Métodos construtivos do aterro sanitário
Existem basicamente três métodos construtivos utilizados com frequência no Brasil. O método da trincheira, da rampa e da área. A escolha de cada um desses métodos dependerá da topografia do terreno, do tipo de solo e da profundidade do lençol freático.
Método da trincheira ou valas
É a técnica mais apropriada para os terrenos planos ou pouco inclinados e em locais onde o lençol freático localiza-se abaixo de 3 metros de profundidade.
O método consiste na abertura de trincheiras ou valas no solo, cujos resíduos são dispostos no fundo, compactados e posteriormente recobertos com o material retirado da escavação, como você pode observar na Figura C.14.
As trincheiras variam de 30m a 120m de comprimento por 4,5m a 7,5m de largura e 1,20m a 1,80m de profundidade. O comprimento é função da quantidade de resíduos a ser disposta em determinado período de tempo (geralmente três meses).
As trincheiras podem ser executadas na forma retangular ou trapezoidal, com taludes cuja inclinação depende das características de estabilidade do solo.
No início da construção, uma parte da trincheira é escavada, sendo o material retirado empilhado para formar um dique atrás da primeira trincheira. Os resíduos são, então, colocados na trincheira, espalhados em camadas finas de 0,45m a 0,60m, compactados, continuando-se a operação até o final do dia de trabalho. No final do expediente, os resíduos são cobertos com uma camada de 15cm de terra retirada da escavação da vala. Nesse método, o monitoramento deve ser realizado por meio de poços com profundidade média de 6m (Figura C.15).
Em alguns casos, escavações abaixo do nível do freático podem ser feitas, desde que seja providenciado o rebaixamento permanente deste nível.
A forma de compactação pode ser manual ou mecânica, sendo esta última a forma mais utilizada em pequenas comunidades.
Algumas técnicas recomendadas na literatura para municípios de pequeno porte são: aterros em valas, aterro simplificado e aterro manual. O principal objetivo dessas formas de disposição final é a confinação de resíduos sólidos associada a procedimentos operacionais simplificados e ao uso do método de escavação por trincheiras.
Os aterros tipo trincheira devem estar situados a uma distância de 200m dos corpos de água; os ventos predominantes devem ser no sentido cidade-vala; estar a uma distância de 5km dos aglomerados populacionais; para cidades abaixo de 20.000 habitantes; manter a área cercada; fazer a impermeabilização de fundo.
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Método da rampa, depressão ou encosta
Esse método é indicado quando a área escolhida para o aterro é plana e apresenta um tipo de solo adequado para ser escavado e servir como material de cobertura. A permeabilidade do solo e a profundidade do lençol freático confirmarão ou não o uso dessa técnica.
Em geral, esse método é utilizado em áreas degradadas como cavas de mineração, saibreiras e pedreiras e também em depressões naturais.
Dentre os três métodos este se apresenta como mais vantajoso em termos econômicos, pois economiza o transporte de material de cobertura de fora do sistema. O método da rampa é ilustrado na Figura C16.
Alguns cuidados devem ser tomados na aplicação desse método, sendo um deles o de manter uma distância mínima de 2 metros entre o fundo da escavação e o lençol freático.
O material escavado deve permitir a formação de um talude consistente que resista à compactação.
As técnicas de disposição e compactação dos resíduos em aterros em depressões variam com a geometria do local, as características do material de cobertura disponível, a hidrologia e geologia do local, os sistemas de controle de lixiviado e de gases utilizados, e do acesso ao local.
Como regra geral, a disposição de cada camada ou patamar de resíduos inicia-se na parte de montante da depressão e finda na boca ou parte mais baixa, de modo a evitar o acúmulo de água atrás do aterro. O preenchimento do aterro dá-se em múltiplas camadas, e o método de operação é muito similar ao do método da área, como pode ser observado na Figura C.17.
Aterros em pedreiras desativadas podem não dispor de quantidades suficientes de material para cobertura diária, assim, o material deverá ser importado de fora da área. Nesse caso, composto produzido de resíduos domiciliares ou de material verde pode ser utilizado para cobertura diária.
Os aspectos que influenciam as técnicas construtivas e sistemas operacionais de aterros de encosta estão relacionados à:
- necessidade de isolar e drenar águas de nascentes ou de potenciais afloramentos do lençol freático durante as escavações;
- maior preocupação com sistemas de drenagem superficial, devido ao maior afluxo de água durante períodos chuvosos;
- maior área de impermeabilização de fundação por volume de material disposto;
- maior preocupação em controlar eventuais acidentes que possam gerar a contaminação do lençol freático;
- necessidade de implantação de sistemas de drenagem interna de percolados e gases mais complexos;
- maior movimentação de terra, por necessitar de escavações de regularização de encostas;
- possibilidade de implantação de acessos construtivos e definitivos fora do corpo do aterro;
- menor exposição do maciço do aterro, melhorando dessa maneira aspectos ligados à inserção visual das atividades de operação.
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Método da área ou planície
Esse método é recomendado para áreas planas quando o lençol freático encontra-se na profundidade limite de 1,5 metros, conforme a NBR 13896/97. Dessa forma, dificilmente o solo do local pode ser escavado e utilizado como cobertura.
