COMPORTAMENTO DE GEOTÊXTEIS COMO FILTRO EM RESÍDUOS FOSFOGESSO E LAMA VERMELHA. Raquel Almeida Santos de Freitas

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1 COMPORTAMENTO DE GEOTÊXTEIS COMO FILTRO EM RESÍDUOS FOSFOGESSO E LAMA VERMELHA Raquel Almeida Santos de Freitas TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL. Aprovada por: Prof. Maurício Ehrlich, D.Sc. Prof. Francisco José Casanova de Oliveira e Castro, D.Sc. Prof.ª Maria Cláudia Barbosa, D.Sc. Dr. Leandro de Moura Costa Filho, Ph.D. RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL MAIO DE

2 FREITAS, RAQUEL ALMEIDA SANTOS DE Comportamento de Geotêxteis como Filtro em Resíduos Fosfogesso e Lama Vermelha [Rio de Janeiro] 2003 IX, 122 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc., Engenharia Civil, 2003) Tese Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE 1. Ensaios de Filtração com Geotêxteis 2. Resíduos Fosfogesso e Lama Vermelha I. COPPE/UFRJ II. Título (série) 2

3 AGRADECIMENTOS Primeiramente gostaria de agradecer aos meus pais pelo incentivo e apoio para que eu pudesse me mudar para o Rio de Janeiro em busca do meu objetivo. Queria agradecer também pela paciência e carinho necessários para enfrentar as dificuldades passadas no decorrer de todo este tempo fora. Em especial, gostaria de agradecer ao meu Pai pela viagem de coleta de material em Uberaba-MG e a minha Mãe pela ajuda na digitação deste trabalho; Em seguida, gostaria de agradecer a minha avó Helena e a minha tia Cidália pela hospitalidade e paciência que tiveram ao longo deste período; Meus sinceros agradecimentos ao Professor Maurício Ehrlich pela atenção, paciência e orientação necessária para o desenvolvimento desta pesquisa; ao CNPQ pela bolsa concedida; ao pessoal do Laboratório de Geotecnia da COPPE, em especial ao Sérgio Iório pelo apoio e incentivo concedido durante a realização dos primeiros ensaios, a química Maria da Glória pelo auxílio técnico e ao França pelo desenvolvimento de um aparelho mais fácil para esta pesquisa; aos colegas da turma de pós-graduação da COPPE/UFRJ, em especial ao Aloésio Drosemeyer, ao Rômulo Sandro e a Flávia Faria pelo companherismo e momentos de descontração; ao Laboratório de Furnas situado em Aparecida de Goiânia-GO pelo apoio para que a parte experimental desta pesquisa pudesse ser realizada; ao pessoal do Laboratório de Furnas, em especial ao Eng. º Emídio Lira, ao Lucimar, ao Aislam pela ajuda na montagem do equipamento, ao Wesley e ao Macarrão pela ajuda na manutenção do funcionamento do equipamento, a Kácia pela digitalização de alguns desenhos e a Aparecida Ney pela paciência e ajuda na preparação de amostras; ao Eng.º de Minas Augusto Gusmão pela ajuda no contato com o pessoal da Fosfértil; ao pessoal da Fosfértil de Uberaba-MG pela total hospitalidade e camaradagem na coleta de material; 3

4 a minha tia Sueli pela revisão do texto desta tese; a minha amiga Eng. ª Civil Ludimila Leite pela tradução de alguns artigos técnicos; E finalmente agradeço a todos aqueles que participaram direta ou indiretamente deste período difícil mas engrandecedor. 4

5 Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.) COMPORTAMENTO DE GEOTÊXTEIS COMO FILTRO EM RESÍDUOS FOSFOGESSO E LAMA VERMELHA Raquel Almeida Santos de Freitas Maio/2003 Orientadores: Maurício Ehrlich Francisco José Casanova de Oliveira e Castro Programa: Engenharia Civil O presente trabalho propõe-se a analisar o desempenho de filtros geotêxteis como elemento dreno/filtrante de barragens de rejeitos. Inicialmente é apresentada uma revisão sobre filtros utilizados em obras geotécnicas e os critérios de projeto utilizados para a seleção dos mesmos, incluindose também os parâmetros utilizados para descrever as características dos geotêxteis, os fenômenos envolvidos na interação solo-geotêxtil e as deficiências dos sistemas drenantes. A partir dessa abordagem teórica, concebeu-se uma campanha experimental visando simular o processo de percolação, o efeito da colmatação e sua possível interferência na permeabilidade do sistema de drenagem de barragem de rejeitos. São analisados dois tipos de filtros geotêxteis e um filtro granular e, como solo protegido, foram utilizados amostras de fosfogesso (ácido) e lama vermelha (alcalina). Os resultados são discutidos enfocando a dinâmica dos processos físico/químico e os efeitos na permeabilidade dos filtros. 5

6 Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.) BEHAVIOR OF GEOTEXTILES AS FILTERS IN RESIDUALS PHOSPHOGYPSUM AND RED MUD Raquel Almeida Santos de Freitas May/2003 Advisors: Maurício Ehrlich Francisco José Casanova de Oliveira e Castro Department: Civil Engineering The present work has a purpose to analyse the performance of geotextile filters as drainage and filter element in the process of residuals dams. Initially, a review about how filters have been used in geotechnical works will be presented and the criteria used to selection those projects, including parameters used to describe the geotextiles characteristics, the involved phenomena in the geotextile-soil interaction and the drainage systems deficiences. From the theoretical approach, we conceived an experimental campaign seeking to simulate the seepage process, the clogging effect and its possible interference in the permeability of the drainage in the residuals dams. There are two types of geotextiles filters analysed and one granular filter and, as protected soil, were used samples of phosphogypsum (acid) and red mud (alkaline). The results are discussed with focus on the dynamic of physical/chemical processes and the effects on the permeability of filters. 6

7 ÍNDICE Pág CAPÍTULO I INTRODUÇÃO I.1 Relevância do estudo I.2 Objetivo da pesquisa I.3 Estrutura da tese CAPÍTULO II SISTEMAS DRENANTES UTILIZADOS NA ENGENHARIA GEOTÉCNICA II.1 Introdução II.2 Princípios dos sistemas drenantes II.3 Filtros de proteção empregados na engenharia geotécnica II.3.1 Filtro granular II Critérios de projeto de filtro granular II.3.2 Filtro sintético II O material II Estrutura II Durabilidade II Mecanismos de filtração II A filtração II Filtração de partículas em suspensão II Propriedades hidráulicas II Capacidade de filtração II Permeabilidade II Aptidão à embebição II Critérios de projeto de filtros geotêxteis II.4 Deficiências do sistema drenante II.4.1 Erosão interna do solo (piping) II.4.2 Colmatação

