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IV SEMINÁRIO INTENACIONALDE ENGENHARIA DE SAÚDE PÚBLICA
BELO HORIZONTE/MG
GEOSSINTÉTICOS EM ATERROS SANITÁRIOSBARREIRAS DE FLUXO
Eng. Carlos Vinicius Benjamim, DSc
18/03/2013
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Aterros SanitáriosElementos Básicos
dreno de gás
controle,balança
drenagem depercolados
drenagemde nascentes
bombeamento de percolados
lagoa de equalizaçãoe redução preliminar
estação de tratamento
barreirasde fluxo
camadas de cobertura
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Aterros SanitáriosCuritiba
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Aterros SanitáriosSão Paulo
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Aterros SanitáriosImplicações Geotécnicas
15
14
9
9
2
4
812
1
135
2
3
1
76
9 10
RSU
N.A. 1,0 m
1) Deslizamento ao longo do revestimento
2), 3) Ruptura global ou local
4) Deslizamento ao longo de planos de trabalho do aterro
5) Tensões de tração no revestimento de fundo
6), 7) Estabilidade dos aterros de equilíbrio e de bermas
8), 9), 10) Recalques: fundação; resíduos; diferenciais
11) Deslocamentos laterais
12), 13) Estabilidade e integridade de poços e tubulações
14) Ruptura local de bolsões de resíduos durante a execução
15) Efeito de aterro complementar
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Aterros SanitáriosImplicações Geotécnicas
Aterro São João – São Paulo/SP
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Sistemas de ArmazenamentoResíduos
Controle de gásCobertura final
Monitoramento de gás
Água subterrânea
Monitoramento de percolados
Barreira de fluxo Coleta de
percolados
Resíduo
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Sistemas de ArmazenamentoResíduos
E OS GEOSSINTÉTICOS???
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Sistemas de ArmazenamentoResíduos
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Aterros SanitáriosPotencial de uso
16 camadas
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Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes
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Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes
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Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes
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Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes
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Geotêxtil NãotecidoProteção de Nascentes
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Barreiras de FluxoConceitos
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Condutividade HidráulicaBarreiras de Fluxo
• Brita 1 a 100 cm/s
• Areia 10-3 a 1 cm/s
• Silte 10-6 a 10-3 cm/s
• Argila 10-9 a 10-6 cm/s
• Geomembrana 10-12 a 10-11 cm/s
Geocomposto drenante
Geocomposto bentonitico
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GeomembranasBarreiras de fluxo
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GeomembranasDimensionamento
Vida útil do empreendimento
Natureza do resíduo
Periculosidade
Agressividade aos tipos de geomembrana
Condições do local
Restrições ambientais
Intempéries (raios UV; temperatura)
agentes biológicos
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Taxas de vazamento em geomembranasGiroud & Bonaparte
Carga Hidráulica = 30 cm
Furo com 0,3 mm de diâmetro 49,3 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 379,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 50 litros/dia
Carga Hidráulica = 300 cm
Furo com 0,3 mm de diâmetro 492,7 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 1.137,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 37.900,0 litros/dia
ESPECIFICAÇÃO TÍPICA 75,8 LITROS/DIA
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Estatísticas de furosValores Típicos (Beck 2013)
Estatísticas para uma baixa qualidade de instalação de geomembranas:
• 70% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas
32 furos/hectare
• 30% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura
14 furos/hectare
TOTAL = 46 FUROS/HECTARE
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Taxas de vazamento em geomembranasGiroud & Bonaparte
Carga Hidráulica = 30 cm
Furo com 0,3 mm de diâmetro 49,3 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 379,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 50 litros/dia
Carga Hidráulica = 300 cm
Furo com 0,3 mm de diâmetro 492,7 litros/diaFuro com 2,0 mm de diâmetro 1.137,0 litros/diaFuro com 11,3 mm de diâmetro 37.900,0 litros/dia
ESPECIFICAÇÃO TÍPICA 75,8 LITROS/DIA
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Geomembranasconstrução
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Geomembranasconstrução
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Geomembranasconstrução
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GeomembranasComo prevenir os furos??
• 70% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas
32 furos/hectare
• 30% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura
14 furos/hectare
Estatísticas para uma baixa qualidade de instalação de geomembranas:
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Controle de QualidadeCQA (Control Quality Assurance)
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Controle de QualidadeCQA (Control Quality Assurance)
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Controle de QualidadeCQA (Control Quality Assurance)
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Estatísticas de furosValores Típicos (Beck 2013)
Estatísticas para uma baixa boa qualidade de instalação de geomembranas:
• 70% 25% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas
32 5 furos/hectare
• 30% 75% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura
14 furos/hectare
TOTAL = 46 19 FUROS/HECTARE
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Furos em geomembranasFalta de proteção
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GeomembranasCamada de proteção com argila
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Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos
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Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos
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Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos
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Aterros de ResíduosProteção com geotêxteis nãotecidos
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Aterros de ResíduosProteção de geomembranas
RECOMENDAÇÕES DA ESCOLHA DO GEOTÊXTIL
ALEMANHA 2000 g/m2
ITÁLIA 1200 g/m2
BRASIL 600 g/m2 (polipropileno)
QUANDO UTILIZADO!!!