Os aspectos que mais influenciam as técnicas construtivas e os sistemas operacionais desse método estão relacionados com:
- a necessidade de importe de solo para o recobrimento diário e final;
- a obrigatoriedade de implantação de vias de acesso no próprio corpo do aterro;
- maiores áreas de implantação;
- maior camada de revestimento final;
- maior facilidade para implantação de sistemas de drenagem superficial de águas e de drenagem interna de percolados e gases;
- maior facilidade de reaproveitamento do biogás;
- maior facilidade de futura mineração do aterro.
Operacionalmente, os resíduos sólidos são descarregados e espalhados ao longo da área prelimitada, em faixas estreitas superficiais numa série sucessiva de camadas que variam em espessura na faixa de 0,40m a 0,75m. Cada camada é devidamente compactada à medida que progride o enchimento ao longo do dia até que se atinja uma altura variável de aterro de 1,80 a 3,00m (Figura C.18).
No final do dia, cobre-se a parte aterrada com uma camada de solo, de 0,15m a 0,3 m. O material de cobertura deve ser transportado de caminhão de áreas adjacentes ou de áreas de empréstimo. Em locais com carência de material de cobertura, pode ser utilizado composto produzido de resíduos domiciliares ou podas de árvores e material verde. Outra técnica que tem sido utilizada é o de coberturas removíveis como solo e geomembranas sintéticas (manta de sacrifício), que são retiradas antes da colocação dos próximos patamares.
Para economia de transporte, as jazidas para a retirada do solo devem estar localizadas o mais próximas possível do local a ser aterrado.
O comprimento da área de descarregamento varia de acordo com as condições locais e o tamanho do terreno total. A largura sobre a qual são compactados os resíduos varia de 2,40m a 6,0m, dependendo do terreno.
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Construção de células unitárias
Todos os métodos de construção de aterros sanitários diferem na forma de execução, entretanto, a sistemática de acondicionamento do lixo é a mesma, ou seja, consiste na construção de células unitárias.
Dá-se a denominação de célula a um leito que inclui o material de aterro (resíduos) e de cobertura, e várias células se superpõem sucessivamente, formando uma camada ou patamar até atingir a altura final determinada no projeto executivo.
Para tanto, o lixo deve ser disposto no solo previamente preparado, e a cada 3 viagens de descarregamento, de acordo com a capacidade do veículo coletor, o lixo deve ser empurrado de baixo para cima contra um barranco ou célula anterior e distribuído pelo seu talude. O talude deve ter inclinação de 1:1 ou 1:2 e a altura da célula deve variar de 4 a 6 metros.
O lixo espalhado pelo talude deverá ser compactado pelo trator de baixo para cima, proporcionando assim maior uniformidade de compactação. O trator deverá subir e descer a rampa de 3 a 5 vezes. A finalidade de se passar várias vezes com o trator sobre o lixo é a de reduzir o seu volume ao mínimo (geralmente a um terço do volume inicial).
A largura da célula deverá ser a menor possível (em geral, suficiente para descarga de três a cinco caminhões coletores).
No final do dia, ou quando a coleta estiver terminada, esse monte de lixo deverá receber uma cobertura de terra (15 a 30cm), com a finalidade de evitar a propagação de mosca, barata, ratos, urubus, etc., ficando assim constituída a célula unitária, como pode ser observado na Figura C.19.
Todo o lixo disposto no aterro deverá ser trabalhado da forma descrita, formando novas células, que devem cobrir todo terreno disponível.
Quando o local escolhido para a disposição atinge a sua capacidade total de recebimento, isto é, após a conclusão de todas as operações, coloca-se uma camada final de solo com aproximadamente 0,60m de espessura devidamente compactada.
A execução de uma célula em sobreposição à outra ou o recobrimento final do lixo só deverá acontecer após um período de cerca de 60 dias.
No final do dia, ou quando a coleta estiver terminada, esse novo monte de lixo deverá receber uma cobertura de terra, formando uma nova célula de lixo.
A terra de cobertura também deverá ser espalhada pelo trator de esteiras, em movimento de baixo para cima (Figura C.20).
Cálculo das dimensões da célula
Uma célula de resíduos pode ser representada por uma figura prismática definida pelas dimensões: comprimento, largura e altura como você pode observar na Figura C.21.
O comprimento (L) é denominado de avanço da célula, a largura (b) é a frente de trabalho e (h) é altura da célula.
O volume da célula é obtido por meio da relação entre peso dos resíduos sólidos dispostos por dia no aterro e o peso específico dos resíduos, conforme a equação abaixo.
onde:
Vc = volume da célula diária compactada (m3/d);
Prs= Peso de resíduos sólidos dispostos no aterro (kg/d);
γ = Peso especifico dos resíduos compactados no aterro (kg/m3).
As determinar as dimensões largura da frente de serviço e avanço da célula, utiliza-se o critério de que a forma de célula que implica a menor utilização de material para cobertura diária é uma célula quadrada. Desse modo, a área da célula pode ser estimada por:
onde:
h é a altura da célula diária (m);
Ac é a área da célula diária (m2);
Vc é o volume da célula diária (m3).
Considerando a frente de trabalho (b) igual ao avanço da célula(L), teremos:
.
L é o avanço da célula (m);
b é a frente de trabalho (m).
A equação acima pode ser expressa da forma:
A área a ser coberta com terra pode ser estimada pela seguinte expressão:
A = b2 + 2bhp
onde:
A é a área a ser coberta com material inerte (m2);
b é a frente de trabalho (m);
h é a altura da célula (m);
p é a declividade do talude da rampa de trabalho.
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