READEQUAÇÃO DO SISTEMA DE DRENAGEM DE GASES DO ATERRO SANITÁRIO DE SÃO GIÁCOMO Autores Rafael Rivoire Godoi Navajas, Engenheiro Civil graduado pela UFRGS (Universisade Federal do Rio Grande do Sul) 1998. Técnico responsável pela operação do Aterro Sanitário São Giácomo. Técnico responsável pela execução das obras de readequação, amplianção e encerramento do Aterro Sanitário São Giácomo. Rafael Vinicius Dalcorno Engenheiro Civil graduado pela UFGRS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) 1997 Técnico responsável pela execução das obras de readequação, amplianção e encerramento do Aterro Sanitário São Giácomo. Marco Aurélio Migliavacca Acadêmico de Engenharia Ambiental pela UCS (Universidade de Caxias do Sul) Estagiário do Departamento de Limpeza Urbana da CODECA ( Companhia de Desenvolvimento de Caxias do Sul) Os autores declaram submeter-se às condições estabelecidas pelo regulamento para apresentação de trabalhos técnicos. Companhia de Desenvolvimento de Caxias do Sul Codeca RST 453 Km 11 Bairro Centenário II Cep 95045-630 Caxias do Sul RS Fone: 54 2249308 e-mail: codeca@codeca.com.br RESUMO A rede de drenagem de gases existente constituía-se em 49 drenos verticais, de aspectos construtivos variados.entre estes drenos existiam, ainda, 14 que estão desativados, 18 em operação e 17 em execução. Além destes, estava previsto a complementação da rede de drenagem de gases com execução de 11 novos drenos verticais. Para a drenagem dos gases gerados em um aterro sanitário, pode-se considerar que existem duas concepções básicas possíveis: A captação por drenos verticais profundos e pontuais para eliminação por queima em flares; A captação por drenos verticais profundos e pontuais interligados com colchão drenante superficial (camada h=20cm de brita nº 0) para captação e canalização com encaminhamento para um único local, com a possibilidade de queima em flares ou reaproveitamento para geração de energia.
O objetivo da readequação do sistema de drenagem de gases do aterro sanitário de São Giácomo, que será executada conforme projeto contratado junto a Azambuja Engenharia e Geotecnia, é possibilitar a efetiva retirada dos gases do interior das células. Outro aspecto importante a ressaltar, é a definição de uma concepção que permita o aproveitamento futuro dos gases. Palavras Chave: aterro, drenagem, gases. INTRODUÇÃO Um aterro sanitário deve garantir a disposição dos resíduos gerados de uma forma ambiental e estruturalmente segura, além de economicamente viável. Porém no Brasil, este método mais adequado de disposição final ainda não representa uma realidade factível para a maioria dos municípios. Por esta razão, é importante conhecer a realidade do município no qual se intervém, mas também, as diferentes tecnologias existentes para, a partir deste conhecimento, gerar soluções locais que representem a melhor aplicação técnica no enfrentamento dos problemas detectados. O presente trabalho constitui-se em um diagnóstico das condições do sistema de drenagem de gases existentes no Aterro Sanitário de São Giácomo, bem como a execução de melhorias, conforme projeto contratado junto a Azambuja Engenharia e Geotecnia, que possibilitem a efetiva retirada dos gases do interior das células, sem anexar ou dificultar a implantação e operação do sistema. Este diagnóstico engloba a análise das condições operacionais e de infra-estrutura do aterro e sua repercussão ambiental. Seu conteúdo provém das análises das informações existentes sobre o aterro obtidas nas diversas visitas técnicas realizadas ao mesmo. Das informações e avaliações reunidas neste diagnóstico, serão retiradas todas as diretrizes necessárias para a execução das melhorias no sistema de drenagem de gases do Aterro Sanitário de São Giácomo. LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DO ATERRO SANITÁRIO DE SÃO GIÁCOMO O aterro sanitário de São Giácomo está disposto sobre uma antiga pedreira de basalto. Atualmente toda a área da pedreira já está coberta com resíduos, de forma que o substrato natural não está mais visível. A descrição da área feita em 1991, quando a maior parte do terreno natural ainda não estava coberta por resíduos, indica que o aterro assenta-se sobre basalto maciço predominantemente e matacões de tamanhos variáveis. Sobre o basalto, camadas de solo resultante da alteração do maciço rochoso. Sobre a camada de solo, geralmente fina, cresce a mata de araucárias e eucaliptos, cujas raízes fixam-se nas fendas e micro-fraturas do maciço alterado. Estas indicações podem ser verificadas pelo entorno do aterro, onde aparecem paredões de basalto no lado norte e solo residual com matacões no lado sul. Em virtude da alternância do rochoso maciço, observa-se a