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Estatísticas de furosValores Típicos (Beck 2013)
Estatísticas para uma baixa boa qualidade de instalação de geomembranas:
• 70% 25% dos furos devido ao processo de instalação das geomembranas
32 5 furos/hectare
• 30% 75% dos furos devido ao lançamento do material de cobertura
14 1 a 5 furos/hectare
TOTAL = 46 19 6 a 10 FUROS/HECTARE
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Taxas de vazamentoValores Típicos
Valores Típicos(litros por dia por hectare)
Geomembrana Intacta 1
Geomembrana com furos 100.000
Argila Compactada 1000
Barreira Composta 10
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ProjetoResíduos não perigosos
Resíduo
Camada coletora de percolado
Geomembrana
Argila
Geotêxtil de proteção
Subsolo
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ProjetoResíduos perigosos
Resíduo
Coletor de percolados
Geotêxtil de proteção
Geomembrana
Argila
Camada de detecção
Geomembrana
Argila
Subsolo
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Argila CompactadaEspalhamento
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Argila CompactadaEspalhamento
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Argila CompactadaCompactação
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Argila CompactadaCompactação
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Argila CompactadaCompactação
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Argila CompactadaBarreira composta
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Argila CompactadaCompactação
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Argila CompactadaBarreira composta
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Argila CompactadaCompactação
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Argila CompactadaControle de Qualidade
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Argila CompactadaControle de Qualidade
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Argila CompactadaControle de Qualidade
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Argila CompactadaFim da construção
QUALIDADE GARANTIDA?
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Argila CompactadaControle de Qualidade
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Argila CompactadaControle de Qualidade
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Argila CompactadaConstrução
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descontinuidade
vertical
caminho
preferencial de fluxo
descontinuidade
horizontal
Argila CompactadaDesvantagens
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Argila CompactadaControle de Qualidade
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Argila CompactadaControle de Qualidade
PERMEABILIDADE PODE AUMENTAR EM ATÉ 1000 VEZES!!!!
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Argila CompactadaComo reduzir os problemas?
INSTALAR GEOMEMBRANA EM ATÉ 48H
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Geocomposto Bentonítico - GCL
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Barreiras de fluxoGCL
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Barreiras de fluxoGCL
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Barreiras de fluxoGCL
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Barreiras de fluxoGCL
1- Núcleo Bentonítico
2- Geotêxtil Superior
3- Geotêxtil Suporte
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Barreiras de fluxoGCL
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Aterros de ResíduosGeocomposto Bentonítico
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Bentonita
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GCLBenefícios
• Redução /Substituição da camada de argila compactada
• Processo de auto-cicatrização
• Agilidade na execução (~3000 m²)
• Execução facilmente controlada / controle de qualidade do fabricante
• Boa aceitação a recalques diferenciais
• Garantia de impermeabilização nos taludes
• Eliminação dos impactos ambientais decorrentes da exploração de jazidas de argila/ Redução de custo ambiental
• Conseqüente diminuição dos volumes transportados
• Aumento do volume útil de armazenamento
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GCLAplicações???
Base e Cobertura de Aterros Industriais / Domésticos
Lagoas / Canais
Base de pavimentos rodoviários e ferroviários
Proteção de reservatórios
Tanques de armazenamento de resíduos perigosos
Recuperação de áreas degradadas
Aplicações submersas
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DimensionamentoCamada simples
chorume
CCL OU GCL
somente argila ou GCL
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DimensionamentoCamada simples
Atuar como barreira impermeabilizante mineral, na substituição de camadas de argila compactadas (CCLs)
Altura aproximada – 100 cm
K = 10E-7 cm/s
Espessura hidratada – 1 cm
K = 10E-9 cm/s
Argila CompactadaFortLiner
CÁLCULO REALIZADO ANTERIORMENTE!
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DimensionamentoCamada composta
chorume
CCL
argila + GM
GM
chorume
GCL + GM
GCL
GM
argila
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DimensionamentoCamada composta
q = taxa de vazãoks = permeabilidade da camada de argila / GCLhw = carga hidráulicat = espessura da camada de argila / GCLd = diâmetro do furo
Giroud and Bonaparte (1989)
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DimensionamentoCamada composta
ARGILA
ks = 1x10-7 cm/shw = 50 cmt = 1,0 md = 2 mm
q = 9,4 X 10-10 m3/s
GCL
ks = 1x10-9 cm/shw = 50 cmt = 8 mmd = 2 mm
q = 3,7 X 10-14 m3/s25.405 vezes!!
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DimensionamentoCamada composta
Estágios de ciclo de vida
Taxa
de
vaz
ame
nto
3210
5
10
15
20
GM/CCL
GM/GCL
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GCLExemplo de Aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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GCLExemplo de aplicação
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosDrenagem de Gás e Chorume
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Aterros SanitáriosImplicações Geotécnicas
Aterro São João – São Paulo/SP
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Aterros SanitáriosDrenagem de Gás e Chorume
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Aterros SanitáriosDrenagem de Gás e Chorume
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Aterros de ResíduosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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Aterros SanitáriosSistemas drenantes
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ABINT