Aplicação de Geocomposto Drenante em Sistema de Proteção Ambiental na Base de Pilhas de Gesso

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1 Aplicação de Geocomposto Drenante em Sistema de Proteção Ambiental na Base de Pilhas de Gesso Fernando Luiz Lavoie Ober S/A, São Paulo, Brasil, Carlos Vinicius dos Santos Benjamim Ober S/A, São Paulo, Brasil, Marcos Fernando Leme Coelho Tecelagem Roma Ltda, Tatuí, Brasil, RESUMO: Em obras de engenharia, o geocomposto drenante têm como funções principais à drenagem de líquidos e gases, retenção das partículas de solo e resíduos e a proteção mecânica. Como exemplo de aplicação em obras geotécnicas, o presente artigo apresenta o caso de obra da Vale Fertilizantes, no qual foi utilizado o geocomposto drenante como produto integrante do sistema de proteção ambiental na base das Pilhas de Gesso Expansão F, em Uberaba-MG. Tratase de uma área para ampliação da estocagem das pilhas de gesso de m 2 (área revestida total), com altura máxima de 80 m. Dentro do contexto moderno de utilização de liners sintéticos como proteção ambiental, de acordo com o projeto, foram utilizados diferentes geossintéticos para drenagem de água sub-superficial, drenagem de gases e impermeabilização. O geocomposto drenante em questão foi utilizado com a função de ventilação de gases, evitando subpressão na geomembrana, de forma a garantir uma boa instalação da geomembrana de PEAD. De acordo com a especificação, o produto deve atender as solicitações de compressão das pilhas de gesso funcionando como meio drenante de gases. Para isto, foi elaborada uma tabela de valores mínimos das propriedades relevantes do produto que devem ser atendidas no controle de qualidade de fabricação. A Equipe técnica da Roma realizou todo o planejamento para o atendimento aos requisitos do projeto, de forma que todos os lotes produzidos foram ensaiados, tendo êxito na aprovação dos mesmos pela Vale Fertilizantes para utilização na obra. As especificações em projeto dos ensaios de controle de qualidade e de controle no recebimento resguardam o Cliente quanto ao atendimento dos requisitos para o bom desempenho do produto em uma obra geotécnica. O custo adicional para a realização destes ensaios se torna irrisório comparado ao ganho de qualidade na obra e da diminuição substancial do risco ambiental. PALAVRAS-CHAVE: Geocomposto Drenante, Sistema Drenante, Proteção Ambiental. 1 INTRODUÇÃO O geocomposto drenante pode ser definido como um produto formado pela combinação de um núcleo drenante com um geotêxtil filtrante, que pode ser industrializado ou manufaturado no canteiro de obras. É utilizado como sistema drenante em substituição aos materiais como pedra britada, seixo rolado, cascalho, argila expandida, etc., permitindo uma significativa redução na espessura do sistema drenante. Em obras de engenharia, tem como funções principais à drenagem de líquidos e gases, retenção das partículas de solo e resíduos e a proteção mecânica. Podem ser utilizados em diversos tipos de obras, como, por exemplo: - Drenagem de líquidos e gases na base e cobertura de aterros sanitários; - Drenagem de líquidos e gases em aterros de resíduos industriais; - Drenagem de água em taludes de solos; - Drenagem de campos esportivos; - Drenagem de água profunda e superficial de rodovias; - Drenagem vertical em muros de arrimo e