8 CAPÍTULO III ENSAIOS - EQUIPAMENTOS, MATERIAIS E MÉTODOS UTILIZADOS III.1 Introdução III.2 Objetivo III.3 Ensaios em coluna de filtração III.3.1 Permeâmetros III.3.2 Equipamento de filtração III.4 Materiais ensaiados III.4.1 Filtros III.4.2 Solos protegidos (rejeitos) III Gesso químico III Lama vermelha III.4.3 Verificação dos critérios de dimensionamento dos filtros ensaiados. 66 III.4.4 Fluido percolante III.5 Metodologia e programa de ensaio CAPÍTULO IV PROCEDIMENTOS, RESULTADOS E ANÁLISES DOS ENSAIOS IV.1 Introdução IV.2 Ensaios de coluna de filtração IV.3 Monitoração dos ensaios IV.4 Apresentação e análise dos resultados IV.4.1 Ensaios nas amostras de fosfogesso IV.4.2 Ensaios nas amostras de lama vermelha CAPÍTULO V CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

9 APÊNDICE I PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS DOS ENSAIOS DE COLUNA DE FILTRAÇÃO

10 - CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO I.1 RELEVÂNCIA DO ESTUDO A preservação do Meio Ambiente tem sido nos tempos atuais a grande preocupação da humanidade. A produção de lixos, leva ao questionamento sobre o local e a forma de armazenagem, de maneira econômica, científica e, sobretudo, sem afetar nosso ecossistema. Um dos setores responsáveis pela produção de lixo é a mineração, que após o processo de tratamento do minério, gera substância de interesse e o rejeito, consequência inevitável deste processo. Face a quantidade gerada de rejeito, tem-se tentado minimizar a poluição ambiental através de um processo sistemático de disposição dos mesmos. Um projeto de disposição de rejeitos deve considerar a natureza física de sua fase sólida bem como as características químicas da fase líquida. As propriedades combinadas destas duas fases influem no tipo de sistema de disposição de rejeito e nas características das obras necessárias. Dentre os diversos métodos de deposição, a maioria das mineradoras brasileiras utiliza as barragens de rejeitos, no caso de descarte na forma de polpa, ou pilhas de rejeitos, no caso de descarte na forma sólida. Segundo BARRON (1986), Barragens de Rejeitos são aquelas que retêm lama do minério e líquido, e Pilhas de Rejeitos são aquelas que não intencionam reter líquido, mas incluem algum barramento necessário para suportar tais rejeitos. A necessidade de confinar e estocar materiais perigosos, em condições de confinamento cada vez mais rigorosas exigidas pelos órgãos ambientais, vem impondo uma utilização crescente de produtos sintéticos. No Brasil pode-se observar, nas últimas décadas, um interesse crescente no uso de geotêxteis para drenagem e filtração em obras de proteção ambiental como nos projetos de disposição de rejeito. Empregados com esta finalidade, os geotêxteis devem manter suas propriedades inalteradas por muitos anos. Este problema passa a ter importância fundamental no caso de barragens de rejeitos, tendo em vista a constituição agressiva do meio. 10

11 A necessidade desse estudo cresce à medida que se verifica esta intensificação da utilização de filtros geotêxteis em substituição à materiais naturais. Esta preferência pelos geotêxteis é justificada pela maior praticidade e rapidez proporcionada pelo processo executivo dos filtros geotêxteis, bem como pela maior facilidade de se obter o material diante da inexistência ou escassez de materiais naturais junto a obra. Por outro lado, estes materiais sintéticos, além de contribuir para a garantia de qualidade da obra, evitam a depredação do meio ambiente, reduzindo ou eliminando a necessidade de utilizar solos naturais, que são geralmente superficiais e exigem para sua extração o desmatamento de grandes áreas. Motivadas pela boa atuação das mantas sintéticas sob diversas solicitações, várias pesquisas vem sendo realizadas para melhorar o conhecimento do comportamento desses materiais, dando origem a inúmeros critérios para seu dimensionamento em obras geotécnicas. Entretanto, pouco se avançou sobre a utilização do geotêxtil como elemento dreno-filtrante de barragens de rejeitos. Dentro deste contexto e a escassez de pesquisas relacionadas a esta finalidade do geotêxtil é que motivaram o desenvolvimento do presente trabalho. I.2 OBJETIVO DA PESQUISA Este trabalho visa estudar o comportamento de geotêxteis como elemento dreno-filtrante de barragens de rejeitos, observando os seguintes aspectos: capacidade de retenção de partículas, colmatação do geotêxtil e compatibilidade química entre o geotêxtil e o rejeito. Para isto, foram selecionados rejeitos e geotêxteis para a investigação destes aspectos e que melhor atendem às condições diferenciadas que possam afetar o comportamento do sistema solo-geotêxtil. Os filtros abordados foram, primordialmente, filtros geotêxteis. Os filtros de areias foram também estudados com o intuito de servir de base de comparação para o desempenho dos filtros geotêxteis. Para este estudo se fará uso de ensaios de permeabilidade de carga constante de longa duração para melhor simular o processo de colmatação e a sua influência na permeabilidade do sistema drenante. 11

12 I.3 ESTRUTURA DA TESE Esta dissertação foi estruturada, de uma forma geral, em: sistemas drenantes utilizados em obras geotécnicas; campanha experimental realizada; e conclusões. No capítulo II é feita uma revisão sobre filtros utilizados nos sistemas drenantes de obras geotécnicas e seus critérios de projeto. As deficiências no desempenho dos filtros são também abordadas, concentrando-se no fenômeno da colmatação. O capítulo III discorre sobre o planejamento da campanha experimental. A partir da teoria abordada no capítulo anterior determinaram-se o objetivo da pesquisa, materiais utilizados, o tipo de ensaio e sua respectiva metodologia. O capítulo IV aborda o ensaio que foi realizado, incluindo o procedimento experimental, os resultados e as análises dos mesmos. Já no capítulo V são apresentadas as conclusões da pesquisa. No apêndice I são detalhados os procedimentos adotados para a execução do ensaio de coluna de filtração. 12

