CARACTERIZAÇÃO DE PERFIS DE SOLOS CONTAMINADOS

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1 CARACTERIZAÇÃO DE PERFIS DE SOLOS CONTAMINADOS A. Quaresma ENGESOLOS - Engenharia de Solos e Fundações Ltda RESUMO: Este trabalho pretende mostrar duas novas técnicas de amostragem disponíveis hoje no país e que chegaram há pouco tempo. O artigo não esgota o assunto, mas traz essas novidades e as aborda rapidamente. Em primeiro lugar discorre sobre os equipamentos e, em seguida, sobre a amostragem citando outras possibilidades de investigação como poços de monitoramento e coleta de gases (vapores) no solo. 1. INTRODUÇÃO Até não muito tempo atrás, a amostragem de solos para meio ambiente no Brasil era feita de forma indistinta, no que se refere aos equipamentos utilizados. De modo geral, utilizava-se o tradicional equipamento de sondagem a percussão para profundidades médias e trados manuais para investigações rasas acima do nível d água. Em alguns casos mais raros, eram utilizadas sondas rotativas com amostradores especiais para a coleta de solo. A razão disso era, em primeiro lugar, a não disponibilidade de equipamentos mais modernos. Como segunda razão, a mão de obra utilizada era aquela já habituada ao manuseio de tais ferramentas. Os equipamentos, por sua vez, eram transportados para quase todos os locais de trabalho e, se necessário, até na mão (a pé). amostradores começaram a ser utilizados no final da década de 80 e início da de 90. Porém, os primeiros equipamentos mecanizados surgiram aqui em 1997 e São máquinas de porte variado, autopropulsionadas e que permitem o trabalho com o menor contato humano possível com a amostra, eventualmente contaminada, o que é extremamente importante do ponto de vista de saúde do operador e demais envolvidos na investigação. 2. EQUIPAMENTOS Com o passar dos anos e o crescente aumento da demanda de investigação de solos contaminados, surgem os primeiros equipamentos mecanizados no Brasil, porém, largamente utilizados no exterior, especialmente nos Estados Unidos. Temos notícias de que os primeiros trados manuais especiais ( hand augers ) importados e alguns Figura 1 Equipamento CME 75 O primeiro desses equipamentos foi um CME 75 (Figura 1), em julho de É uma sonda rotativa montada sobre caminhão. Esse fabricante americano tem uma vasta série de opções, sendo que esse é o modelo 107

2 intermediário entre os diversos modelos oferecidos. Dependendo do tipo de ferramenta utilizada e do tipo solo, tem capacidade de perfuração em solo e/ou rocha de até 200 (duzentos) metros de profundidade. O equipamento disponível no mercado está equipado para perfurações em solo até 30 (trinta) metros, com trados ocos (HOLLOW STEM AUGER) Figura 2. de diâmetro interno 4 ¼ ou 6 ¼, além de trados helicoidais sólidos tradicionais, de 3 de diâmetro aproximadamente. maioria dos casos. Isso ocorre em função de existir por dentro dele durante a perfuração, outro trado helicoidal de hélice contrária, que expulsa o material do interior do tubo (Figura 3). Figura 2 Trado Oco (Hollow Stem Auger) O mais importante é o amostrador que o equipa, possibilitando amostragens contínuas de solo com amostras acondicionadas em camisas ( liners ) de material plástico ou aço inox, de 3 de diâmetro. Essa técnica permite obter uma idéia exata do perfil do terreno naquele local amostrado e a condição do solo. A partir da retirada da amostra e da descrição do material, o consultor escolhe a parte que lhe interessa encaminhar ao laboratório. O contato com o material é mínimo e sempre feito por profissionais treinados para tal e devidamente paramentados. A amostragem realizada com a utilização desse equipamento é obtida após perfuração a seco. O trado oco (HOLLOW STEM AUGER) mantém o seu interior isolado do resto da formação, na 108 Figura 3 Trado Oco Montado Alguns tipos de materiais impossibilitam esse isolamento, como o caso de areias abaixo do nível d água, porém, a água em contato com a amostra é aquela da qual ela provém. Não se utiliza água na perfuração. Em raríssimos casos é adicionada água dentro do trado oco para equilibrar a pressão. Nesses casos, a origem da água utilizada deve ser conhecida, além de se recolher amostra para determinação de eventuais componentes nela diluídos. Em certos casos os consultores utilizam amostragem a cada metro ou a cada metro e meio (5 em função do comprimento das ferramentas). Para tanto usamos o tradicional amostrador SPT, em certos casos com um liner plástico de parede fina, para a coleta de amostra, ou simplesmente coletamos a amostra dentro do próprio tubo do amostrador. O amostrador passa a ser cravado com golpes de martelo sendo este automático de acionamento mecano-hidráulico. Sua massa é de 65 kg e a altura de queda é de 75 cm, como no ensaio SPT. Em 1998 chegou ao país o primeiro equipamento para utilização da técnica

