Desenvolvimento de modelos constitutivos para descrição do comportamento reológico de resíduos sólidos urbanos

Abstract

Resumo: O estudo das propriedades dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é essencial para garantir o melhor funcionamento de um aterro sanitário. A previsão do comportamento mecânico desses resíduos permite evitar deslizamentos de maciços de lixo e calcular os recalques das células do aterro, resultando em uma maior segurança durante a operação do aterro e um melhor aproveitamento do espaço disponível para a destinação dos resíduos. Neste trabalho propõe-se um novo modelo de previsão do comportamento mecânico dos RSU baseado no comportamento das curvas tensão x deformação resultantes de ensaios edométricos. Para calibração das equações constitutivas do modelo foram realizados ensaios edométricos com corpos de prova compostos por uma mistura de solo e coloide, visto que essa mistura simula o comportamento mecânico dos RSU e possibilita obter menores custos e amostras mais homogêneas quando comparada com amostras de resíduos. O modelo foi validado com dados encontrados na literatura para ensaios edométricos com RSU, mostrando-se condizente com a realidade e adequado para previsão do comportamento mecânico desses resíduos. As equações constitutivas propostas mostraram-se satisfatórias, sendo capazes de descrever o comportamento dos parâmetros do modelo para diversos tipos de resíduos ensaiados.

Abstract: The study of municipal solid waste (MSW) characteristics, such as mechanical behavior and degradation rate, is essential to ensure a proper operation of a landfill. The prediction of the mechanical behavior of MSW contributes to avoid landfill failures, allowing the evaluation of the settlements, leachate and gas generation within the landfill's cells. As a result, more safe practice procedures can be adopted during landfill operation, including maximize the space for waste disposition. The present work proposes a new model to predict the MSW mechanical behavior based on stress-strain results of oedometer tests. To calibrate the model's constitutive equations oedometer tests were carried out with samples constituted by a mixture of soil and colloid, once this mixture simulates MSW's mechanical behavior and allows obtaining smaller costs and more homogeneous specimens when compared with MSW specimens. The model was validated with literature data for oedometer tests realized with MSW, and was proved to be consistent with validating data and appropriate to predict MSW's mechanical behavior. The proposed constitutive equations were proved to be satisfying, being capable of describing the behavior of the model's parameters for different kinds of MSW.