 mm.
Em seguida, foi aberto um sulco com o cinzel no centro da concha e aplicados os
golpes para o fechamento em torno de 1 cm do sulco na longitudinal. Posteriormente, o
número de golpes foi anotado e utilizado cerca de 10g do centro da massa para determinação
da umidade em estufa.
O ensaio de limite de plasticidade normatizado pela NBR 7180 (ABNT, 2016) foi
realizado, tomando-se 50 g do solo que passa na peneira número 40 (0,42mm) e adicionando-
se água destilada em pequenos incrementos até a obtenção uma pasta homogênea. Em seguida
a amostra foi levada para a placa de vidro esmerilhada, onde foram retiradas pequenas
porções para se fazer a rolagem na placa, com o objetivo de se obter os cilindros de solo com
fissuras iniciadas. Nesse momento, foi utilizado solo dos cilindros moldados para
determinação da umidade.
3.3.1.3 Ensaios de Compactação
O ensaio de compactação foi realizado de acordo com as recomendações da
norma NBR 7182 (ABNT, 1986) utilizando-se a energia Proctor normal e com reuso do
material. Realizou-se o ensaio com 6 kg de solo, adicionando-se gradativamente água
destilada, revolvendo continuamente o material, de forma que o teor de umidade fosse cerca
de 5% abaixo da umidade ótima presumível. Após a homogeneização do material, o solo foi
compactado em 5camadas. O procedimento foi repetido até que se obtivessem pelo menos
dois pontos no ramo úmido da curva de compactação.
3.3.1.4 Ensaios de Índice de Suporte Califórnia
O ensaio de índice de suporte Califórnia normatizado pela NBR 9895 (ABNT,
1987) foi realizado com os 6 kg de solo na umidade ótima, na energia do Proctor normal,
compactado em cinco camadas. No espaço deixado pelo disco espaçador, colocou-se o prato
perfurado, os sobrepesos, o tripé porta-extensômetro e o extensômetro para realização do
ensaio de expansão, imerso em água por quatro dias para determinação do aumento do
volume.
Após a leitura da expansão, o corpo de prova foi submetido na prensa de CBR, ou ISC,
com uma velocidade de 0,63 pol/min, que possibilitou a construção da curva pressão x
penetração.
70
3.3.2 Ensaios nos RSU
3.3.2.1 Composição Gravimétrica
A composição do RSU foi realizada nas 2 amostras do resíduo antigo. Foi obtida
por meio de ensaio de caracterização física, o qual consistiu na separação manual acima da
malha de 4,76mm e na quantificação de cada um dos constituintes do resíduo. Dentre eles,
destaca-se a ocorrência de papel, plástico, madeira, metal, têxteis, vidros e pedras. Após a
retirada destes componentes, manualmente, o restante foi passado na peneira de 4,76 mm, o
que resultou numa grande quantidade de madeira e vegetação. Assim, a fração abaixo de 4,76
mm constituiu-se por uma mistura de areia fina e matéria orgânica, conforme representado na
Figura 12.
Figura 12- Composição gravimétrica dos constituintes do RSU, S-1 (A) e S-2 (B)
a) b)
Fonte: Elaborado pelo Autor.
3.3.2.2 Distribuição do Tamanho das Partículas
Para caracterizar o tamanho dos componentes dos RSU, procedeu-se à pesagem
do resíduo seco (sob temperatura de 60oC) através de uma série de peneiras pré-selecionadas
(2‖, 1 ½‖, 1‖, 3/4", 1/2", 3/8‖, 4,76mm, 2,00mm, 1,2mm, 0,6mm, 0,3mm, 0,15mm e
0,074mm). Assim, obtiveram-se as porcentagens das partículas que passam em cada peneira,
possibilitando o traçado da curva representativa dos diâmetros dos componentes.
71
3.3.2.3 Ensaio de Plasticidade
Para a verificação da plasticidade do RSU foi seguidas as mesmas orientações das
normas de limite de liquidez (NBR 6459) e de limite de plasticidade (NBR 7180).
3.3.2.4 Ensaio de Densidade Real
O ensaio de densidade real dos RSU foi realizado através de uma adaptação da
metodologia de densidade dos solos, conforme as recomendações da NBR 6508 (ABNT,
1984). Para realização desse ensaio, preparou-se uma amostra de RSU seca em estufa a 60oC,
passada na peneira de 1/2" (12,7 mm). Utilizou-se um picnômetro de 2000 ml e outro de 500
ml. Em um deles, foi utilizada a bomba de vácuo e, no outro, foi utilizado o chamado banho
maria. Na Figura 13são mostrados os picnômetros utilizados para a determinação da
densidade real dos grãos
O ensaio consiste em quatro pesagens, primeiro o picnômetro limpo e seco (P1),
depois o picnômetro + solo (P2), depois de retirado o ar, completa-se o volume com água
destilada e pesa-se o conjunto picnômetro + solo + água (P3) e, por último, esvazia-se o
picnômetro, lava-o e enche-o completamente com água e pesa-se o picnômetro + água (P4). O
resultado de pelo menos duas determinações não deve diferir de 0,02 gramas.
Figura 13- Picnômetros usados nos ensaios. Picnômetro de 500 ml com amostra de RSU a) e picnômetro de 2000
ml com RSU e água b).
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor.
72
3.3.2.5 Ensaio de Teor de Matéria Orgânica
Primeiramente, as amostras foram secas em estufa a 105° C, por duas horas, em
seguida, pesados 4g da amostra em cadinho de porcelana pré-pesado e, por fim, levadas para a
mufla 440° C, por cinco horas. A norma adotada foi a NBR 13600 (ABNT, 1996), que trata
da determinação do teor de matéria orgânica de solos por queima a 440 oC. Os teores de
matéria orgânica foram alcançados por diferença entre os pesos obtidos a 105oC e a 440
oC.
A Figura 14mostra os cadinhos dispostos na mufla a) e a diferença da cor das
amostras antes e após a realização do ensaio b).
Figura 14- Ensaio de determinação da Matéria Orgânica. a) cadinhos na mufla, b) diferença de cor após a
realização do ensaio
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor.
3.3.2.6 Ensaio de Compactação
O ensaio de compactação dos resíduos foi realizado através de uma adaptação da
metodologia de compactação de solos, conforme a NBR 7182 (ABNT, 2016). Após secagem
ao ar dos resíduos, tomaram-se 7 kg de RSU para execução do ensaio com reuso. Como parte
da adaptação da norma, foi utilizado um molde do cilindro grande, padrão ISC com volume
de 2085 cm3, soquete manual grande, com peso de 4.640 g, caindo de uma altura de 46,5 cm.
Foram realizados um ensaio com a energia Proctor Normal e outro com a energia modificada,
sendo necessário utilizar o cilindro maior para melhor acomodação dos resíduos, que
apresentam composição e tamanho dos grãos diferentes das partículas que compõem o solo.
Inicialmente, adicionou-se uma quantidade aleatória de água à amostra de RSU
até se verificar uma consistência adequada. Em seguida, realizou-se a homogeneização da
73
mistura (água + amostra de RSU). A compactação foi realizada com adição de 4 % de água
para o primeiro ponto e 2 % para os outros pontos subsequentes. Em cada ponto, foram
distribuídas cinco camadas iguais e, em cada camada, aplicaram-se 12 golpes, que
correspondem à energia normal, e 55 golpes, no caso da energia modificada, distribuídos
uniformemente nas superfícies de cada camada. A Figura 15 mostra o corpo de prova de RSU
após a compactação e para uma umidade de 13%.
Figura 15- Corpo de prova de RSU compactado
Fonte: Elaborado pelo Autor.
3.3.2.7 Ensaio de Resistência ao Cisalhamento Direto
Para realização dos ensaios de resistência ao cisalhamento direto, foram tomadas
amostras de RSU das células s-1 e s-2 que correspondem à condição antiga (mais de 15 anos)
secadas ao ar. As amostras foram passadas na peneira de 6,3mm, ao contrário do que fez
Lamare Neto (2004), que passou os resíduos na peneira de 9,5 mm, para que os componentes
dos resíduos ensaiados não fossem maiores que os 10% da menor dimensão da caixa de
cisalhamento. Posteriormente os corpos de prova foram moldados na umidade ótima e peso
específico seco máximo, ou seja, energia do Proctor normal (Figura 16).
Figura 16- Ensaio de cisalhamento do RSU, a) na caixa de cisalhamento,b) corpo de prova de RSU após o
cisalhamento.
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
74
Foi utilizado equipamento convencional com algumas modificações na caixa para
alcançar 70 mm de altura, ficando 100 x 100 x 70 mm (b x l x h) (Figura 17), utilizando-se
tensões normais de 50, 100, 200 e 300 kPa, para deslocamentos horizontais de 10, 15 e 20%
respectivamente, de acordo com Lamare Neto (2004).
Foram executados quatro corpos de prova nas tensões normais de 50 – 100 – 200
e 300 kPa, saturados por no mínimo doze horas e, em seguida, adensados nas tensões
normais, adotados e realizadas suas rupturas.
Figura 17- a) Ensaio de cisalhamento direto b) vista da adaptação.
a)
b)
Fonte: elaborado pelo Autor.
3.4 Ensaios de campo
Foram realizadas três baterias de ensaios de campo. A primeira bateria (2014),
com quatro ensaios de SPT, sendo 2 na Célula Experimental (CE) e 2 no Aterro Antigo
(AA),e, em seguida, 10 ensaios com o GeoGauge, 8 na Célula Experimental (CE) e 2 no
Aterro Antigo (AA). A segunda bateria (2015), com dois ensaios de SPT (1 na Célula
Experimental (CE) e outro no Aterro Antigo (AA), 4 ensaios de GeoGauge (2 na Célula
Experimental (CE) e 2 no Aterro Antigo (AA). Além desses, ainda na segunda bateria, foram
realizados 4 ensaios de prova de carga direta (2 na Célula Experimental (CE) e 2 no Aterro
Antigo (AA). A terceira bateria (2016) constou de 2 ensaios de sondagem à percussão (SPT),
1 na Célula Experimental (CE) e outro no Aterro Antigo (AA), 5 ensaios de GeoGauge, sendo
2 na CE e 3 foram realizados no AA), Além de 4 ensaios de prova de carga direta (2 na Célula
Experimental (CE) e 2 no Aterro Antigo (AA).
3.4.1 Sondagens à Percussão
A sondagem à percussão (SPT) é o mais conhecido e utilizado método de
investigação geotécnica de campo existente. O procedimento adotado para o ensaio consta da
75
perfuração realizada por trado manual. A cada metro de profundidade, coletam-se amostras do
solo, ou no caso dos resíduos por meio de um amostrador padrão, de diâmetro externo de 50
mm, que foi cravado no fundo da perfuração, usando um peso de 65 kg, caindo de uma altura
de 75 cm. Dessa forma, o valor do índice de resistência à penetração (Nspt) foi obtido pelo
número de golpes necessários para penetrar 30 cm o amostrador, após uma cravação inicial de
15 cm (Figura 18 e Figura 17)
Figura 18- Vista da realização da sondagem à percussão (SPT) a) Equipamento de sondagem; b) amostra de RSU
obtida com o amostrador bipartido.
a)
b)
Fonte: elaborado pelo Autor.
Vale destacar que os procedimentos adotados para a realização das sondagens à
percussão (SPT) seguiram as orientações da NBR 6484 (ABNT, 2001).
3.4.2 GeoGauge
O equipamento para medida de rigidez do solo (Soil Stiffness Gauge – SSG),
conhecido como GeoGauge, também foi utilizado nessa pesquisa para a obtenção do módulo
de elasticidade e, portanto, da deformabilidade, tanto do solo de cobertura quanto do maciço
de RSU. A Figura 19apresenta uma vista superior do GeoGauge.
76
Figura 19- Equipamento GeoGauge
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Os procedimentos para a utilização do equipamento GeoGauge são padronizados
pela Norma ASTM D6758-02 e rigorosamente adotados nessa pesquisa. Para a realização de
ensaios, o equipamento foi, inicialmente, colocado sobre a camada a ser avaliada.
Usualmente, as superfícies das camadas a serem ensaiadas dispensam preparações que não
vão além de uma limpeza e raspagem prévias, quando necessárias. Para assegurar uma
razoável área de contato entre a base do equipamento e a superfície da camada, capaz de
prover uma distribuição uniforme das tensões aplicadas pelo equipamento, aplicou-se uma
leve prensagem e rotação do equipamento sobre a camada. Com o equipamento posicionado
sobre a camada, iniciou-se o ensaio, que dura aproximadamente 75 segundos, quando, então,
apresentam-se, na tela do equipamento, as leituras obtidas da camada de material escavado.
O GeoGauge é um equipamento que é utilizado, mais comumente, em solo natural
e compactado. Nesta pesquisa é um equipamento utilizado, pioneiramente, para a obtenção de
parâmetros de deformação de maciços de RSU.
O GeoGauge trabalha medindo a tensão imposta à superfície do solo e à
velocidade resultante na superfície, como uma função do tempo. Trata-se de medir a
impedância na superfície do solo. Uma razão entre força e deflexão, a rigidez resulta
diretamente da medida de impedância. Para a realização do ensaio, o equipamento impõe ao
solo pequenos deslocamentos (<1,27x10-6
m) a 25 frequências fixas entre 100 e 196 Hz.
A rigidez é determinada para cada um desses 25 estágios de frequência, e a média
dos valores é, então, exibida. Ainda a frequências baixas, a impedância da superfície do solo
corresponde à rigidez e é proporcional ao módulo cisalhante do solo. Cabe ao usuário do
77
equipamento fornecer ao equipamento o coeficiente de Poisson (v) do material, sendo os
módulos cisalhantes e de elasticidade do solo determinados pelo equipamento.
O equipamento possui um pé circular, o qual permite ser posicionado diretamente
sobre o solo. As principais características dele são os seguintes:
- Peso 10 kg;
- Altura 28 centímetros;
- Diâmetro 27 centímetros;
- Rigidez - 3 até 70 MN/m;
- Módulo de Young - 26 até 607 MPa;
- Coeficiente de Poisson: 0.20 até 0.50 em incrementos de 0.05;
- Profundidade de medida - 220 até 310 mm;
- Duração da bateria - 500 a 1.500 medidas;
- Temperatura de operação: 0 a 38°C.
Vale comentar que o equipamento GeoGauge impõe tensões que se encontram
dentro da fase elástica do solo, e somente nesta fase é que se pode determinar valores reais de
módulos de elasticidade para o solo.