3 conhecida nos Estados Unidos por Direct Push. Também o fabricante desse equipamento, importado em final de 1998, fornece uma gama variada de possibilidades de montagem do equipamento. Basicamente o que varia é o meio de transporte. Em alguns, especialmente nos extremos dessa gama de opções, varia também a potência do equipamento. Existe desde uma torre e uma unidade separada onde está o motor e a parte hidráulica (Figura 4), até equipamentos montados sobre esteiras e que se autolocomovem, como o que aqui chegou no final de 1998 (Figura 5). Cada qual tem sua finalidade e não pode ser desprezado. Porém, quando se discute produção e agilidade, os autopropulsionados são muito mais eficientes. como se pensássemos numa furadeira de impacto, mas sem girar. É um martelete. Essa técnica permite uma produtividade muito grande e uma quase inexistente produção de resíduos de perfuração. Como no outro caso, não existe a conhecida lavagem ou circulação de água para se atingir a profundidade desejada. As hastes e demais ferramentas são especialmente tratadas para suportarem os golpes do martelo e atravessarem materiais resistentes. A profundidade possível de ser atingida é diretamente proporcional ao tipo de formação e sua resistência. Certos modelos, como o que teremos disponível para utilização no mercado nacional até o final desse ano, combinam as duas modalidades: trado oco e Direct Push (Figura 6). Em determinados trabalhos é necessária a instalação de poços de monitoramento ou de remediação, de diâmetros 2 ou 4, após a amostragem. Daí a vantagem em se utilizar equipamento combinado. Esse equipamento ocupa pequeno espaço de manobra e trabalho e tem altura reduzida, propiciando trabalho em locais de difícil acesso ou estreitos e cobertos (postos de gasolina, linhas de produção de fábricas, taludes, etc...). Figura 5 Equipamento montado sobre esteira de borracha Figura 4 Equipamento portátil Enquanto o procedimento citado anteriormente consiste na perfuração do solo, a técnica Direct Push é a cravação do amostrador através de golpes de martelo hidráulico. É Em relação à amostragem, seja ela realizada utilizando-se qualquer uma das técnicas, deve ser executada com ferramentas e equipamentos limpos, descontaminados com detergentes próprios e, especialmente as ferramentas que têm contato com o solo, devem estar isentas de qualquer material que possa prejudicar a 109

4 qualidade da amostra (do ponto de vista contaminação), como graxa por exemplo. prevê a posterior desmontagem do equipamento para adequada limpeza. Os tubos que levam a mistura ao furo são descartáveis e utilizados apenas uma vez. Figura 7 Bomba de Grout Figura 6 Equipamento Combinado Direct Push e Hollow Stem Auger As ferramentas devem ser igualmente adequadas para não reagirem com o potencial contaminante que se presume encontrar. Toda amostragem deve prever uma estação de descontaminação para as ferramentas que penetram no solo de forma a não carrear eventuais contaminantes entre as camadas de solo ou entre furos diferentes. Após a realização da perfuração os furos devem ser preenchidos com cimento, bentonita ou a combinação desses - grout, em traço adequado à formação geológica e especificidades do local. A amostragem de solo com a técnica Direct Push pode ser contínua ou localizada. Tanto é possível amostrar todo o perfil do solo perfurado como conduzir o amostrador até determinada profundidade com a ponta fechada, remover da superfície o plug de fechamento do amostrador e prosseguir amostrando o solo. O comprimento de amostragem pode ser de aproximadamente 0,60 m ou de aproximadamente 1,20 m. As amostras são sempre coletadas em camisas de plástico de parede fina ( liners ) Figura 8. Os diâmetros dessas camisas podem ser de 3/4 ou 1 ½. A perfuração do solo com essa técnica, praticamente não produz resíduos de perfuração 3. GROUT E AMOSTRAGEM A operação de preenchimento dos furos pode ser feita por gravidade em furos de maior diâmetro, mas é recomendável a utilização de equipamento específico para este fim, com capacidade de preencher o furo de baixo para cima. Essas bombas de grout (Figura 7) como são chamadas, são especialmente desenhadas para bombearem a mistura em pequenas doses não contínuas e seu projeto 110 Figura 8 Amostragem de solo com camisa de plástico

