Aplicações de Geossintéticos em Projetos de Tratamento de Resíduos Sólidos

Transcrição

1 UnB Geotecnia Programa de Pós-Graduação em Geotecnia - UnB Aplicações de Geossintéticos em Projetos de Tratamento de Resíduos Sólidos Ennio Marques Palmeira Universidade de Brasília

2 Geossintéticos Geotêxteis (Tecidos e Não Tecidos) Geogrelhas Geocélulas Geomantas Geodrenos Geoespaçadores Geoexpandidos Geotiras Geofibras Geomembranas Geocompostos

3 Funções dos Geossintéticos Drenagem Q geossintético Separação Filtração Barreira geossintético como barreira Reforço Proteção

4 Geossintéticos para Filtração e Drenagem Geotêxteis Geoespaçador Não Tecido Tecido Georredes Geocomposto Drenante

5 Tubos de Geotêxteis/Geoformas geotêxtil areia Também usados para desaguamento de resíduos Cortesia IGS geotêxtil resíduo saturado Cortesia IGS

6 Geodrenos Drenos Eletro-cinéticos Jones et al. (2005)

7 Geomembranas Superfície rugosa Superfície lisa

8 Geocomposto Argiloso (GCL) Bentonita após algum tempo de umidecimento costura geotêxtil argila + adesivo ou argila bentonita geotêxtil

9 Geotubos

10 Vendas(milhõesdedólares) Geossintéticos Geotecnia/Ambiente Evolução de Consumo na América do Norte 70 Geotêxteis Geomembranas 60 Geocompostos 50 Georedes Geogrelhas 40 GCL Ano Koerner (1998)

11 Consumo de Geossintéticos Tipo Brasil (m2/ano) América do Norte (m2/ano) Geotêxtil Não-Tecido 16 milhões 465 milhões Geotêxtil Tecido 2 milhões Geogrelhas 150 mil 36 milhões Geomembranas 3 milhões 84 milhões Gecélulas, geodrenos, 120 mil 32 milhões etc. Total 22 milhões 617 milhões

12 Geossintéticos em Obras de Confinamento de Resíduos

13 Confinamento de RSU Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)

14 sistemadeimpermeabilizaçãoedrenagem comgeosintéticos Confinamento de RSU Aplicações de Geossintéticos resíduo Confinamento de Resíduos

15 Confinamento de RSU Camadas de Argila Compactada Camadas de Argila k 10-6 a 10-9 cm/s Algumas Desvantagens: Espessura (tipicamente entre 0,6 a 2m), ocupa considerável volume; Piping em camadas de argila submetidas a altas concentrações de chorumes/solventes orgânicos (metanol, ácido acético, etc.); Ressecamento ou recalques diferenciais provocam trincamento; Dependendo do resíduo a camada pode ser atacada; Permeabilidade pode aumentar em até 1000 vezes dependendo do tipo de fluido (efeito da viscosidade).

16 Confinamento de RSU Trincamento de Argila Compactada

17 Confinamento de RSU Geomembranas Vantagens: Controle de qualidade Pequena espessura Baixíssimo coeficiente de permeabilidade Aceita deformações elevadas Interessante quando materiais naturais são escassos Instalação rápida Tecnologia avança a cada dia Principal limitação: Necessidade de bom controle de qualidade na instalação.

18 Confinamento de RSU Detecção de Perfurações (Vazamentos) eletrodoremoto A eletrodofonte eletrodosmóveispara detecçãodefuros V água solodefundação linhasdecorente elétrica dano geomembrana Danos podem ser localizados e reparados antes do início de operação do sistema

