Projeto Aterro
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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS II ASSIS REINALDO DARIVA BEUX BRENDA CARMINATTI BORGES PROJETO DE ATERRO SANITÁRIO Caxias do Sul 2014/2
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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS II
ASSIS REINALDO DARIVA BEUX
BRENDA CARMINATTI BORGES
PROJETO DE ATERRO SANITÁRIO
Caxias do Sul
2014/2
ASSIS REINALDO DARIVA BEUX
BRENDA CARMINATTI BORGES
PROJETO DE ATERRO SANITÁRIO
Trabalho acadêmico apresentado
como parte dos requisitos para
obtenção da aprovação na disciplina
de Gestão de Resíduos Sólidos II do
curso de Engenharia Ambiental.
Prof. Geraldo Antônio Reichert.
Caxias do Sul
Período 2014/2
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 4
2 MEMORIAL TÉCNICO E DESCRITIVO .......................................................... 5
2.1. ASPECTOS GERAIS E VOLUME DO ATERRO SANITÁRIO ................. 5
2.2. MÉTODO DE ATERRO – ATERRO EM VALAS ...................................... 8
2.3. DIMENSIONAMENTO DA VALA ............................................................. 8
2.4 DADOS LOCACIONAIS .......................................................................... 11
2.5 ELEMENTOS DO PROJETO .................................................................. 12
2.5.1 SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL .................................................. 12
2.5.2 SISTEMA DE IMPERMEABILIZAÇÃO ................................................. 22
2.5.2.1 SISTEMA DE IMPERMEABILIZAÇÃO INFERIOR ........................ 22
2.5.2.2 SISTEMA DE IMPERMEABILIZAÇÃO SUPERIOR ...................... 23
2.5.3 SISTEMA DE DRENAGEM DE LIXIVIADOS ....................................... 24
2.5.5 SISTEMA DE TRATAMENTO DE LIXIVIADO ..................................... 30
2.5.4 SISTEMA DE DRENAGEM DE GASES............................................... 31
2.6 OPERAÇÃO DO ATERRO SANITÁRIO ................................................. 32
2.7 ENCERRAMENTO DO ATERRO SANITÁRIO ....................................... 37
2.8 USO FUTURO DA ÁREA DO ATERRO SANITÁRIO ............................. 37
3. ESTIMATIVA DE MATERIAIS ..................................................................... 39
4. REFERÊNCIAS ............................................................................................ 44
ANEXOS .......................................................................................................... 44
1 INTRODUÇÃO
A quantidade de resíduos sólidos gerados vem aumentando cada vez
mais, devido ao crescimento populacional e do consumo, e com isso a
preocupação da adequada destinação para que sejam minimizados os riscos à
saúde humana e ao meio ambiente.
A forma incorreta ou o não gerenciamento desses resíduos causa
contaminação do ar, solo e recursos hídricos e proliferação de vetores
causadores de doenças; o que pode contribuir significativamente para a
degradação do ecossistema.
Com isso, torna-se de extrema importância e pode-se ainda dizer que
indispensável a implantação de um sistema de gerenciamento de resíduos
sólidos urbanos nos municípios, este que abrange como principais prioridades a
prevenção da geração, minimização da geração, reaproveitamento, tratamento
e só então a disposição final do resíduo.
Uma das formas mais adequadas de disposição final dos resíduos
sólidos urbanos é através de aterros sanitários, que reúne vantagens,
considerando a redução dos impactos ocasionados pelo descarte destes
resíduos.
O seguinte trabalho apresenta o projeto de um aterro sanitário de
pequeno porte, apresentando todas as variáveis, critérios envolvidos e o
dimensionamento dos mesmos, visando a disposição dos resíduos sólidos
urbanos para o município cuja população é de aproximadamente 5.000
habitantes.
2 MEMORIAL TÉCNICO E DESCRITIVO
2.1. ASPECTOS GERAIS E VOLUME DO ATERRO SANITÁRIO
A estimativa da geração futura de resíduos e volume do aterro é
fundamental para o projeto e operação deste aterro sanitário. O município
atualmente possui uma população de 5000 habitantes, que gera cerca de 0,6 kg
de resíduo/habitante. dia, o município possui 100% de cobertura de coleta, a taxa
de crescimento populacional é de 1,08 % ao ano e a taxa da geração percapita
aumenta 1,3 % ao ano, determinando que vida útil mínima é de 15 anos e o
mesmo começará a operar em 2018, podemos projetar a geração de resíduos
domiciliares do município. A composição média dos resíduos gerados no
município é dada no gráfico 01.
Gráfico 01: Composição média dos resíduos do município. Fonte: O Autor
Para a projeção das quantidades não foi considerada a redução
decorrente do avanço do programa de coleta seletiva para os próximos anos,
gerando valores a favor da segurança da vida útil. Atualmente o sistema da
cidade dispõe para tratamento diferenciado de aterro, a reciclagem, dos resíduos
Recicláveis secos20%
Recicláveis úmidos (orgânicos)
40%
Rejeitos40%
COMPOSIÇÃO MÉDIA DOS RESÍDUOS
provenientes da coleta seletiva, para onde são encaminhados 15 % do total
gerado. Além disso, 20 % dos resíduos orgânicos gerados são encaminhados
para compostagem. Assim a geração percapita que é encaminhada para o aterro
(destino final) é dada pela Equação 01 abaixo:
𝐺𝑇𝐴 = 𝐺𝑇𝑃 − 𝐺𝑇𝑃 ∗ 𝐶𝑆 − 𝐺𝑇𝑃 ∗ (𝑅𝑂 ∗ 𝐸𝐶)
Equação 01
𝐺𝑇𝐴=0,6 − 0,6 * 0,15−06 *(0,4 ∗ 0,2) = 0,462 kg
had.dia
Onde:
GTA = geração total encaminhada para aterro,
GTP = geração total percapita,
CS = percentual encaminhado para coleta seletiva,
RO = percentual de resíduos orgânicos e
EC = percentual de resíduos orgânicos encaminhados a compostagem.
A partir dos dados de disposição de resíduos e do crescimento
populacional da cidade foi possível fazer uma projeção da quantidade de
resíduos gerada pelo município e que deverá ser disposta no aterro sendo assim
a massa de rejeitos por dia no em qualquer um desses 15 anos é dada pela
Equação 02 abaixo:
𝐺𝑡 = {𝑃0. (1 + 𝑦𝑝)𝑡} ∗ {𝐺𝑝0 ∗ (1 + 𝑦𝑝𝑒𝑟)
𝑡} ∗ 𝐶𝑡
Equação 02
Onde: Gt = geração futura de resíduos, após t anos (kg/d);
P0 = população atual total do município (hab);
Gp0 = geração percapita atual (kg/hab.d)
Ct = nível de cobertura da coleta no tempo t considerado (%);
yp = taxa de crescimento populacional (% ao ano);
yper = taxa de incremento anual da geração percapita (% ao ano);
t = tempo considerado (anos).