2 encontro de pontes; - Sistema de detecção de vazamentos em sistemas impermeabilizantes; - Proteção mecânica da geomembrana. Como exemplo de aplicação em obras geotécnicas, o presente artigo apresenta o caso de obra da Vale Fertilizantes, no qual foi utilizado o geocomposto drenante como produto integrante do sistema de proteção ambiental na base das Pilhas de Gesso Expansão F, em Uberaba MG. 2 DESCRIÇÃO DA OBRA Trata-se de uma área da Vale Fertilizantes construida para ampliação da estocagem das pilhas de gesso, contendo m 2 (área de base) e m 2 (área revestida total), com altura máxima das pilhas de gesso de 80 m (Figura 1). escavadeiras e caminhões. Para o beneficiamento da rocha, utilizam-se principalmente as etapas de lavagem, classificação de tamanho, deslamagem e secagem. Já na obtenção de fosfato por rochas origem de ígnea, aplica-se a mineração a céu aberto, com a inclusão de explosivos para o desmonte do minério. Na usina, as principais etapas incluem britagem, moagem, classificação de tamanho, separação magnética, flotação e secagem. O produto a ser comercializado é o concentrado de rocha fosfática. Posteriormente, o concentrado fosfático é transformado, por meio de processos químicos, em ácido fosfórico, que dá origem aos fertilizantes fosfatados de alta concentração. 3 PROJETO DE PROTEÇÃO AMBIENTAL 3.1 Introdução Elaborado por uma Empresa americana especialista em geotecnia, o projeto de proteção ambiental está dotado de sistema drenante subsuperficial, sistema de ventilação de gases, sistema impermeabilizante e sistema de drenagem superficial. 3.2 Sistema de Drenagem Subsuperficial Figura 1. Visão Geral da Pilha de Gesso existente (à direita) e do local de ampliação em construção (à esquerda). A Unidade em Uberaba-MG fornece matérias primas e produtos intermediários fosfatados e nitrogenados para a produção de fertilizantes e matérias primas destinadas às indústrias químicas. No processo de obtenção de concentrado de rocha de fosfato, tudo depende principalmente da origem da rocha. Em casos de fosfato oriundo de rochas sedimentares, o método de mineração utilizado é a céu aberto com tratores, Dentro do contexto moderno de utilização de liners sintéticos como proteção ambiental, acima do subleito, de acordo com o projeto, foram posicionadas faixas de geocomposto drenante (formado por georrede tridimensional de PEAD) para formar o sistema de drenagem subsuperficial. O geocomposto drenante especificado é formado por uma georrede tridimensional (triplanar) de 7,6 mm de espessura e 14 kn/m de resistência à tração unida por termofusão nas duas faces a um geotêxtil nãotecido. 3.3 Camadas Intermediárias Acima do sistema de drenagem subsuperficial foram previstas uma camada de areia de 20 cm seguida por uma camada de argila compactada de 30 cm (Figura 2).

3 Figura 2. Execução de Compactação da Argila. 3.4 Sistema de Ventilação de Gases Após a camada de argila compactada, foram posicionadas faixas de 2 m de largura do geocomposto drenante em questão com a função de ventilação de gases, evitando subpressão na geomembrana, de forma a garantir uma boa instalação da manta de PEAD (Figuras 3 e 4). Figura 4. Geocomposto Drenante Posicionado em Faixas abaixo da Geomembrana. O geocomposto drenante que compõe o sistema de ventilação de gases foi fornecido para a obra na quantidade total de m Sistema de Impermeabilização Como sistema de impermeabilização, foi prevista a utilização da geomembrana de PEAD de 1,50 mm texturizada em ambas as faces (Figura 5). Figura 3. Detalhe do Geocomposto Drenante em Questão. Figura 5. Detalhe da Geomembrana de PEAD instalada. 3.6 Sistema de Drenagem Superficial Em trechos definidos em projeto, foram posicionados out-lets para drenagem superficial (Figura 6).

4 Figura 6. Detalhe do Out-Let. 4 ESPECIFICAÇÃO DO GEOCOMPOSTO DRENANTE PARA VENTILAÇÃO DE GASES A especificação técnica do geocomposto drenante contempla um produto sintético composto por uma georrede de PEAD (núcleo drenante) acoplada nas duas faces por um geotêxtil nãotecido de poliéster (PET) ou polipropileno (PP) (meio filtrante). De acordo com a especificação, o produto deve atender as solicitações de compressão das pilhas de gesso funcionando como meio drenante de gases. Para isto, foi elaborada uma tabela de valores mínimos das propriedades relevantes do produto que devem ser atendidas (Tabela 1). Tabela 1. Especificação Técnica do Geocomposto Drenante. Propriedade Método de Ensaio Critério de Aceitação Georrede de PEAD Densidade da D ,932 g/cm 3 Resina Quantidade de - 97% PEAD na Blenda Quantidade de - 3% Aditivos na Blenda Índice de Fluidez D ,0 g/10 min. Teor Negro de D %>TNF 2% Fumo Densidade D ,940 g/cm 3 Espessura D ,0 mm Gramatura D g/m 2 Transmissividade D ,0 x 10-3 m 2 /s Tração D ,0 kn/m Geotêxtil Nãotecido de PET ou PP Gramatura D g/m 2 Espessura D ,0 mm Abertura D USSS Aparente de Filtração Tração D N Grab Along. Tração D % Grab Rasgo D N Trapezoidal D N Puncionamento Estouro D kn/m 2 Permeabilidade D ,20 cm/s Geocomposto Drenante Transmissividade Dir. Longitudinal D ,0 x 10-4 m 2 /s Transmissividade Dir. Transversal D ,0 x 10-4 m 2 /s 5 CONTROLE DE QUALIDADE DO GEOCOMPOSTO DRENANTE O controle de qualidade exigido no projeto contemplou o envio dos certificados de qualidade dos lotes de resina de polietileno de alta densidade utilizados na fabricação da georrede, dos lotes de georrede e de geotêxtil nãotecido produzidos. A Tabela 2 apresenta os ensaios requisitados no controle de qualidade, bem como as frequências destes e os laboratórios utilizados para a realização dos ensaios. Tabela 2. Requisitos do Controle de Qualidade do Geocomposto Drenante. Propriedade Densidade Índice de Fluidez Gramatura Espessura Densidade Índice de Fluidez Teor Negro de Fumo Método de Ensaio Frequência de Ensaios Laboratório Resina de PEAD Todos os Braskem D 1505 Lotes Todos os Braskem D 1238 lotes Georrede de PEAD A cada Roma D m 2 A cada Roma D m 2 A cada Roma D m 2 A cada USP D m 2 A cada USP D m 2

