APLICAÇÃO DO GEOTÊXTIL BIDIM COMO ELEMENTO DE PROTEÇÃO DE GEOMEMBRANA NO ATERRO DE DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS INDUSTRIAIS M-8 DA I.C.I BRASIL S.A. Autor: Departamento Técnico - Atividade Bidim Colaboração: Rogério Ferrarezi Busch Distribuidor: Ramalho Comercial Ltda. JUNHO 1993 Revisado JANEIRO 2011- Departamento Técnico.
ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO...3 2 DADOS DA OBRA...3 3 HISTÓRICO DA OBRA...4 4 DESCRIÇÃO DA OBRA...4 5 FUNÇÕES DO GEOTÊXTIL BIDIM...9 6 CONCLUSÃO...11 7 AGRADECIMENTOS...11 8 DOCUMENTAÇÃO FOTOGRÁFICA...12
1 INTRODUÇÃO Este trabalho relata a aplicação do Geotêxtil Bidim (nãotecido agulhado, 100% poliéster, filamentos contínuos) como elemento de proteção de geomembrana no sistema impermeabilizante do Aterro de Disposição de Resíduos Industriais M-8 da ICI Brasil SA. Destinada à estocagem de resíduos industriais, provenientes da produção de produtos químicos na Fábrica de Rio Claro, esta obra foi implantada na Fábrica de Paulínia, localizada no Km 130 da Rodovia SP-332 no município de Paulínia SP. No trabalho são apresentados os benefícios obtidos pela adoção do geotêxtil Bidim, detalhes construtivos e imagens das etapas de execução da obra. 2 DADOS DA OBRA Nome Aterro de disposição de resíduos industriais M-8 Localização I.C.I. Brasil AS Fábrica de Paulínia Rodovia SP-332 Km 130 Paulínia São Paulo Brasil Finalidade da obra Disposição de resíduos industriais Capacidade do Aterro M-8 1.600 m³ de resíduos dispostos Contratante ICI Brasil SA Fábrica de Paulínia Projetista Departamento de Engenharia e Desenvolvimento de Processo ICI Brasil AS Construtora Soteco Engenharia e Construções Ltda.
Cronograma da obra Inicio: Setembro de 1991 Término: Fevereiro de 1993 3 HISTÓRICO DA OBRA Em atividade desde 1978 esta unidade da ICI Brasil SA, destinada à produção de defensivos agrícolas, efetua a estocagem dos resíduos industriais em aterros estanques localizados na própria fábrica. Comprometida com a proteção e preservação do meio ambiente a ICI Brasil SA desenvolve estudos para a estocagem dos resíduos industriais. Este estudo visa determinar tanto o local a ser implantado o Aterro de Disposição dos Resíduos Industriais como o sistema impermeabilizante a ser adotado. A área destinada à estocagem dos resíduos industriais foi escolhida por apresentar um solo argiloso e homogêneo com baixa permeabilidade, k = 10-7 cm/s. Na remota possibilidade de ocorrer alguma deficiência no sistema impermeabilizante tais características dificultariam a percolação e contaminação do solo pelos resíduos industriais, atuando desta forma como uma garantia suplementar até que o problema fosse sanado. O sistema impermeabilizante adotado é composto por uma geomembrana de Policloreto de Vinila (PVC), protegida tanto em sua face inferior como em sua face superior pelo geotêxtil Bidim. A proteção mecânica é efetuada com uma camada de solo-cimento. Atualmente a área de estocagem de resíduos industriais da Fábrica de Paulínia possui um Aterro de Disposição de Resíduos Industriais já concluídos, denominado Aterro M-8, destinado à estocagem de resíduos provenientes da Planta Química de Rio Claro. 4 DESCRIÇÃO DA OBRA O Aterro de disposição de resíduos industriais M-8 foi executado utilizando-se resíduos industriais para o reaterro de uma vala com seção trapezoidal, escavada mecanicamente, conforme esquematizada na Figura 1. Visando regularizar a superfície e eliminar os elementos contundentes que pudessem vir a ferir a geomembrana, tais como raízes e materiais granulares, efetuou-se um acabamento manual da vala.
34,55 27,55 A Planta - esc: 1:400 29,65 36,65 A 3,5 6,0 3,5 Corte AA - esc: 1:100 13,0 Figura 1 Planta e seção transversal do Aterro M-8. Para viabilizar o controle da integridade do sistema impermeabilizante do Aterro M-8, sua base foi executada com um caimento de 2%, tanto no sentido longitudinal como no sentido transversal ao comprimento de vala, onde se executou um sistema drenante de modo a se garantir a drenagem do aterro. O sistema drenante é composto de um colchão drenante de areia com 10 cm de espessura sob o qual há uma vala drenante com seção de 20 cm x 20 cm, executada sobre um lastro de concreto e composta por um tubo de PVC com diâmetro de 10 cm envolto por brita 2 e revestida pelo geotêxtil Bidim RT-21 (Figura 2). A vala drenante foi dotada de uma caixa de inspeção ligada a um poço de monitoramento para inspeção e controle do Aterro M-8 (Figura 2).