13 - CAPÍTULO II - SISTEMAS DRENANTES UTILIZADOS NA ENGENHARIA GEOTÉCNICA II.1 INTRODUÇÃO Neste capítulo, são abordados os princípios do funcionamento dos sistemas drenantes empregados na engenharia geotécnica, descrevem-se, também, os materiais comumente utilizados, suas características e critérios de projeto. II.2 PRINCÍPIOS DOS SISTEMAS DRENANTES Nos últimos tempos, vem se expandindo a utilização de materiais sintéticos em substituição aos materiais granulares convencionais, na engenharia geotécnica. O bom desempenho dos materiais sintéticos, a economia e a facilidade de colocação que eles propiciam, fazem com que, cada vez mais, eles sejam empregados. Uma das aplicações desses materiais é como elemento de filtração. Pode-se observar, nas últimas décadas, um interesse crescente no uso de geossintéticos para drenagem e filtração, estendendo, também, a um número crescente de obras de proteção ambiental como nos projetos de disposição de rejeitos. Empregados com esta finalidade, os materiais sintéticos não se diferenciam dos materiais granulares convencionais, ou seja, similar aos granulares, as mantas sintéticas têm poros (vazios) e filamentos ou fibras (partículas) e, em ambos os casos eles devem atender a duas necessidades básicas: manter uma capacidade drenante eficiente (eficiência hidráulica) de forma a permitir uma adequada capacidade de fluxo e conseqüente redução de carga hidráulica no solo; proporcionar uma retenção das partículas do solo provenientes de um carreamento pelo fluido percolante, de modo a garantir a estabilidade do solo protegido. Assim, quanto às finalidades de drenagem e filtração, o material utilizado deve atender a dois requisitos: o de dreno, relacionado à primeira necessidade e o de 13

14 filtro, relacionado à segunda. Com isso, o material dreno/filtrante deve apresentar um coeficiente de permeabilidade relativamente alto, para promover a capacidade drenante e uma distribuição de tamanhos de poros, que seja capaz de reter a migração de partículas do solo protegido. Para atender a esses objetivos, serão descritos a seguir os dois tipos de material filtrante utilizados, o granular e o sintético. II.3 FILTROS DE PROTEÇÃO EMPREGADOS NA ENGENHARIA GEOTÉCNICA II.3.1 FILTRO GRANULAR Os filtros naturais são constituídos por agregados minerais permeáveis, ou seja, materiais porosos, normalmente solos de granulometria arenosa e/ou pedregulhosa. O filtro pode ser constituído por uma só camada de material bem graduado, e moderadamente permeável, quando se trata da remoção de fluxos pequenos, ou por camadas de granulometrias diferentes, quando se trata de percolações maiores, visando melhor atender as sua funções de filtração e drenagem. II CRITÉRIOS DE PROJETO DE FILTRO GRANULAR Para o dimensionamento destes filtros, existem alguns critérios a serem atendidos, baseados, principalmente, na relação entre diâmetros característicos do solo protegido e do filtro. Esta relação é de extrema relevância para a análise dos problemas de filtragem e drenagem, visto que, partindo-se do princípio de que um filtro é concebido como um meio poroso, ele tem que ser capaz de reter partículas em suspensão que estão sendo transportadas pela água. Em contrapartida, os espaços vazios nos drenos e filtros devem ser suficientemente grandes e permeáveis para permitir o fluxo livre da água e dessa forma possibilitar o controle das sub-pressões e pressões hidrostáticas. 14

15 a) SOLOS NÃO COESIVOS Na tabela II.1 são apresentados alguns dos critérios de dimensionamento, que foram desenvolvidos baseados na interpretação de resultados de programas de ensaios de laboratórios realizados por vários pesquisadores, entre os quais podemos citar: TERZAGHI (1922), BERTRAM (1940), TAYLOR (1948), USACE (1941 a 1953), KARPOFF (1955), SHERARD e OUTROS (1984a, 1984b), KENNEY e LAU (1985) e LAFLEUR e OUTROS (1989). Tabela II.1 Critérios de filtro para solos não coesivos ( FISHER et al, 1990) Critério Tipo de Solo Referência (1) (2) Terzaghi (1922) D 15 /d 85 4 a 5 todos Taylor (1948) Terzaghi (1922) 4 D 15 /d 15 9 uniforme Bertram (1940) 6 D 15 /d não uniforme - anguloso USBR (1955) 12 D 15 /d não uniforme - subarredondado USBR (1955) 5 D 50 /d uniforme USBR (1955) 9 D 50 /d não uniforme - anguloso USBR (1955) 12 D 50 /d não uniforme USBR (1955) O diâmetro d 15 é o diâmetro das partículas do solo protegido correspondente a 15 % em peso total de todas as partículas menores do que ele. O d 50, d 85, D 15 e D 50 são definidos analogamente, sendo que a letra maiúscula - D - corresponde ao solo constituinte do filtro. Na coluna 1 da Tabela II.1 o critério determina o limite inferior da relação para manter o filtro suficientemente permeável. Além disso, este valor expressa indiretamente um critério de colmatação, pois este limite determina que o tamanho das partículas seja suficientemente grande para preservar a capacidade drenante do 15

16 filtro e não permitir que as partículas de solo protegido fiquem ali retidas. Já a coluna 2 define o limite superior da relação ou o critério de piping, em que as partículas do filtro sejam pequenas o bastante para impedir a passagem das partículas maiores do solo protegido através dos poros do filtro. Trabalhos publicados mais recentemente sobre filtração em solos não coesivos, SHERARD e OUTROS (1984a, 1984b) e LAFLEUR e OUTROS (1989), trazem um melhor entendimento sobre o assunto, bem como também fazem críticas sobre alguns dos critérios, como mostrados a seguir. TAMANHO DA ABERTURA DE FILTRAÇÃO SHERARD e OUTROS (1984a) realizaram uma série de ensaios de filtração com areias uniformes como solo protegido e, como filtros, areias e pedregulhos com D 15 de 1,0 a 10,0 mm. O objetivo foi o de investigar carreamento de partículas. Estes ensaios mostraram um limite claro entre o sucesso ou a ruptura do filtro expresso por D 15 /d 85 = 9 ou d 85 = 0,11D 15, de tal forma que areias uniformes com d 85 menores do que 0,10D 15 sempre atravessam o filtro e quando as mesmas têm d 85 maior do que 0,12D 15 são sempre retidas pelo filtro. Uma comparação do resultado nos ensaios realizados por SHERARD e OUTROS (1984a) que verificaram D 15 /d 85 = 9, com critério de TERZAGHI (1922), D 15 /d 85 = 4, mostra que este último apresenta um fator de segurança implícito de aproximadamente 2. Assim, o critério original do índice de retenção de TERZAGHI igual 4 é conservativo. No entanto, a performance obtida por filtros de barragem projetados com o critério de TERZAGHI (1992) é quase sempre satisfatória, e geralmente não produz um aumento significativo de custo. Desse modo, SHERARD e OUTROS reafirmam o critério de TERZAGHI (1922) e indicam D 15 /d 85 < 5 como o principal critério de aceitação de filtros. TAMANHO REPRESENTATIVO PARA O SOLO PROTEGIDO O tamanho representativo do solo protegido a ser considerado nos critérios de filtro é o tamanho do grão de solo que envolve uma migração mínima de partícula 16