A seguir como o auxílio da Equação 02 foi criada a Tabela 01 que
apresenta a projeção das quantidades que serão dispostas anualmente no novo
aterro sanitário e o volume necessário, considerando uma compactação efetiva
de resíduos, atingindo uma densidade de aproximadamente 400 kg/m³.
Considerando-se ainda que ao volume útil final deve-se adicionar uma
porcentagem de 15% do volume de resíduos, referente ao material de cobertura
do aterro, chega-se a um volume total de 40660,55 m3 para uma vida útil mínima
de 15 anos.
Ano População
(hab)
Geração
percapita
(kg/hab.dia)
Massa
de RS
(kg/dia)
Volume de RS compactado no
Aterro
(m³/dia) m³/ano Acumulado
(m³)
2018 5220 0,4865 2539,28 7,3004 2285,035 2285,04
2019 5276 0,4928 2600,07 7,4752 2339,74 4624,77
2020 5333 0,4992 2662,32 7,6542 2395,754 7020,53
2021 5390 0,5057 2726,06 7,8374 2453,109 9473,64
2022 5449 0,5123 2791,32 8,0250 2511,838 11985,48
2023 5508 0,5190 2858,14 8,2172 2571,972 14557,45
2024 5567 0,5257 2926,57 8,4139 2633,546 17190,99
2025 5627 0,5325 2996,63 8,6153 2696,594 19887,59
2026 5688 0,5395 3068,37 8,8216 2761,152 22648,74
2027 5749 0,5465 3141,83 9,0328 2827,255 25476,00
2028 5811 0,5536 3217,05 9,2490 2894,941 28370,94
2029 5874 0,5608 3294,06 9,4704 2964,247 31335,18
2030 5938 0,5681 3372,93 9,6972 3035,212 34370,40
2031 6002 0,5754 3453,68 9,9293 3107,876 37478,27
2032 6067 0,5829 3536,36 10,1670 3182,28 40660,55
Volume total do Aterro = Volume total do aterro + 15% de material
de cobertura 40660,55
Tabela 01: Estimativa da quantidade anual a ser disposta no aterro sanitário, no período de
2018 a 2032. Fonte: O Autor
2.2. MÉTODO DE ATERRO – ATERRO EM VALAS
Um problema encontrado por municípios de pequeno porte, como no caso
estudado, é a disponibilidade de equipamentos para a sua operação, que têm
custo de aquisição e manutenção muito elevado. Assim sendo o método de
aterro em valas é adequado pois pode ser operado com menos equipamentos.
Este consiste na escavação de células no solo com profundidade geralmente
entre 1 a 3 m, pode possuir também uma parte positiva, acima do solo. O material
da escavação é armazenado para posterior utilização como material de
cobertura diária e final, sendo que cobertura e a compactação dos resíduos
devem ser realizadas diariamente.
Para o projeto em questão assumiu-se aterro em valas para a disposição
final dos resíduos que é o método mais adequado para o município de pequeno
porte, pois dispensa o uso de tratores de esteira compactadores, que resultaria
em um aumento excedente ao orçamento público, reduzindo assim os custos.
Sendo assim, os resíduos serão compactados manualmente, com um rolo
compressor. Desta forma também não haverá necessidade de comprar material
de cobertura, pois será utilizado o material da escavação das valas e também
não serão necessárias medidas corretivas do local, pois o nível do lençol freático
encontra-se distante da base das valas.
Neste tipo de aterro os resíduos são descarregados pelo lado das valas,
sem a entrada dos veículos no seu interior, iniciando-se pela extremidade da
mesma.
À medida que são dispostos, os resíduos são compactados e cobertos
manualmente, utilizando-se a terra acumulada ao lado da vala. Assim que as
valas são preenchidas, passa-se de uma para outra vala, repetindo as
operações.
2.3. DIMENSIONAMENTO DA VALA
As valas dos resíduos sólidos terão por critério de projeto um volume
variável, devido ao crescimento populacional e de geração percapita. O tempo
de duração de cada irá variar de 2 a 4 meses, diferentemente do recomendado
pela ABNT (2010) que sugere 30 dias, e assim em cada ano as valas terão uma
duração distinta (prevista). Assim na Tabela 02 abaixo é previsto o volume de
cada (coluna volume médio) vala do aterro.
Ano Volume de RS compactado
no Aterro (m³/dia)
Volume em 3
meses (m³)
Volume
médio (m³)
Duração
(meses)
2018 7,3004 571,26 677,68 3,1
2019 7,4752 584,93 677,68 3,0
2020 7,6542 598,94 677,68 2,9
2021 7,8374 613,28 677,68 2,8
2022 8,0250 627,96 677,68 2,8
2023 8,2172 642,99 677,68 2,7
2024 8,4139 658,39 677,68 2,6
2025 8,6153 674,15 677,68 2,6
2026 8,8216 690,29 677,68 2,5
2027 9,0328 706,81 677,68 2,5
2028 9,2490 723,74 677,68 2,4
2029 9,4704 741,06 677,68 2,4
2030 9,6972 758,80 677,68 2,3
2031 9,9293 776,97 677,68 2,2
2032 10,1670 795,57 677,68 2,2
Tabela 02: Volume e duração das valas. Fonte: O Autor
Pela Tabela 02 acima é definido o volume de cada vala, fixado em
677,68m³. Com esse valor pode ser estipulado o número total de valas para o
aterro com auxílio da Tabela 01 que oferece o volume total de 40660,55 m³,
sendo assim no projeto foram adotadas 58 valas.
Seguindo a NBR 15.849/2010 foi estipulado uma largura de 5 metros, uma
profundidade de 3 metros e uma inclinação de 2,1%. Na seção positiva da vala
foi adotado uma altura central de 0,5 metros. Estipulado como critério para
manter a vala com uma profundidade média de 3 metros a mesma ao longo de
seu comprimento deve possuir uma profundidade variável conforme a sua
inclinação, assim os 3 metros de profundidade estão no centro da vala. É
adotado também que o dreno de lixiviado passará pelo meio da vala, assim
também há uma inclinação das laterais para o centro de 4 % (adotado). As
laterais têm uma inclinação média adotada de 1:1, também adotado, essa
inclinação é variável sendo 1:1 apenas no centro onde a profundidade é 3
metros.
