Resíduos Sólidos. Geotecnia Ambiental 1

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1 Resíduos Sólidos Geotecnia Ambiental 1

2 Resíduo Qualquer matéria que é descartada ou abandonada ao longo de atividades industriais, comerciais, domésticas ou outras. NBR Geotecnia Ambiental 2

3 Resíduos peculiariedades lodos provenientes de sistema de tratamento d água lodos gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgoto ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível NBR Geotecnia Ambiental 3

4 Periculosidade característica apresentada por um resíduo, que, em função das propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas, pode apresentar: risco à saúde pública, provocando ou acentuando, de forma significativa, um aumento de mortalidade ou incidência de doenças; e/ou riscos ao meio ambiente, quando o resíduo é manuseado ou destinado de forma inadequada NBR Geotecnia Ambiental 4

5 características infecto-contagiosas DL 50 (oral, ratos) - dose letal para 50% da população dos ratos testados quando administrados por via oral CL 50 (concentração letal 50) - concentração de uma substância que, quando administrada por via respiratória, acarreta a morte de 50% da população exposta DL 50 (dérmica, coelhos) - dose letal para 50% da população de coelhos testados quando administrados em contato com a pele NBR Geotecnia Ambiental 5

6 classe dos resíduos Classe I - perigosos Classe II - não-inertes Classe III - inertes NBR Geotecnia Ambiental 6

7 Classe I -perigosos apresentam periculosidade ou uma das seguintes características inflamabilidade corrosividade reatividade toxidade NBR Geotecnia Ambiental 7

8 inflamabilidade ser líquido e ter ponto de fulgor inferior a 60 0 C, excetuando-se as soluções aquosas com menos de 24% de álcol em volume não ser líquido e ser capaz, sob condições de temperatura e pressão de 25 0 C e 0,1 MPa, produzir fogo por fricção, absorção de umidade ou por alterações químicas espontâneas e, quando inflamado, queimar vigoroso e persistentemente, dificultando a extinção do fogo NBR Geotecnia Ambiental 8

9 inflamabilidade ser um oxidante definido como substância que pode liberar oxigênio e, como resultado, estimular a combustão e aumentar a intensidade do fogo em outro material NBR Geotecnia Ambiental 9

10 corrosividade aquoso e apresentar ph inferior ou igual a 2, ou superior ou igual a 12,5 líquido e corroer o aço (SAE 1020) a uma razão maior que 6,35 mm ao ano, a uma temperatura de 55 0 C, de acordo com o método NACE (National Association of Corrosion Engineers) TM ou equivalente NBR Geotecnia Ambiental 10

11 reatividade ser normalmente instável e reagir de forma violenta e imediata reagir violentamente com a água formar misturas potencialmente explosivas com a água gerar gases, vapores e fumos tóxicos em quantidades suficientes para provocar danos à saúde ou ao meio ambiente, quando misturados com água NBR Geotecnia Ambiental 11

12 reatividade possuir em sua constituição anions, cianeto ou sulfeto, que possa, por reação, liberar gases, vapores ou fumos tóxicos em quantidade suficientes para colocar em risco a saúde humana ou o meio ambiente ser capaz de produzir reação explosiva ou detonante sob ação de forte estímulo, ação catalítica ou da temperatura em ambientes confinados NBR Geotecnia Ambiental 12

13 reatividade ser capaz de produzir, prontamente, reação ou decomposição detonante ou explosiva a 25 0 C e 0,1 MPa ser explosivo, definido como substância fabricada para produzir um resultado prático, através de explosão ou de efeito pirotécnico, esteja ou não esta substância contida em dispositivo preparado para este fim NBR Geotecnia Ambiental 13

14 toxidade possuir quando testado, uma DL 50, oral para ratos menor que 50 mg/kg ou CL 50, inalação para ratos menor que 2 mg/l ou uma DL 50, dérmica para coelhos menor que 200 mg/kg quando o extrato obtido de uma amostra contiver qualquer um dos contaminantes em concentração superiores aos valores constantes na listagem 7 (anexo G) da NBR (arsênio, bário, cádmio, chumbo, cromo, fluoreto, mercúrio, prata, selênio, aldrin, clordano, DDT, dieldrin, endrin, etc.) NBR Geotecnia Ambiental 14

15 toxidade possuir uma ou mais substâncias constantes na listagem 4 (anexo D) e apresentar periculosidade alcatrão de carvão, aldrin, anilinam benzeno, cádmio, cianeto, clorofórmio, cresoto, DDT, endrin, éter clorometilmetílico, fenol, flúor, gásmostarda, mercúrio, naftaleno, nicotina, nitroglicerina, piridina, prata, sacarina, tolueno, etc. NBR Geotecnia Ambiental 15