17 no mecanismo de auto-filtração (LAFLEUR e OUTROS, 1989). SHERARD e OUTROS (1984a) afirmam que d 85 do solo protegido é adequadamente retido pelo filtro (mesmo argilas arenosas e siltes arenosos bem graduados), este também é capaz de reter as partículas mais finas do solo protegido, fazendo com que se adote o diâmetro representativo d 85 do solo protegido. KENNEY e LAU (1985) têm reservas quanto ao assunto no que se refere a filtração dos solos amplamente graduados (coeficiente de uniformidade maior do que 6 CU > 6). Eles sugerem, sem apresentarem maiores embasamentos experimentais ou teóricos, que o tamanho de partícula médio (d 50 ) é o valor que deve ser usado para seleção de um filtro. A quantidade tolerável de perda de partículas é um assunto muito subjetivo e debatido. Entretanto, isto é geralmente claro quando um mínimo de perda de partículas é necessário para o desenvolvimento de um estado de equilíbrio na interface solo/filtro LAFLEUR e OUTROS (1989). SOLOS AMPLAMENTE GRADUADOS NÃO COESIVOS São solos que apresentam curvas granulométricas, estendendo-se por, pelo menos, três intervalos logarítmicos e com coeficientes de uniformidade elevados. A estabilidade interna desses solos refere-se à capacidade desses solos de evitarem a perda de partículas finas no sistema solo/filtro no processo de auto-filtração. De forma a avaliar a estabilidade de um solo não coesivo, KENNEY e LAU (1985) mostraram que a estabilidade interna dos solos depende do seu coeficiente de uniformidade, assim como do perfil da curva granulométrica. Com o objetivo de classificar os solos amplamente graduados, quanto à estabilidade, LAFLEUR e OUTROS (1989) nomearam três grupos: solos linearmente graduados; solos de graduação aberta; e solos internamente instáveis. Os perfis típicos das curvas granulométricas destes grupos são mostrados na Figura II.1. Solos linearmente graduados tem aproximadamente 20% de partículas grossas, que são distribuídas entre a matriz de partículas finas de tal forma que as primeiras não interagem no processo de filtração e podem ser desprezadas. Estes solos são geralmente internamente estáveis. 17

18 Solos de graduação aberta caracterizam-se por não apresentarem partículas dentro de um intervalo de tamanhos. Como resultado da ausência de uma fração do grão, a curva granulométrica apresenta um patamar no citado intervalo. Para estes solos, a forma da curva deve ser sempre analisada para avaliar a estabilidade interna dos solos. Solos internamente instáveis apresentam uma estrutura que permitem o movimento dos finos, através do seu próprio esqueleto de partículas grosseiras (fenômeno já descrito anteriormente, conhecido como fusão). A curva granulométrica destes solos exibe concavidade para cima, ver Figura II.1. (% que passa) 100 LINEARMENTE GRADUADO RA G O DUAÇ Ã ABERTA INSTÁVEL INTERNAMENTE 0 d0 log d d100 Figura II.1 Classificação das Curvas Granulométricas dos Solos Amplamente Graduados CRITÉRIO DO FILTRO EMPREGANDO D 50, d 15 e d 50 Segundo SHERARD e OUTROS (1984a), em um filtro de areia ou pedregulho, os tamanhos dos canais de poros internos são governados por partículas 18

19 mais finas, D 15. O tamanho médio da partícula de areia ou pedregulho é, claramente uma medida não satisfatória de um tamanho mínimo dos poros. Por esta razão, o critério do filtro usando D 50, tal como 12 D 50 /d 50 58, não são encontrados numa teoria ou base satisfatória. Outro critério de filtro bastante publicado, empregando o tamanho d 15 do solo protegido, como, por exemplo, D 15 /d 15 < 40, tem muito menos suporte da teoria ou resultados experimentais que o critério D 50 /d 50. O tamanho d 15 não tem significante influência nas propriedades necessárias do filtro. SHERARD e OUTROS (1984a) verificaram em seus experimentos, com bases de solos siltosos e argilosos impermeáveis, que a fração D 15 /d 15 não são critérios que apresentem uma teoria ou base satisfatória. Sendo assim, baseados em uma revisão recente, estes escritores concluíram que os atuais critérios de filtros empregando a fração D 50 /d 50 e o critério D 15 /d 15 poderiam ser abandonados. PERMEABILIDADE DO FILTRO Estudos realizados por SHERARD e OUTROS (1984a), com ensaios de permeabilidade sobre areias e pedregulhos normalmente utilizados como filtros ou drenos em barragens, com D 15 dentro do intervalo de 0,1 a 10 mm, compactados até apresentarem em torno de 70% de grau de compacidade mostraram uma boa correlação entre os valores médios de K e D 15, expressos pela relação: K = 0,35 (D 15 ) 2 Onde K está em centímetro por segundo e D 15 em milímetros b) SOLOS COESIVOS A literatura técnica corrente de barragens é relativamente pobre sobre filtros para argilas finas. Poucas são as publicações especializadas que oferecem critérios de filtro para argilas. Entretanto, muitos especialistas em projetos de barragens concordam que areias puras e areias com pedregulhos, contendo uma porção de areia 19