O GeoGauge permite monitorar a variabilidade de propriedades ao longo da
camada que se pretende avaliar, possibilitando a identificação de alterações nessas
propriedades e exibindo, durante o processo de compactação das camadas, as porções menos
rígidas.
Todos os ensaios de módulo de elasticidade realizados nesta tese foram
executados por equipes diferentes, mas com o mesmo equipamento, reduzindo o erro de
repetibilidade.
Na primeira campanha, de 2014, foram realizados 10 ensaios GeoGauge na célula
experimental, sendo 1 sobre o solo de cobertura, posicionando o equipamento na cobertura
vegetal, em outras 2 a base do equipamento foi posicionada em alturas médias e outros dois
no topo do maciço de RSU. No Aterro antigo, foram realizados quatro ensaios, dois ensaios
em alturas médias e dois ensaios no contato com o RSU, com cerca de 13 anos de repouso.
Na segunda campanha, de 2015, foram realizados 2 ensaios GeoGauge na célula
experimental, ambos posicionando a base do equipamento no topo do maciço do RSU. No
Aterro antigo, foram realizados outros 2 ensaios em posição análoga aos realizados na Célula
Experimental.
78
Na campanha de 2016, foram realizados apenas 4 ensaios com o GeoGauge: 2 ensaios
na célula experimental e dois ensaios na célula S-1, no aterro antigo. A célula S-9 não foi
ensaiada porque no momento dos ensaios recebeu uma descarga de resíduos.
Vale comentar que uma dificuldade adicional para a realização dos ensaios era a
execução das escavações e a preparação das superfícies ensaiadas, devido à necessidade de
utilização de um veículo para escavação e a própria natureza do material escavado.
Na Figura 20, mostra-se o equipamento utilizado nas escavações da Célula
Experimental, posicionado no interior de uma vala aberta, a cerca de 75 cm de profundidade,
por uma retroescavadeira utilizada nas escavações da Célula Experimental. a) escavação b)
posicionamento do equipamento.
Figura 20- Execução do Ensaio como GeoGauge. No fundo da vala a) e na superfície b)
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor.
3.4.3 Ensaios de Prova de Carga Direta
Conforme relatado anteriormente, realizaram-se provas de cargas diretas, tanto na
célula experimental quanto no aterro antigo. Os ensaios foram executados conforme as
orientações da norma NBR 6489 (ABNT, 1984), com exceção do tamanho da placa, uma
placa de aço rígida, que foi carregada em estágios por um macaco hidráulico, reagindo contra
um sistema de reação, neste caso foram utilizados veículos aproveitados da própria obra de
operação do Aterro Sanitário.
79
Vale ressaltar que, para compatibilizar os ensaios com o sistema de reação,
utilizou-se em todos os ensaios uma placa circular de aço rígido com 50 cm de diâmetro.
Assim, foram realizadas quatro provas de carga direta. De forma a simular uma
condição não drenada, foram aplicados estágios de carga do tipo rápido, com cada estágio de
carga sendo aplicado em intervalos de 10 minutos, independente da estabilização dos
recalques.
Foram realizados ensaios tanto no solo de cobertura quanto nos RSU do maciço
do aterro sanitário, na Célula Experimental e no Aterro Antigo.
Na Célula Experimental foram realizados 2 ensaios no solo de cobertura e 2
ensaios no RSU no topo do maciço sanitário. Já no Aterro Antigo, foram realizados apenas 2
ensaios no topo dos RSU do maciço sanitário.
Vale ressaltar que todos os ensaios de prova de carga direta realizados nesta
pesquisa foram executados pela mesma equipe e mesmo equipamento, reduzindo possíveis
erros de repetibilidade.
Na primeira campanha de ensaios, ocorrida em 2015, foram realizados 4 ensaios
de prova de carga, sendo 2 ensaios na célula experimental e 2 ensaios na célula 10, no aterro
antigo. Nos ensaios realizados no Aterro Antigo, eles foram feitos em um local que não havia
solo de cobertura e sobre o topo dos resíduos. Já na campanha de 2016, foram realizados
apenas 4 ensaios de prova de carga, 2 na célula experimental e outros2 ensaios na célula 9, do
aterro antigo.
Na Célula Experimental, foram realizadas escavações até atingir o topo da camada
de RSU. Neste caso, o solo de cobertura encontrava-se a cerca de 75 cm de espessura. A
Figura 21 mostra a escavação da vala para a realização da prova de carga direta na Célula
Experimental (CE).
A Figura 22mostra uma vista das provas de carga realizadas, cujo sistema de
reação utilizado foi um caminhão carregado, assim como a placa de aço utilizada para a
realização dos ensaios e os extensômetros com os cursores liberados após o recalque.
80
Figura 21- Escavação de uma vala na célula experimental para execução das provas de carga direta
Fonte: Elaborada pelo Autor.
Vale mencionar que foi realizado manutenção anteriormente à realização dos
ensaios, de forma a evitar possíveis vazamentos durante a realização dos ensaios.
Figura 22- a) vista da prova de carga direta e sistema de reação b) Placa utilizada nas provas de carga
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Na Figura 23, observa-se o equipamento de prova de carga montado com a placa
de aço, o macaco hidráulico, os pesos complementares, a régua, extensômetros apoiados na
régua para as leituras dos recalques, no caso, com o cursor totalmente estendido, sinal que o
recalque máximo permitido pelo cursor foi alcançado.
81
Figura 23- Vista geral dos componentes do equipamento de prova de carga direta
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Na Figura 24, mostra-se um caminhão carregado sendo deslocado por um trator
de esteiras, para retirá-lo do local da realização de uma prova de carga direta na Célula
Experimental (CE).
Figura 24- Retirada do caminhão utilizado com auxílio de um trator de esteiras
Fonte: Elaborado pelo Autor.
A respeito da realização dos ensaios nos RSU, quando se atinge o chorume, ou
quando ele estava umedecido, por exemplo, no inverno, o odor no local dos ensaios era muito
forte, tornando indispensável o uso do equipamento de proteção respiratória como ilustra a
Figura 25a. Na Figura 25b, ilustra-se a pá mecânica como sistema de reação para os ensaios
nos resíduos.
82
Figura 25- a) Equipamento de Proteção respiratória 3.17b) Pá mecânica como sistema de reação
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor.
Na Figura 26, observam-se detalhes dos recalques ocorridos após a realização de
um ensaio de prova de carga direta. Na Figura 26a) mostram-se trincas no solo de cobertura
da Célula Experimental (CE) e na Figura 26b) mostra-se o abatimento da superfície no topo
dos resíduos, no local do aterro antigo.
Figura 26- Observação dos recalques ocorridos após a realização de uma prova de carga direta a) trincas no solo
de cobertura da célula experimental b) abatimento no RSU no Aterro Antigo.
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
3.5 Comparação dos resultados dos ensaios de campo
Os resultados dos ensaios SPT, GeoGauge e Prova de Carga Direta foram
comparados, inicialmente, entre o maciço de RSU novo, da Célula Experimental, e o
velho,obtido no Aterro Antigo. Para tanto foram gerados os gráficos Nspt x prof; rigidez x
prof; pressão x recalque, para os RSU novo e antigo, e comparados no capítulo 4.
3.6 Previsões do módulo de elasticidade e comparação das previsões
O módulo de Elasticidade ( foi estimado a partir da sondagem à percussão
(SPT), do GeoGauge, e da prova de carga direta (PC).
Para as estimativas do GeoGauge foi adotado um Poisson de 0,35, pois o
equipamento fornece diretamente o valor de .
83
O foi estimado ainda para as Provas de Cargas realizadas nos RSU, dessa forma
foi utilizada a expressão da Teoria da Elasticidade.
(2.12)
A comparação dos obtidos para os 3 ensaios de campo ocorreu através do
acréscimo de cargas de 20 em 20 MPa para os ensaios e GeoGauge, e o mesmo procedimento
para os ensaios de sondagem à percussão (SPT) nas profundidades de 1m e 2 m.
3.7 Previsão de deslocamentos nos RSU Comparação dos Resultados
Foi feita a previsão dos deslocamentos (verticais) da placa usada nas provas de
carga diretas (PCEs), foi feita usando os mesmos carregamentos (pressões) que foram
aplicadas nos ensaios de placa, realizados no maciço de RSU (tanto na CE quanto no Aterro
Antigo).
O foi estimado a partir do NSPT e, considerando a fórmula da teoria da
elasticidade Posteriormente foi utilizado os ’s obtidos a partir do GeoGauge para, a partir da
mesma fórmula da teoria da elasticidade, onde obteve-se também os (para as mesmas
cargas das PCEs na CE e no Aterro Antigo).
Os valores previstos de são confrontados com os obtidos nas PCDs feitas nos
RSU, da CE e Aterro Antigo.
A avaliação das previsões de E, do ensaio de sondagem à percussão (SPT) ou do
GeoGauge ou da prova de carga direta (PCD) refletem de fato o comportamento do maciço de
RSU. Dava-se para estimar as PCDs dos solos de cobertura também, mas só se fossem
realizadas análises numéricas, o que não feito nesta tese devido o fator tempo.
84
4 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS E ANÁLISES
Os ensaios de laboratório foram realizados no solo de cobertura e no material dos
RSU e os ensaios de campo foram realizados tanto na célula experimental e no aterro antigo.
A seguir, serão apresentados os resultados dos ensaios realizados tanto os de
laboratório quanto os em campo.
4.1 Resultados dos Ensaios de Laboratório
4.1.1 Ensaios Realizados no Solo de Cobertura
Conforme relatado no capítulo 3 de metodologia, foram realizados os ensaios de
granulometria em duas amostras do solo de cobertura da Célula Experimental – CE, estes
foram realizados segundo a NBR 7181. Foi realizada a granulometria por peneiramento,
assim como a sedimentação.
A Figura 27apresenta as curvas granulométricas nas amostras de solos de
cobertura da Célula Experimental ensaiadas.
Figura 27 - Curvas granulométricas das amostras do solo da camada de cobertura da CE
Fonte: Elaborada pelo Autor
As amostras apresentam na sua composição: 41% e 29% de pedregulho, 49% e
55% de areia, 6% e 9% de silte e 4% e 7% de argila para as amostras1 e 2 respectivamente.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10
amostra S1
amostra S2
Po
rce
nta
gem
qu
e p
assa
(%
)
85
A Tabela 12 apresenta os dados granulométricos de diversos autores encontrados
na literatura, com destaque para Santos (2012), que realizou esta análise no mesmo aterro
(ASMOC). Observa-se que o maior percentual de pedregulho encontrado foi o desta pesquisa.
Em termos de areia, foi o menor percentual de todos; e em termos de silte e argila está entre
os valores mais altos, porém dentro dos valores encontrados por Santos (2012).
Tabela 12 - Dados granulométricos da camada de cobertura de aterro encontrados na literatura
Autor(es)/Ano Composição granulométrica (%)
Argila Silte Areia fina Areia média Areia grossa Pedregulho
A 16 18 43 24
57 10,3 32,8 -
B 23,3 55,7 21,1 -
C 10,3 - 24,8 25 - 44 33 - 52 1,6 - 14,8
D 13,8 31,8 16,8 19,3 15,4 2,9
E 21,2 - 49,1 10,9 - 28,1 34,5 - 50,1 1,8 - 3,3
F 46 - 49 24 - 30 17 - 23 4 - 8
G 16 21 17 26 17 3
H 5,5 - 36,9 9,1 - 37,1 25,6 - 54,6 8,3 - 35,6 0,4 - 7,1 -
I 23 - 29 30 - 35 18 - 24 11 - 18 4 - 5 1 - 4
J 27 33 4 5 3 28 A: Brito Filho (2005) - Aterros de Nova Iguaçu e Terra Brava (RJ), B: Franceschet et al. (2005), C: Freitas Magalhães et al. (2005) - Aterro de Belo Horizonte (MG), D: Huse (2007) - Aterro de Nova Iguaçu (RJ), E: Tozetto (2008) - Aterro de
Curitiba (PR), F: Catapreta (2008), G: Lopes dos Santos (2009) - Aterro Morro do Céu (RJ), H: Soares et al. (2011) - Aterro
de São Leopoldo (RS), I: Santos (2012) ASMOC; J: o Autor.
Fonte: Adaptada de Santos 2012
Foram realizados 2 ensaios de limite de liquidez, cujos valores encontrados foram
de 34% para a amostra 1 e 35% para a amostra 2. A Figura 28 mostra os valores dos ensaios
de limite de liquidez realizados no solo de cobertura da Célula Experimental (CE).
Figura 28- Limite de liquidez das amostras do solo da camada de cobertura da CE.
Foram realizados 2 ensaios de limite de plasticidade nas amostras do solo de
cobertura da Célula Experimental, cujos valores encontrados foram de 26% para a amostra 1 e
27% para a amostra 2.
86
Para fins comparativos, foram coletados na literatura valores dos índices de
consistência obtidos para solos de cobertura de aterros sanitários do Brasil. A Tabela 13
apresenta diversos valores dos limites de consistência de solos de cobertura encontrados na
literatura.
Tabela 13 - Dados da literatura dos limites de consistência da camada de cobertura da CE.
Aterro Autor(es)/Ano Limites de Consistência (%)
LL LP IP
Lins (2003)1 49 - 55 - 29 - 36
Freitas Magalhães et al. (2005) 29 - 43 15 - 32 10 - 19
Brito Filho (2005) 75,3 33,99 41,4
Franceschet et al. (2005) 56 - 11
Huse (2007) 44,5 21,12 -
Catapreta (2008) 43 - 49 29 - 30 13 - 20
Lopes dos Santos (2009) 32 18 14
Lúcia Lopes et al. (2011) 42 - 13
Soares et al. (2011) 25,23 - 27,42 20,36 -24,84 1,0 - 6,6
Santos (2012) 27 - 31 13 - 17 12 -15
Dados encontrados 35-34 26/27 8/9
1Aterro experimental da Muribeca (PE).
Fonte: Adaptada de Santos 2012
Pela Tabela, observa-se que os solos de cobertura registrados apresentaram limite
de liquidez que variaram de 25% a 49%; limites de plasticidade de 34% a 13%; e índices de
plasticidade de 41% a 1%; confrontando-se essas faixas de valores da literatura com os
valores obtidos nesta pesquisa, observa-se que os solos de cobertura da célula experimental
encontram-se dentro da faixa dos limites de consistência da literatura.
Sendo assim, pode-se afirmar que o solo de cobertura usado na Célula
Experimental - CE é um solo semelhante a um usualmente empregado nas coberturas de
outros aterros sanitários, portanto são solos mais plásticos, ou seja, com índices de
Plasticidades - IP maiores.
