Sistema de Impermeabilização
A construção de sistemas de impermeabilização em aterros objetiva impedir a infiltração de águas da chuva através da massa de resíduos, após a conclusão da operação de aterramento (impermeabilização superior) e garantir um confinamento dos resíduos e lixiviados gerados, impedindo a infiltração de poluentes no subsolo e aquíferos adjacentes (impermeabilização inferior ou da base).
Podemos afirmar que:
- A impermeabilização de base tem como objetivo principal proteger o solo e as águas subterrâneas limitando a migração de líquidos e gases.
- A impermeabilização da cobertura tem como objetivos limitar a entrada de água, que contribui na formação do chorume, e maximizar a captação de gases gerados no aterro.
Um sistema de impermeabilização deve apresentar as seguintes características:
- Estanqueidade.
- Durabilidade.
- Resistência mecânica.
- Resistência a intempéries.
- Compatibilidade com os resíduos a serem dispostos.
Atualmente, os materiais mais utilizados para a impermeabilização em aterro são as argilas compactadas (bentonita, ilita, caolinita) e os químicos como, por exemplo, os geossintéticos ;
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Geossintéticos utilizados em aterros sanitários
Os principais geosintéticos utilizados em aterros sanitários são:
- Geotêxteis.
- Georredes.
- Geomembranas.
- Geogrelhas.
- Geotubos.
- Geocompostos.
Na Figura D.1 são ilustrados os tipos de geossitéticos e sua utilização em um aterro sanitário.
Geomembranas são membranas sintéticas feitas de borracha e plásticos e são comercializadas em diversas espessuras, texturas e materiais. Entre os polímeros atualmente utilizados para a confecção de membranas flexíveis incluem-se os seguintes tipos:
- Cloreto de polivinila (PVC).
- Borracha butílica.
- Polietileno clorosulfonado (hypalon).
- Borracha de etileno-propileno (EPDM).
- Polietileno de alta densidade (HDPE).
Características necessárias a uma geomembrana para aplicação em aterros industriais:
- Compatibilidade com os resíduos a serem aterrados.
- Resistência a esforços mecânicos.
- Resistência a intempéries.
- Resistência a microorganismos do solo.
Também são utilizadas, principalmente nos Estados Unidos da América, as membranas duplas de geotêxtil com uma camada intermediária fina de argila bentonítica também chamados de geocompostos bentoníticos.
Os geocompostos bentoníticos podem ser definidos como uma barreira hidráulica geossintética que consiste de argila bentonítica sódica encapsulada por geotêxteis unidos somente nas bordas ao longo de toda a sua superfície através de agulhamento ou ponteamento, podendo também ser aderida à geomembrana por adesivos químicos. São apresentadas em bobinas de largura e comprimento em torno de 5 e 50 m, respectivamente, e geralmente usadas como alternativa em substituição à camada de argila compactada ou como camada complementar em sistemas compostos por vários geossintéticos mas camada de argila compactada.
Quando hidratada sob confinamento, a bentonita expande-se formando uma camada de baixa permeabilidade, que funciona como proteção hidráulica similar a vários centímetros de argila compactada. A permeabilidade do geocomposto bentonítico com espessura de 5mm é da ordem de 10-9 cm/s para aqueles encapsulados em geotêxtil, e de 10-12 cm/s para os aderidos à geomembrana.
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Impermeabilização de base
A NBR 13896/97 prevê a necessidade de implantação de uma camada impermeabilizante na base do aterro quando no local não houver um solo homogêneo com coeficiente de permeabilidade inferior a 10-6 cm/s e uma zona não saturada com espessura superior a 3,0m.
Porém, o órgão ambiental licenciador pode exigir que seja construída a camada impermeabilizante mesmo o solo do local escolhido atenda ao critério estabelecido na norma citada.
Esta camada impermeabilizante inferior deve:
- Ser construída com materiais de propriedades químicas compatíveis com os resíduos, com suficiente espessura e resistência, de modo a evitar rupturas ocasionadas pelas pressões dos resíduos, contato físico com o lixiviado ou resíduo, condições climáticas e tensões da instalação da impermeabilização ou operação diária.
- Ser colocada sobre base capaz de suportá-la, bem como resistir aos gradientes de pressão acima e abaixo da impermeabilização, de forma a evitar sua ruptura por assentamento, compressão ou levantamento do aterro.
- Ser instalada de forma a cobrir toda a área, de modo que o resíduo. o lixiviado não entre em contato com o solo natural.
Os sistemas de impermeabilização inferior podem ser simples, compostos ou duplos.
- Sistemas simples são construídos com apenas uma camada, geralmente de argila compactada (também pode ser com somente uma camada de geomembrana).
- Sistemas compostos são construídos por duas camadas sobrepostas de diferentes materiais, geralmente uma camada de argila compactada mais uma geomembrana sobreposta, supondo-se uma perfeita aderência entre geomembrana e a argila. Um sistema composto funciona como uma única camada.
- Sistemas duplos são construídos com duas camadas espaçadas por material drenante (geralmente o material drenante é areia ou uma geomalha) que tem por finalidade detectar e coletar os líquidos ou gases que porventura venham a passar pela camada impermeabilizante superior. Cada uma das duas camadas dos sistemas duplas pode ser simples ou composta.
A decisão de adotar qualquer sistema de base num projeto de aterro sanitário depende fundamentalmente das condições do solo e hidrogeologia do local, do tipo (periculosidade) dos resíduos a serem dispostos e do tamanho e importância do aterro.