20 fina e tendo D 15 em torno de 0,5 mm ou menos, são filtros apropriados mesmo para as mais finas argilas. Testes de filtros feitos em laboratório para projetos de barragens, usando vários procedimentos, têm geralmente dado confiança que tais filtros são conservativos. SHERARD e OUTROS (1984b) conduziram ensaios de filtração utilizando a técnica conhecida como ensaio de lama ( slurry test ). Os solos protegidos variaram desde siltes não coesivos até argilas altamente plásticas. Foram realizadas baterias de ensaios com diferentes solos protegidos e filtros no intuito de determinar valores limites para D 15 que propiciassem resultados satisfatórios. Verificou-se que para todos os solos protegidos a relação D 15 /d 85 superou o valor 9. Para muitas argilas a relação D 15 /d 85 alcançou 25 e, em algumas, superou 50. Pesquisa recente (SHERARD e OUTROS, 1984a) mostrou que o tamanho do filtro D 15 é uma boa medida quantitativa de tamanhos de poros que evitam as partículas do solo passarem através dele, mostrando que o tamanho limite do filtro D 15, para cada solo protegido, pode ser seguramente definido como uma propriedade fundamental no cálculo de critério de dimensionamento de filtros granulares. O trabalho realizado por SHERARD e OUTROS (1984b) levou às seguintes recomendações para filtros protegendo solos coesivos: - Siltes arenosos e argilas - para siltes e argilas com significativa quantidade de areia (d 85 de 0,1-0,5 mm) o critério de filtro D 15 / d 85 5 é conservativo e razoável. - Argilas de graduação fina - para argilas finas (d 85 de 0,03-0,10 mm), filtros de areia pura ou de areias com pedregulhos com D 15 médio 0,5mm são razoáveis e conservativos. - Silte de graduação fina com baixa coesão - para siltes finos sem significativa quantidade de areia (d 85 de 0,03-0,10 mm) e baixa plasticidade (LL < 30), filtros de areia pura ou de areias com pedregulhos com D 15 médio 0,3mm são conservativos. - Solos excepcionalmente finos para argilas e siltes com d 85 0,02mm que não são muito comuns na natureza, um material granular que apresente D 15 médio 0,2mm ou menos, provavelmente é conservativo. Importante destacar que, somente um solo com as características desse grupo, foi ensaiado. 20

21 Outra conclusão deste trabalho é demonstrar que a curva granulométrica do filtro não necessita ser geralmente similar à curva granulométrica do solo protegido, e que os critérios de filtro empregando frações de D 50 /d 50 ou D 15 /d 15 não devem ser usados. II FILTRO SINTÉTICO Os filtros sintéticos, também denominados geotêxteis, são mantas permeáveis, flexíveis e finas produzidas a partir de fibras sintéticas. São produtos manufaturados a partir de diferentes polímeros e de variadas formas de fabricação. É apresentada, a seguir, uma síntese sobre os materiais constituintes, os processos de manufatura (estrutura), as características, as propriedades dos geotêxteis e o seu comportamento frente a agentes externos, baseando-se, principalmente, no trabalho de SPADA (1991) e MENDONÇA (2000). II O MATERIAL Os materiais constituintes das mantas de geotêxteis são polímeros, aos quais são acrescentados aditivos para melhorar as propriedades do produto final. Estes aditivos são usados para melhorar as propriedades do produto final ou facilitar operações de transformação, podendo exercer os papéis de lubrificantes, estabilizantes e plastificantes (ROCHA, 1983). Os polímeros mais utilizados na fabricação de geotêxteis são os do grupo dos termoplásticos, por reunir características adequadas ao processo de fabricação do geotêxtil, uma vez que é capaz de sofrer amolecimento (reaquecimento) e endurecimento sob a ação do calor ou resfriamento, respectivamente, visto que o processo pode ser repetido, sem que haja comprometimento do material. Dentre os termoplásticos, destacam-se o polietileno, a poliamida (nylon), o poliéster (polietileno tereftalato) e o polipropileno. Os polímeros de maior consumo na indústria do geotêxtil são o poliéster e as poliolefinas (polipropileno e polietileno). 21

22 A Tabela II.2 apresenta uma comparação entre propriedades gerais dos polímeros. Cumpre ressaltar que as propriedades do geotêxtil dependem, além do polímero utilizado, da forma com que as fibras são combinadas, ou seja, do método de fabricação. Tabela II.2 Comparação entre Propriedades Gerais das Principais Famílias de Polímeros (JOHN, 1987) POLÍMERO PROPRIEDADES poliéster poliamida polipropileno polietileno resistência A M B B módulo de deformação A M B B deformação na ruptura M M A A fluência B M A A peso específico A M B B custo A M B B RESITÊNCIA A: Raio U.V. estabilizado A M A A Raio U.V. não-estabilizado A M M B álcalis B A A A fungos, vermes, insetos M M M A óleos M M B B detergentes A A A A Notas: A Alta, M Média, B Baixa, U.V. radiação ultra-violeta Segundo MATHUR e OUTROS (1994) os geotêxteis de polipropileno são relativamente inertes e conseqüentemente estáveis para variadas condições de ph (ácidos e alcalinos). II ESTRUTURA A estrutura do geotêxtil é determinada pela técnica adotada na fabricação do produto, ou seja, no processo de combinação das fibras, o qual pode dar origem a três tipos: tecidos, não-tecidos e tricotado. 22

23 Os geotêxteis tecidos são fabricados pelo processo de tecelagem, onde o arranjo estrutural dos fios é ordenado, havendo um entrelaçamento dos mesmos em duas direções, em geral ortogonais num ângulo de 90º, ao longo da manta. Existem diversos tipos de entrelaçamento, sendo o mais simples, aquele que produz uma malha, semelhante a uma peneira, com uma certa abertura entre as fibras e com um único tipo de fio, Figura II.2. O geotêxtil tecido mais utilizado é composto por laminetes ou fitas, cuja complexidade é maior do que a do anterior, Figura II.3. Figura II.2 Geotêxtil Tecido de Monofilamentos (SPADA, 1991) Figura II.3 Geotêxtil Tecido de Lamiletes (GOURC e FAURE, SPADA, 1991) 23