Vala drenante Caixa de inspenção A i = 2% Planta - esc: 1:400 A Colchão drenante Vala drenante Corte AA - esc: 1:100 0,10 Areia i = 2% Colchão drenante Vala drenante Geotêxtil Bidim RT - 21 Tubo dreno Ø 4" Brita 2 0,20 Lastro de concreto 0,20 Detalhamento do sistema drenante - esc: 1:10 Figura 2 Detalhamento do sistema drenante do Aterro M-8. O sistema de impermeabilização foi composto na base do aterro por uma geomembrana de PVC, de 1,2 mm de espessura, protegida em sua face inferior pelo geotêxtil Bidim RT-21 e em sua face superior por uma camada de 50 cm de argila compactada (Figura 3).
Geomembrana de PVC (e = 1,2 m) Residuo Argila Compacta 0,50 cm Geotêxtil Bidim RT - 21 Sistema drenante Esc: 1:50 Figura 3 - Detalhe do sistema de impermeabilização da base do Aterro M-8. O sistema de impermeabilização do talude do aterro foi composto por uma geomembrana de PVC com 1,2 mm de espessura, protegida tanto em sua face inferior como em sua face superior pelo geotêxtil Bidim RT-21 (Figura 4).
Tela tipo "telcon Q 47" Solo cimento ( E 10 cm ) Residuos Geotêxtil Bidim RT - 21 Geomembrana de PVC (e = 1,2 m) Esc: 1:50 Figura 4 Detalhe do sistema de impermeabilização do talude do Aterro M-8. A proteção mecânica do talude foi executada com uma camada de 10 cm de espessura de solo-cimento e uma armadura construtiva com malha tipo Telcon Q47. O solo-cimento foi preparado com uma mistura de cimento Portland e solo argiloso com traço 1:8. Para a ancoragem do sistema de impermeabilização escavou-se perimetralmente ao aterro uma vala com seção de 0,50 m x 0,50 m. Paralelamente a esta vala executou-se uma canaleta em concreto para a captação e drenagem das águas de escoamento superficial (Figura 5). Para se garantir a estanqueidade quanto à água de precipitação, a cobertura do aterro foi executada com uma camada de regularização em solo argiloso com 50 cm de espessura sobre o qual se instalou uma geomembrana de PVC de 1,2 mm de espessura. Visando garantir um rápido escoamento de água de precipitação, a cobertura foi executada com um caimento de 5% (Figura 5).
Geomembrana PVC R = 0,15 Grama Argila Areia Argila i = 5% i = 5% 0,50 0,10 0,50 0,50 0,50 0,50 Solo cimento Residuo Unidade em metros Figura 5 Detalhe do sistema de impermeabilização da cobertura do Aterro M-8. Sobre a geomembrana PVC executou-se uma camada drenante de areia com 10cm espessura e sobre esta uma camada impermeável de solo argiloso com 50cm de espessura. Para a proteção da cobertura contra a erosão haverá um revestimento com grama. 5 FUNÇÕES DO GEOTÊXTIL BIDIM Na elaboração do projeto do Aterro M-8 optou-se pela utilização do geotêxtil Bidim devido à sua versatilidade, confiabilidade e facilidade de instalação. Pelas suas características físicas, mecânicas, e hidráulicas o geotêxtil Bidim contribui para o perfeito desempenho dos sistemas drenante e sistema de impermeabilização da obra, onde se pode destacar a utilização das suas funções: FILTRAÇÃO, REFORÇO, SEPARAÇÃO e PROTEÇÃO. Geotêxtil Bidim no sistema de drenagem do Aterro M-8 Na vala drenante na base do aterro (Figura 2) o geotêxtil Bidim foi adotado pelo seu bom desempenho nas funções SEPARAÇÃO e FILTRAÇÃO. O geotêxtil Bidim atua como elemento de separação evitando a mistura entre a areia, material drenante do colchão drenante, e a brita nº 3, material drenante da vala drenante. Entre a brita 2 da vala drenante e o solo local o geotêxtil Bidim atua como filtro evitando a formação de piping no solo e a colmatação da vala drenante.