Conforme relatado anteriormente, foram realizados ensaios de compactação nas
duas amostras do solo de cobertura que apresentaram os valores de 18,25 kN/m3 para a
amostra 1 e de 18,05 kN/m3 para a amostra 2. Foi utilizada a energia de compactação normal
para estes ensaios. A Figura 29apresenta as curvas de compactação do solo da camada de
cobertura da Célula Experimental.
87
Figura 29- Curvas de compactação das amostras do solo da camada de cobertura da CE
Fonte: Elaborado pelo Autor
Para fins comparativos, foram coletados na literatura valores das massas
específicas aparentes secas máximas e umidades ótimas obtidas para solos de cobertura de
aterros sanitários do Brasil.
Pela Tabela 14, observa-se que os valores das massas específicas aparentes
máximas estão entre 27,8 kN/m3 e 14,4 kN/m
3 e as umidades ótimas estão entre 11,1% e
32,1%; sendo os valores encontrados de 18,25 kN/m3 e 18,05 kN/m
3 para as massas
específicas aparente máxima e 14,0 e 14,6% para as umidades ótimas, conclui-se que estes
valores encontrados estão dentro dos valores de compactação da camada de cobertura de
aterros encontrados em diversos trabalhos publicados.
Tabela 14 - Dados da curva de compactação (camada de cobertura de aterro) na literatura
Autor(es)/Ano
Resultados da Compactação
Umidade ótima (%) Massa específica seca(kN/m3)
Lins (2003) – 15,01 – 15,84
Brito Filho (2005) 28,2 14,40
Franceschet et al. (2005) 32,1 23,19
Catapreta (2008) – 27,80 – 28,50
Lopes dos Santos (2009) 14,1 17,60
Soares et al. (2011) – 23,80 – 27,40
Santos (2012) 11,1 – 12,2 19,89 – 20,08
Dados encontrados 14,0 – 14,6 18,25 – 18,05
Fonte: Adaptada de Santos 2012
Vale lembrar que a energia aplicada nos ensaios de compactação e Índice de
17,2
17,3
17,4
17,5
17,6
17,7
17,8
17,9
18,0
18,1
18,2
18,3
18,4
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
amostra 1
amostra 2
M.E
spec
ific
a A
p. S
eca
(kN
/m3)
Umidade (%)
88
Suporte Califórnia correspondem à energia do Proctor Normal.
Foram realizados 2 ensaios de índice de suporte Califórnia (ISC) nas amostras do
solo de cobertura da Célula Experimental – CE, a partir do gráfico da Figura 4.4 e utilizando-
se a seguinte expressão: ISC = (pressão encontrada/pressão padrão) *100, determinaram-se os
ISC da amostra 1 com valor de 7% e da amostra 2 com valor de 5%.
A Figura 30 apresenta as curvas dos ensaios de índice de suporte Califórnia (ISC)
do solo de cobertura da Célula Experimental.
Figura 30- Índice de Suporte Califórnia das amostras do solo de cobertura da CE
Fonte: Elaborado pelo Autor
Os valores de 7% e 5% são considerados baixos, no entanto com a compreensão
de que os solos de cobertura devem ser plásticos para evitar a infiltração de água, logo solos
plásticos possuem baixos valores de ISC, portanto são usualmente empregados em solos de
cobertura de aterros sanitários.
A Tabela 15 mostra os resultados dos ensaios de caracterização realizados nas
amostras de solos de cobertura da Célula Experimental. Observa-se que o material é
predominantemente fino e de média plasticidade.
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
amostra 1
amostra 2
Penetração (pol.)
Pre
ssão
(kN
/m2 )
89
Tabela 15 - Resumo dos ensaios de caracterização, de compactação, CBR e Expansão realizada no solo de
cobertura da Célula Experimental.
AMOSTRA 01 02
ABERTURA DAS
PENEIRAS (mm) 1 2
%
P
A
S
S
A
A
3/4 100 100
12,7 98 99
9,5 97 98
4,8 87 89
2,0 70 74
0,60 68 70
0,42 65 67
0,30 63 65
0,075 59 61
0,005 26 28
LL (%) 34 35
LP (%) 27 26
IP (%) 8 9
MASSA ESP. APAR. SECA
MÁXIMA (kN/m3) 18,25 18,05
UMIDADE ÓTIMA (%) 14,0 14,6
CBR (%) 7 5
EXPANSÃO (%) 2,55 2,60
Energia de compactação: normal
Fonte: Elaborado pelo Autor
4.1.2 Ensaios Realizados nos RSU
Foram realizados dois ensaios de composição gravimétrica nos RSU do maciço
sanitário do Aterro Antigo e posteriormente no solo contido na massa; no material inerte,
foram realizados ensaios de granulometria, densidade real, compactação, CBR e expansão, e
cisalhamento direto.
4.1.2.1 Composição Gravimétrica
Realizou-se a composição gravimétrica dos RSU coletados em duas células do
aterro antigo (S-1) e (S-2) para determinação do percentual de cada componente em relação
ao peso total da amostra de RSU analisada. Segundo Boscov (2008), a composição
gravimétrica é uma das características de maior influência nas propriedades geomecânicas dos
RSU e quanto maior a quantidade de um determinado componente mais as características
gerais do maciço se assemelharão às características desse componente.
Conforme descrito no capítulo 3, as amostras coletadas foram secas ao ar, após o
quarteamento, de forma a reduzir a quantidade inicial coletada para cerca de 8 kg. Uma vez
obtida a amostra do ensaio, procedeu-se à separação manual de cada um dos componentes do
90
RSU, conforme foram surgindo. Apesar de ser um procedimento simples, necessita-se de
muita atenção, porque muitas vezes surgem dúvidas quanto à natureza de alguns componentes
encontrados.
A Tabela 16 apresenta os resultados da composição física média dos resíduos
coletados nas células S-1 e S-2 a 1,0 m de profundidade. Comparando-se ainda os resultados
obtidos com os de outros autores discriminados na literatura. A composição apresentada para
cada material está em termos de peso seco. Pôde-se observar na massa a ocorrência de grande
quantidade de pedregulho. Não foi encontrada pasta orgânica, devido ao fato do material
encontrar-se seco.
Tabela 16 - Composição gravimétrica dos RSU do Aterro Antigo e de outros autores da literatura
Componentes
% em massa da amostra Média
Autor
(ASMOC)
Santos
(ASMOC)
Carneiro
(ASMOC)
Carvalho
(Bandeirantes)
Materiais
Putrescíveis 61,89 36,8 38,8 54,8
Outros 11,1 (areia) 12,6 ---
Plásticos 0,48 15,6 15,6 16,7
Fralda 8,4 8,4
Trapos 0,07 8,3 7,7 2,7
Papel 0,17 5,3 8,9 2,2
Resíduo de
Jardim 3,0 --
PET 1,5 ---
Vidro 0,05 2,3 2,6 2,5
Borracha 0,6 1,1 1,9
Alumínio 0,7 0,8
Madeira 1,87 -- -- 4,0
Pedregulho 34,72 -- -- 9,9
Metal 0,75 1,3 1,3 5,6
Fonte: Elaborado pelo Autor
4.1.2.2 Distribuição Granulométrica
Para a representação da distribuição granulométrica dos RSU, adotou-se a
separação dos constituintes, em porcentagem por peso, através de peneiras com abertura de
19,1 mm -12,7 mm - 9,5 mm - 4,8 mm - 2,00 mm - 0,42 mm e 0,074 mm. Acima de 4,8 mm,
os materiais foram separados visualmente. Na Figura 4.1, apresenta-se a curva granulométrica
dos RSU.
91
A amostra apresenta 35% de pedregulho, 53% de areia e 12% de silte, argila e
matéria orgânica. A Figura 31mostra as curvas granulométricas das amostras de RSU.
Figura 31- Curva Granulométrica dos RSU.
Fonte: Elaborado pelo Autor
De acordo com a distribuição granulométrica, o solo contido no RSU pode ser
classificado com base no Sistema de Classificação Unificado de Solos – SUCS, como SM-
SW (areia siltosa bem graduada).
4.1.2.3 Ensaio de Limites de Consistência
Realizaram-se ainda ensaios para a determinação dos índices de consistência da
(WL e WP). A Tabela 17apresenta os resultados dos ensaios de limites de consistência.
Ambas as amostras não apresentaram plasticidade.
Tabela 17 - Limites de consistência
Amostra S-1 S-2
WL - Limite de liquidez (%) NL NL
WP - Limite de plasticidade (%) NP NP
WI - Índice de plasticidade (%) NP NP
Fonte: Elaborado pelo Autor
4.1.2.4 Ensaio de Densidade Real
Os resultados dos ensaios de densidade real foram considerados satisfatórios,
sendo que, mesmo utilizando métodos (bomba de vácuo e banho-maria quente) e picnômetros
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1 10
amostra 1
amostra 2
PO
RC
ENTA
GEM
QU
E P
ASS
A(%
)
Diâmetro dos grãos (mm)
92
diferentes (500 ml e 2000 ml), os resultados convergiram em torno de um mesmo valor,
conforme consta nos valores apresentados na Tabela 18.
Tabela 18 - Densidade Real
Fonte: Elaborado pelo autor.
4.1.2.5 Ensaio de Teor Matéria Orgânica
O teor de matéria orgânica foi obtido segundo a norma NBR 13600 (ABNT,
1996) e cujos procedimentos já foram apresentados no capítulo 3.
Dessa forma, foram realizados 2 ensaios de determinação do teor de matéria
orgânica e os valores obtidos situaram-se entre 5,29 e 6,31%. A Tabela 19 a seguir apresenta
os resultados obtidos no mencionado ensaio.
Esses valores encontram-se pouco acima dos valores obtidos por Rocha (2008),
reforçando a percepção da variação das características do RSU ao longo do tempo, pois suas
análises mostraram que os RSU novos apresentam 62,65% de teor de matéria orgânica,
enquanto os RSU antigos apresentaram teor de apenas 4,55%.
É necessário que se passe a realizar este ensaio, para que se deixe de chamar tudo
que passa na peneira de 4,8 mm de matéria orgânica.
Tabela 19 - Teor de Matéria Orgânica
Amostra Matéria Orgânica
(%)
M.O. Média
(%)
S-1 5,29 5,8
S-2 6,31
Fonte: Elaborado pelo Autor
4.1.2.6 Ensaio de Compactação
Realizaram-se ainda ensaios de compactação no solo presente nos resíduos das
células S-1 e S-2, seguindo as orientações da norma NBR 7182 na energia normal (12 golpes)
e modificada (55 golpes). O uso do equipamento utilizado para RSU no ensaio de
compactação não diferem muito da compactação de solos. No entanto, algumas observações
devem ser feitas.
Amostra Densidade Real
S-1 2,58
S-2 2,58
93
Os resultados obtidos no ensaio de compactação do RSU permitiram a construção da
curva de compactação (Figura 32), numa relação entre o peso específico aparente seco e teor
de água dos RSU. Assim, determinou-se a massa específica aparente seca máxima na energia
normal de 16,77 kN/m3 e 15% de umidade ótima, já na energia modificada os resultados
foram de 21,55 kN/m3 e 8,5%.
Figura 32- Curvas de compactação do RSU
Fonte: Elaborado pelo Autor
Gabriel e Valero (1995) obtiveram curvas de compactação de resíduos
semelhantes à apresentada na Figura 32.
- O efeito da água adicionada é mais acentuado nos RSU, pois se acrescentam 2%
de água e a variação da umidade é bem maior;
- Como a variação da água é maior em RSU, a curva ocupa um maior espaço do
eixo da umidade;
- A morfologia da curva de compactação dos RSU tem uma grande semelhança
com um solo do tipo arenoso;
- A variação da curva com energia normal para energia modificada em RSU se
assemelha muito à variação da curva com energia normal para energia modificada para solos;
- Os valores encontrados neste trabalho diferem muito do encontrado por KONIG
& JESSBERGER (1997), que foi umidade ótima de 32% e massa específica aparente seca
máxima de 0,97 kN/m3, apesar das curvas apresentarem formato semelhante.
Energia normal: 16,77 kN/m3
Energia modificada: 21,55 kN/m3
94
4.1.2.7 Ensaio de ISC e Expansão
Os ensaios de ISC foram realizados seguindo as orientações da norma NBR 9895
(ABNT, 1987), no qual os corpos de prova foram compactados na energia normal (12 golpes).
Os ensaios de CBR apresentaram valores de 7% para a amostra 1 e de 6% para a
amostra 2, valores baixos, mas que são compatíveis com o também baixo valor do peso
específico aparente seco máximo, vale observar que, para a penetração de 0,2‖, nos corpos de
prova de RSU, foram aplicadas baixíssimas pressões, conforme mostra-se na Figura 33.
Na Figura 33 apresentam-se os gráficos dos ensaios de ISC em RSU e Figura 34
mostra os gráficos dos ensaios de expansão realizados. Vale comentar que a existência de
expansão elevada em corpos de prova de RSU não é esperada, uma vez que as amostras não
apresentaram plasticidade.
Figura 33 - Curvas dos ensaios de CBR no RSU
Figura 34 - Curvas dos ensaios de Expansão no RSU
Fonte: Elaborado pelo autor
A Tabela 20 mostra o resumo dos resultados dos ensaios realizados de ISC e
expansão para o RSU, apesar de apresentarem valores próximos de CBR, e não terem
plasticidade apresentam valores de expansão significativos e diferentes.
Tabela 20 - Resultados dos ensaios de ISC e expansão realizados no RSU
Amostra ISC (%) Expansão (%)
S-1 7,0 0,79
S-2 6,0 0,33 Fonte: Elaborado pelo autor.
4.1.2.8 Ensaio de Cisalhamento Direto
O ensaio de cisalhamento direto foi realizado de acordo com a norma americana
ASTM D3080, os corpos de prova foram moldados e ensaiados de acordo com os
procedimentos já descritos no capítulo 3.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
amostra 1
amostra 2
Penetração (pol.)
Pre
ssão
(kN
/m2 )
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 20 40 60 80 100
am 1
am 2
(%)
Horas (h)
95
A Figura 35 apresenta as curvas tensão de cisalhamento x deslocamento
horizontal de ensaios de cisalhamento direto em corpos de prova de RSU.
Figura 35- Curvas tensão de cisalhamento x deslocamento horizontal do RSU
Fonte: Elaborado pelo autor.
As tensões usadas foram de 50 – 100 – 200 e 300 kPa, quanto maior for a tensão
() maior será a tensão de ruptura (ruptura.
A Tabela 21 apresenta as condições dos corpos de prova ensaiados e valores de
tensão cisalhante do RSU.