Utilizando o volume já sugerido e os dados apresentados o comprimento
da vala pode ser calculado pelas equações abaixo:
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 = 𝐴𝑛 = 2 ∗ 3 + 1,5 ∗ 3 = 10,5 𝑚2
Equação 03
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑒çã𝑜 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑎 = 𝐴𝑝 =5 ∗ 0,5
2= 1,25 𝑚2
Equação 04
Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐴𝑝 + 𝐴𝑛 = 10,5 + 1,25 = 11,75 𝑚²
Equação 05
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑣𝑎𝑙𝑎 =𝑉
𝐴𝑝 + 𝐴𝑛=
677,68
11,75= 57,62 𝑚
Equação 06
Onde:
Ap (m²) = área da seção positiva,
An (m²) = área da seção negativa,
V (m³) = volume e
C (m) = comprimento da vala,
Assim o comprimento das valas para conformação no terreno fica sendo
57,62 m.
Conforme as inclinações do terreno na área, as valas foram conformadas
de forma a estarem dispostas na parte mais plana possível. Assim uma pequena
alteração foi realizada, foram modificadas 5 valas para que as mesmas possuam
50 % a mais de volume, assim seu comprimento 86,43 metros e uma vala com
metade do comprimento original sendo 28,81 metros. Assim temos para o aterro
52 valas tipo 1 (com 57,62 metros), 5 valas tipo 2 (com 86,43 metros) e a 1 vala
tipo 3 (com 28,81 metros), somando 58 valas. Na figura 01 abaixo é possível
verificar a conformação sugerida.
Figura 01 – Conformação das valas no terreno. Fonte: O Autor.
A declividade variável, sugerida anteriormente mostra que a profundidade
na vala tipo 1 deve iniciar em 2,4 metros e terminar em 3,6 metros, na vala tipo
2 deve iniciar em 2,14 metros e terminar em 3,86 metros e na vala tipo 3 inicia-
se em 2,7 metros e termina em 3,3 metros. Assim a inclinação tem um valor de
2 %. Para um melhor entendimento dos valores estabelecidos a cima, é possível
visualizar a prancha 05 e 06.
2.4 DADOS LOCACIONAIS
O local de escolha para implantação do aterro sanitário deve levar em
conta critérios técnicos, econômicos e político-sociais. Segundo Reichert (2007)
a escolha do local deve proporcionar menor potencial para geração de impactos
ambientais, como estar fora de áreas de restrição ambiental, apresentar
aquíferos menos permeáveis, solos mais espessos e menos sujeitos aos
processos de erosão e escorregamentos, declividade apropriada, distâncias de
habitações, cursos d' água, rede de alta tensão, etc. Outro ponto relevante é
apresentar maior vida útil para o empreendimento, ou seja, ter a maior
capacidade de recebimento de resíduos. Ela deve apresentar baixos custos de
instalação e operação, tendo menores gastos com infra-estrutura, menor
distância da zona urbana geradora de resíduos e ter disponibilidade de
cobertura. E apresentar menor oposição da comunidade vizinha.
Em análise a área do terreno disponível, para uma escolha do local do
empreendimento, optou-se em uma área onde o terreno apresenta uma menor
declividade, pois de acordo com ABNT 2010 a declividade recomendada deve
ser superior a 1% e inferior a 30%. A área em questão recebe uma chuva média
no mês de maior precipitação de 300 mm, sendo necessário a implantação de
um canal de drenagem de águas superficiais, foi considerado que na microbacia
hidrográfica ao qual a área pertence, não ocorre captação de água para
abastecimento público nas proximidades do local. Na prancha 01 pode ser
visualizado a área com suas devidas curvas, pontos onde serão realizados o
monitoramento de poços a montante e a jusante ao aterro, localização das valas
e a localização da estação de tratamento de lixiviado.
2.5 ELEMENTOS DO PROJETO
2.5.1 SISTEMA DE DRENAGEM PLUVIAL
O sistema de drenagem de águas pluviais tem por finalidade é impedir a
entrada de águas proveniente de precipitações, juntamente com as águas de
contribuição de bacias de captação, evitando que infiltrem pela massa dos
resíduos e aumentem gradativamente o volume dos líquidos percolados, sendo
assim o sistema de drenagem pluvial reduz o volume de lixiviado gerado.
Como drenos são destinados a desviar as águas das chuvas reduzindo a
carga de percolados no aterro, a água que escoar pelas canaletas, por ser
apenas água da chuva, não exige qualquer tipo de tratamento, nas quais os
sedimentos tendem a ser depositados no fundo e a água seguir seu percurso a
lagoas e rios jusantes. Estes drenos são projetados conforme a topografia do
terreno, de modo que as águas desviadas não possam causar qualquer dano ao
meio e ao andamento do serviço.
O aterro está localizado em um vale, os dados apresentados são para
cada lado da bacia de captação que escoa em direção ao aterro, conforme a
Figura 02 abaixo, onde a vazão de Q será calculada a seguir. As setas internas
do desenho a seguir representam a direção do escoamento pelos canais. Para
cada lateral do aterro é considerada a mesma área de drenagem e demais
características.
Figura 02 – Esquema de contribuição da bacia de drenagem em direção ao aterro.
Fonte: O Autor.
Para o dimensionamento da rede de drenagem das águas pluviais
utilizou-se o Método Racional, válido para pequenas bacias com áreas de até 50
hectares. Através da Equação 07:
𝑄 = 𝐶 ∗ 𝑖𝑐 ∗ 𝐴
Equação 07
Onde:
Q= vazão a ser drenada na seção considerada (m³/s);
C= coeficiente de escoamento superficial (% do V precipitado que escoa
sup.);
Ic= intensidade de chuva crítica (m/s), (quanto t=tc);
A= área da bacia ou sub-bacia de contribuição (m²).
O coeficiente de escoamento superficial é função do tipo de solo, da
cobertura do solo, e da declividade do terreno, e para o presente caso, pode ser
obtido da Tabela 03, a seguir:
Tipo de
cobertura
Solo Arenoso Solo Argiloso
Declividade <
7%
Declividade >
7%
Declividade <
7%
Declividade >
7%
Áreas com matas
0,20 0,25 0,25 0,30
Campos cultivados
0,30 0,35 0,35 0,40
Áreas gramadas
0,30 0,40 0,40 0,50
Solos sem cobertura
vegetal
0,50 0,60 0,60 0,70
Tabela 03 – Valores do coeficiente de escoamento. Fonte: ROCCA et al. (1993), apud
REICHERT (2007).
