Avaliação da influência de um agente repelente sobre as propriedades mecânicas e hidráulicas de um solo arenoso

Abstract

Resumo: A adequação da deposição apropriada dos resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários envolve obrigatoriamente o projeto consistente de sistemas eficientes de impermeabilização de base e de cobertura das células de deposição. Enquanto os sistemas de impermeabilização de base geralmente envolvem a utilização de geomembranas como instrumento de garantia da estanqueidade da base da célula de deposição, as coberturas finais de aterros são em geral definidas baseando-se em um critério geométrico mínimo de espessura de solo compactado. O desempenho insatisfatório de um sistema de cobertura deficiente do ponto de vista de infiltração e percolação induz a um incremento substancial do volume de percolado gerado através da pilha de resíduos, contribuindo para sobrecarga e diminuição da eficiência do sistema de tratamento de percolados do aterro. Neste contexto, a presente dissertação visa o estudo, entendimento, e avaliação do potencial de uso do efeito de repelência à água em solos como alternativa técnica de desenvolvimento de sistemas de coberturas para aterros sanitários eficientes. O estudo foi realizado utilizando-se um material arenoso (considerado como material padrão) e o agente indutor de repelência designado de politetrafluoretileno (PTFE). Estudou-se o efeito da presença desse agente sobre as características de compacidade, resistência ao cisalhamento, condutividade hidráulica saturada, e as curvas de retenção de umidade (CRUS), obtidas em ensaios de coluna durante ciclos de secagem e umedecimento. A partir dos resultados experimentais das CRUS, estimou-se a taxa de aumento da capilaridade ao tempo do solo natural e repelente, utilizando-se o modelo de Mualen-van Genuchten acoplado à equação de Richards e implementado pelo método das diferenças finitas em planilhas eletrônicas.

Abstract: In order to adjust the appropriate deposition of urban solid waste in sanitary landfills,one must necessarily consider a consistent implementation of efficient impermeability systems for the bed and for the covering of deposition cells. Where as layer impermeability systems generally involve the use of geomembranes so as to guarantee the absence of breaches and leaks in the deposition cell bed, the bottom layers of landfills are usually defined in terms of a geometric criterion of the minimum width of compacted soil. The unsatisfactory performance of a deficient layering system in regards to infiltration and percolation results in a substantial increase in the volume of percolate being generated throughout the piled waste, which in turnc ontributes to exhausting and, thus, decreasing the efficiency of the landfill’s percolate treatment system. This dissertation aims to study, understand, and evaluate the potential use of a unique characteristic of certain soils – namely, repellence to water – as a technical alternative in the development of efficient layering systems for sanitary landfills. This inquiry was conducted with the use of a sandy material – material considered standard – and of a repellence-inducing agent called polytetrafluoroethylene, or PTFE. This study analyzed the effect of the presence of that agent on characteristics such as compacity, resistance to shearing, saturated hydraulic conductivity, and on curve retention water soil (SWRC), obtained from column tests during drying and moisturing cycles. Based on the experimental results produced by the curve retention water soil (SWRC), we were able to estimatethe growth rate over time for the capillarity of both the natural and repellant soils. To this effect, we utilized Mualen-van Genuchten’s model in association with Richards’s equation and implemented through the method of finite differences in electronics preadsheets.