Tabela 21 - Condição dos corpos de prova e valores da tensão cisalhante do RSU
CP
PESO ESP.
APAR.
SECO
(kN/m3)
UMIDADE
(%)
TENSÃO
NORMAL
(kPa)
Tensão Cisalhante (kPa)
5% 10% 15% 20%
1 16,26 13,7 50 42,1 47,2 50,2 55,02
2 16,29 13,5 100 91,1 98,5 107,0 113,93
3 16,64 13,8 200 143,3 181,0 197,0 208,59
4 16,42 13,8 300 212,1 250,0 265,0 275,4 Fonte: Elaborado pelo autor.
0
50
100
150
200
250
300
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Tensão C
isalh
am
ento
(kP
a)
Deslocamento Horizontal (mm)
50 kPa
100 kPa
200kPa
300 kPa
96
A Figura 36 apresenta o Gráfico deslocamento vertical x deslocamento horizontal,
quanto maior a tensão normal, mais o corpo de prova comprimiu na vertical e, como
esperado, foi observado que houve elevada deformação dos corpos de prova ensaiados
durante o cisalhamento.
Figura 36- Gráfico deslocamento vertical x deslocamento horizontal
Fonte: Elaborado pelo autor.
Os corpos de prova estão todos na mesma condição, pois os pesos específicos
aparentes secos e as umidades de todos eles são, praticamente, iguais.
A Figura 37 apresenta as retas de tensão cisalhante para os deslocamentos
horizontais de 5% - 10% - 15% - 20%.
-3,5
-2,5
-1,5
-0,5
0,5
1,5
2,5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Var
iaçã
o V
olu
mét
rica
(cm
³)
Deslocamento Horizontal (mm)
50 kPa
100 kPa
200kPa
300 kPa
97
Figura 37- Tensão normal x Tensão Cisalhante do RSU
Fonte: Elaborado pelo autor.
A Tabela 22apresenta os valores das coesões e dos ângulos de atrito obtidas para
os corpos de prova de RSU ensaiados. Observa-se que, com o aumento das tensões normais,
enquanto a coesão vai aumentando, o ângulo de atrito aumenta também.
Tabela 22 - Coesão e ângulo de atrito do RSU de acordo com a percentagem de deslocamento horizontal
PORCEN
TAGEM
Coesão
(kPa)
Ângulo de
atrito
()
5% 15,9 33,1
10% 13,3 38,8
15% 16,0 40,5
20% 20,5 40,6 Fonte: Elaborado pelo autor.
O ângulo de atrito foi elevado ficando numa ordem de grandeza de solos
granulares. Já a coesão foi baixa, o que também é compatível com a coesão de solos
granulares.
4.2 Ensaios de Campo
4.2.1 Sondagens à Percussão (SPT)
As 5 sondagens à percussão (SPT) foram realizadas sem revestimentos, já que não
houve desmoronamento de paredes e tampouco houve utilização de água para lavagem. Os
valores de N adotados correspondem à soma dos valores medidos para penetrar os 30 cm
finais do mostrador. Conforme relatado na primeira campanha de 2014, foram realizados 4
y = 0,653x + 15,91
y = 0,805x + 13,31
y = 0,854x + 16,03
y = 0,878x + 20,54
0
50
100
150
200
250
300
0 100 200 300 400
50 kPa
100 kPa
200 kPa
300 kPa
Tensão Normal (kPa)
Ten
são
de
Cis
alh
amen
to(k
Pa)
98
ensaios de sondagem à percussão, sendo 2 ensaios na célula experimental e outros 2 na célula
9 (aterro antigo).
Já na campanha de 2015, foram realizados apenas 2 ensaios de sondagem à
percussão, 1 na célula experimental e 1 ensaio na célula 9, condição de aterro antigo.
Na campanha de 2016, foram realizados outros 2 ensaios de sondagem à
percussão: 1 na célula experimental e 1 ensaio na célula 9, do aterro antigo. Vale comentar
que, durante o ano de 2016, a célula 9 voltou a ser utilizada para disposição de RSU, por isso
não foi mais alvo de novos ensaios.
Vale destacar que as sondagens à percussão realizadas na Célula Experimental
foram executadas até a profundidade do fundo da escavação da Célula Experimental, ou seja,
4,0 m. Durante a execução do ensaio, não era raro não virem amostras de RSU no mostrador,
conforme ilustra a Figura 38a. Já na Figura 38b, mostra-se amostra de RSU, obtida durante a
execução das sondagens à percussão realizada na Célula Experimental.
Figura 38- a) Amostrador obstruído b) Amostra de RSU
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo autor.
4.2.1.1 Sondagens à Percussão realizadas Célula Experimental
A Figura 39 mostra todos os perfis de resistência obtidos com as 5 sondagens à
percussão realizadas na Célula Experimental. Vale comentar que a sondagem à percussão,
realizada em 2013, foi executada por Carneiro (2013). Nesses perfis podem ser confrontados
os valores de resistência à penetração (Nspt) ao longo da profundidade e do tempo.
99
Figura 39- Perfis de resistência na CE
Fonte: Elaborado pelo autor.
A partir do gráfico da Figura 39, observa-se que os valores do Nspt, obtidos a
partir da sondagem de 2013, apresentam a menor variação de resultados, com valores que
oscilam entre 5 e 12 golpes.
As sondagens realizadas em 2014.1 apresentaram valores que variaram
consideravelmente, logo na posição mais superior dos RSU, a 1 m de profundidade,
evidenciando um obstáculo encontrado, em seguida os valores do Nspt apresentaram valores
menores entre 7 e 13 golpes.
Já as sondagens realizadas em 2014.2 forneceram resultados com baixa variação,
neste caso, o Nspt variou apenas entre 7 e 11.
O ensaio de sondagem à percussão de 2015 apresenta, na profundidade de 1 m,
valores de Nspt próximos dos demais, mas logo na profundidade de 2 m, inicia uma
discrepância que atinge o valor máximo de 27 a 4 m de profundidade.
Os valores de Nspt de 2016 são os que apresentam resultados mais concentrados,
com valores de Nspt variando apenas entre 5 e 9.
0
1
2
3
4
5
0 10 20 30
2013
2014.1
2014.2
2015
2016
Nspt
Pro
fun
did
ade
(m
)
100
No ensaio de sondagem à percussão de 2015, observa-se um distanciamento dos
valores de Nspt nas últimas profundidades, evidenciando algum resíduo mais resistente.
Excluindo-se estes valores de Nspt de 2015 (de 3 m e 4 m), a variação de Nspt fica entre 5 e
19, sendo a média de N igual a 10.
4.2.1.2 Aterro Antigo
A Figura 40 apresenta os perfis de resistência obtidos com as 5 sondagens à
percussão (SPT) realizadas no Aterro Antigo, as sondagens executadas no ano de 2013 foram
executadas por Carneiro (2013). Nesses perfis, podem ser evidenciados os valores de
resistência à penetração N e a profundidade.
Figura 40- Perfis de resistência no Aterro Antigo
Fonte: Elaborado pelo autor.
Por meio do gráfico da Figura 40 pode-se notar que o SPT de 2013 apresenta-se
homogêneo, com valores de Nspt entre 9 e 15.
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30
2013
2014.1
2014.2
2015
2016
Pro
fun
did
ade
(m
)
Nspt
101
O ensaio de sondagem à percussão de 2014.1 mostra valores de Nspt de 8 a 1 m;
12 a 2 m; 18 a 3 m; 8 a 4 m; e 9 a 5 m.
O ensaio de sondagem à percussão de 2014.2 apresenta resultados nas
profundidades iniciais próximos, o Nspt varia de 8 a 13 de 1 a 4 m, só a 5 m que seu valor
passa para 17.
Os resultados do ensaio de sondagem à percussão de 2015 mostraram-se bastante
concentrados com valores de Nspt entre 6 e 10.
O ensaio de sondagem à percussão de 2016 apresentou resultado discrepante no
primeiro metro, Nspt de 17, evidenciando obstáculos, porém, muito concentrado, sendo os
mais baixos valores em relação aos demais, com Nspt variando de 4 a 7, evidenciando,
possivelmente, que os processos de biodegradação já não estão mais ocorrendo.
Há uma proximidade de valor de Nspt e de tendência de variação ao longo da
profundidade nos anos de 2015 e 2016.
Há uma mesma concentração dos resultados de Nspt entre 5 e 15. O Nspt variou
de 6 a 18, sendo a média de 10, com valores ligeiramente crescentes com a profundidade.
4.3 Ensaios com o GeoGauge
Para avaliar a rigidez do maciço de RSU, da Célula Experimental e do Aterro
Antigo, realizam-se ensaios com o GeoGauge.
Inicialmente realizaram-se ensaios no solo de cobertura da Célula Experimental e,
posteriormente, realizaram-se ensaios nos resíduos do maciço do Aterro Sanitário da Célula
Experimental e do Aterro Antigo no ano de 2014. Nos contatos dos RSU, o coeficiente de
Poisson adotado foi de 3,5, e no solo de cobertura, o coeficiente de Poisson adotado foi de
4,0.
Na Tabela 23 mostram-se os resultados dos ensaios realizados no solo de
cobertura da Célula Experimental, no RSU da Célula Experimental e no RSU do Aterro
Antigo no ano de 2014.
Tabela 23 - Resultados dos ensaios de GeoGauge - rigidez no ano de 2014
Ensaio
Rigidez (MN/m)
SOLO DE
COBERTURA
CÉLULA
EXPERIMENTAL
ATERRO
ANTIGO
01 14,24 5,38 2,12
02 11,09 5,50 3,16
03 13,12 5,54 3,34
102
Ensaio
Rigidez (MN/m)
SOLO DE
COBERTURA
CÉLULA
EXPERIMENTAL
ATERRO
ANTIGO
Média 12,82 5,47 2,87
Fonte: Elaborado pelo autor.
Pelos resultados apresentados acima se pode dizer que os valores da rigidez da
Célula Experimental ficaram cerca da metade da rigidez do solo de cobertura, sendo que a
rigidez do Aterro Antigo também ficou cerca de metade na rigidez no solo de cobertura.
Na Figura 41 comparam-se os valores das rigidezes obtidas com a realização dos
ensaios com o GeoGauge em 2014.
Figura 41- Comparação das rigidezes obtidas com o GeoGauge em 2014
Fonte: Elaborado pelo autor.
Pela Figura 41 observa-se que a rigidez do solo de cobertura é consideravelmente
mais elevada que as dos 2 maciços de RSU avaliados. Comparando agora apenas os resíduos,
observam-se que a rigidez da Célula Experimental é cerca de 2 vezes maior que o valor da
rigidez do Aterro Antigo.
Considerando-se um coeficiente de Poisson 0,35 estima-se, no próprio visor do
equipamento, os módulos de elasticidade (E) do solo de cobertura da CE e dos maciços de
RSU tanto na Célula Experimental quanto no Aterro Antigo. Na Tabela 24 comparam-se os
valores dos módulos de elasticidade estimados.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
solo de cobertura célula experimental aterro antigo
Rig
ide
z (M
N/m
)
103
Tabela 24 - Resultados dos ensaios de GeoGauge - módulo de elasticidade no ano de 2014
Ensaio
Módulo de Elasticidade (MPa)
SOLO DE
COBERTURA
CÉLULA
EXPERIMENTAL
ATERRO
ANTIGO
01 123,54 46,67 18,40
02 96,21 47,73 23,77
03 113,85 48,02 25,14
Média 111,20 47,47 22,47
Fonte: Elaborado pelo autor.
Observa-se que os valores dos módulos de elasticidade são cerca de 2,5 os valores
encontrados na Célula experimental e estes, por sua vez, são também mais de 2vezes os
valores encontrados no Aterro Antigo.
Figura 42- Comparação dos módulos de elasticidade obtidos com o GeoGauge em 2014
Fonte: Elaborado pelo autor.
Pela Figura 42 observa-se que o módulo de elasticidade do solo de cobertura é
consideravelmente mais elevado que os dos 2 maciços de RSU avaliados. Comparando agora
apenas os resíduos, observam-se que o módulo de elasticidade da Célula Experimental é cerca
de 2 vezes maior que o valor do módulo de elasticidade do Aterro Antigo.
Ao longo do tempo realizaram-se ensaios nos resíduos da Célula Experimental e
no Aterro Antigo nos anos de 2015 e 2016. Na Tabela 25 mostram-se os resultados dos
ensaios realizados com o GeoGauge nos resíduos da Célula Experimental e do Aterro Antigo
ao longo do tempo, nos anos de 2014, 2015 e 2016.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
solo de cobertura célula experimental aterro antigo
Mó
du
lo d
e E
last
icid
ade
(M
Pa)
104
Tabela 25 - Resultados ensaios com o GeoGauge em função do tempo
Rigidez (MN/m)
2014 2015 2016
CÉLULA
EXPERIMENTAL
5,38
5,50
5,54
3,12
3,24
3,25
4,62
3,08
4,61
MÉDIA 5,47 3,20 4,10
ATERRO
ANTIGO
2,12
3,16
3,34
8,84
4,16
6,10
7,21
7,96
7,47
MÉDIA 2,87 6,37 7,55
Fonte: Elaborado pelo autor.
A Figura 43 compara todos os resultados encontrados com o GeoGauge ao longo
do tempo.
Figura 43- Comparação dos resultados da rigidez na CE e no AA
Fonte: Elaborado pelo autor.
Através da Figura 43observa-se que nos resíduos da Célula Experimental houve
uma redução significativa da rigidez entre os anos de 2014 e 2015, e em seguida um rápido
aumento de 2015 para 2016. Já em relação ao Aterro Antigo mais que dobrou os valores nos
anos de 2014 e 2015, seguido por um relativo acréscimo entre os anos de 2015 e 2016.
Novamente, considerando um Poisson para os resíduos, tanto na CE quanto no
AA, de 0,35 determinaram-se os módulos de elasticidade ao longo do intervalo de tempo dos
ensaios. A Tabela 26mostra os valores dos módulos de elasticidade ao longo do tempo.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
2014 2015 2016
CE
AA
Rig
ide
z (M
N/m
)
105
Tabela 26 - Resultados ensaios com o Geogauge em função do tempo
Módulo de Elasticidade (MPa)
2014 2015 2016
CÉLULA
EXPERIMENTAL
46,67
47,73
48,02
27,06
28,12
28,20
26,70
27,16
26,85
MÉDIA 47,47 27,79 26,90
ATERRO
ANTIGO
18,40
23,77
25,14
76,68
36,13
46,52
62,58
64,82
65,17
MÉDIA 22,44 53,11 64,19
Fonte: Elaborado pelo autor.