5 Tração Transmissivi dade Gramatura Espessura Abertura Aparente Filtração Tração Grab Along. Tração Grab Rasgo Trap. Puncioname nto Estouro Permeabilida de D 5035 A cada m 2 USP A cada USP D m 2 Geotêxtil Nãotecido D 3776 D 5199 D 4751 D 4632 D 4632 D 4533 D 4833 D 3786 D 4491 Como resultado do controle de qualidade, foram coletadas mais de 50 amostras de georrede de PEAD para ensaio no laboratório da USP São Carlos. A atuação eficiente do laboratório da USP, que é especializado em ensaios com produtos geossintéticos, foi fundamental para assegurar o cumprimento do controle estabelecido em projeto. O critério de aceitação do produto na obra é feito por meio da comparação dos resultados dos ensaios de controle de qualidade (de responsabilidade do Fabricante) com os ensaios de recebimento do produto em obra (de responsabilidade da Vale Fertilizantes). Caso os resultados dos ensaios de controle de qualidade e de recebimento estejam dentro do estabelecido nas especificações, os lotes são aprovados para instalação em campo. No entanto, se qualquer um dos ensaios realizados nos lotes esteja em desacordo com a especificação, todo o lote é rejeitado. A Equipe técnica da Roma realizou todo o planejamento para o atendimento aos requisitos do projeto, de forma que todos os lotes produzidos foram ensaiados, tendo êxito na aprovação dos mesmos pela Vale Fertilizantes para utilização na obra. 6 CONCLUSÃO As especificações em projeto dos ensaios de controle de qualidade e de controle no recebimento resguardam o Cliente quanto ao atendimento dos requisitos para o bom desempenho do produto em uma obra geotécnica. O custo adicional para a realização destes ensaios se torna irrisório comparado ao ganho de qualidade na obra e da diminuição substancial do risco ambiental. REFERÊNCIAS American Society for Testing and Materials (2004). D 4751: Standard Test Method for Determing Apparent Opening Size of a Geotextile. American Society for Testing and Materials (2007). D 4833: Standard Test Method for Index Puncture Resistance of Geomembranes and Related Products. American Society for Testing and Materials (2008). D 4716: Standard Test Method for Constant Head Hydraulic Transmissivity (In-Plane Flow) of Geotextiles and Geotextile Related Products. American Society for Testing and Materials (2008). D 4632: Standard Test Method for Grab Breaking Load and Elongation of Geotextiles. American Society for Testing and Materials (2009). D 3786: Standard Test Method for Bursting Strenght of Textile Fabrics. American Society for Testing and Materials (2009). D 3776: Standard Test Methods for Mass Per Unit Area (Weight of Fabric. American Society for Testing and Materials (2009). D 4491: Standard Test Methods for Water Permeability of Geotextiles for Permittivity. American Society for Testing and Materials (2010). D 1505: Standard Test Method for Density of Plastics by the Density Gradient Technique. American Society for Testing and Materials (2010). D 1238: Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer. D 5035: Standard Test Method for Breaking Force and Elongation of Textile Fabrics (Strip Method). D 1603: Standard Test Method for Carbon Black Content in Olefin Plastics.

6 D 5199: Standard Test Method for Measuring Nominal Thickness of Geotextiles and Geomembranes. D 4533: Standard Test Method for Trapezoid Tearing Strenght of Geotextiles.