16 toxidade avaliação da periculosidade natureza da toxidez apresentada pelo resíduo concentração do constituinte no resíduo potencial que o constituinte, ou qualquer produto tóxico de sua degradação, tem de migrar do resíduo para o ambiente, sob condições impróprias de manuseio NBR Geotecnia Ambiental 16

17 toxidade avaliação da periculosidade persistência que o constituinte ou qualquer produto tóxico de sua degradação potencial que o constituinte ou de qualquer produto tóxico de sua degradação, tem de se degradar em constituintes não perigosos, considerando a velocidade de degradação extensão que o constituinte, ou qualquer produto tóxico de sua degradação, é capaz de bioacumulação no sistema NBR Geotecnia Ambiental 17

18 toxidade (cont.) constituído por restos de embalagens contaminadas com substâncias da listagem 5 (substâncias agudamente tóxicas) resíduos de derramamento ou produtos fora de especificação de qualquer substância constantes nas listagens 5 e 6 (substâncias tóxicas) NBR Geotecnia Ambiental 18

19 patogenecidade um resíduo é caracterizado como patogênico se uma amostra representativa dele contiver microorganismos ou se suas toxinas forem capazes de produzir doenças não se incluem nesse item os resíduos sólidos domiciliares e aqueles gerados em estações de tratamento de esgotos domésticos NBR Geotecnia Ambiental 19

20 Classe II não-inerte são aqueles que não se enquadram nas classificações de resíduos classe I (perigosos) ou de resíduos classe III (inertes) podem ter propriedades como combustibilidade, biodegrabilidade ou solubilidade em água NBR Geotecnia Ambiental 20

21 Classe III inerte são os resíduos que, quando amostrados de forma representativa e submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente, não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se os padrões de aspecto, cor, turbidez e sabor NBR Geotecnia Ambiental 21

22 Classe III inerte exemplos rochas tijolos vidros plásticos borrachas NBR Geotecnia Ambiental 22

23 Rejeitos da Mineração Minério: rocha que contém um mineral valioso que pode ser explorado economicamente; Mineração: lavra + beneficiamento. Lavra: retirada do minério da jazida Beneficiamento: preparar granulometricamente, concentrar ou purificar minérios NBR Geotecnia Ambiental 23

24 Rejeitos da Mineração Estéreis: resíduo da lavra Rejeitos: resíduo do beneficiamento NBR Geotecnia Ambiental 24

25 Características e propriedades geotécnicas Dependem do tipo de minério e do processo de beneficiamento NBR Geotecnia Ambiental 25

26 DISPOSIÇÃO DE REJEITOS REJEITOS FINOS: Barragens convencionais, núcleos argilosos REJEITOS GRANULARES: barragens alteadas com os próprios rejeitos É o mais antigo, simples e econômico método de construção de barragens. É o mais dispendioso, porém mais seguro É possível a utilização de zonas de drenagem internas em todas as fases de alteamento, o que possibilita o controle da linha de saturação.

27 DISPOSIÇÃO DE REJEITOS PILHAS DE REJEITOS

28 Características e propriedades geotécnicas Transporte e disposição Caminhões: pasta Tubulações: fluidos Características dependem da deposição: floculação, sedimentação e adensamento NBR Geotecnia Ambiental 28

29 Floculação: partículas aumentam de tamanho Sedimentação: partículas sedimentam no fundo do reservatório Adensamento: partículas depositadas transmitem tensões NBR Geotecnia Ambiental 29

30 TIPOS DE REJEITOS Em função do tipo de minério e do tratamento utilizado, os rejeitos podem variar de materiais arenosos não plásticos (rejeitos granulares) até solos de granulometria fina e alta plasticidade (lamas). Rejeitos Granulares Areias finas e médias Permeabilidade Resistência ao Cisalhamento Compressibilidade Lamas Siltes e Argilas Plasticidade Compressibilidade Difícil Sedimentação Junho-2011

31 Problemas e Acidentes NBR Geotecnia Ambiental 31

32 PROBLEMAS E ACIDENTES ESTABILIDADE VIDA ÚTIL DE BARRAGENS GALGAMENTO FUNDAÇÃO EROSÃO: Rejeitos granulares finos - sílica LIQUEFAÇÃO: Rejeitos granulares finos saturados, dilatância, ausência de coesão Barragens de montante onde há negligência de compactação e drenagem; DRENAGEM ÁCIDA