Para calcular o valor de ic é necessário calcular primeiramente o tempo de
concentração tc, que corresponde ao tempo em que uma gota de chuva, que cai
no ponto mais distante da bacia de contribuição, leva para chegar à seção
considerada. Para desenvolvimento de tais cálculos de drenagem de águas
pluviais foram considerados os dados a seguir na Tabela 04.
Bacia de contribuição 4,5 ha (adotado) ou 45000 m² em cada lado
Comprimento do talvegue 400 m
Coeficiente de escoamento
superficial
0,3 (conforme a Tabela 03), considerando solo
argiloso com matas e declividade maior que 7 %
Tempo de retorno 10 anos (adotado)
Altura máxima do perfil
longitudinal do talvegue
máximo
Atribuída 10 metros
P 60,10 Foi utilizada a precipitação de Porto Alegre
conforme apresentado por Reichert (2007),
sendo esta 64 mm
Tabela 04: Dados considerados para cálculo de drenagem de aguas pluviais dos drenos em
torno do aterro.
Para determinar o tempo de concentração foi utilizada a Equação 08
abaixo (REICHERT, 2007).
𝑡𝑐 = 57 ∗ (𝐿3
𝐻)
0,385
Equação 08
𝑡𝑐 = 57 ∗ (0,43
10)
0,385
= 8,15 𝑚𝑖𝑛
Onde:
tc= tempo de concentração (min);
L= comprimento do talvegue máximo da bacia (km);
H= altura máxima do perfil longitudinal do talvegue máximo (m).
A intensidade da chuva crítica (ic) causa maior vazão na seção
considerada e tem duração igual ao tempo de concentração (t=tc). Esse cálculo
mostra a chuva crítica para o tempo de retorno considerado, é obtido pela
Equação 09.
𝑖𝑐(𝑡𝑐 , 𝑇) =1
𝑡𝑐
[(0,21 ∗ 𝑙𝑛𝑇 + 0,52)(0,54 ∗ 𝑡𝑐0,25 − 0,50)𝑃(60,10)]
Equação 09
𝑖𝑐(8,15 , 10) =1
8,15[(0,21𝑙𝑛10 + 0,52) ∗ (0,54 ∗ 8,150,25 − 0,5) ∗ 64 =
𝑖𝑐(8,15 , 10) = 3,25 𝑚𝑚
𝑚𝑖𝑛= 54,16 ∗ 10−6
𝑚
𝑠
Onde:
ic= intensidade da chuva crítica (mm/min);
tc= tempo de concentração (min);
T= tempo de retorno (anos);
P(60,10)= precipitação com duração de 60 minutos e período de
retorno de 10 anos (mm), já ocorrida.
Para o dimensionamento da rede de drenagem das águas pluviais
utilizou-se o Método Racional, citada anteriormente através da Equação 07,
onde obtemos que a vazão é:
𝑄 = 0,3 ∗ 54,16 ∗ 10−6 ∗ 45000
𝑄 = 0,7312𝑚3
𝑠
Dados os cálculos podemos resumir os resultados na Tabela 05:
Resultado
tc – Tempo de Concentração 8,15 min
ic – Intensidade de Chuva Crítica 56,16 . 10-6 m/s
Q - Vazão 0,7312 m³/s
Tabela 05: Resultado de Vazão
Com isso, é conhecida a vazão de projeto que será de 0,7312 m³/s.
Assim pode ser dimensionamento do canal de drenagem pluvial que terá
a forma meia lua circular, onde haverá 3 diferentes canais para o escoamento,
conforme a Figura 03 demonstra abaixo. Para o canal 1 será utilizada a vazão Q
(0,7312 m³/s), calculada na Equação 07, para o canal 2 duas vezes essa vazão
(1,4624 m³/s) e para o canal 3 serão três vezes essa vazão (2,1936 m³/s).
Figura 03 – Vazão por canais. Fonte: O Autor.
Considerando as vazões obtidas e uma velocidade de 2 m/s para o canal
1 e 2,5 m/s para o canal 2 e 3, respectivamente, sendo que a velocidade limite
em canais aberto é 3 m/s, a área molhada pode ser obtida pela Equação 10.
𝐴𝑚 =𝑄
𝑣
Equação 10
𝐴𝑚 =0,7312
2= 0,3656 𝑚2 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 1
𝐴𝑚 =1,4624
2,5= 0,585 𝑚2 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 2
𝐴𝑚 =2,1936
2,5= 0,877 𝑚2 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 3
Onde:
Am = área molhada (m²),
Q = vazão (m³/s) e
v = velocidade (m/s).
Para obter um canal circular (meia lua) que comporte essa vazão, foi
dimensionado o raio através da área molhada obtida na Equação 10, na Equação
11 onde R é o Raio do canal (m).
𝑅 = √2 ∗ 𝐴𝑚
𝜋
Equação 11
𝑅 = √2 ∗ 0,3656
𝜋= 0,48 𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 1
𝑅 = √2 ∗ 0,585
𝜋= 0,610 𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 2
𝑅 = √2 ∗ 0,877
𝜋= 0,747 𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 3
Assim os diâmetros adotados para o canal 1 serão de 1 metro e para o
canal 2 e 3 de 1,5 metros. A seguir estão as equações 12 e 13 para verificar a
vazão de projeto.
𝑅ℎ =𝐴𝑚
𝜋 ∗ 𝑅
Equação 12
𝑅ℎ =0,3656
𝜋 ∗ 0,48= 0,2424 𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 1
𝑅ℎ =0,585
𝜋 ∗ 0,610= 0,3053 𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 2
𝑅ℎ =0,877
𝜋 ∗ 0,747= 0,3737 𝑚 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 3
𝑄𝑝 =1
𝑛∗ 𝐴𝑚 ∗ 𝑅
ℎ
23 ∗ 𝑖1/2
Equação 13
𝑄𝑝 =1
0,013∗ 0,3656 ∗ 0,2424
23 ∗ 0,011/2
𝑄𝑝 = 1,09 𝑚3
𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 1
𝑄𝑝 =1
0,013∗ 0,585 ∗ 0,3053
23⁄ ∗ 0,01
12⁄
𝑄𝑝 = 2,04 𝑚3
𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 2
𝑄𝑝 =1
0,013∗ 0,877 ∗ 0,3737
23⁄ ∗ 0,011/2
𝑄𝑝 = 3,5 𝑚3
𝑠𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 3
Onde:
Qp = vazão de projeto,
n = coeficiente de rugosidade (0,013 para concreto),
Rh = raio hidráulico (m) e
i = inclinação do canal adotada em 1 % (0,01 m/m)
Assim, a vazão do canal será: Q = 1,09 m³/s para o canal 1, Q = 2,04 m³/s
para o canal 2 e Q= 3,5 m³/s no canal 3. Isso mostra que o canal suportará a
vazão de projeto, calculada anteriormente no valor de 0,7312 m³/s para o canal
1, 1,4624 m³/s para o canal 2 e 2,1936 m³/s no canal 3, não havendo transbordo.
