Disposição Final de Resíduos Sólidos Urbanos: Projeto, Operação e Descomissionamento de Aterros Sanitários. Cobertura de Aterro

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1 Disposição Final de Resíduos Sólidos Urbanos: Projeto, Operação e Descomissionamento de Aterros Sanitários Cobertura de Aterro Requerimentos, Definições e Visão geral dos sistemas Fernando A. M. Marinho Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Julho de 2006

2 Principais funções da cobertura final de aterros Controlar a entrada de água e ar para dentro do aterro. Minimizar a migração de gás para fora do aterro. Servir como elemento de redução de odor, vetores de doenças e outros inconvenientes. Servir como sistema de controle de águas superficiais. Facilitar a recomposição da paisagem. Paisagem Água Gases Odores Macrovetores Microvetores Resíduo

3 Coberturas em: Aterros Sanitários Lixões e outras coberturas de resíduos Os sistemas de coberturas são similares tendo em vista que a função final é parecida. Koerner & Daniel (1997)

4 Outras coberturas... Resíduo de rejeito de mineração Drenagem ácida Coberturas para reduzir a drenagem ácida Camada saturada para reduzir a entrada de oxigênio

5 Camadas básicas de cobertura convencional Solo para vegetação: erosão, evapotranspiração, infiltração Camada de superfície Camada de proteção Camada drenante Barreira hidráulica Camada de coleta de gás Camada de fundação Armazena água (retenção para evaporação) É um anteparo físico para a camada drenante (raizes, animais, homem) Minimiza os ciclos de secagem e umedecimento dos solos abaixo Reduz a eventual carga hidráulica na barreira hidráulica, reduzindo infiltração e pressão neutra. Drena a camada de proteção mantendo sua capacidade de retenção. Drenagem (déficit para a vegetação) Barreira capilar (manutenção de água na camada de proteção) Minimizar percolação e migração de gases Coletar gases (passivo ou ativo) Resíduo Uniformizar Critérios de filtro Estabilidade entre camadas Riscos de perfurar membranas Permeabilidade a gases

6 Definições Coberturas convencionais Objetivam impedir a entrada de água, por meio do uso de elementos impermeabilizantes. Coberturas evapotranspirativas Objetivam controlar a entrada de água,usando o solo e o clima como elementos de controle. Barreiras capilares Objetivam controlar a entrada de água usando o clima, o contraste de solos e a gravidade.

7 Especificações Gerais Barreira Convencional Camada de superfície impermeabilizante Camada de proteção Barreira hidráulica Camada de coleta de gás 15cm 0.5m K = 10-7 m/s Resíduo Requerimento: Solo com capacidade de apresentar baixa permeabilidade quando adequadamente compactado, ou geomembrana.

8 Resíduos Perigosos Especificações Gerais Camada de superfície Camada de proteção Geotéxtil Camada drenante Membrana Barreira hidráulica Geotéxtil Camada de coleta de gás Geotéxtil Camada de fundação Resíduo

9 Especificações Gerais Barreira Evapotranspirativa Camada de superfície Retenção Evaporação Camada de solo fino Camada de coleta de gás Camada de fundação 0.6m a 3m Retenção Uso de balanço hídrico Resíduo Requerimento: Solo com uma capacidade de retenção de água adequada para o clima local

10 Especificações Gerais Barreira Capilar 0.6m a 3m Retenção Uso de balanço hídrico Inclinação Camada de superfície Camada de solo fino Retenção Evaporação Bloqueio Gravidade Contraste de k com a camada superior Camada de solo granular (Barreira Capilar) Camada de coleta de gás Camada de fundação Resíduo Requerimento: Sistema que inclue solo com capacidade de retenção de água adequada para o clima local, camada de bloqueio e inclinação.

11 Cobertura Seca Especificações Gerais Camada de superfície Geotéxtil Camada de brita Fluxo de ar Camada de fundação Resíduo

12 Especificações Gerais Camada de superfície Geotéxtil Geonet Geotéxtil Camada de fundação Resíduo Barreira Capilar com Geocompostos Baseado em Henry et al (2001)

13 Movimentos de água no sistema Geração de água devida a oxidação do metano As diversas coberturas diferem em função do foco de controle de movimento de água Koerner & Daniel (1997)

14

15 Avaliação de Sistemas de Cobertura Sandia National Laboratories

16 RCRA Subtitle D Resource Conservation and Recovery Act Sandia National Laboratory Geosynthetic Clay Liner Sandia National Laboratory RCRA Subtitle C Sandia National Laboratory

17 Anisotropic Barrier Sandia National Laboratory Capillary Barrier Sandia National Laboratory Evapotranspiration Sandia National Laboratory

18 Avaliação de Sistemas de Cobertura Alternative Landfill Cover (Department of Energy USA)

19 Avaliação de Sistemas de Cobertura Balanço de água no sistema entre maio de 1997 e março de 1998 Innovative Technology Summary Report No. DOE/EM U.S. - Department of Energy (2000). $51.4/m 2 $89.99/m 2 $157.54/m 2 $92.64/m 2 $75.26/m 2 $73.89/m 2

20 Ensaios que devem ser realizados na barreira: Antes da construção: Caracterização geotécnica (w l, w p, granulometria, etc.) Ensaio de compactação Ensaios de permeabilidade (sat e ñsat) Curva de retenção de água Após e durante a construção: Controle da compactação, Controle da compactação, Controle da compactação Permeabilidade um ensaio a cada 4000m 2 Verificação da saída de gás pela cobertura

21 Tendência da permeabilidade da cobertura com o tempo Bureau of Remediation and Waste Management

22 Problema a Evitar Pollution by Jim Warren

23 Efeito da Banheira: bathtub effect A camada de cobertura não pode ser mais permeável do que a camada de fundo

24 Controle de Erosão Vegetação: Estabilização contra erosão Reduz a infiltração Pode aumentar a evapotranspiração Estética geral Evitar plantas com raizes profundas Bermas:

25 Minimizar a Migração de Gás pela Cobertura para a Atmosfera Sistema Passivo de Coleta de Gás Sistema Ativo de Coleta de Gás

26 Minimizar a Migração de Gás pela Cobertura para a Atmosfera Sistemas de Utilização do Gás

27 Minimizar a Migração de Gás pela Cobertura para a Atmosfera Camada de oxidação do metano Distribuição esquemática de O 2, CO 2 e CH 4 Concepção Consiste em converter o metano, em água, CO 2 e biomassa, por meio de Camada de oxidação atividade microbiana em uma O 2 determinada camada da cobertura do aterro. CO 2 CH O2 CO2 + 2H 2O CH 4 Outras Camadas Resíduo Concentração de gás Projeto da camada Controle da porosidade das camadas Controle do teor de umidade Controle da temperatura

28 Barreira Convencional Barreira Evapotranspirativa Barreira Capilar impermeabilizante Retenção Evaporação Retenção Evaporação Bloqueio Gravidade Resíduo Resíduo Resíduo Resíduo Solo de cobertura Camada drenante Solo de cobertura Solo de cobertura Geomembrana Camada drenante Solo compactado Solo Solo granular Solo fino

29 Aspectos Relevantes: Entrada de água (quanto?) Saída de gás (como minimizar?) Recomposição da paisagem (vegetação/evapotranspiração) Parâmetros (necessidade) Barreiras Alternativas (no Brasil)

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