5 O material atravessado é empurrado para a lateral quando o amostrador de ponta fechada é cravado ou entra dentro do amostrador, ficando alojado na camisa de plástico que está dentro dele (Figura 9). Brasil ainda não está disponível o tubo de PVC schedule 40 ou 80 de pequeno diâmetro ¾ ou ½, o que nos permitiria a instalação de filtros pré-montados (Figura 12) e poços de monitoramento desse diâmetro (1 ), muito utilizados em outros países. Figura 9 Amostra acondiciona no liner 4. AMOSTAGEM DE ÁGUA E GÁS Além da amostragem do solo, ambas as técnicas apresentadas nos possibilitam a instalação de poços de monitoramento para a amostragem da água do subsolo. Os mais conhecidos são aqueles em que são instalados em perfurações de 4 ou 6 de diâmetro interno. No Brasil, normalmente são confeccionados em PVC geomecânico, exceto quando o contaminante previsto de ser encontrado não permite sua utilização devido à reação. No caso da utilização do trado oco como citado acima, estes poços de monitoramento são instalados dentro deste (Figura 10) e o pré-filtro é executado com areia que é lançada à medida que se retira o trado oco (revestimento). A técnica Direct Push nos permite instalar poços de monitoramento temporários, de pequeno diâmetro. Após a amostragem de solo, é instalado um filtro de aço inox (Figura 11), no qual é introduzido uma mangueira com válvula, para possibilitar a amostragem de água através de movimentos peristálticos. Esse tipo de amostragem é extremamente útil quando não se pode deixar instalado um poço de monitoramento definitivo, de maior diâmetro. Tem porém, suas desvantagens. Em determinadas formações não se consegue eliminar toda a turbidez da água e em outras, a permeabilidade é muito baixa demandando muito tempo para se coletar a amostra. No Figura 10 Trado oco pronto para instalação do poço de monitoramento Figura 11 Poços de monitoramento temporários 111

6 6. REFERÊNCIAS GEOPROBE SYSTEMS, manuais e fotos CME Central Mine Equipment CO, catálogos e manuais ENGESOLOS Engenharia de Solos e Fundações Ltda, fotos Figura 12 Filtro pré-montado Igualmente à construção dos poços de monitoramento de pequeno diâmetro, temos a opção de amostrar gás (vapores no solo), utilizando-se ferramentas especialmente desenvolvidas para tal, quando se utiliza a técnica Direct Push. Ao invés de se instalar um filtro de aço inox dentro da composição utilizada na perfuração para amostragem de solo, instala-se um tubo especial para a coleta de gases. Esse sistema apresentado na Figura 13 é conectado na superfície a uma bomba de vácuo. Essa bomba tem saída para diversos tipos de recipientes tais como sacos de material apropriado, balões de aço, e saída direta para cromatógrafos de campo. A amostragem de vapores através dessa técnica começa a ser utilizada mais freqüentemente. Até então, o mais comum tem sido a medição do gás (vapor) diretamente na amostra retirada do solo. Figura 13 Esquema de funcionamento do dispositivo de coleta de gás 5. AGRADECIMENTOS Eng. Orozimbo A de Lima Campos Geol. Nilton Jorge Miyasiro Geol. Fernando de Medeiros Ferraz Enga. M. Rosana. B. Dragone Sondadores e demais funcionários da ENGESOLOS 112