33 Estabilidade e Vida Útil NBR Geotecnia Ambiental 33

34 Liquefação Rejeitos arenosos ou siltosos quando dispostos hidraulicamente de forma inadequada em barragens alteadas para montante, tendem a formar camadas com baixas densidades, que apresentam suscetibilidade ao fenômeno fluxo por liquefação. Liquefação: definido como um fenômeno gerado pelos acréscimos rápidos de poropressões em materiais granulares e/ou finos com baixa coesão, fofos e saturados, não passíveis de dissipação imediata, que implicam em súbita redução da tensão efetiva, caracterizando uma queda substancial na resistência ao cisalhamento. NBR Geotecnia Ambiental 34

35 Drenagem Ácida A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é resultante da oxidação natural de minerais sulfetados que ocorre quando no processo de mineração estes são expostos ao ar ou a água. A DAM caracteriza-se por ser um efluente de elevada acidez e altas concentrações de ânions sulfato de metais principalmente sulfato de alumínio, de cobre, de ferro, de magnésio, de manganês e de zinco) e compostos orgânicos. Esse efluente é considerado como um dos problemas ambientais mais preocupantes para as agências fiscalizadoras do meio ambiente e para as mineradoras, pois acarreta conseqüências irreversíveis ao meio ambiente, tais como: contaminação do solo e de corpos hídricos, erosão, assoreamento de águas superficiais, além de redução da biodiversidade dos ecossistemas aquáticos e terrestres. NBR Geotecnia Ambiental 35

36 PARÂMETROS DE PROJETO Determinação e avaliação de parâmetros de projeto para análise de estabilidade de minas a céu aberto, minas subterrâneas e barragens / pilhas de rejeitos; Estudo e avaliação de características de compressibilidade e resistência de rejeitos depositados sob forma de lama; Avaliação de parâmetros para o estudo de efeitos de infiltração de efluentes de mineração em solos e rochas; Obtenção de parâmetros de projeto para avaliação de possíveis vazamentos em reservatórios e outras análises de percolação. Segurança ambiental visando prevenção de contaminações. Junho-2011

37 OPERAÇÃO E CONTROLE Caracterização: Dispersão de índice de vazios, densidade, permeabilidade e resistência; Lançamento de polpa: floculação, sedimentação, adensamento; Segregação hidráulica; Alta variabilidade das propriedades > tratamento estatístico; Monitoramento geotécnico: Evolução de poro-pressão na fundação, dique inicial e no maciço alteado; Pressões e recalques na galeria de fundo; Vazão dos drenos da fundação; NA do reservatório.

38 Resíduos da Construção Civil Resíduos da Construção e Demolição (RSD) CONAMA 307 (2002): materiais provenientes de construções, reformas, reparos e demolições da construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassas, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica e etc. e são comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha. NBR Geotecnia Ambiental 38

39 Resíduos de Construção Civil 13% a 67% dos RSU s Geração per capita no Brasil 500 kg (hab./ano) (Curitiba: t/dia) Resíduos sólidos inertes: grandes volumes e a disposição irregular Não podem ser dispostos em aterros sanitários NBR Geotecnia Ambiental 39

40 Resíduos de Construção Civil NBR Geotecnia Ambiental 40

41 Produção de RCD NBR Geotecnia Ambiental 41

42 Resíduos da Construção Civil 80% pode ser reciclado: agregado, base e sub-base de pavimentos. Madeiras, embalagens e gesso: não são recicláveis. NBR Geotecnia Ambiental 42

43 Reciclagem RCD Concentração: separação dos componentes Britagem ou moagem Peneiramento Transporte, secagem e homogeneização Grande variação das características! NBR Geotecnia Ambiental 43

44 Base e sub-base Centrais de reciclagem para obras de pavimentação NBR Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil execução de camadas de pavimentação Procedimentos (2004) NBR Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural Requisitos (2004). NBR Geotecnia Ambiental 44

45 Lodo de ETA NBR Geotecnia Ambiental 45

46 Lodo de ETA NBR Geotecnia Ambiental 46

47 Produção de Lodo de ETA Tipo de Manancial Reservatórios de boa qualidade Reservatórios de qualidade média Rios com qualidade média Reservatórios de qualidade ruim Rios de qualidade ruim Produção de resíduos (g de sólidos secos por m³ de água tratada) NBR Geotecnia Ambiental 47

48 Reutilização NBR Geotecnia Ambiental 48

49 Controle de odores - Esgotos sanitários NBR Geotecnia Ambiental 49

50 Cobertura de aterro sanitário NBR Geotecnia Ambiental 50

51 Recuperação de áreas degradadas NBR Geotecnia Ambiental 51

52 Incorporação em Blocos cerâmicos NBR Geotecnia Ambiental 52

53 NBR Geotecnia Ambiental 53

54 Resíduos Sólidos Urbanos São aqueles gerados nas residências, nos estabelecimentos comerciais, nos logradouros públicos e nas diversas atividades desenvolvidas nas cidades, incluindo os resíduos de varrição de ruas e praças. NBR Geotecnia Ambiental 54