24 Os geotêxteis não-tecidos são obtidos pela deposição de fibras (monofilamentos contínuos ou cortados), num processo em que as fibras são lançadas aleatoriamente, sem que se possa distinguir direções preferenciais, sobre uma esteira rolante, ficando a espessura do produto condicionada à velocidade de avanço da esteira. Em seguida, o material passa para outra esteira onde sofre um determinado processo de ligação das fibras, que pode ser: mecânico conhecido como agulhagem, que consiste numa ação repetida de penetração, em toda a profundidade do material, de milhares de agulhas de pontas curvas. Vale observar que, durante esta operação, algumas quebras de filamentos contínuos podem acontecer. Neste processo, pretende-se obter um maior entrelaçamento das fibras. A manta resultante apresenta uma espessura maior que a do geotêxtil tecido. térmico promove a fusão dos filamentos nos seus pontos de contato. O material resultante tende a ser relativamente mais fino do que o geotêxtil oriundo do processo de agulhagem. químico processo de ligação entre as fibras que usualmente sucede à agulhagem, fornecendo uma ligação adicional ao emaranhado de fios pela aplicação de uma resina acrílica, ligante mais comumente adotado, na forma de imersão, molhagem ou aspersão. Em seguida, processa-se a cura, que ocorre ao longo de um forno linear ou pela ação de um rolo quente. Este tratamento é o menos utilizado. Os geotêxteis não-tecidos, por apresentar uma estrutura mais complexa do que os tecidos, quando utilizados como filtros, não atuam como uma simples interface, mas sim como um meio tridimensional, visto que a espessura passa a ser um parâmetro adicional. Sendo assim, a escolha de um geotêxtil não-tecido fino é realizada quando se deseja uma situação com uma alta permeabilidade, enquanto que a escolha de um geotêxtil não-tecido grosso é utilizada quando a função principal requerida para o seu uso é a retenção do solo. Quanto à classificação dos geotêxteis, de acordo com a estrutura, tem-se, ainda, o geotêxtil tricotado. A primeira impressão que estes causam é que não têm aplicação como geotêxtil, pois tendem a sofrer excessivo alongamento sob tensão. No entanto, pode-se recorrer à técnica da tecelagem na urdidura (as fibras são alinhadas na direção do processo de fabricação) para alcançar uma alta resistência unidirecional. Consiste em aplicar feixes de multifilamentos de alta resistência sobre 24

25 uma base tricotada deformável, que desempenha o papel de um substrato. O produto final é um material que mostra uma alta resistência e um baixo alongamento na direção longitudinal (urdidura). O material descrito na realidade é uma associação das técnicas de tricotagem com a de tecelagem e pode-se classificá-lo como um geotêxtil tricotado-tecido. II DURABILIDADE A durabilidade pode ser definida como a capacidade que o geotêxtil possui de guardar ao longo do tempo o nível de integridade desejado. Vale ressaltar que, a maior ou menor susceptibilidade do polímero de sofrer alterações face a produtos químicos ou condições ambientais ao qual ficará exposto, afeta diretamente a durabilidade do geotêxtil. Este problema passa a ter importância fundamental no caso de barragens de rejeitos e de aterros de resíduos industriais, sanitários ou de mineração, em vista da constituição agressiva destes meios. Devido a diversidade de reações químicas passíveis de acontecer, a previsão da durabilidade de um geossintético em contato com líquidos e sólidos residuários, parece um problema extremamente complexo. O mesmo deve valer em relação a avaliação dos riscos resultantes de eventuais reações químicas que poderiam afetar as características mecânicas ou a capacidade filtrante/drenante do geossintético (DELMA VIDAL e OUTROS, 1991). Entretanto, conhecendo-se a constituição do meio e a natureza do polímero, pode-se ter uma expectativa de comportamento do geossintético e da possibilidade de ocorrência de reações. Os conhecimentos da físico-química clássica são instrumentos valiosos no estudo desta durabilidade, mas deve-se considerar que os outros componentes utilizados em sua fabricação (além da resina) têm enorme efeito sobre este comportamento. Podemos citar, por exemplo, que um polipropileno, sem adição de negro de fumo, tem muito baixa resistência aos raios ultravioletas, degradando-se rapidamente se exposto à luz do sol. Em contrapartida, este mesmo polímero com negro de fumo pode ter esta degradação bastante diminuída (DELMA VIDAL,1998). A intensidade dos efeitos pode variar de nenhum dano ao dano total, em função das condições de utilização. Considerando que o processo que leva à 25

26 degradação do produto é governado por reações químicas, estas, porém, acontecem apenas nos pontos de contato entre a matéria sólida e o geotêxtil. Entretanto, com a existência de um fluido percolante através do meio poroso, o problema é agravado, pois torna possível o contato íntimo do reagente agressivo com o geotêxtil. Segundo DELMA VIDAL (1991), nestes casos, pode-se diferenciar o problema de acordo com algumas situações: - a situação de água percolando através de um rejeito sólido, onde o problema se agrava em função da solubilidade e da natureza do resíduo; - a situação de rejeito líquido em contato direto com o geotêxtil; - a situação de rejeito líquido percolando através de um meio poroso antes de atingir o geotêxtil, onde o problema pode ser agravado ou amenizado, dependendo das propriedades do meio e das características do fluido. Uma vez em uso, o geotêxtil está sujeito a diversos processos de degradação, dos quais destacam-se dois tipos de ataques: o mecânico e o químico. O ataque mecânico pode advir de uma ação abrasiva, que não se verifica para um geotêxtil enterrado, numa situação normal de projeto, mas pode ocorrer na medida em que o geotêxtil é empregado sobre o terreno, fazendo parte de um enroncamento, por exemplo. Outra forma de ataque mecânico é a ação de animais e insetos que vivem sob o nível do terreno. A possibilidade de ataque químico está presente quando o geotêxtil está junto a solos muito ácidos ou muito básicos, em lagos de rejeito onde substâncias agressivas possam atingir o geotêxtil. As alterações químicas vão se traduzir em inchamento das fibras, perda do material do polímero ou dos aditivos que resulta em prejuízo para a estrutura e acaba por determinar uma fragilização do produto. Porém, sabe-se que a maioria dos polímeros tem uma resistência excelente ao ataque químico, com algumas exceções, como o poliéster e a poliamida que podem vir a sofrer ação de hidrólise, que provoca o rompimento da cadeia polimérica e, portanto, da fibra, quando em presença de álcalis e de ácidos fortes, respectivamente, e das poliolefinas que podem oxidar-se. Segundo MATHUR e OUTROS (1994), pesquisas recentes mostraram que a hidrólise alcalina ocorre primariamente na superfície da fibra, tornando-se facilmente identificável. Deve-se citar, também, outra forma de ataque ao geotêxtil, como o ataque biológico, que não deixa de ser um ataque químico, porque os microorganismos ao extraírem pequenos segmentos de moléculas do polímero necessárias ao seu 26