O canal de drenagem pluvial entre as valas deve atender a vazão
calculada levando-se em conta a área em planta de contribuição.
É considerado para o tempo de concentração a vala tipo 2 do aterro
(maior), onde o comprimento do talvegue máximo é a soma das suas laterais
(86,43+5= 91,43 m ou 0,09143 km), a altura do perfil longitudinal considerado é
de 2 m, ou seja a vala finalizada. Dessa forma o cálculo pode ser obtido na
Equação 08 abaixo, através da qual é possível obter a intensidade da chuva
crítica na Equação 09, a seguir, ainda considerando como nos drenos externos
um tempo de retorno de 10 anos e a precipitação de 64 mm.
𝑡𝑐 = 57 ∗ (0,091433
2)
0,385
= 2,75 𝑚𝑖𝑛
Equação 8
𝑖𝑐(2,75 , 10) =1
2,75[(0,21𝑙𝑛10 + 0,52) ∗ (0,54 ∗ 2,750,25 − 0,5) ∗ 64 =
Equação 9
𝑖𝑐(2,75 , 10) = 4,85𝑚𝑚
𝑚𝑖𝑛= 8,08 ∗ 10−5 𝑚 𝑠⁄
Através da intensidade da chuva crítica, da área superior da vala e do
coeficiente de escoamento obtido na Tabela 03, sendo este 0,7 (declividade
maior que 7 %, solo argiloso e sem mata), é obtido a vazão na Equação 07.
𝑄 = 𝐶 ∗ 𝑖𝑐 ∗ 𝐴 = 0,7 ∗ 8,08 ∗ 10−5 ∗ (5 ∗ 86,43) = 0,024 𝑚3/𝑠
Equação 07
Adotando uma velocidade de escoamento de 1,5 m/s, é possível obter a
área molhada (Equação 10) e o raio do canal de concreto (Equação 11).
𝐴𝑚 =0,024
1,5= 0,0163 𝑚²
Equação 10
𝑅 = √2.0,0163
𝜋= 0,101 𝑚
Equação 11
A seguir estão as Equações 12 e 13 para verificar a vazão de projeto, com
uma inclinação adotada de 1 %.
𝑅ℎ =0,024
𝜋 ∗ 0,101= 0,0756 𝑚
Equações 12
𝑄𝑝 =1
0,013∗ 0,0163 ∗ 0,0756
23 ∗ 0,011/2 = 0,0224 𝑚3/𝑠
Equações 13
Assim sendo será utilizado um diâmetro de 30 cm para o canal, escavado
entre as valas. Para melhor entendimento o sistema de drenagem de águas
pluviais pode ser visualizado nas pranchas 10 e 11.
Considerando a contribuição de todas as valas é então dimensionado os
drenos para captarem a contribuição de todas as valas. Sendo 0,024 m³/s para
a vala tipo 2 (maior), a vala tipo 1 terá 2/3 (0,016 m³/s) desse valor e a tipo 3 terá
1/3 (0,008 m³/s). Assim para o total se obtém 0,024*5 + 0,016*52 + 0,008 = 0,96
m³/s. Pela Equação 10 e 11 pode-se obter os drenos principais entre valas, feitos
então de concreto.
𝐴𝑚 =0,96
2,5= 0,384 𝑚²
Equação 10
𝑅 = √2 ∗ 0,384
𝜋= 0,244 𝑚
Equação 11
Através da Equação 12 e 13 é verificado a Vazão de projeto.
𝑅ℎ =0,96
𝜋 ∗ 0,244= 0,736 𝑚
Equações 12
𝑄𝑝 =1
0,013∗ 0,384 ∗ 0,736
23 ∗ 0,01
12 = 2,4 𝑚3/𝑠
Equações 13
Assim a tubulação deve ser de concreto (meia lua) com diâmetro de 0,5
m, pode ser visualizado nas pranchas 10 e 11. Sendo esse o canal principal que
deve ser o canal de contorno de todas as valas e o canal que recebe contribuição
maior que duas valas.
2.5.2 SISTEMA DE IMPERMEABILIZAÇÃO
Um sistema de impermeabilização do aterro tem como objetivo impedir a
infiltração de água 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 solo e aquíferos existentes (impermeabilização inferior).
2.5.2.1 SISTEMA DE IMPERMEABILIZAÇÃO INFERIOR
Para garantir o confinamento seguro dos resíduos, e a infiltração do
lixiviado, se utiliza à impermeabilização inferior, qual impede a poluição do solo
e aquíferos podendo ser considerada a parte mais importante na construção do
aterro, devendo apresentar estanqueidade, durabilidade, resistência e
compatibilidade físico-química com o material a ser aterrado.
Neste projeto será adotada a impermeabilização do tipo composta,
constituída por apenas uma camada de argila compactada com 70 cm, não
havendo necessidade de uma base composta.
Para projeto em questão, assume-se sistema de impermeabilização
composto, com utilização de 60 cm de argila devidamente compactado aliado à
geomembrana de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) de 2,0 mm de
espessura. A instalação inicia-se com a retirada da vegetação e a escavação
das valas, seguida da construção das camadas de impermeabilização. A argila
é espalhada no local, homogeneizada e compactada. A compactação da argila
deve ser feita em camada não superior a 20 cm de espessura, na umidade ótima.
Se a argila estiver muito úmida, o material de ser revolvido para acelerar sua
secagem, caso contrário, quando o material estiver abaixo da umidade ótima,
deve-se fazer a aplicação de água.
Na sequência é colocada a geomembrana, qual deve ser observado que
a sua instalação deverá se dar nas primeiras horas do dia, quando as
temperaturas são mais amenas sendo que se dará um melhor contato hidráulico
com a camada de argila. A ancoração das bordas superiores do talude deverá
ter como reaterro o próprio solo escavado.