19 Geossintéticos em Disposição de RSU Geomembranas - Aplicações Instalação Fácil e Rápida

20 Geossintéticos em Disposição de RSU Geomembranas - Aplicações

21 Confinamento de RSU Barreiras e Drenagem com Geossintéticos

22 Confinamento de RSU Barreiras e Drenagem com Geossintéticos

23 fundo cobertura Confinamento de RSU Exigências em Alguns Países (RSU) País Região (1) Camada No. i (1) Material (1) Função (1) Número da camada n T 1 T 2 T n Estados Unidos Cobertura 1 Solo de topo Cobertura 2 Cobertura de solo Minimizar infiltração 3 Camada drenante Drenagem 4 Geomembrana Impermeabilização 5 Argila compactada Impermeabilização 6 Camada drenante Drenagem de gas Fundo 1 Camada de Filtro Filtração 2 Camada drenante Drenagem de fundo 3 Geomembrana Impermeabilização 4 Argila compactada Impermeabilização resíduo solo natural de fundação 1 2 Koerner & Koerner (1999) n T 1 T n Alemanha Cobertura 1 Solo de topo Cobertura 2 Camada drenante Drenagem 3 Camada de proteção Proteção (opcional) 4 Geomembrana de HDPE Impermeabilização 5 Argila compactada Impermeabilização 6 Areia Drenagem 7 Camada drenante Drenagem de gas Fundo 1 Camada drenante Drenagem de fundo 2 (2) Geotêxtil não tecido c/ M A Drenagem/Proteção 2000 g/m 2 3 Geomembrana de HDPE Impermeabilização 4 Argila compactada Impermeabilização 5 Solo de fundação (nivel d água a mais de 1 m abaixo do fundo) Impermeabilização

24 Confinamento de Poluentes Barreiras Verticais de Geomembranas Isolamento de Terreno Contaminado

25 Confinamento de Poluentes Barreiras Verticais de Geomembranas

26 Confinamento de Poluentes Barreiras Verticais de Geomembranas

27 Aplicações em Sistemas de Tratamento de Efluentes

28 Tratamento de Efluentes Geomembranas - Aplicações

29 Tratamento de Efluentes Geomembranas - Aplicações Colapso do solo provocou trincamento do concreto

30 Confinamento/Tratamento de Efluentes Geomembranas Saída de gás CO 4, H 2 S, CO 2 geomembrana Cobertura Flutuante Entrada Escuma Lodo Saída Sadlier (2005) Cortesia IGS Redução de 90 a 95% da DBO Tempo de permanência: 4 a 7 dias Sadlier (2005)

31 Tratamento de Efluentes Geoformas/Geocontainers Desaguamento de lodos

32 Tratamento de Efluentes Geocontainers Tratamento de Lodos de Tanques Sépticos (Ontario, Canadá) geocontainers 98.2% de fósforo capturado 82.3% de nitrogênio capturado 99.9% de redução de E. coli 100% de redução de arsênico 98.8% de redução de chumbo 99.9% de redução de mercúrio Após desaguamento, o material é espalhado no campo

33 Tratamento de Efluentes Drenos Eletro-Cinéticos (EKG) Redução de Umidade de Lodos Jones et al. (2006)

34 Alguns Aspectos Relevantes Relacionados a Geotêxteis e Geomembranas

35 Aspectos Relevantes Colmatação Biológica de Sistemas Drenantes Colmatação de Drenos Granulares Colmatação de Coluna de Dreno Granular (Rowe et al. 2000) Cegamento de Filtro Geotêxtil Material Removido de um Sistema de Coleta de Chorume Colmatado após 4 Anos de Serviço (Fleming et al. 1999)

36 Aspectos Relevantes Colmatação Biológica de Geotêxteis Ensaios em Laboratório (Remigio 2006)

37 Aspectos Relevantes Colmatação Biológica de Geotêxteis Variação do Coeficiente de Permeabilidade com o Tempo (Remigio 2006) 1 0,1 k (cm/s) 0,01 0,001 Geotêxteis não tecidos submetidos a fluxo de chorume 0,0001 1E Tempo (dias) GTX GTY GTZ Filmes de bactérias após 90 dias de ensaio

38 Permissividade do geotêxtil (s -1 ) Aspectos Relevantes Colmatação Biológica de Geotêxteis Lavagem do Geotêxtil com o Aumento da Coluna Líquida Sobrejacente h geotêxtil Altura de coluna d'água, h (cm) GTC - colmatado GTC - limpo O acúmulo de chorume sobre o geotêxtil colmatado pode a vir a limpá-lo...

39 Aspectos Relevantes Colmatação Biológica de Geotêxteis Alternativa de Limpeza Periódica de Drenos Geossintéticos Retrolavagem contrafluxo geocomposto para drenagem

40 Volume de efluente (L) Aspectos Relevantes Colmatação Biológica de Geotêxteis CL 0.5 solo de cobertura SP1 TP3 camada ou geocomposto drenante 1 2 geomembrana lixo TP11 TP7 SP2 1.0 TP4 TP2 TP Ensaios em laboratório podem produzir situações mais severas que no campo. Dimensões em metros Termopares (TP) Placas de recalques (SP) 2.0 pedregulho Areia Geotêxtil Junqueira & Palmeira (2002) Tempo (meses) Colchão de areia Geocomposto drenante