27 metabolismo, estão realizando um ataque químico. O poliéster e as poliolefinas são levemente atacados por fungos e bactérias. Já foi observado que fungos aderidos ao geotêxtil realizaram ataques a alguns tipos de revestimentos aplicados sobre as fibras do material, sem atacar as fibras (ROLLIN e LOMBARD, 1988). No mesmo trabalho, estes autores afirmam que, felizmente, os revestimentos do geotêxteis têm sido selecionados para resistir a um ataque microbiológico. Outro tipo de degradação provém da temperatura, que age como um catalisador dos processos ou alterando as propriedades mecânicas. Assim, como citado na Tabela II.2, os quadros usualmente publicados sobre a resistência ou fraqueza aos vários agentes referem-se aos polímeros. No entanto, a resistência do polímero a um determinado ataque pode ser melhorada pela ação de aditivos incorporados ou, em alguns casos, pelo processo de fabricação. Em conseqüência, tem-se uma alta complexibilidade na interação entre o geotêxtil e o meio ambiente em que este se encontra, visto que um determinado geotêxtil pode, por exemplo, numa situação específica, resistir a dois ataques isoladamente, e não a uma ação conjunta dos dois. II MECANISMOS DE FILTRAÇÃO Visando a desempenhar um papel semelhante a de um filtro granular, o geotêxtil deve exercer duas funções básicas: a de dreno, e a de filtro propriamente dito, ou seja, deve garantir que sua permeabilidade se apresente mais alta do que a do solo protegido de forma a cumprir a função drenante e, ao mesmo tempo, deve ser provido de aberturas de poros suficientemente pequenas de forma a proporcionar a retenção das partículas do solo protegido. II A FILTRAÇÃO A ação de um gradiente hidráulico sob o sistema solo/geotêxtil provoca um fluxo d água que, por sua vez, induz a um rearranjo de partículas, onde são identificados dois mecanismos como sendo responsáveis pela instalação desse 27

28 fenômeno. O primeiro deles é conhecido como auto-filtração e o segundo como formação de uma rede de arcos. A auto-filtração acontece quando, em presença de um fluxo unidirecional, a atuação do filtro não fica restrita ao geotêxtil e, sim, propaga-se para o solo adjacente, onde se forma um filtro natural. No início do processo ocorre uma inevitável perda de partículas finas do solo através do filtro natural formado no solo e do filtro de geotêxtil sob o efeito do fluxo d água, enquanto que as partículas maiores são retidas no momento em que o diâmetro do poro fica menor do que a partícula. Estas partículas maiores retidas limitam um pouco as menores que, por sua vez, retêm partículas ainda menores, até que não seja possível nenhuma partícula do solo migrar e, depois de algum tempo, o processo se estabiliza. Forma-se, nessa condição, uma zona de estrutura de filtro graduado no interior do solo, nas proximidades do geotêxtil, denominada de pré-filtro, Figura II.4. Uma rede de arcos pode se desenvolver em função das aberturas do geotêxtil e do tipo de solo, conforme mostra a Figura II.5. Quando o fluxo ocorre de cima para baixo, algumas partículas menores são carreadas através do filtro natural formado no solo e do filtro de geotêxtil deixando vazios no material. As partículas adjacentes tendem a redistribuir as tensões verticais devidas à força de percolação e à força da gravidade, formando arcos que dificultam a passagem das partículas com diâmetros menores que ficam acima delas. Na pesquisa realizada por ROLLIN e LOMBARD (1988), a presença de arcos foi confirmada quando estes mostram uma foto (ampliada 100 vezes) da interface solo/geotêxtil. Essa rede de arcos formada, sendo função do geotêxtil, pode sofrer alterações segundo uma seleção do produto e, sendo assim, quatro são as propriedades do geotêxtil que são capazes de acelerar a formação da rede de arcos, como mostradas a seguir: - baixa permeabilidade, para reduzir as forças de percolação sobre a partícula; - baixa porosidade, para não permitir carreamento excessivo de partícula; - uma grande espessura para aumentar a área de molhagem d água, buscando um decréscimo das forças de percolação sobre as partículas de solo; - superfície com característica de abundância de fibras livres em contato com o solo. ROLLIN e LOMBARD (1988) também acreditam que a estabilização da rede de arcos está ligada à ação de forças elétricas e de absorção, entre o geotêxtil e partículas de solo, bem como, entre partículas por si só. 28

29 No mecanismo da auto-filtração do solo a presença de um fluxo reverso induz a uma condição mais desfavorável para o surgimento do fenômeno. Contudo, quando o período em que a água percola num determinado sentido é longo, ainda é possível a constituição de um filtro, se bem que pouco eficiente. Caso o ciclo de reversão do sentido de fluxo seja curto, a chance de que se instale um filtro é bem menor. Solo natural Zona de filtração Fluxo d água Geotêxtil Pedregulho Figura II.4 Filtro Graduado Desenvolvido Dentro do Solo Adjacente ao Geotêxtil Solo natural Geotêxtil Pedregulhos Figura II.5 Arcos de Solo Sobre os Poros do Geotêxtil 29

30 II FILTRAÇÃO DE PARTÍCULAS EM SUSPENSÃO Tal mecanismo de filtração ocorre em algumas aplicações, por exemplo, filtração de água em estações de tratamento e filtração de rejeitos. É a situação em que um fluído contendo partículas em suspensão, cujos grãos não estão em contato e não existe nenhuma estrutura rígida organizada, é filtrado. A filtração de partículas em suspensão é um problema crítico. Quando a partícula carreada encontra o filtro, ela tende a se depositar em sua superfície, o que ocorre mesmo para partículas muito pequenas, bem menores que a abertura de filtração do elemento filtrante, acarretando, assim, uma perda de carga no sistema. O comportamento de um sistema de filtração de partículas em suspensão pode variar de acordo com o tipo de material. No caso de solo granular as partículas retidas podem formar uma camada de material ainda permeável, em fenômeno equivalente ao aumento da espessura do filtro; já para o solo coesivo, o problema da colmatação passa a ter enorme importância (URASHIMA e OUTROS, 1999). II PROPRIEDADES HIDRÁULICAS As propriedades hidráulicas do geotêxtil são definidas pela sua capacidade de filtração, sua permeabilidade e sua aptidão à embebição. Todas afetam a performance do filtro de geotêxtil, sendo cada uma delas descritas separadamente a seguir. II CAPACIDADE DE FILTRAÇÃO O potencial de filtração de um geotêxtil é usualmente associado à porosidade, à porometria (porcentagem de área aberta) e ao tamanho do poro. 30