A camada de proteção mecânica seguinte será de 20 cm de solo local,
está se dará somente na parte inferior por não ficar fixada nos taludes, evitando
assim danos de materiais pontiagudos provenientes dos RSU ou do sistema de
drenagem.
Na prancha 09 pode ser observada a impermeabilização inferior e lateral
da vala, assim como a impermeabilização superior que será discutida a seguir.
2.5.2.2 SISTEMA DE IMPERMEABILIZAÇÃO SUPERIOR
A impermeabilização superior difere da inferior, por se tratar de uma
proteção à água da chuva e não do lixiviado, a mesma tem como função
minimizar a infiltração de água para o interior do aterro, reduzindo o volume de
lixiviado gerado; minimizar o escape descontrolado de gases para a atmosfera;
permitir a recuperação ambiental da área a partir do plantio de vegetação; mas
também minimizar impactos visuais e a proliferação de vetores e odores
desagradáveis gerados pela presença dos resíduos descobertos. Esse sistema
sofre menos resistência química, entretanto, são mais suscetíveis a questões de
durabilidade e exposição a elementos, como o ressecamento da argila, erosão,
escavação por animais e penetração de raízes (REICHERT, 2007). Por esta
razão os materiais que deverão ser utilizados, são de característica
impermeável, resistente a processos de erosão e com fertilidade adequada ao
estabelecimento de vegetação.
Para projeto, na impermeabilização superior será utilizado o solo do
próprio local, pois o mesmo é argiloso. Dessa forma evita-se desperdício desse
material, já que haverá uma grande sobra do mesmo. Essa argila deve ser
selecionada no local, evitando rochas e material muito heterogêneo. A
declividade superior é alta (20,6 %), evitando assim que água acumule-se para
a infiltração. Assim não é necessário comprar mais argila para essa etapa do
processo.
A camada deve possuir uma espessura de 1 metro sobre os resíduos,
devendo ser compactada até uma permeabilidade inferior a 1x10-5 cm/s, acima
dessa camada deve ter uma camada com solo natural fértil de 10 cm, onde sobre
essa camada deve ser plantada vegetação rasteira, de preferência nativa, isto
para evitar o ressecamento e danos as outras camadas, além de que a camada
de solo vegetal favorece um maior escoamento superficial e protege contra
erosão. Deve-se remover qualquer vegetação de porte maior que por ventura
nasça sobre a vala finalizada, para que suas raízes não perfurem a camada de
impermeabilização de solo natural argiloso.
2.5.3 SISTEMA DE DRENAGEM DE LIXIVIADOS
Juntamente ao sistema de impermeabilização, a fim de evitar a
contaminação do solo e aquíferos da região, se faz necessário um sistema para
conduzir o lixiviado, o qual é oriundo de percolados provenientes da própria
umidade inicial dos resíduos sólidos, da água gerada no processo de
decomposição biológica e também da água da chuva que percola pela camada
de cobertura superficial, este sistema é chamado de sistema de drenagem de
lixiviados, e tem como objetivo a aplicação da técnica de recirculação ou
encaminhamento dos líquidos para uma estação de tratamento de lixiviado (ETL)
qual após o tratamento possa ser lançado no curso d’ água.
De acordo com a ABNT (2010) o sistema de drenagem de coleta e
remoção de lixiviado deve ser instalado acima da impermeabilização inferior,
sendo dimensionado de forma a evitar a formação de uma lâmina de líquido de
lixiviado, e devendo ser construído de material quimicamente resistente ao
resíduo e ser projetado de forma a não sofrer obstruções durante o período de
vida útil e pós-fechamento do aterro.
A drenagem do lixiviado dentro de um aterro sanitário é considerado um
ponto vital para a estabilidade do aterro, já que altos níveis de líquido dentro da
massa de resíduos aumentam a pressão interna do aterro e diminuem a
estabilidade. Devido à importância da drenagem de lixiviados, na concepção do
sistema procurou-se adotar técnicas que garantissem a retirada dos líquidos.
O sistema de drenagem permite que o lixiviado seja rapidamente coletado
e encaminhado para estação de tratamento. No ponto mais baixo de cada vala
será acoplado uma tubulação de PVC para encaminhar o líquido percolado para
estação de tratamento de lixiviado (ETL). Esses drenos serão constituídos de
brita nº 5 e estarão centralizados em cada vala.
Para tal dimensionamento foi utilizado o Método Suíço descrito em
ROCCA (1979) descrito na Equação 14.
𝑄 =𝑃 ∗ 𝐴 ∗ 𝐾
𝑡
Equação 14
Onde:
Q = vazão em (L/s),
P = precipitação média anual (mm),
A = área do aterro (m²),
K = coeficiente de permeabilidade (0,25 para o resíduo em questão com
densidade de 0,4 T/m³) e
t = número de segundos em 1 anos (31536000 s).
Considerando que a área total ocupada por todas as valas é de:
53 valas tipo 1: 53 𝑥 57,62 𝑥 5 = 15.269,3 𝑚²
5 valas tipo 2: 5 𝑥 86,43 𝑥 5 = 2.160,75 𝑚²
1 vala tipo 3: 28,81 𝑥 5 = 144,05 𝑚²
Área total: 17.574,1 m².
Para Caxias do Sul a precipitação média anula é 1908 mm, assim foi
utilizado esse valor para o projeto em questão, obtido em http://pt.climate-
data.org/location/1385/, acessado em 22 de junho de 2014. Dessa forma a vazão
total de lixiviados está expressa abaixo pela Equação 14.
𝑄 =1908 ∗ 17574,1 ∗ 0,25
31536000= 0,2658
𝐿
𝑠𝑜𝑢 22,97 𝑚3/𝑑𝑖𝑎
Equação 14
Como os drenos de lixiviados que serão dimensionados no projeto, são
drenos com seção sem tubo circular, somente com brita como meio drenante. A
Lei de Darcy pode ser utilizada.
Para a dimensão dos drenos é utilizada a média das maiores
precipitações registradas em um mês, sendo para a área em questão 300 mm.
Sendo essa vazão 1,89 (300/159) vezes maior que a média anual
(1908/12=159). Dessa forma a vazão por vala (tipo 1) pode ser obtida pela vazão
total calculado anteriormente dividido por 60 (número original de valas) vezes
1,89. Tendo assim (0,2658 L/s)* (1,89)/60= 8,37 *10-3 L/s. Para a maior vala (tipo
2) esse valor será 50 % maior (igual a sua relação com a vala tipo 1) ou seja
12,6*10-3L/s, esse valor será a base de cálculo para a dimensão dos drenos.