existência de infiltrações e de afloramentos de água em alguns locais do aterro. As características topográficas do terreno natural, de acordo com o levantamento aerofotogramétrico, mostram um vale bastante acidentado, com largura média de 50m e comprimento de aproximadamente 450m. O vale constitui-se como sistema de drenagem natural de duas sub-bacias de montante, com área de contribuição total aproximada de 50ha. Todo o sistema faz parte da bacia do arroio Tega, principal receptor das águas residuárias do município. O aterro conta com um cinturão verde nas faces longitudinais, norte e sul, constituídas por mata densa onde predomina o eucalipto, alternando com a presença mais dispersa de araucárias e complementada por arbustos. A presença da mata densa é reforçada pela topografia do local, mostrando trechos de forte declive, cujo acesso é severamente dificultado. O aterro apresenta dois pontos extremos de acesso facilitado, sendo um inferior, no lado leste e o outro superior, no lado oeste, por onde é feito o acesso à área. SISTEMA DE DRENAGEM DE GASES EXISTENTE ANTES DA READEQUAÇÃO Inicialmente, nas células antigas do aterro, os drenos de gases tinham um sistema de exaustão central, com um único queimador, todos eram interligados por tubulação a um exaustor. Atualmente, este sistema não está em funcionamento. Os drenos têm 80cm de diâmetro e são preenchidos com rachão, possuem um tubo de PVC na parte superior, onde são instalados os queimadores (flares). Os drenos das células antigas, estão desativados, sem queimadores. Os drenos da célula C1 tinham quatro metros de profundidade e foram executados após o final da disposição na mesma. Os drenos iniciam no fundo da célula, sobre a drenagem de percolado. Mesmo sem o queimadores os drenos das células continuavam liberando gás para a atmosfera. Na célula C6 os drenas possuíam queimadores e observou-se a saída constante de gás pelos mesmos, ainda assim havia muitos vazamentos de gases pelos taludes desta célula. A célula C8 tinha apenas dois drenos de gases com queimadores, os demais ou estavam inacabados ou não possuíam queimadores. Os drenos das células C5 e C7 não estavam identificados, uma vez que as células mais novas, estão dispostas sobre estas e os drenos foram prolongados. Desta forma a drenagem de gases não podia ser isolada em cada uma das células. Na célula C9, poucos drenos, apenas dois ou três, possuíam queimadores. Os demais drenos estavam inacabados. Em praticamente todo o aterro, ocorriam vazamentos de gases pelos taludes. Percebe-se uma grande geração de gases e uma insuficiência de drenagens.
Constatou-se a necessidade da reabilitação dos drenos existentes, com a instalação de queimadores e a habilitação das várias esperas de drenagem existentes, além da execução de novos drenos, na tentativa de evitar, ou pelo menos diminuir, o vazamento de gases para a atmosfera e a geração de pressão de gases no interior das massas de lixo. SISTEMA DE DRENAGEM DE GASES READEQUADO A rede de drenagem de gases constitui-se em 49 (quarenta e nove) drenos verticais, de aspectos construtivos variados. Entre estes drenos existem, ainda, 14 (quatorze) que estão desativados, 18 (dezoito) em operação e 17 (dezessete) em execução. Além destes, o projeto da Azambuja Engenharia e Geotecnia prevê a complementação da rede de drenagem de gases com execução de 11 (onze) novos drenos verticais, incluindo os previstos para a ampliação da célula C9. O objetivo da readequação do sistema de drenagem é possibilitar a efetiva retirada dos gases do interior das células, sem onerar ou dificultar a implantação e operação do sistema. Outro aspecto importante a ressaltar, é a definição de uma concepção que permita o aproveitamento futuro dos gases. Para a drenagem dos gases gerados em um aterro sanitário, pode-se considerar que existem duas concepções básicas possíveis: - a captação por drenos verticais profundos e pontuais para eliminação por queima em flares; - a captação por drenos verticais profundos e pontuais interligados com colchão drenante superficial (camada h=20cm de brita nº 0) para captação e canalização com encaminhamento para um único local, com a possibilidade de queima em flares ou reaproveitamento para geração de energia. Com base nestas observações, a Azambuja Engenharia e Geotecnia definiu um sistema de drenagem de gases que, num primeiro momento, permitirá a eliminação pontual dos mesmos através da captação em drenos verticais profundos e queima em flares. Contudo, serão executados drenos horizontais interligando drenos verticais, propiciando uma área maior de captação com melhor aproveitamento da geração de gases. Através das vistorias realizadas no aterro sanitário de São Giácomo observou-se a necessidade da execução de alguns drenos e manutenção em outros. Estas medidas permitirão padronizar os diversos tipos de drenos existentes.a drenagem de gases deverá ser feita verticalmente, sendo que a profundidade dos drenos deverá variar de acordo com as células contempladas. Como as camadas de lixo já estão conformadas e compactadas, a instalação de novos drenos deverá ser realizada através de escavação. O dreno vertical constitui-se de uma cavidade de forma cilíndrica com 800mm, com um tubo de PVC de 100 mm em seu interior (na parte superior) e preenchimento de pedra marroada (rachão) entre o resíduo e o tubo.