31 POROSIDADE e POROMETRIA A porosidade é uma propriedade dos geotêxteis não-tecidos, e é definida, primeiramente, da mesma forma que para os solos, como sendo a relação entre o volume de vazios e o volume total da amostra. No caso dos geotêxteis, isto não é medido diretamente, podendo ser calculado em função de outras propriedades do geotêxtil: Onde: V= volume total; η material = = = Vs = volume dos sólidos (fibras) = peso (γ) / peso específico do material(γ f ); µ = gramatura do geotêxtil = massa do geotêxtil por unidade de área; T g = espessura do geotêxtil; ρ f = massa específica da fibra. A porometria do geotêxtil é a medida das dimensões dos poros e a sua distribuição, sendo a determinação da abertura aparente, é de fundamental importância para a previsão do seu comportamento como elemento filtrante. A percentagem de área aberta (PAA) é, por sua vez, uma propriedade dos geotêxteis tecidos, sendo definida por: V Vs V γ 1 1 γf µ Tg ρf 100 PAA= total da área individual das aberturas total da área do material A percentagem de área aberta (PAA) não tem significado para os geotêxteis não-tecidos, porquanto os mesmos apresentam poros de dimensões pequenas, de formas variáveis e situados em diversas profundidades na espessura. Os tecidos com lamiletes apresentam valores de área aberta menores que 0,1 %, enquanto que os tecidos de monofilamentos variam de uma estrutura fechada, PAA = 0 % aproximadamente para uma que é extremamente aberta, PAA = 36 %, com muitos geotêxteis tecidos de monofilamentos comerciais variando de 6 % à 12 %. Diferentes técnicas têm sido desenvolvidas para estudar os poros de um geotêxtil, sendo que, para determinação da percentagem de área aberta, utiliza-se 31

32 métodos diretos como a medição ótica direta, microscópia eletrônica e análise de imagem. TAMANHO DO PORO O tamanho do poro ou tamanho da abertura de filtração ( filtration opening size, FOS), definida como a abertura do geotêxtil equivalente ao maior diâmetro da partícula de solo que consegue passar através do geotêxtil, é o índice mais utilizado para definir o potencial de filtração, em virtude da dificuldade encontrada para determinação da percentagem de área aberta. Existem vários procedimentos para sua obtenção, mas muitos são complexos e ainda discutíveis. Assim, a determinação da abertura de filtração mais freqüente é através de peneiramento, variando-se a metodologia conforme descrição a seguir: peneiramento a seco - Metodologia desenvolvida pelo U.S.Army Corps of Engineers, a partir da qual se obtém o AOS ( Apparent Opening Size ). O AOS define o O 95, ou seja, o tamanho de abertura para o qual 95% dos poros do material são menores do que aquele diâmetro. peneiramento úmido Metodologia desenvolvida pelo Instituto Franzius de Hannouver, a partir do qual se obtém o D W. Esse valor é definido a partir de uma relação entra a fração mais grosseira da areia que passa pelo geotêxtil e a fração que fica retida. peneiramento hidrodinâmico Metodologia desenvolvida pelo Comitê Francês de Geotêxteis e Geomembranas (CFGG), a partir do qual se obtém o D 95. Esse valor corresponde ao D 95 da curva distribuição granulométrica da areia que passa pelo geotêxtil durante o ensaio. O AOS fornece uma medida da maior abertura efetiva do geotêxtil. A sua determinação consiste basicamente na realização de um peneiramento de contas de vidro de granulometria uniforme sobre o geotêxtil durante um período de tempo de dez minutos. Realiza-se o ensaio por sucessivos peneiramentos com diâmetros cada vez maiores, até que somente 5% ou menos passe através do material. O AOS é definido como um tamanho retido de conta, expresso pela maior peneira do par de peneiras usado para definir o tamanho da conta. Equivale também dizer, por exemplo, 32

33 que as contas de tamanho nº40 são as que passam na peneira nº35, mas ficam retidas na de nº 40. As peneiras mencionadas são do padrão americano. O AOS, em termos do tamanho da abertura efetiva do material, representa um tamanho da abertura para o qual 95% dos poros do material são menores do que aquele diâmetro. De tal forma que o AOS pode ser entendido como um O 95 onde 95% de um diâmetro de contas teve sua passagem retida pelo geotêxtil. O teste tem sido estendido para cobrir todos os geotêxteis, incluindo os tipos não-tecidos. Este teste é simples, o que favorece o seu uso, porém, está sujeito a muitas críticas, e diversos autores consideram esta técnica inadequada e imprecisa. Alguns dos fatores responsáveis pela falta de reprodutibilidade dos resultados são descritas a seguir: - muitas vezes as contas permanecem retidas, dentro do material, durante o peneiramento, não chegando a atravessar o geotêxtil, podendo facilmente chegar a bloqueá-lo (particularmente para os não-tecidos espessos); - os fios, em alguns geotêxteis, se movem facilmente permitindo que as contas passem através dos vazios enlarguecidos não representativos do total da espécie do geotêxtil em teste; - outra situação que se verifica é devido à geração de eletricidade estática entre as contas e as fibras durante o peneiramento a seco, fazendo com que as contas fiquem retidas ao material. A fim de controlar este problema, pode recorrer-se a dispositivos anti-estáticos. No peneiramento úmido (D W ) do Instituto Franzius de Hannover é utilizado uma quantidade de material granular com distribuição granulométrica conhecida peneirada sobre um geotêxtil, submetidos a um fluxo de água pulverizada continuamente, dentro de um equipamento adaptado para este fim. Durante a realização do ensaio, o material granular que atravessa o geotêxtil é coado num filtro de papel. A seguir, obtém-se sua distribuição granulométrica a partir de peneiras de malhas de diâmetro 45 a 2500 micras. A determinação do tamanho da abertura efetiva do geotêxtil, Dw, efetua-se através de uma relação entre a fração mais grosseira que passou pelo material e a fração retida que ainda se apresenta em quantidade expressiva com relação à fração original. Segundo descrito em SPADA (1991) o peneiramento hidrodinâmico (D 95 ), desenvolvido na França, emprega um equipamento projetado especificamente para este objetivo, que se constitui de quatro cestos basculáveis de bases vazadas atrelados 33