A Figura 44 mostra a variação obtida com relação às determinações do módulo de
elasticidade realizadas ao longo do tempo.
Figura 44- Variação dos módulos de elasticidade em função do tempo
Fonte: Elaborado pelo autor.
Pode-se observar que houve uma significativa redução nos valores do módulo de
elasticidade na Célula Experimental do ano de 2014 para 2015 e que depois essa redução
tornou-se muito pequena (de 2015 para 2016). Já no Aterro Antigo ocorreu um acréscimo
significativo no módulo de elasticidade entre os anos de 2014 e 2015, entretanto entre os anos
de 2015 e 2016 esse acréscimo foi um pouco menor.
Na Tabela 27 apresenta-se o resumo dos ensaios realizados nos resíduos da Célula
Experimental e do Aterro Antigo, nela apresentam-se as médias das medidas das rigidezes e
das determinações do módulo de elasticidade de cada ano de realização dos ensaios.
0
10
20
30
40
50
60
70
2014 2015 2016
CE
AA
Mó
du
lo d
e El
asti
cid
ade
(MP
a)
106
Tabela 27 - Resumo das médias de rigidez e das determinações do módulo de elasticidade ao longo do tempo
CÉLULA EXPERIMENTAL ATERRO ANTIGO
ANO Rigidez
(MN/m)
Modulo de Elasticidade
(MPa)
Rigidez
(MN/m)
Módulo de Elasticidade
(MPa)
2014 5,47 47,47 2,87 22,44
2015 3,20 27,79 6,37 53,11
2016 4,10 26,90 7,55 64,19
Média 4,26 34,05 5,60 39,91
Fonte: Elaborado pelo Autor
Assim como observado nas Tabela 23 a Tabela 26 e nas Figura 41 a Figura 44,
observa-se pela Tabela 27 que enquanto a rigidez teve seus valores reduzidos ao longo dos
anos na Célula Experimental, no Aterro Antigo esse valor cresceu muito. No caso do módulo
de elasticidade aconteceu o contrário, os valores na Célula Experimental foram reduzindo
seus valores ao longo dos anos, enquanto que no Aterro Antigo os valores cresceram
significativamente.
Entre as determinações feitas nos anos de 2015 e 2016, uma grande proximidade
de valores do módulo de elasticidade e da rigidez na Célula Experimental, além de uma
grande diferença destes valores em relação ao ano de 2014, tratando-se, portanto, de uma
redução não regular, mas recorrente em todos os valores.
Pode ser um indício de maiores processos de biodegeneração entre os anos de
2014 e 2015 e um indício de estabilização de processos de biodegeneração entre os anos de
2015 e 2016. Isso é, esta pesquisa pode ter identificado o momento da estabilização dos
processos de biodegeneração na célula experimental construída em 2011, portanto, quatro
anos após a sua construção.
No aterro antigo, aparece um aumento significativo e regular nos valores do
módulo de elasticidade e também na rigidez, o que era de se esperar, pois os processos de
biodegeneração já se encerraram nessa idade. O interessante é a regularidade desses
acréscimos, quase o mesmo valor entre os anos, tanto para o módulo de elasticidade como
para a rigidez.
Os valores mais elevados das médias tanto dos módulos de elasticidade como da
rigidez com relação a esses valores na CE corroboram a melhoria da resistência do maciço de
RSU após os processos de biodegeneração.
107
A clareza dos valores encontrados como aparelho GeoGauge pode indicar sua
utilização na medição de dados de módulo de elasticidade e rigidez em maciços de RSU;
São necessários mais ensaios para os resultados serem representativos, uma vez
que, possivelmente, o aterro antigo não é representativo da Célula Experimental.
Na Figura 45 são apresentados os resultados das determinações da rigidez em
gráficos de barras obtidos com o equipamento GeoGauge, onde se observam uma
proximidade de valores na Célula Experimental e uma acentuada diferença de valores para o
aterro antigo.
Figura 45- Comparação dos valores médios da Rigidez determinados a partir do GeoGauge a)na Célula
Experimental b) no Aterro Antigo.
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
Na Célula Experimental a média da rigidez diminuiu muito de 2014 para 2015 e
depois aumentou relativamente de 2015 para 2016, enquanto que no Aterro Antigo a rigidez
média mais que dobrou de 2014 para 2015 e que de 2015 para 2016 a rigidez continuou
aumentando menos um pouco, mas de forma praticamente linear.
Na Figura 46, são comparadas as médias dos resultados das determinações do
módulo de elasticidade com o equipamento GeoGauge a partir dos gráficos de barras.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2014 2015 2016
MÉDIA4,26
Rig
ide
z (M
N/m
)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2014 2015 2016
MÉDIA5,60
Rig
ide
z (M
N/m
)
108
Figura 46- Comparação dos valores médios Módulo de Elasticidade determinados a partir do GeoGauge a) na
Célula Experimental b) no Aterro Antigo.
a)
b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
Na Célula Experimental a média do módulo de elasticidade diminuiu como tempo
enquanto que no Aterro Antigo o módulo de elasticidade médio aumentou como tempo de
forma e este aumento foi praticamente.
4.4 Ensaios de Prova de Carga Direta
Nas Figura 47 e Figura 48, são apresentadas as curvas pressão x recalque, obtidas
com a realização dos ensaios de prova de carga direta na Célula Experimental, enquanto que
nos Gráficos das Figura 49e Figura 50, são apresentadas os resultados dos ensaios de prova de
carga direta realizados no Aterro Antigo.
Figura 47- Gráfico Carga x Recalque na Célula Experimental – Ensaio 1
CARGA (kPa)
w (mm)
0 0
25 0,270
51 1,680
76 2,495
102 3,453
127 5,085
153 5,730
178 7,330
204 8,400
229 9,015
291 11,085
178 11,023
127 10,878
076 10,620
00 9,110
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
10
20
30
40
50
60
70
2014 2015 2016
MÉDIA34,05
Elas
tici
dad
e
(MP
a)
0
10
20
30
40
50
60
70
2014 2015 2016
MÉDIA46,58
Elas
tici
dade
(M
Pa)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
109
No local do ensaio 1, realizado com a placa assente no RSU a 0,75m, observa-se
que os RSU estavam bastante contaminados com o solo de cobertura, conferindo uma maior
rigidez ao maciço ensaiado. Por meio do gráfico da Figura 47, observa-se que a máxima
tensão aplicada na prova de carga foi de 291 kPa, provocando o máximo recalque de apenas
11,09 mm. Já o recalque residual foi de 9,11mm, indicando a presença majoritária de
deformações irrecuperáveis.
Figura 48- Gráfico Carga x Recalque na Célula Experimental – Ensaio 2
CARGA (kPa)
w (mm)
0 0
25 8,115
51 14,130
76 19,255
102 24,098
127 28,695
Fonte: Elaborado pelo Autor
Também o ensaio 2 foi realizado com a placa a 0,75 m de profundidade. Pelo
gráfico da Figura 48, observa-se que a máxima tensão aplicada na prova de carga direta foi de
127 kPa, e o máximo recalque obtido foi de 28,70 mm. Observa-se ainda uma relação
bastante linear entre a pressão aplicada e o recalque da placa ao longo de toda a curva,
indicando ausência de ruptura física, que é típico do comportamento de análises de RSU.
Nas Figura 49 e Figura 50, são apresentadas as curvas pressão x recalque, obtidas
com a realização dos ensaios de prova de carga direta no Aterro Antigo.
Figura 49- Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 3
CARGA (kPa)
w (mm)
0 0
25 0,440
51 1,765
76 3,180
102 4,495
127 7,515
153 9,490
178 13,135
229 18,250
255 25,320
273 29,270
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
10
20
30
40
0 20 40 60 80 100 120 140 160
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
110
Através do gráfico da Figura 49, observa-se que a máxima tensão aplicada na
prova de carga direta foi de 273 kPa, sendo o máximo recalque obtido de apenas 29,27 mm.
Para as mesmas tensões a prova de carga direta da Célula Experimental – ensaio 1 com a
prova de carga direta do Aterro Antigo – ensaio 3, verifica-se que para a tensão máxima dos
ensaios, da ordem de 300 kPa, obtiveram-se recalques bastante mais elevadas para o AA, da
ordem de 3 vezes maior, por outro lado, comparando-se com PCD – ensaio 2 observa-se
justamente o contrário, os maiores recalques ocorrem na Célula Experimental.
Figura 50- Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 4
CARGA (kPa)
w (mm)
0 0
25 1,533
51 4,735
76 7,450
102 9,680
127 14,125
153 16,600
178 21,160
229 25,300
255 28,480
291 29,270
Fonte: Elaborado pelo Autor
No gráfico da Figura, observa-se que a máxima tensão aplicada na prova de carga
foi de 291 kPa, o máximo recalque obtido de 29,27 mm, muito semelhante ao ensaio anterior.
Comparando-se a curva da Figura 50 com os gráficos das Figura 47 e Figura 48 obtiveram-se
as mesmas tendências das mencionadas com relação à prova de carga direta realizada no
ensaio 3 (Figura 49).
Figura 51- Gráfico Carga x Recalque na CE – Ensaio 5
CARGA (kPa)
w
(mm) 25 8,545
51 15,63
76 22,645
102 28,5
127 28,5
153 28,5
178 28,5
204 28,5
229 28,5
291 28,5
178 28,47
127 28
76 26,22
0 17,475
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100 120 140 160
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
111
Pelo gráfico da Figura 51, observa-se que a máxima tensão aplicada na prova de
carga foi de 291 kPa, e o máximo recalque obtido de 28,50 mm, por outro lado, os resultados
obtidos com o ensaio foram bastante semelhantes dos obtidos com a realização do ensaio 2 da
Célula Experimental.
Figura 52- Gráfico Carga x Recalque na CE – Ensaio 6
CARGA (kPa)
w
(mm)
0 0,000
25 11,185
51 20,100
76 27,380
102 29,575
127 29,575
153 29,575
178 29,575
204 29,575
229 29,575
291 26,520
178 26,265
127 24,840
76 22,395
0 8,625
Fonte: Elaborado pelo Autor
Por meio do gráfico da Figura 52, observa-se que a máxima tensão aplicada na
prova de carga foi de 291 kPa, o máximo recalque obtido de 29,58 mm. Novamente, os
resultados dessa prova de carga direta foram bastante semelhantes aos do ensaio 5, realizado
no Aterro Antigo.
Figura 53- Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 7
CARGA (kPa)
w (mm)
0 0,000
25 2,610
51 6,595
76 10,130
102 13,565
127 21,730
153 25,980
178 29,030
204 29,030
229 29,030
291 27,805
178 27,225
127 24,895
76 20,515
0 13,590
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100 120 140 160
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
112
Pelo gráfico da Figura 53, observa-se que a máxima tensão aplicada na prova de
carga foi de 291 kPa, e o máximo recalque obtido de 29,03 mm. Neste caso, observa-se uma
maior rigidez do maciço de RSU. Comparando-se com os ensaios 5 e 6, realizados também no
Aterro Antigo, observa-se que para a tensão de 150 kPa o recalque obtido foi cerca da metade
dos obtidos nos ensaios 5 e 6. Foi observado ainda uma descontinuidade na curva do ensaio 7,
para a tensão de 100 kPa que é atribuída a possibilidade do efeito das fibras no maciço.
Figura 54- Gráfico Carga x Recalque no Aterro Antigo – Ensaio 8
CARGA (kPa)
w (mm)
0 0,000
25 2,610
51 6,595
76 10,130
102 13,565
127 21,730
153 25,980
178 29,030
204 29,030
229 29,030
291 27,805
178 27,225
127 24,895
76 20,515
0 13,590
Fonte: Elaborado pelo Autor
Finalmente no gráfico da Figura 54, observa-se que para a máxima tensão
aplicada na prova de carga, de 291 kPa, o máximo recalque obtido de 29,03 mm. Neste caso,
a rigidez obtida foi ainda maior e ocorreu o efeito fibra, observado pela descontinuidade
observada no ensaio, que neste caso, ocorreu para a tensão de cerca de 150 kPa.
Na Tabela 28, encontra-se um resumo dos resultados dos ensaios de prova de
carga direta. Nelas apresentam-se com as cargas máximas aplicadas nos ensaios se os
recalques correspondentes.
Tabela 28 - Resumo das provas de carga direta realizadas nos maciços de RSU da Célula Experimental e do
Aterro Antigo
ANO
CÉLULA EXPERIMENTAL ATERRO ANTIGO
CARGA MÁX. (kPa)
RECALQUE (mm)
RESIDUAL (mm)
CARGA MÁX. (kPa)
RECALQUE (mm)
RESIDUAL (mm)
2015 291 11,085 9,11 273 29,270 -
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
113
ANO
CÉLULA EXPERIMENTAL ATERRO ANTIGO
CARGA MÁX. (kPa)
RECALQUE (mm)
RESIDUAL (mm)
CARGA MÁX. (kPa)
RECALQUE (mm)
RESIDUAL (mm)
127 28,695 - 291 29,270 -
2016 291 28,500 17,48 291 29,030 13,59
291 29,575 8,62 291 29,030 13,59
Fonte: Elaborado pelo Autor
Na Figura 55a) apresentam-se as curvas de todas as provas de cargas diretas
realizadas na Célula Experimental e na Figura 55 b) mostram-se todas as curvas das provas de
carga diretas realizadas no Aterro Antigo.
Figura 55- Todas as provas de cargas diretas a) realizadas na Célula Experimental e b) no Aterro Antigo.
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
Pela Figura 55 a) referente à Célula Experimental, observa-se 2 padrões de curvas,
um desses padrões (ensaio 1) o maciço de RSU apresentou resposta mais rígida, de forma que
foi aplicada uma pressão de 291 kPa para obtenção de um recalque de apenas 11,09mm. Por
outro lado, no outro padrão de curvas (ensaios 2, 5 e 6), aplicando-se apenas 127 kPa obteve-
se um recalque de cerca de 28,7mm. A mudança de rigidez observada está associada a
diferentes porções de RSU mobilizados, ou seja, a prova de carga direta realizada mais
superficialmente (ensaio 1), em que o maciço está contaminado com solo, fez com que o solo
ficasse mais rígido. A Figura 55 b) refere-se às PCD no Aterro Antigo.
114
Na Figura 56apresentam-se as curvas pressão x recalque dos ensaios 1 e 2, 5 e 6
realizados na Célula Experimental e as curvas dos ensaios 3 e 4,7 e 8 realizados no Aterro
Antigo.
Figura 56- Curvas pressão x recalque de todos os ensaios de prova de carga direta realizadas nos RSU da Célula
Experimental e no Aterro Antigo.