A vazão de lixiviado para o mês de maior precipitação: 22,97 * 1,89 =
43,41 m³/dia.
A Tabela 06 abaixo apresenta os dados utilizados para a dimensão dos
drenos tendo em conta a maior vala do aterro:
Parâmetros para dimensão dos drenos
Q = Vazão de lixiviado (m³/s)
12,06x10-6
K = para brita nº3 (m/s), segundo
REICHERT (2007)
0,45
I = Declividade do dreno 2 % 0,02
Tabela 06 – Parâmetros para dimensão dos drenos.
Através da Equação 15 é possível obter a área da seção transversal dos
drenos.
𝐴 =𝑄
𝐾 ∗ 𝑖=
12,06 ∗ 10−6
1 ∗ 0,02= 1,34 ∗ 10−3 𝑚2
Equação 15
Onde:
A = área (m²),
Q = vazão (m³/s),
K = coeficiente de permeabilidade do meio (m/s) e i a declividade do canal.
Para uma seção quadrada é possível obter os lados pela Equação 16.
𝑙 = √𝐴 = √1,34 ∗ 10−3 = 0,037 𝑚
Equação 16
Onde:
L = lado do dreno (m) e
A = área (m²)
Como o valor obtido é muito pequeno, adota-se então o valor mínimo para
a seção, considerado 40 cm de lado. Sendo as valas tipo 1 e 2 menores esse
valor em forma de cálculo também será ainda menor, portanto 40 cm de lado é
o valor adotado a todos os drenos de lixiviado para todas as valas do aterro.
É importante verificar se o escoamento no regime de vazão considerado
atende o número de Reynolds crítico, que deve situar-se na faixa de 1 a 3000,
não havendo regime de escoamento crítico. Para isso é utilizada a Equação 17
e 18.
𝑣 = 𝐶𝑣 ∗ 𝑖0,54
Equação 17
𝑅𝑒 =𝑣 ∗ 𝐷𝑠
6 ∗ 𝛿 ∗ (1 − 𝑝)
Equação18
Onde:
v = velocidade média de percolação (cm/s),
Cv = coeficiente de velocidade (cm/s) obtido na Tabela 07 (adotando
porosidade de 0,45),
i = declividade do dreno (m/m) obtido na Tabela 06,
Re = número do Reynold,
Ds = diâmetro equivalente,
= coeficiente de viscosidade cinemática (considerado 1,01 x 10-2 cm²/s)
p = porosidade da brita (considerado 0,4).
Brita
nº
Diâmetro
nominal
(cm)
Diâmetro
equivalente
(cm)
Rh (cm) Cv (cm/s)
p (porosidade) p (porosidade)
0,4 0,45 0,5 0,4 0,45 0,5
2 2 1,52 0,17 0,21 0,25 8,63 10,75 13,21
3 2,5 1,91 0,21 0,26 0,32 9,65 12,02 14,77
4 5 3,80 0,42 0,52 0,63 13,62 16,98 20,86
5 7,5 5,46 0,61 0,74 0,91 16,33 20,35 25
Tabela 07 – Características para drenagem com britas. Fonte: ROCCA et. al. 1993 apud REICHERT, 2007)
A partir dos dados temos que:
𝑣 = 12,02 ∗ 0,020,54 = 1,45 𝑐𝑚/𝑠
Equação 17
𝑅𝑒 =1,45 ∗ 1,91
6 ∗ 1,01 ∗ 10−2 ∗ (1 − 0,21)= 57,84
Equação 18
A fim de verificar se o dreno central em cada vala é suficiente são
utilizadas as Equações 19 e 20 abaixo.
𝑐 =𝑄
𝐴 ∗ 𝐾=
12,06 ∗ 10−6
86,43 ∗ 10−6= 0,028
Equação 19
𝐿 =2 𝑥 ℎ𝑚𝑎𝑥
√𝑐 ∗ [𝑡𝑎𝑛²𝜑
𝑐 + 1 −𝑡𝑎𝑛𝜑
𝑐 √𝑡𝑎𝑛2𝜑 + 𝑐]
Equação 20
𝐿 =2 𝑥 0,3
√0,028 ∗ [0,02²0,028 + 1 −
0,020,028
√0,022 + 0,028]
= 4,23 𝑚
Onde:
c = coeficiente de infiltração,
Q = vazão na vala (m³/s na vala tipo 2),
A = área superficial da vala (m²),
K = condutividade hidráulica sobre os resíduos sólidos compactados (adotado
10-6 m/s),
tan(𝜑) = inclinação (m/m),
L = espaçamento entre os drenos (m) e
hmax = altura máxima da lâmina de água (adotado 0,3 m).
Assim o espaçamento mínimo a ser considerado é 4,23 m, porém o fundo
das valas possui 2 m e o dreno estará disposto no centro. A rede de PVC utilizada
será de 150 mm, diâmetro mínimo para uma rede de esgotos, será considerada
uma inclinação de 0,5 % da rede até a ETL. A configuração do sistema de
drenagem de lixiviação está apresentada nas Pranchas 02, 07 e 08.
Para se verificar a eficiência dos dispositivos de impermeabilização para
que não haja contaminação por lixiviado existirá um sistema de monitoramento,
constando basicamente de: execuções de 4 (quatro) poços de monitoramento a
montante e 3 (três) poços de monitoramento ajusante.
2.5.5 SISTEMA DE TRATAMENTO DE LIXIVIADO
O tratamento dos lixiviados gerados em aterros sanitários é um aspecto
muito importante no projeto de um aterro. Sob o ponto de vista ambiental não
resolve muito tomar todos os cuidados de implantação e operação, como
camadas de impermeabilização inferior e superior, drenagem de lixiviados e
gases, e um bom sistema de operação do aterro, se os lixiviados drenados não
forem efetivamente tratados antes de serem lançados no meio ambiente
(REICHERT, 2007).
A composição do lixiviado varia de aterro para aterro e até mesmo dentro
de um mesmo aterro com o tempo ocorre variações e as razões estão
relacionadas às características da população geradora dos resíduos, forma de
coleta, e ainda, as características hidrológicas e climáticas da região.
Normalmente os efluentes oriundos de aterros sanitários possuem
características como DQO, DBO, NH4+ entre outros muito elevadas, isso faz
com que esse resíduo necessite obrigatoriamente de um tratamento antes de ser
descartado no ambiente. Devido a esse fato será adotado um sistema de
tratamento por lodos ativados, nesse processo ocorre uma oxigenação forçada
do sistema afim de otimizar o trabalho de degradação dos microrganismos
aeróbios sobre os nutrientes e matéria orgânica dissolvida no lixiviado.