Geotêxtil Bidim na face inferior da geomembrana na base do Aterro M-8. Pela sua espessura, característica dos geotêxteis nãotecidos, o geotêxtil Bidim protege a geomembrana quanto ao esforço puncionante e à ação abrasiva da areia constituinte do colchão drenante (Figura 3). Por ser um geotêxtil nãotecido agulhado de filamentos contínuos o geotêxtil Bidim é um material isotrópico e com excelentes características de resistência mecânica. No caso do surgimento de acomodação localizada na base do aterro, tais características possibilitam que o geotêxtil Bidim contribua para uma melhora na resistência ao estouro do sistema impermeabilizante. Geotêxtil Bidim no sistema de impermeabilização do talude do Aterro M-8. No sistema de impermeabilização do talude do aterro (Figura 4) o geotêxtil Bidim desempenha diversas funções. Aplicado na face inferior o geotêxtil Bidim atua como elemento de PROTEÇÃO ao efeito de puncionamento da geomembrana gerado por irregularidades do substrato e como elemento de asfalto de alívio de subpressões numa eventual percolação de água no solo local. O alívio de subpressão se dá pela capacidade do geotêxtil Bidim de conduzir líquidos e gases pelo seu corpo em função de sua espessura e excelentes valores de transmissividade. Na face superior da geomembrana, o geotêxtil Bidim atua como elemento de redistribuição de tensões protegendo a geomembrana quanto às tensões localizadas devido ao fissuramento e eventuais trincas da proteção mecânica executada em solo-cimento. Como na face inferior, também na face superior o geotêxtil Bidim atua como elemento de alívio de subpressões conduzindo líquidos e gases pelo seu corpo. O geotêxtil Bidim, aplicado na face superior da geomembrana, além de atuar como elemento de PROTEÇÃO e alívio de subpressões facilitou a execução da proteção mecânica. Suas características de atrito de interface e resistência à tração permitiram a execução da proteção mecânica num talude íngreme como o desta obra, com inclinação de 53,3º com a horizontal. Se fosse executada diretamente sobre a geomembrana, a superfície lisa desta não contribuiria com a componente de atrito de interface na estabilidade quanto ao escorregamento da proteção mecânica, seja durante a execução desta ou na vida útil da obra. A utilização do geotêxtil Bidim tanto na face inferior como na face superior da geomembrana proporcionou um melhor desempenho mecânico do sistema impermeabilizante do talude, contribuindo para a garantia da integridade do aterro. A resistência ao estouro do sistema impermeabilizante é sensivelmente melhorada quando a geomembrana é protegida nas duas faces pelo geotêxtil Bidim. No caso do surgimento de acomodações naturais do aterro ou na ocorrência de adensamento do substrato devido ao acréscimo de carga durante disposição dos resíduos a geomembrana poderá se acomodar perfeitamente, em função de suas características elásticas, deslizando entre as duas camadas do geotêxtil Bidim sem sofrer danos.
6 CONCLUSÃO Na execução do Aterro M-8 utilização do geotêxtil Bidim garantiu o bom desempenho dos sistemas de drenagem e impermeabilização da obra devido às suas excelentes características físicas, mecânicas e hidráulicas. Além de ser um elemento fundamental para a manutenção da integridade do aterro durante sua vida útil, o geotêxtil Bidim auxiliou a execução da obra em função de sua flexibilidade, o que permite sua perfeita acomodação mesmo em superfície irregulares, e facilidade de instalação. 7 AGRADECIMENTOS O autor deste trabalho agradece a ICI Brasil AS, em especial ao Eng. Gilmar L. Beraldo Gerentes da Fábrica de Paulínia, Osvaldo Akio Sakashita e Hipólito Hernandez Gonzalez e à Soteco Engenharia e Construções Ltda., em especial ao Eng. Hiroshi Tokumoto, pelas suas colaborações na obtenção de informações sobre a obra, sem as quais não teria sido possível sua elaboração.
8 DOCUMENTAÇÃO FOTOGRÁFICA FOTO 1 Regularização manual da superfície da vala visando eliminar defeitos e materiais contundentes que pudessem vir a ferir o sistema de impermeabilização. FOTO 2 Lançamento da areia constituinte do sistema de drenagem da base do Aterro M-8. Observa-se ao fundo a instalação do poço de monitoramento.
FOTO 3 Vista da instalação do geotêxtil Bidim RT-21 para a proteção da face inferior da geomembrana e instalação da geomembrana de PVC. FOTO 4 Detalhe da ancoragem do sistema de impermeabilização. A valeta de ancoragem será posteriormente preenchida com solo argiloso.
FOTO 5 Execução da proteção mecânica em solo-cimento sobre o sistema de impermeabilização após a instalação do geotêxtil Bidim RT-21 sobre face superior da geomembrana de PVC. FOTO 6 Vista geral da obra durante a execução da proteção mecânica em solo-cimento. Observa-se a vala de ancoragem do sistema de impermeabilização já preenchida com solo argiloso.
FOTO 7 Vista geral da obra pronta para receber os resíduos industriais.