Fonte: Elaborado pelo Autor
As curvas dos ensaios realizados na Célula Experimental à exceção da curva do
ensaio 1 são muito próximas e apresentam ruptura localizada típica de solos muito
compressíveis fofos ou moles. As curvas dos ensaios no Aterro Antigo são muito mais
sinuosas comparadas às curvas em solos, apresentam-se menos próximas umas das outras do
que as realizadas na Célula Experimental, e com características do efeito de fibras, e segundo
MARANGON (2013), apresentam uma reação insuficiente.
Na sequência foram determinadas as capacidades de carga (qult), tanto nos RSU
da Célula Experimental como do Aterro Antigo a partir das provas de carga realizadas. Para
isso, utilizaram-se os métodos da NBR 6122 (ABNT, 2010). O referido método foi escolhido
pelo formato das curvas que, quase sempre, apresenta formato nitidamente linear e, portanto,
não sendo possível extrapolar a carga de ruptura física.
As Figura 57 apresentam as curvas de recalque x método de determinação da
carga de ruptura da pelo método da NBR 6122 para os ensaios 1 e 2 na Célula Experimental
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
célulaexperimental
Aterro Antigo
Carga(kPa)
Rec
alq
ue(
mm
)
ensaio 1
ensaio 8
ensaio 4
ensaio 3
ensaio 2
ensaio 7
ensaio 5
ensaio 6
115
Figura 57- Método da NBR 6122 a) no ensaio 1e b) no ensaio 2
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
O método da NBR 6122 (ABNT, 2010) não se aplica ao ensaio 1, conforme
mostra a Figura 57a, pois a reta definida em norma para aplicação do método não apresenta
intercessão com a curva carga x recalque. Por outro lado, pela Figura 57b, a reta definida em
norma encontra a curva carga x recalque, definindo uma carga de ruptura de 60 kPa.
Pela Figura 58a, observa-se que não houve a interseção da reta da norma com a
curva experimental, dessa forma fazendo-se um prolongamento da reta haverá por
extrapolação o encontro com a curva experimental, de forma que o valor da carga de ruptura
pode ser estimada em 200 kPa. Na Figura 58b, a reta PL/AE+D/30 vai encontrar a curva carga
x recalque e definir o valor de qult em 150 kPa.
Figura 58- Método da NBR 6122 a) no ensaio 3 b) no ensaio 4
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
10
20
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 1
PL/AE+D/30
0
10
20
30
0 20 40 60 80 100 120 140 160
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 2
PL/AE+D/30
0
10
20
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 3
PL/AE+D/30
0
10
20
30
0 50 100 150 200 250 300
RE
CA
LQU
E (
mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 4
PL/AE+D/30
116
Na Figura 59a, a reta PL/AE+D/30 cruza a curva carga x recalque definindo o
valor de qult em 55 kPa. Na Figura 59b, a reta PL/AE+D/30 cruza a curva carga x recalque e
define o valor de qult em 55 kPa.
Figura 59- Método da NBR 6122 a) no ensaio 5 e b) no ensaio 6
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
Na Figura 60a, a reta PL/AE+D/30 cruza a curva carga x recalque definindo o
valor de qult em 110 kPa. Na Figura 60b, fazendo-se um prolongamento da reta PL/AE+D/30,
a mesma vai encontrar a curva carga x recalque e definir o valor de qult em 260 kPa.
Figura 60- Método da NBR 6122 a) no ensaio 7 e b) no ensaio 8
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 5
PL/AE+D/30
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 6
PL/AE+D/30
0
10
20
30
0 20 40 60 80 100 120 140 160
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 7
PL/AE+D/30
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
REC
ALQ
UE
(mm
)
CARGA (kPa)
ensaio 8
PL/AE+D/30
117
Vale ressaltar que, para a previsão da carga de ruptura, o método de Van der Veen
(1953) não foi aplicado porque as curvas pressão x recalque das provas de carga apresentaram
relação carga x recalque bastante linear, o que não permite aplicar o método.
Na Tabela 29, encontra-se um resumo dos resultados dos ensaios de prova de
carga direta realizadas com as respectivas cargas de ruptura calculadas a partir da utilização
do método da NBR 6122 (ABNT, 2010).
Tabela 29 - Cálculo do qult e do qadm das provas de carga diretas
ANO ENSAIO
CÉLULA
EXPERIMENTAL ANO ENSAIO
ATERRO
ANTIGO
qult
(kPa) qult
(kPa)
2015
1 x
2015
3 200
2 60 4 150
2016
5 55
2016
7 110
6 40 8 260
Média 52 Média 180
Fonte: Elaborado pelo Autor
A Figura 61 apresenta uma comparação entre as tensões de ruptura determinadas a
partir da realização das provas de cargas diretas na Célula Experimental e no Aterro Antigo.
Figura 61- Comparação entre as tensões de ruptura determinadas a partir da realização das provas de cargas
diretas na Célula Experimental e no Aterro Antigo.
Fonte: Elaborado pelo Autor
Analisando a Figura 61, conforme se pode observar, a carga de ruptura (qult)
determinada pelo método da NBR 6122 (ABNT, 2010), foi cerca de 3 vezes maior no Aterro
Antigo (RSU) do que na Célula Experimental (RSD). O que corresponde à valores na
literatura Carneiro (2016).
ens3
ens2
ens4
ens5
ens7
ens6
ens 8
0
50
100
150
200
250
300
célula experimental aterro antigo
qu
lt(k
Pa)
118
Influenciaram neste comportamento o tempo e o tipo de resíduo, além da
existência de camadas intermediárias no Aterro Antigo.
Os valores de qult na Célula Experimental apresentaram quedas anuais embora
pequenas, enquanto que os valores de qult no Aterro Antigo apresentaram variações muito
grandes, também com redução anuais, embora apresente um valor alto no último ensaio (8).
4.5 Comparação dos Resultados dos Ensaios de Campo
Para a comparação dos resultados dos ensaios de campo SPT, GeoGauge, e prova
de carga direta foram confrontados, inicialmente, entre o maciço de RSU novo, obtido na
Célula Experimental, e o velho, obtido no Aterro Antigo. Conforme descrito no capítulo 3.
Para isso são gerados gráficos Nspt x profundidade, rigidez x profundidade, e carga x
recalque para os RSU novos e antigos e comparados.
A Figura 62a apresenta o gráfico Nspt x profundidade, comparando os dois
materiais observa-se um valor ligeiramente menor do Nspt para o Aterro Antigo.
Já a Figura 62b apresenta o gráfico carga x recalque, onde observa-se grandes
recalques para ambos os casos, mas o Aterro Antigo apresenta recalques consideravelmente
menores que o RSU da Célula Experimental.
A Figura 62c apresenta os resultados dos ensaios de GeoGauge ao longo da
escavação
Para se atingir o topo do RSU. Observa-se a redução no valor da rigidez.
119
Figura 62- Gráfico dos Resultados dos ensaios de campo. a) Nspt x profundidade, b) rigidez x profundidade, e c)
carga x recalque.
(b)
(a)
0
1
2
3
4
5
6
0 5 10 15
célulaexperimental
aterro antigo
Pro
fun
did
ade
(m
)
Nspt
120
(c)
Fonte: Elaborado pelo Autor
4.6 Previsão dos Módulos de Elasticidade e Comparação das Previsões
Utilizando-se da formulação de Teixeira e Godoy (1996) para a previsão dos
módulos de elasticidade a partir do SPT, podem-se apresentar os gráficos abaixo na Figura 63.
Figura 63- Previsão dos módulos de elasticidade a) na Célula Experimental e b) no Aterro Antigo
Fonte: Elaborado pelo Autor
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200 250 300
célulaexperimental
aterro antigo
Carga(kPa)R
eca
lqu
e(m
m)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 20 40 60 80
média 2013 2014.1
2014.2 2105 2016
E (MPa)
Pro
fun
did
ade
(m
)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 20 40 60 80
média 2013 2014.12014.2 2105 2016
E (MPa)
Prof
undi
dade
(m
)
121
Para as estimativas do GeoGauge, foi adotado também um coeficiente de Poisson
de 0,35 e como explicado anteriormente, o equipamento já fornece o módulo de elasticidade,
mostrado na Figura 64.
Figura 64- Módulos de elasticidade obtidos no equipamento GeoGauge. a) Na Célula Experimental e b) no
Aterro Antigo.
________________________________
Solo de cobertura
________________________________
Maciço de RSU
(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
Finalmente, estimou-se o módulo de elasticidade a partir das provas de carga
diretas realizada. A Figura 65apresenta as estimativas dos módulos de elasticidade a partir das
provas de carga diretas a) obtidas na Célula Experimental e b) obtidas no Aterro Antigo.
Figura 65- Estimativas do E realizadas a partir das PCD’s a) CE e b) AA
(b) (b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
Ao comparar os valores estimados dos módulos de elasticidade, na Célula
Experimental estes valores foram aumentando com o aumento da deformação (), no entanto
no Aterro Antigo, ocorreu o inverso, com o aumento da deformação () houve a diminuição
dos valores do módulo de elasticidade.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 20 40 60 80 100 120 140
Solo decoberturaEnsaio 1 - CE
Ensaio 2 - CE
Ensaio 3 - CE
Ensaio 1 - AA
Ensaio 2 - AA
Ensaio 3 - AA
Ensaio 4 - AA
Ensaio 4 - AA
Ensaio 5 - AA
E (MPa)
Pro
fun
did
ade
(m)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Mó
du
lo d
e El
asti
cid
ade
MP
a)
Deformação (%)
ENSAIO 2 ENSAIO 5
ENSAIO 6
0
5
10
15
20
25
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Mó
du
lo d
e E
last
icid
ade
MP
a)
Deformação (%)
ENSAIO 3 ENSAIO 4
ENSAIO 7 ENSAIO 8
122
Já na Figura 66 comparam-se todos os valores dos módulos de elasticidade (E)
estimados para a CE e para o AA pelos ensaios de campo SPT, GeoGauge e Prova de Carga
Direta.
Figura 66- Comparação dos módulos de elasticidade estimados pelos ensaios SPT, GeoGauge e PCD, a) CE e b)
AA.
a) b)
Fonte: Elaborado pelo Autor
As faixas de variação das previsões do módulo de elasticidade (E) para o ensaio
de SPT foram de 18,9 a 32,4 MPa na Célula Experimental e entre 14,9 a 31,1 MPa no Aterro
Antigo.
As faixas de variação das previsões do módulo de elasticidade (E) para o ensaio
de GeoGauge foram de 27,1 MPa a 47,5 MPa na Célula Experimental e entre 16,8 MPa a 77,7
MPa no Aterro Antigo.
As faixas de variação das previsões do módulo de elasticidade (E) para o ensaio
de Prova de Carga Direta foram de 2,5 MPa a 2,6 MPa na Célula Experimental e entre 3,2
MPa a 6,3 MPa no Aterro Antigo.
Os módulos de elasticidade obtidos pelo método do GeoGauge foram os que
deram os maiores valores na Célula Experimental, já no aterro antigo pode-se dizer que o
método do GeoGauge ficou compatível com o método do SPT.
Já o método do ensaio de prova de carga direta apresentou valores bem maiores
no Aterro Antigo do que na Célula Experimental.
Há vários motivos que explicam, ou justificam, a obtenção de valores diferentes
para o módulo de elasticidade (E). Diferenças de materiais, de idade e de estado já
explicariam as diferenças obtidas.
Além disso, sabe-se que o E varia com o nível de deformação de cada ensaio.
Dessa forma, para avaliar a influência do nível de deformação na previsão do módulo de
elasticidade (E) por diferentes ensaios, determinaram-se valores do E da deformação de cada
0
10
20
30
40
50
60
70
SPT GEO PLACA
Mó
du
lo d
e E
last
icid
ade
(M
Pa)
0
10
20
30
40
50
60
70
SPT GEO PLACA
Mó
du
lo d
e E
last
icid
ade
(M
Pa)
123
ensaio, dessa forma, na Figura 67 os pares de valores de ―E” e ―” obtidos em cada ensaio
são confrontados da Célula Experimental.
Figura 67- Gráfico ―E”x ―”para o maciço de RSU da Célula Experimental
Fonte: Elaborado pelo Autor
Conforme pode ser observado na Figura 67, os módulos obtidos por diferentes
ensaios estão diretamente relacionados com o nível de deformação imposto durante os
ensaios. Dessa forma, ―E‖ obtidos por ensaios que implicam ao solo menores deformações
(4,1x10-4
%) conduzem a ―E” mais elevados, que é o caso do GeoGauge (32,12 MPa), embora
diferente do indicado por Quinta-Ferreira (2008) de (10-6
).
Por outro lado, previsões do ―E‖ a partir de sondagens à percussão (SPT)
conduzem a maiores deformações (1,0x10-1
%) e ―E‖ menores (28,35 Mpa). Os valores para
prova de carga de deformações 2,49% e módulo de elasticidade de 2,57 Mpa. Dessa forma
observa-se a importância de compatibilizar a obtenção do ―‖com o nível de imposto na obra
que se deseja prever os deslocamentos.
Na Figura 68 apresentam-se os pares de valores de ―E” e ―” obtidos em cada
ensaio são confrontados do Aterro Antigo.
-10
0
10
20
30
40
50
60
1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01 1,0E+00 1,0E+01 1,0E+02
Mó
du
lo d
e El
asti
cid
ade
(MP
a)
Deformação (%)
GEOGAUGE
Ensaio SPT - Prof.:1,00m
Ensaio SPT - Prof.:2,00m
PLACA - ENSAIO 2
PLACA - ENSAIO 5
PLACA - ENSAIO 6
124
Figura 68- Gráfico ―E”x ―”para o maciço de RSU Do Aterro Antigo
Fonte: Elaborado pelo Autor
Na Figura 68 as menores deformações são confirmadas para o método GeoGauge
para as menores deformações (4,1x10-4
%) com os maiores módulos de elasticidade (35,17
MPa). As previsões do ―E‖ a partir de sondagens à percussão (SPT) conduzem a maiores
deformações (1,0x10-1
%) e ―E‖ menores (24,03 MPa). Os valores para as deformações das
prova de carga foram da ordem de 1,45% e para módulo de elasticidade de 5,37 MPa.
4.7 Previsão de Recalques no Maciço de RSU
Conforme relatado anteriormente, e com o objetivo de avaliar se as estimativas do
módulo de elasticidade são consistentes, determinaram-se os deslocamentos de uma placa
rígida de 50 cm de diâmetro e considerando-se uma faixa de variação de carga de até 160 kPa.