A extremidade superior do dreno será provida de um tubo de concreto de 800 mm, preenchido com uma camada de concreto de 0,50 m, através da qual penetra um tubo de aço galvanizado de 50mm para conexão com o tubo de PVC inferior. Na extremidade do tubo de aço será instalado um queimador, também de aço galvanizado. Quanto ao sistema de drenagem horizontal superficial, faixas de cobertura (h=20cm de brita nº 0) serão escavadas, em alinhamento com um conjunto de drenos verticais. Este procedimento, além de aumentar a eficiência da captação de gases, viabilizará uma futura captação centralizada para reaproveitamento dos gases. Além da implantação de novos drenos, deverão ser previstas manutenções e complementações de todos os drenos existentes. Estas manutenções e complementações constituem-se basicamente na adequação da parte superior dos drenos, como por exemplo, instalação de tubo de concreto, execução de selamento, instalação dos tubos de PVC e aço galvanizado e queimadores com corta-chama. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os gases produzidos pela fermentação anaeróbia da matéria orgânica dos resíduos constituem, também, um problema difícil de resolver. Dependendo da quantidade de resíduos considerada, a produção de gases pode ser importante e também longa. Esta é a situação que pode ser encontrada no aterro sanitário de São Giácomo. Apesar do gás poder energia de forma natural, é imprescindível dar-lhe uma saída controlada, já que existe o perigo de que ele se aumente em espaços fechados, existindo um eminente perigo de explosão. Com base nestes aspectos, a readequação do sistema de drenagem de gases de São Giácomo, com implantação e melhorias nos drenos verticais e execução de colchões de drenagem horizontais, possibilitou uma maior eficiência na captação dos gases, que atualmente são queimados em flares, mas que futuramente podem ser reaproveitados para geração de energia. Um sistema de drenagem eficiente permite uma correta dissipação dos gases gerados possibilitando seu controle e tratamento, além de fornecer parâmetros para avaliação do processo de decomposição da matéria orgânica e estimar a composição qualitativa dos gases liberados para a atmosfera.
ANEXOS (FIGURAS E FOTOGRAFIAS) Localização do aterro sanitário de São Giácomo Layout do aterro sanitário de São Giácomo em 2002
Perfil esquemático do sistema de drenagem de gases Dreno vertical de gás
Colocação do tubo de concreto na extremidade do dreno de gás Execução do dreno de gás e do colchão drenante
Colchão drenate interligando dois drenos verticais Dreno de gás vertical à espera da colocação do queimador
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AZAMBUJA ENGENHARIA E GEOTECNIA Projeto de Readequação, Ampliação e Encerramento do Aterro Sanitário de São Giácomo Volumes I, II e III. 2003. CODECA Companhia de Desenvolvimento de Caxias do Sul, Relatório de Atividades Operacionais do Aterro Sanitário de São Giácomo. 2003 e 2004. CODECA Companhia de Desenvolvimento de Caxias do Sul, Relatório Fotográfico da Execução da Readequação, Ampliação e Encerramento do Aterro Sanitário de São Giácomo. 2003 e 2004. FUNDAÇÃO UNIVERSITÁRIA IBEROAMERICANA Polígrafo do Curso de Formação Ambiental Volume II. 2003.