41 Sólidos suspensos (mg/l) Aspectos Relevantes Retenção de Sólidos Suspensos CL 0.5 solo de cobertura SP1 TP3 camada ou geocomposto drenante 1 2 geomembrana lixo TP11 TP7 SP2 1.0 TP2 0.8 TP4 TP Dimensões em metros Termopares (TP) Placas de recalques (SP) 2.0 pedregulho Mês/Ano Ag/01 Dez/01 Jun/02 Dez/02 Jun/ Colchão de brita 2500 Palmeira et al. (2006) Geocomposto para drenagem Colchão de areia Tempo desde Agosto de 2001 (meses)

42 Outras Aplicações Correlatas

43 Tratamento de Água Filtração com Geotêxteis Não Tecidos Bernardes (2010) Local de execução do projeto: Reserva Extrativista do Médio Juruá, zona rural do município de Carauari- AM ( 40% da população), AM Comunidade São Raimundo

44 Tratamento de Água Filtração com Geotêxteis Não Tecidos Bernardes (2010) Filtração de água da chuva com geotêxtil não tecido Facilidade de transporte para áreas remotas

45 Número de crianças menores de 12 anos Tratamento de Água Filtração com Geotêxteis Não Tecidos Resultados - Censo Epidemiológico Setembro de 2008 (antes): 60% das crianças contaminadas (6 tipos de parasitas) Fevereiro de (2009): 19% das crianças contaminadas (3 tipos de parasitas) Bernardes (2010) S. stercoralis A. lumbircoidese T. tricura A. duodenale T. solium Entamoeba Parasitos

46 Tratamento de Água Filtração com Geotêxteis Não Tecidos Geotêxtil como Auxiliar na Filtração de Água da Chuva geotêxtil não tecido cisterna água da chuva brita

47 Cuidados a Serem Tomados

48 Cuidados a Serem Tomados Danos a Geomembranas Limpar e regularizar o terreno antes da instalação da geomembrana (usar geotêxtil para proteger a geomembrana). GCL sob a geomembrana pode também ser utilizado (proteção e vedação).

49 Cuidados a Serem Tomados Danos a Geomembranas

50 Cuidados a Serem Tomados Acúmulo de Gases Sob a Geomembrana

51 Cuidados a Serem Tomados Acúmulo de Gases Sob a Geomembrana

52 Cuidados a Serem Tomados Qualidade de Instalação/Controle de Qualidade

53 Cuidados a Serem Tomados Qualidade de Instalação/Controle de Qualidade

54 Conclusões Geossintéticos são materiais modernos para Geotecnia e Proteção ao Meio Ambiente Contínua evolução tecnológica e novos produtos Fácil instalação e possibilidade de verificação prévia de problemas Alta durabilidade e controle de qualidade na fabricação Qualidade e controle de manuseio e instalação são fundamentais Alto potencial de utilização no Brasil

55 Obrigado pela atenção.

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57 Geossintéticos em Meio Ambiente Danos a Geomembranas Limpar e regularizar o terreno antes da instalação da geomembrana (usar geotêxtil para proteger a geomembrana). GCL sob a geomembrana pode também ser utilizado (proteção e vedação).

58 Geossintéticos em Meio Ambiente Danos a Geomembranas

59 Geossintéticos em Meio Ambiente Acúmulo de Gases Sob a Geomembrana

60 Geossintéticos em Meio Ambiente Acúmulo de Gases Sob a Geomembrana

61 Geossintéticos em Meio Ambiente Revestimento Seqüencial Evitar que os geossintéticos fiquem expostos às intempéries por muito tempo sem necessidade.

62 Local de execução do projeto: Reserva Extrativista do Médio Juruá, zona rural do município de Carauari- AM ( 40% da população), AM Comunidade São Raimundo

63 Número de crianças menores de 12 anos Resultados- Censo Epidemiológico Setembro 2008 = 60% das crianças contaminadas = 6 tipos 18 Fevereiro 2009= 19 % das crianças contaminadas = 3 tipos S. stercoralis A. lumbircoidese T. tricura A. duodenale T. solium Entamoeba Parasitos

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66 Foto vencedora da competição em 2010

67 Geossintéticos em Meio Ambiente Aparelhos para Soldas

68 Geossintéticos em Meio Ambiente Soldagem Manual

69 Geossintéticos em Meio Ambiente Soldas Localizadas no Campo

70 Geossintéticos em Meio Ambiente Máquina de Solda por Fusão Máquina de Jato de Ar Quente Máquina do Tipo Cunha Aquecida