Vale observar que essa carga foi definida com base na consideração de que a partir desse
valor já poderia se ter deformações irrecuperáveis e, portanto, determinações de
deslocamentos elásticos não corresponderiam à realidade, para isso, utilizou-se a expressão da
Teoria da Elasticidade considerando que ―B‖ seja igual a 0,50 m, Poisson (v) de 0,35, Fator de
forma (Is) de 0,95, módulo de elasticidade (E) de cada ensaio realizado, conforme relatado em
item anterior, e pressões (q) variáveis de 0 a 160 kPa.
A Figura 69 mostra a comparação das previsões dos recalques efetivadas para o
maciço de RSU da Célula Experimental, considerando como referência os valores obtidos nos
ensaios de prova de carga direta (PCD) dos ensaios 2, 5 e 6.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1,0E-04 1,0E-03 1,0E-02 1,0E-01 1,0E+00 1,0E+01
Mód
ulo
de E
last
icid
ade
(MPa
)
Deformação (%)
GEOGAUGE
Ensaio SPT - Prof.:1,00m
Ensaio SPT - Prof.:2,00m
PLACA - ENSAIO 3
PLACA - ENSAIO 4
PLACA - ENSAIO 7
PLACA - ENSAIO 8
125
Figura 69- Comparação das previsões dos recalques a partir do módulo de elasticidade obtidos por SPT,
GeoGauge e PCD.
Fonte: Elaborado pelo Autor
As previsões dos recalques (w) da Célula experimental (CE) foram concordantes e
as do módulo de elasticidade (E) proporcionaram as previsões mais precisas.
A Figura 70 mostra a comparação das previsões dos recalques efetivadas para o
maciço de RSU do Aterro Antigo, considerando como referência os valores obtidos nas
Provas de carga direta (PCD) dos ensaios 3, 4 e 7.
0
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120 140 160
GEOGAUGE SPT - 1m SPT - 2 m
PLACA - ENSAIO 2 PLACA - ENSAIO 5 PLACA - ENSAIO 6
tensão (KPa)
reca
lqu
e(m
m)
126
Figura 70- Comparação das previsões dos recalques a partir do módulo de elasticidade obtidos por SPT,
GeoGauge e PCD no Aterro Antigo.
Fonte: Elaborado pelo Autor
127
5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES DE PESQUISA
A realização desta tese permitiu o estabelecimento das seguintes conclusões:
Os processos de degradação dos RSU em aterros sanitários alteram as características
dos materiais a ponto de dificultar sua classificação.
Com relação à composição gravimétrica dos RSU dos aterros, foi obtido uma grande
quantidade de materiais putrescíveis, típico de aterros de regiões menos desenvolvidas, e com
relação aos sólidos, a fração pedregulho foi predominante.
Foi observado que o formato da curva de compactação dos RSU tem uma semelhança
bastante aproximada das curvas geralmente obtidas para solo do tipo granular.
Com base nos ensaios de cisalhamento direto, foi observado que quanto maior a
tensão normal aplicada no ensaio, maior a tensão de cisalhamento necessária para a ruptura do
corpo de prova de RSU ensaiado, demonstrando o que se conhece por efeito fibra.
Foi observado, a partir do ensaio de cisalhamento direto, que o aumento da
deformação cisalhante implica no aumento do ângulo de atrito do RSU durante a deformação
de 5% a 10%, a partir daí o ângulo de atrito torna-se constante e a coesão também apresenta
um ligeiro aumento, praticamente desprezível.
Os ensaios de cisalhamento direto nos RSU apresentaram parâmetros de resistência -
coesão e ângulo de atrito - compatíveis com valores de solos granulares.
Os ensaios de sondagens à percussão (SPT), em alguns pontos, apresentaram uma
variabilidade dos resultados em função da heterogeneidade do material, tempo de degradação
e compactação, e por serem realizados em locais diferentes;
A sondagem a percussão na Célula Experimental apresentam resultados de Nspt
menos dispersos que os do Aterro Antigo indicando que houve menos controle na
compactação neste último do que na Célula Experimental.
Observou-se também, no mesmo momento, que os índices de resistência à penetração
Nspt são praticamente constantes ao longo da profundidade.Também para o Aterro Antigo
não foi observado o aumento do Nspt ao longo do tempo.
Foi observado a importância da utilização dos ensaios de provas de carga direta (PCD)
e GeoGauge, este último, de forma pioneira, para avaliação do comportamento geomecânico
de obras de maciço de aterros sanitários.
128
Com base nos ensaios com o GeoGauge, observa-se que a rigidez do solo de cobertura
da Célula Experimental é consideravelmente mais elevada do que a rigidez dos RSU dos
maciços ensaiados, mostrando que o aterro antigo não sofreu controle tecnológico.
A rigidez da Célula Experimental apresentou valores cerca de 2 vezes maior que a
rigidez medida no Aterro Antigo. Esse fato pode ser explicado pelo efeito de reforço das
fibras que possibilita maiores áreas de contato entre as partículas e incentiva a ancoragem, e
também ao controle da compactação feito na célula.
Considerando os ensaios com o GeoGauge realizados ao longo do tempo, foi
observado que na Célula Experimental não houve uma tendência observada, no entanto, com
o Aterro Antigo, observou-se que há um aumento da rigidez ao longo do tempo, com grande
influência do tempo de aterramento dos RSU.
Da mesma forma, o módulo de elasticidade do Aterro Antigo continuou a crescer ao
longo do tempo. Por outro lado, foi observado que o módulo de elasticidade da Célula
Experimental apresentou uma tendência de redução.
No Aterro Antigo aparece um aumento significativo e regular nos valores do módulo
de elasticidade e também da rigidez, o que era de se esperar, pois os processos de
biodegradação provavelmente já se encerraram nessa idade. Vale destacar a regularidade
desses acréscimos, quase o mesmo valor entre os anos, tanto para o módulo de elasticidade
como para a rigidez.
Os valores mais elevados das médias, tanto dos módulos de elasticidade como da
rigidez da Célula Experimental corroboram com a melhoria de seu comportamento
geomecânico.
A partir das provas de cargas diretas, foi observada, em praticamente todos os ensaios
realizados, tanto na Célula Experimental quanto no Aterro Antigo, uma relação bastante linear
entre a pressão aplicada e o recalque obtido com a placa, isso indica ausência da ruptura física
e este comportamento é típico de maciços de aterros sanitários.
Em 2 ensaios de prova de carga direta realizados no Aterro Antigo – ensaios 7 e 8 – a
curva carga x recalque apresentou uma descontinuidade e a presença dessa descontinuidade
foi atribuída ao efeito fibra presente no comportamento do maciço.
De forma geral, as provas de cargas diretas realizadas na Célula Experimental,
apresentaram comportamento mais deformável em relação ao Aterro Antigo, mantendo
relação com o tipo de material disposto em cada um.
129
A partir das provas de carga direta realizadas, as tensões de ruptura da Célula
Experimental foram bastante inferiores aos valores das tensões de ruptura obtidos para o
Aterro Antigo, mantendo relação com o material disposto.
Os módulos de elasticidade estimados, a partir das provas de carga direta, foram
inferiores aos valores estimados em função do SPT e do GeoGauge para o caso da Célula
Experimental.
Os valores do módulo de elasticidade estimados, a partir do GeoGauge, foram
ligeiramente superiores aos valores estimados a partir do SPT.
Os valores superiores estimados, a partir do GeoGauge, no módulo de elasticidade
ocorreram devido a este ensaio mobilizar os resíduos em um nível de deformação inferior
quando comparado ao ensaio de prova de carga direta.
A partir da relação observada entre o módulo de elasticidade e o nível de deformação
imposto no ensaio, destaca-se a importância de se compatibilizar a obtenção do módulo de
elasticidade com o nível de deformação compatível.
Comparando-se previsões de recalques de uma placa com módulos de elasticidades
obtidos a partir do GeoGauge e do SPT, observa-se que os menores valores estimados foram
alcançados usando o GeoGauge e os valores intermediários utilizando os resultados de
ensaios de SPT. Esta tendência ocorreu tanto para a Célula Experimental quanto para o Aterro
Antigo, sendo que, para a Célula Experimental, a diferença entre valores previstos e valores
experimentais foram maiores que para o Aterro Antigo.
A determinação dos módulos de elasticidade, em função da deformação, apresentou
uma tendência de crescimento do módulo E em função da deformação para o caso do aterro
novo da Célula Experimental, por outro lado, no caso do Aterro Antigo, houve uma tendência
de decrescimento, ou seja, quanto maior a deformação menor o módulo de elasticidade.
A clareza dos valores encontrados com o aparelho GeoGauge indica que ele pode ser
utilizado na medição de dados de módulo de elasticidade e rigidez em maciços de RSU.
Mesmo em células experimentais controladas os resíduos respondem diferentes às
cargas e recalques.
130
SUGESTÕES DE PESQUISAS
. Realização de ensaios de resistência ao cisalhamento direto com amostras de grandes
dimensões.
. Estudos dos parâmetros de reforço das fibras na resistência ao cisalhamento para os
RSU com diferentes idades.
. Repetir os ensaios realizados nesta tese em momentos futuros na Célula
Experimental e assim avaliar melhora mudança de comportamento do maciço de RSU.
. Realizar ensaios especiais de laboratório de resistência ao cisalhamento triaxial não
drenados (CU) e drenados (CD).
. Realizar outros ensaios de campo como o cone (CPT), pressiômetro (PMT) e o Vane
Test ao longo do tempo.
. Realizar ensaios de compressão confinada, executados num consolidômetro de
grande diâmetro (385 mm).
. Ensaios cross-hole para estimar os parâmetros dinâmicos (módulo de deformação e
de cisalhamento) do resíduo sólido urbano.
131
REFERÊNCIAS
Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Panorama dos
resíduos sólidos no Brasil. São Paulo. 2012.
Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Atlas
brasileiro de emissões de GEE e potencial energético na destinação de resíduos sólidos.
São Paulo. 2013.
Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Panorama dos
Resíduos Sólidos no Brasil. São Paulo. 2016
ABREU, R. C. Compressibilidade de Maciços Sanitários. 2000. 241f. Dissertação
(Mestrado), Escola Politécnica - USP, São Paulo, 2000.
ABREU, A. E. S. Investigação geofísica e resistência ao cisalhamento de resíduos sólidos
urbanos de diferentes idades. Tese de doutorado. Programa de pós-graduação e área de
concentração em geotecnia. Escola de engenharia de São Carlos da Universidade de São
Paulo. 2015.
ABU-FARSAKH, M.Y. et al. Assessment of In-Situ Test Technology For Construction
Control of Base Courses and Embankments. Technical Report nº FHWA/LA.04/385,
Louisiana Transportation Research Center, Baton Rouge, LA. USA. 126 p. 2004.
AUTARQUIA DE REGULAÇÃO, FISCALIZAÇÃO E CONTROLE DOS SERVIÇOS
PÚBLICOS DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Relatório Técnico Aterro Sanitário
Metropolitano Oeste de Caucaia (ASMOC). Fortaleza, CE. 2010.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6122: Projeto e
execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6459: Solo -
Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6484: Solo –
Sondagem de simples reconhecimento com SPT– Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2001.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6489: Prova de
carga direta sobre terreno de fundação. Rio de Janeiro, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6508: Grãos de
solos que passam na peneira de 4,8 mm – Determinação da massa específica. Rio de
Janeiro, 1984.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7180: Solo -
Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7181: Solo -
Análise granulométrica. Rio de Janeiro, 1984.
132
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7182: Solo -
Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 1986.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8419:
Apresentação de projetos de aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos -
Procedimento. Rio de Janeiro, 1992.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8849:
Apresentação de projetos de aterros controlados de resíduos sólidos urbanos. Rio de
Janeiro, 1985.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR9895: Índice de
Suporte Califórnia. Rio de Janeiro, 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR10. 007:
Amostragem Resíduo Sólido. Rio de Janeiro, ABNT, 2010.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR- 11.682:
Estabilidade de Taludes. Rio de Janeiro, ABNT, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 13600: Solo -
Determinação do teor de matéria orgânica por queima a 440°C - Método de ensaio. Rio
de Janeiro, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 13.896: Aterros de
resíduos não perigosos - Critérios para projeto, implantação e operação. Rio de Janeiro,
1997.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTINGAND MATERIALS– D6758: Standard test method
for measuring stiffness and apparent modulus of soil and soil aggregate in-place by an
electro-mechanical method. 2002.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTINGAND MATERIALS–D3080: Standard test method
for direct shear test of soils under consolidated drained conditions. 1998.
BARBOSA, T. J. E. Avaliação de segurança de barragens de rejeito – Apostila IETEC.
Belo Horizonte, 2016.
BARROS, C. Apostila de fundações. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia
sul-rio-grandense. Campus Pelotas. Porto Alegre, 2011.
BORELLA, M. F. P. Reintegração de aterros sanitários à paisagem urbana. 2004. In:
SEMINÁRIO SOBRE RESÍDUOS SÓLIDOS – RESID’2004, 2, 2004, São Paulo. Anais...
São Paulo: Associação Brasileira de Geologia de Engenharia Ambiental, 2004. 1 CD-ROM.
BORGATTO, A. V. A. Estudo das propriedades geomecânicas de resíduos sólidos
urbanos pré-tratados. Tese de Doutorado, da Universidade Federal do Rio de
Janeiro/COPPE, Rio de Janeiro, 2010, 271p.
BOSCOV, M. E. G. Geotecnia ambiental. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. 248p.
133
BRAIDA, J. A. et al. Matéria orgânica e seu efeito na física do solo. Tópicos CL Solo,
7:221-278. Porto Alegre, 2011.
BRASIL. Lei no. 12.305/10, de 31 de agosto de 2010. Dispõe sobre a Política Nacional de
Resíduos Sólidos, regulamentada pelo Decreto 7.404/10. Diário Oficial [da República
Federativa do Brasil], Brasília, DF, 31 ago. 2010.
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Plano Nacional de Resíduos Sólidos. Brasília.
2012.
BROMM, S. E. Brownfield redevelopment: a recipe for success. In: Seminário
Internacional sobre Remediação in situ de Sites Contaminados – Revitalização de Áreas,
Tecnologias de Remediação e Gerenciamento Técnico, Legal e Jurídico de Passivos
Ambientais, 3., 2004, São Paulo, Abstracts, São Paulo: Instituto Ekos Brasil, Clube
Transatlântico, p. 10- 15.
CARDIM, R. D. Estudo da resistência de resíduos sólidos urbanos por meio de ensaios de
cisalhamento direto de grandes dimensões. 107 p. Dissertação (mestrado em Geotecnia) -
Faculdade de Tecnologia, Universidade de Brasília, Brasília, 2008.