Quanto maior o aterro, em termos de volume útil total ou capacidade de recepção diária, e quanto mais sensível ambientalmente for o local de implantação do aterro, maior devem ser os cuidados do projetista. Neste caso, podem-se adotar sistemas compostos ou até duplos de impermeabilização. Em muitos casos, o próprio órgão ambiental licenciador estabelece as condições a serem adotadas por ocasião da emissão da Licença Prévia (LP).
Em locais ambientalmente favoráveis, com camada espessa de material de baixa permeabilidade e com nível profundo de lençol freático, sistemas simples de impermeabilização podem ser adotados. Quando sistemas simples são adotados, deve-se sempre preferir a impermeabilização com argila compactada à colocação de uma camada simples de geomembrana. Isso porque a camada mineral tem melhor desempenho e resistência a longo prazo.
A figura D.5 apresenta um modelo de sistema de impermeabilização inferior e de cobertura para aterros sanitários classe IIA.
Instalação (construção) da impermeabilização inferior
A construção da camada de base do aterro é uma das partes importantes e sensíveis de toda obra. É esta camada, se bem executada, que impede a contaminação das águas subterrâneas por lixiviados e gases. Além, em aterro de médio e grande porte é praticamente impossível fazer qualquer reparo nesta camada se houver alguma ruptura.
A figura D.6 apresenta um exemplo de camada impermeabilizante de base e o sistema de drenagem do chorume e também os materiais utilizados.
A instalação desta camada começa com a terraplanagem do terreno, retirando a vegetação, rochas e outros materiais, deixando o terreno no greide definido pelo projeto.
Uma vez feita a terraplanagem, inicia-se a construção da camada de impermeabilização inferior propriamente dita. A argila é espalhada no local, homogeneizada e compactada com a utilização de equipamento de construção rodoviária como arados de discos, compactadores pé-de-carneiro e trator-de-esteiras.
Em pequenos aterros, a compactação pode ser feita manualmente ou com equipamento conhecido com “sapo mecânico” ou compactador tipo placa.
A compactação da argila deve ser feita em camadas não superiores a 25 cm de espessura, na umidade ótima. Se a argila estiver muito úmida, um arado de disco pode ser utilizado para revolver o material a acelerar sua secagem. Este procedimento também é utilizado para fazer a “conexão” entre as sucessivas camadas compactadas de argila. Quando o material estiver abaixo da umidade ótima, deve-se fazer a aplicação de água limpa com caminhão ou tanque pipa.
Caso o aterro tenha camada de impermeabilização composta, isto é, geomembrana sobreposta a uma camada de argila, a superfície sobre a qual a geomembrana vai ser disposta deve estar seca, lisa e livre de torrões de argila, pedras, raízes e qualquer outro material orgânico. Preferencialmente a geomembrana deve ser instalada nas horas do dia de temperaturas mais amenas, devendo-se evitar temperaturas muito extremas, devido às dilatações que causam nas membranas.
De modo a evitar escorregamento ou ação do vento sobre a geomembrana, esta deve ser firmemente ancorada nas bordas superiores dos taludes do aterro sanitário.
A canaleta de ancoragem deverá ser escavada de acordo com as dimensões previstas no projeto, e o reaterro deverá ser feito cuidadosamente para evitar danos a geomembrana.
Com o objetivo de proteger a geomembrana de danos que possam ser causados pela colocação do sistema de drenagem (brita) ou mesmo dos resíduos sólidos (materiais pontiagudos e cortantes), uma camada de proteção mecânica deverá ser colocada sobre a geombrana. Esta camada, com cerca de 20 a 30cm de espessura, poderá ser de qualquer solo, não sendo necessário que seja argila, uma vez que a sua função não é de impermeabilização, mas de proteção. Esta camada de solo também evita que a geomembrana fique exposta à ação da temperatura e dos raios solares.
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Impermeabilização de cobertura
O recobrimento final sobre a superfície dos aterros sanitários tem como objetivos:
- Minimizar a infiltração de águas provenientes de precipitações pluviométricas após a conclusão dos aterros.
- Impedir o escape desordenado de gases e, consequentemente, limitar a possibilidade de ocorrência de acidentes e ou degradação ambiental do entorno dos aterros.
- Propiciar a plantação de vegetação e o reaproveitamento da área.
Para atingir esses objetivos, a camada de recobrimento deve apresentar as seguintes características ao longo do tempo:
- Resistir às condições climáticas a que estará sujeita.
- Ser resistente à erosão provocada pela água e pelo vento.
- Aceitar recalques acentuados provenientes da deformação do maciço do aterro.
- Suportar sobrecargas oriundas do tráfego de veículos durante as operações de encerramento do aterro.
- Ser resistente a ataques químicos causados por gases, plantas, animais, etc.
Na Figuras D7, D8, D9 e D10 estão esquematizados alguns tipos de recobrimentos comumente utilizados. Na Figura D4a o geotêxtil atua como elemento de separação, impedindo a mistura do solo com a camada de areia.
Na Figura D.8 pode-se observar a barreira constituída de geomembrana e argila.
Na Figura D.9 a areia ou brita é substituída por geodrenos.
Na Figura D.10 é esquematizado o uso de barreira de argila e geomembrana como revestimento.
Em geral, os recobrimentos empregados nos nossos aterros caracterizam-se por uma camada de solos argilosos pouco erodíveis, sendo sobre ela realizado o plantio de grama.
Na Figura D.11, é apresentado um desenho esquemático dos sistemas de impermeabilização de base e de cobertura.