71 Geossintéticos em Meio Ambiente Máquina de Solda por Fusão no Campo

72 Geossintéticos em Meio Ambiente Máquina de Ensaios em Soldas

73 Geossintéticos em Meio Ambiente Ensaios em Soldas no Campo

74 Geossintéticos em Meio Ambiente Ensaios em Soldas - Ensaios Não Destrutivos Ensaio com Caixa de Vácuo

75 Detecção e Quantificação de Vazamentos

76 Geossintéticos em Meio Ambiente Detecção de Perfurações (Vazamentos) eletrodoremoto A eletrodofonte eletrodosmóveispara detecçãodefuros V água solodefundação linhasdecorente elétrica dano geomembrana

77 Geossintéticos em Meio Ambiente Detecção de Perfurações (Vazamentos)

78 Cortesia IGS

79 Geossintéticos em Meio Ambiente Sistema para Detecção de Vazamentos Koerner (1998) tubo (~ 100 mm dia.) p/ detecção e remoção de vazamentos geomembrana primária resíduo argila subsolo geomembrana secundária resíduo

80 Requisitos Típicos para Barreiras em Diferentes Países

81 fundo cobertura Geossintéticos em Meio Ambiente Sistemas Típicos com Utilização de Geossintéticos Númerodacamada 1T1, k1 2T2, k2 3 ntn, kn resíduo 1T1, k1 2 ntn, kn solonatural defundação

82 Geossintéticos em Meio Ambiente Sistemas Típicos - Koerner & Koerner (1999) (1) País - Tipo de Resíduo Região (1) Camada Função (1) T i (mm) (1) k i (m/s) (1) No. i (1) Material Alemanha Resíduos Perigosos Cobertura 1 Solo de topo Cobertura Camada drenante-grãos 1mm) Drenagem Camada de proteção (opcional) Proteção Geomembrana de HDPE Impermeabilização Argila compactada Impermeabilização Camada de solo Separação Camada drenante Drenagem de gas Fundo 1 Camada drenante (grãos Drenagem de fundo mm) 2 Geotêxtil não tecido c/ M (2) A Drenagem/Proteção g/m 2 3 Geomembrana de HDPE Impermeabilização Argila compactada Impermeabilização x Solo de fundação (nivel d água a Impermeabilização mais de 1 m abaixo do fundo) Alemanha Resíduos Municipais Cobertura 1 Solo de topo Cobertura Camada drenante Drenagem Camada de proteção (opcional) Proteção Geomembrana de HDPE Impermeabilização Argila compactada Impermeabilização 500 5x Areia Drenagem Camada drenante Drenagem de gas Fundo 1 Camada drenante Drenagem de fundo (2) Geotêxtil não tecido c/ M A 2000 g/m 2 Drenagem/Proteção Geomembrana de HDPE Impermeabilização Argila compactada Impermeabilização 750 5x Solo de fundação (nivel d água a Impermeabilização Menos rigor mais de 1 m abaixo do fundo) que para RP (3) 10

83 Geossintéticos em Meio Ambiente Sistemas Típicos - Koerner & Koerner (1999) País Tipo de Resíduo Região (1) Camada Material (1) No. i (1) Dinamarca - Resíduos Municipais Cobertura França - Resíduos Perigosos França - Resíduos Municipais Fundo Cobertura Fundo Cobertura Fundo Função (1) T i (mm) (1) k i (m/s) (1) 1 Solo de topo Cobertura vegetal Camada drenante Cobertura Geomembrana (não obrigatória) Impermeabilização Argila compactada Impermeabilização Areia grossa Drenagem de gas Camada drenante-areia ou brita Drenagem de fundo Geotêxtil de elevada gramatura Drenagem de fundo/ ou mistura de areia e brita c/ proteção mais de 300 mm de espessura 3 Geomembrana Impermeabilização Camada drenante-areia ou brita Detectar vazamentos Geotextil de elevada gramatura Drenagem de fundo ou mistura de areia e brita c/ mais de 300 mm de espessura 6 Mistura de areia e brita com Solo de base grãos arredondados 25 mm 1 Solo de topo Cobertura Camada drenante Drenagem Geomembrana Impermeabilização Argila compactada Impermeabilização Camada drenante Drenagem de fundo Geomembrana Impermeabilização Formação geológica Impermeabilização Solo de topo Cobertura Camada drenante Drenagem Solo compactado Impermeabilização Camada drenante Drenagem de gas Camada drenante Drenagem de fundo Geomembrana Impermeabilização Formação geológica Impermeabilização Solo de fundação Impermeabilização