CARNEIRO, A. A. Estudo da capacidade de carga de uma célula experimental de
resíduos sólidos urbanos com base em ensaios de laboratório e campo. Fortaleza. 2013.
139p. Dissertação (mestrado em Geotecnia) – Centro de Tecnologia, Departamento de
Engenharia Hidráulica e Ambiental, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
CARNEIRO, A; MOURA, A. S. 2016. Avaliação preliminar da capacidade de carga de
uma célula experimental de resíduos sólidos urbanos com base em ensaios de laboratório
e campo. Revista DAE. V.64. São Paulo, Jan. 2016, p65-73. DOI 10.4322/DAE.
2015.006.http://revistadae.com.br/downloads/edicoes/Revista-DAE-201.pdf.
CARVALHO, M. F. Comportamento mecânico de resíduos sólidos urbanos. Tese de
Doutorado, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Paulo, São
Paulo, 1999. 300p.
CAVALCANTE, E. H. Investigação teórico-experimental sobre o SPT, Rio de Janeiro –
Tese de Doutorado – COOPPE/UFRJ. 2002.
CATAPRETA, C. A. A. et al. Avaliação da compactação dos resíduos sólidos urbanos
dispostos no Aterro Sanitário da BR-040 em Belo Horizonte – MG. [CD ROM]. In:
Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental – REGEO’2003. Porto Alegre/RS: ABMS,
2003.
CEPOLLINA, M.; KAIMOTO, L. S. A; LUDERMANN, S. M. Investigações de
condicionantes geotécnicas de maciços sanitários. X Congresso Brasileiro de Mecânica dos
Solos e Engenharia de Fundações, v.3. Foz do Iguaçu, Nov. 1994, p.979-986.
134
CHEN, D. H.; BILYEU, J.; HE, R. (1999). Comparison of resilient modulo between field
and laboratory testing: A case study. 78th Ann. Meeting of the Transportation Research
Board, Washington, D.C. Disponível em:
https://www.researchgate.net/publication/228372215. acesso em: 16 jan. 2018.
COMPARIN, I. Estudo do comportamento de resíduos sólidos urbanos em lisímetros de
caráter experimental. 2011.101f. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Ambiental)
Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, 2011.
COUMOULOS, D. G. et al. Geotechnical investigation at the main landfill of Athens.
Proceedings Sardinia 95, Fifth International Landfill Symposium, S. Margherita di Pula,
Cagliari, Italy, October 1995, p. 885 – 895.
CURTY, E. B. Escolha de uma área para disposição final dos resíduos sólidos urbanos e
dimensionamento de um aterro sanitário para a cidade de Campos dos Goytacazes/RJ.
Campos dos Goytacazes, 2005 Monografia (Graduação em Engenharia Civil). Universidade
Estadual do Norte Fluminense – UENF. Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, 2005.
DENARDIN, G. P. Estudo dos recalques do aterro sanitário da Central de Resíduos do
Recreio –Minas do Leão/RS. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade
Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.
DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR GEOTECHNIK: Empfehlungendês Arbeittskreises
“Geotechnik der Deponien und Altlasten‖. E 1-7: Identifizierung 231 und Beschreibung
von Abfallen (Entwurf). Bautechnik 71, Helf 9. Berlin: Wilhelm Ernst e Sohn.1994.
FUCALE, S. P. Influência dos componentes de reforço na resistência de resíduos sólidos
urbanos. 2005. 217 f. Tese de Doutorado - Departamento de Engenharia Civil, Centro de
Tecnologia e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2005.
FUNDAÇÃO ESTADUAL DO MEIO AMBIENTE. Orientações básicas para a operação
de aterro sanitário. —- Belo Horizonte, 2006. 36p il.
GABR, M. A.; VALERO, S. N. Geotechnical properties of municipal Solid Waste.
Geotechnical. (1995). Testing Journal, V.18, n.2, June, p.241-255.
GONZALEZ, J. H. P. (1995). Comportamento geotecnico de vertederos controlados de
residuais sólidos urbanos. Tesis Doctoral. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de
Caminos, Canles y Puertos. Universidade de Cantabria, Santander, Espana, 587p.
GUDISHALA, R. Development of resilient modulus prediction models for base and
subgrade pavement layers from in situ devices test results . 2004. 133 f. Thesis (Master of
Science in Civil Engineering) - Faculty of the Louisiana State University, Louisiana, 2004.
GUSMÃO, J. F. Fundações: do conhecimento geológico à pratica da engenharia.
Universitária da UFPE, Recife, 1998.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Pesquisa Nacional por
Amostra de Domicílios – PNAD 2002.
135
INSTITUTO DE PESQUISA ECONÔMICA APLICADA (IPECE). Diagnóstico dos
Resíduos Sólidos. Relatório de Pesquisa. Governo Federal. Brasília, 2012.
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE. Safeguarding the Ozone
Layer and the Global Climate System: Issues Related to Hydrofluorocarbons and
Perfluorocarbons. Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
(IPCC).Cambridge University Press, Cambridge.2005. Disponível no sítio eletrônico
http://cdm.unfccc.int/index.html.
IZZO, R. L. S. Comportamento de resíduos sólidos inertizados em barreira capilar. Rio
de Janeiro. XXIII 203 p. (COOPE/UFRJ), D.Sc., Engenharia Civil.2008.
JUCÁ, J. F. T. et al. (1997). Geotechnics of a municipal solid aste landfill in Recife, Brazil
recent developments in soil and pavement mechanic, Almeida (ed), Balkema, Rotterdam,
ISBN9054108851, p.429 – 436.
JUCÁ, J. F. T. Disposição final dos resíduos sólidos urbanos no Brasil. In: V Congresso
Brasileiro de Geotecnia Ambiental. Anais... Porto Alegre: REGEO, p. 443-470. 2003.
LAMARE NETO, A. Resistência ao cisalhamento de resíduos sólidos urbanos e de
materiais granulares com fibras. 2004. 190 p. Tese de Doutorado, COPPE, Universidade
Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2004.
LEITE, T. M. C. Entraves espaciais: Brownfields caracterizados por aterros de resíduos
sólidos desativados no município de São Paulo/SP. Rio Claro, 2005 146 f. : il., gráfs., tabs.,
quadros.
LENKE, L. R.; McKEEN, R. G. Evaluation of the Humboldt GeoGauge on dry
cohesionless silica sand in a cubical test bin. ATR Institute. University of New Mexico ,
1999.
KÖNIG, D.; JESSBERGER, H. L. (1997). Waste mechanics In: ISSMFE Technical
Committee TC5 on environmental geotechnics. pg 35-76.
KNOCHENMUS, G.; WOJNAROWICZ, M. & VAN IMPE (1998). Stability of Municipal
Sol id Wastes. In: Proc. Of the Third International Congress on Environmental Geotechnics,
Lisboa, Portugal, Sêco e Pinto (ed.), Balkema, Roterdam, ISBN 905809006x, p. 977 – 1000.
MAGDOFF, F. Building soils for better crops: organic matter management. Lincoln:
Univ. of Negraska Press, 1992. 433p.
MANASSERO M.; VAN IMPE, W. F. BOUAZZA, A. (1996).Waste disposal and
containment. In: Proc. Of the Second International Congresso in Environmental Geotechics,
Preprint of special lectures, Osaka, Japan, A. A. Baalkema, v3, p. 1425 – 1474.
MARANGON, M. Unidade 7 - Capacidade de carga dos solos. Nota de aula. Faculdade de
Engenharia. Mecânica dos solos II. UFJF. 2013.
136
MARQUES, A. C. M. Compactação e compressibilidade de resíduos sólidos urbanos.
Tese Doutorado - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 408p.
2001.
MATOS, A. T. Práticas de qualidade do meio físico ambiental. Caderno Didático nº. 34,
Departamento de Engenharia Agrícola. Viçosa, 64p., 2006.
MELO, M. C. Uma análise de recalques associada a biodegradação no aterro de resíduos
sólidos da Muribeca. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Pernambuco. CTG.
Engenharia Civil, Recife, 2003.
MILITISKY, J; CONSOLE, N. C, SCHNAID, F. Patologia das fundações, São Paulo,
oficina de textos.2008.
MOTA, S.; LESSA, E. R. Estudo de caracterização física dos resíduos sólidos com
características domiciliar e comercial de Fortaleza/CE. In: 24º Congresso Brasileiro de
Engenharia Sanitária e Ambiental. Belo Horizonte, MG. 2007.
MOTTA, E. Q. Avaliação da resistência ao cisalhamento de resíduos sólidos urbanos com
codisposição de lodo de tratamento de esgoto através de ensaios de cisalhamento direto
de grandes dimensões. Tese de doutorado. Universidade Federal de Pernambuco. Programa
de pós-graduação em Engenharia Civil. Pernambuco, 2011.
MÜNNICH, K.; MAHLER, C. F; FRICKE, K. Pilot Project of mechanical-biological
treatment of waste in Brazil. Waste Management (Elmsford), 2006. v. 26, n. 2, p. 150-157.
NASCIMENTO, J. C. F. Comportamento mecânico de resíduos sólidos urbanos.
Dissertação de mestrado. Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo.
São Carlos, 2007.
OLIVEIRA, D. A. F. (2002). Estabilidade de taludes de maciços de resíduos sólidos
urbanos. Dissertação de mestrado. G. DM-A 095/02, Departamento de Engenharia Civil,
Universidade de Brasília, Brasília – DF, 155p.
ORTIGÃO, J. A. R. Introdução à mecânica dos solos dos estados críticos. 2.ed. Rio de
Janeiro, Livros Técnicos e Científicos, 1995. 378p.
PEREIRA, A. G. H. & SOPEÑA, L. S. Propiedades físicas de los resíduos sólidos urbanos
del vertedero de Valdemingómez. XXVII Congresso Interamericano de Engenharia
Sanitaria e Ambiental. Anais, Porto Alegre. 2000.
PALMA, J. H. (1995). Comportamiento geotécnico de vertederos controlados de resíduos
solidos urbanos. Tesis Doctoral, tomo II, Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de
Caminos, Canales y Porto, Universid de Cantabria, 300p.
PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos solos em 16 aulas. São Paulo, Oficina de
Textos, 2006.
ROCHA, E. F. Determinação da condutividade hidráulica e da capacidade de campo de
resíduos sólidos urbanos. Viçosa, UFV. Minas Gerais – Brasil 2008
137
SANCHEZ-ALCITURRI, J. M. et al. Mecanical properties of wastes in a sanitary landfill.
Proc. International Conference Green’1993.Wastes Disposal by Landfill, Sassy (end),
Baklava, Rotterdam, 357-363.
SANTOS, L. A. O; PRESA, E. P. Compressibilidade de aterros sanitários controlados. III
Simpósio Sobre Barragens de Rejeitos e Disposição de Resíduos, REGEO, 1995. Ouro
Preto/MG, Brasil: 577-591.
SANTOS, G. O. et al. Estimativa da quantidade de RSU coletados em Fortaleza e
destinados ao Aterro Sanitário de Caucaia.Fortaleza, 2008.
SANTOS, G. O. Avaliação do cultivo de gramíneas na superfície de aterro sanitário, com
ênfase para a redução da emissão de metano e dióxido de carbono para a atmosfera. Tese (Doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de
Engenharia Hidráulica e Ambiental, Programa de PósGraduação em Engenharia Civil,
Fortaleza, 2012.
SANTOS, S. M; JUCÁ, J. F. T. e ARAGÃO, J. M. S. Geotecnical Properties of a Solid
Waste Landfill: Muribeca’s Case. In Proc. Of the Third International Congress on
Environmental Geotechnics, v.1. Lisboa, Portugal, Seco e Pinto (ed.), Balkema, Rotterdam,
1998. ISBN 90 5809 006x, pp.181-184.
SAWANGSURIVA, A. EDIL, T. B. and BOSSCHER P. J. Laboratory evaluation of the
soil stiffness gauge (SSG). Transportation Research Board 81th Annual Meeting,
Washington, D. C. 2002.
SCHALCH, V. et al. (1990). Aterro sanitário: Considerações do sítio, projeto,
implantação, operação e monitoramento. 7o. Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas,
p. 123 – 126.
SEYMAN, E. Laboratory Evaluation of in-situ tests as potential quality control/quality
assurance tools. 2003. 186 f. Thesis (Master of Science in Civil Engineering) - Graduate
Faculty of the Louisiana, State University and Agricultural and Mechanical College, 2003.
SIEGEL, R. A.; ROBERTSON, R. J. & ANDERSON, D. G. (1990). Slope stability
investigations at a landfill in Southern Califórnia. Geotechnics of waste fills – theory and
practice. ASTM STP 1070, Arvid Landva and G. David Knowles, Eds., American Society
for Testing and Materials, Philadelphia, 1990, p. 259-284.
SILVEIRA, A. M. M. Estudo do peso específico de resíduos sólidos urbanos. Rio de
Janeiro. Tese – Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPEXI, 106p. 29,7cm
COPPE/UFRJ, M. Sc., Engenharia Civil, 2004.
SIMÕES, G. F. Modelo para avaliação de recalques em aterros de disposição de resíduos
sólidos urbanos. Rio de Janeiro: PUC-Rio, 2000. 136 p. Tese (Doutorado). Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Civil. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio
de Janeiro, 2000.
SOWERS, G. F. (1968).Foundation problems sanitary in landfills. Journal of the Sanitary
Engineering Division, ASCE, v. 4, pp. 103-116.
138
TAPAHUASCO, W. F. C. (2009). Análise do comportamento de maciços sanitários e
proposta de um modelo de previsão de Recalque. Departamento de Engenharia Civil e
Ambiental, Universidade de Brasília, Distrito Federal, 200p.
TEIXEIRA, A. H.; GODOY, N. S. (1996). Análise, projeto e execução de fundações rasas.
fundações: teoria e prática. Hachich et al. (editores), ed. Pini, São Paulo, Cap. 7, p. 227-
264.
TIVERON, V. P. M. et al. (1995). Disposição dos resíduos sólidos do município de São
Paulo: Aterros sanitários. I SEMINÁRIO LUSO-BRASILEIRO DE GEOTECNIA
AMBIENTAL, Lisboa, 1995, 15p.
ZANTA, V.M; FERREIRA, C. F. A. Gerenciamento integrado de resíduos sólidos
urbanos. In: BORGES, A.C. EL AL (Org). Resíduos sólidos urbanos: Aterro Sustentável
para Municípios de Pequeno Porte. 1 ed. São Carlos SP: Rima Artes e Textos, v.1., 2003.