55 Projeto e operação dos aterros sanitários Comportamento mecânico, hidráulico e bioquímico da massa de resíduos RSU nova unidade geotécnica, conceitos da mecânica dos solos, incorporando peculiaridades do material quando necessário NBR Geotecnia Ambiental 55

56 RSU NBR Geotecnia Ambiental 56

57 Componente Resíduos alimentares Papel, trapos Resíduos de jardinagem Plástico Metais ocos Metais maciços Borracha Vidro Madeiras, espumas Entulho de construção Características RSU Características Muito úmido, putrescível, rapidamente degradável, compressível Seco a úmido, compressível, degradável, inflamável Úmido, putrescível, degradável, inflamável Seco, compressível, pouco degradável, inflamável Seco, corrosível, pode ser amassado Seco, fracamente corrosível, rígido Seco, inflamável, compressível, não pode ser amassado, pouco degradável Seco, pode ser esmagado, pouco degradável Seco, pode ser amassado, compressível, degradável, inflamável Úmido, pode ser amassado, erodível, pouco degradável Cinzas, pó Úmido, possui características de solo, compressível, pode ser ativo quimicamente e parcialmente solúvel NBR Geotecnia Ambiental 57

58 Classificação morfológica RSU Dimensão Características Forma 0 Grãos (diâmetro < 8 mm) 1 Fibras 2 Folhas, objetos planos 3 Volumes NBR Geotecnia Ambiental 58

59 Composição Gravimétrica NBR Geotecnia Ambiental 59

60 Composição Gravimétrica NBR Geotecnia Ambiental 60

61 Teor de Umidade Velocidade de degradação Desenvolvimento de pressões neutras Recalques Componente Teor de Umidade (%) Metais 19,6 Papel 74,8 Vidro 5,9 Plástico 41,5 Borracha 24,5 Têxteis 55,0 Pedra 12,6 Madeira 69,8 Matéria putrescível 47,0 NBR Geotecnia Ambiental 61

62 Peso Específico Fonte Benvenuto e Cunha (1991) Peso Específico (kn/m³) Condição drenada:10 Condição não drenada: 13 Santos e Presa (1995) Resíduos recém lançados: 7 Após a ocorrência de recalques: 10 Kaimoto e Cepollina (1996) Mahler e Iturri (1998) Resíduos novos, não decompostos e pouco compactos: 5 a 7 Após compactação e ocorrência de recalques: 9 a 13 10,5 (seção com 10 meses de alteamento) Abreu (2000) Resíduos soltos: 1,5 a 3,5 Resíduos medianamente densos: 3,5 a 6,5 Resíduos densos: 6,5 a 14 NBR Geotecnia Ambiental 62

63 Geração de chorume e gases Degradação Aeróbica: poucas horas a um semana geração de gás carbônico, água e calor (60º.C). 5 a 10% da matéria Anaeróbica ácida: 1 a seis meses gás carbônico e ácidos orgânicos. 15 a 20% da matéria Metanogênica acelerada: 3 meses a 3 anos gás metano Metanogênica desacelerada: até 40 anos gás metano. 50 a 70% da matéria NBR Geotecnia Ambiental 63

64 Estimativa de geração de metano Aproveitamento energético Comercialização dos créditos de carbono Biogás = metano + gás carbônico Vários modelos matemáticos Banco Mundial (2003): QCH4 = k.l0.mi.e -kt k-constante de velocidade de geração de metano L0-potencial de geração de metano mi-massa de resíduo depositado no ano i t-tempo após o fechamento NBR Geotecnia Ambiental 64

65 Estimativa de geração de chorume Chorume é o efluente da massa de resíduos resultante da percolação de águas de precipitação e da própria decomposição dos resíduos Dimensionamento dos sistemas de coleta e tratamento de chorume e para a análise da estabilidade do maciço sanitário NBR Geotecnia Ambiental 65

66 Estimativa da geração de chorume Estimada por modelos que calculam o balanço hídrico a partir de dados climatológicos locais e das propriedades hidráulicas das camadas de cobertura do aterro sanitário e da massa de resíduos Programas computacionais: Help, Unsath-H, Bowahald, SoilCover, Hydrus, etc. NBR Geotecnia Ambiental 66

67 Permeabilidade Eficiência do sistema de drenagem Baixas permeabilidades: formações de bolsões de gás e chorume, desenvolvimento de pressões neutras NBR Geotecnia Ambiental 67