Para o tratamento do lixiviado gerado no aterro como um todo é destinado
um ponto (Visualizar na Prancha 02) onde será disposta a ETL. Essa área
encontra-se na cota mais baixa do terreno e dispõe de uma área de 1.155 m².
2.5.4. SISTEMA DE DRENAGEM DE GASES
Um outro produto gerado da decomposição dos resíduos sólidos nos
aterros sanitários são os gases. Esses gases gerados são, basicamente metano
e o dióxido de carbono. Como os dois contribuem para o agravamento do efeito
estufa, eles precisam ser drenados e tratados adequadamente. O objetivo da
drenagem de gases é possibilitar a efetiva retirada dos gases do interior das
células, sem onerar ou dificultar a implantação e operação do sistema.
Com base nestas observações, definiu-se um sistema de drenagem de
gases que, num primeiro momento, permitirá a eliminação pontual dos mesmos
através da captação em drenos verticais. A rede de drenagem de gases será
interligada com os drenos horizontais de lixiviados. O sistema de drenagem de
biogás e os detalhes construtivos estão ilustrados nas pranchas 07, 08 e 11.
O raio de influência de um dreno de biogás pode variar entre 15 e 30 m,
conforme REICHERT (2007), sugere-se que quanto maior a altura menor o raio
de influência, para o projeto em questão é adotado 20 metros. A dimensão dos
mesmos será igual ao do dreno de lixiviado pois este estará disposto sobre esse,
sendo esse valor 40 cm de lado (quadrado). Ele será feito de brita nº 3, como na
rede de drenagem de lixiviado e cercado por uma tela metálica com abertura
inferior a 38 mm.
Número de drenos por vala:
Vala tipo 1: 3 drenos, distância do início da vala até o primeiro dreno de
8,81 m.
Vala tipo 2: 5 drenos, distância do início da vala até o primeiro dreno de
3,21 m.
Vala tipo 3: 1 único dreno no centro da vala.
No centro da tubulação de brita terá um cano de PVC perfurado (100
mm), para facilitar a coleta desse gás na superfície, ele será perfurado no
montante inferior que estará em contado direto com os resíduos (3,5 m), a partir
desse ponto não.
2.6. OPERAÇÃO DO ATERRO SANITÁRIO
A operação do aterro tem etapas construtivas, inicialmente será
regularizada a área para o início da disposição no local, e em seguida as valas
são abertas sendo estas ao longo da necessidade de ocupação, para um bom
planejamento por parte da equipe técnica de operação. A Tabela 02 dispõe sobre
estimativa de duração de cada vala. Na Prancha 02 a disposição das valas está
numerada, essa sequência do menor para o maior é a ordem de escavação e
utilização das valas.
Os materiais devem ser adquiridos e estocados no depósito de materiais,
argilas e solos (verificar na Prancha 02). Ao começo de uma nova vala deve-se
ter disponível os materiais exemplificados no Capítulo 3, Estimativa de Materiais,
onde está detalhado por vala o material necessário.
A escavação de cada vala deve ser realizada de uma única vez, conforme
a Figura 04, utilizando a terra de escavação para cobertura da vala a ser
finalizada, o restante do material deve ser estocado ou destinado (vendido),
conforme suas propriedades e valor.
Figura 04 – Abertura de valas. Fonte SÃO PAULO (2010).
A disposição dos resíduos deve ser iniciada pelo mesmo lado que a vala
começou a ser escavada. A posição do veículo coletor deve ser de ré,
perpendicular ao comprimento da vala. A Figura 05 mostra esquematicamente
como deve ser realizada a disposição dos rejeitos na vala.
Figura 05 – Disposição dos rejeitos nas valas. Fonte SÃO PAULO (2010).
Com os rejeitos dispostos é obrigatório que diariamente ocorra a
cobertura desses com solo natural, não deixando a céu aberto o rejeito in natura.
Essa cobertura deve ser feita com o solo natural da vala escavada que estará
sobre a vala antiga. O volume de solo utilizado na cobertura deve ser 15 % do
volume de rejeito disposto no dia, calculado através da pesagem diária dos
caminhões, realizada na recepção. A densidade dos mesmos tem uma
caracterização inicial, mas deve ser realizada periodicamente (cada 6 meses)
para qualquer eventual mudança nos cálculos.
Para a realização da movimentação de solo será utilizado trabalho
manual, como mostra a Figura 06. Para compactação dos rejeitos é utilizado um
compactador manual como mostra a Figura 07.
Figura 06 - Cobertura dos rejeitos. Fonte SÃO PAULO (2010).
Figura 07 - Compactação dos rejeitos. Fonte: Aterro Manual (Fotos: PROSAB 3 -2003)
Com a vala finalizada é necessário a construção dos canais de dreno
pluvial da sua superfície, juntamente com o plantio de vegetação rasteira.
Conjuntamente a boa operação deve compreender alguns processos de
inspeção visual como (SÃO PAULO, 2010):
Condição das vias de acesso;
Processos erosivos;
Rebaixamento da camada superior do aterro (recalques);
Existência e adequação da cobertura operacional;
Condição operacional da frente de trabalho;
Existência e adequação da cobertura vegetal;
Condição do aceiro;
Condição operacional dos sistemas de drenagem;
Carreamento de resíduos pelo vento;
Percepção de odores;
Presença de vetores.
De acordo com REICHERT (2007), o plano de operação tem que servir
como base ao gerente do aterro sobre como organizá-lo e conduzi-lo, assim deve
ser ainda considerado os seguintes itens:
Manuais de segurança ambiental para lidar com situações como:
pássaros, vento e materiais leves, incêndios, gás, lixiviado);
Controle de equipamentos e pessoal para o andamento das atividades,
assim como o treinamento da equipe;
Controle de uso dos EPIs e EPCs;
Manter em dia e em fácil acesso todos os documentos de licenciamento
e operação do aterro sanitário;
Gerenciar o volume de solo que sobra das escavações das valas;
Gerenciar o funcionamento de todas as instalações de apoio: galpão de
estoque de materiais, escritório, portaria, refeitórios, vestiário, sanitários,
isolamento do aterro (contra eventos hídricos e fauna), garagem dos
veículos, acessos internos e Iluminação.
Checar periodicamente:
o O volume de rejeitos recebidos: diariamente;
o Caracterizar os rejeitos: semestral;
o Encaminhar amostras de água dos poços de monitoramento para
análises: semestral;
o Calibração da balança em dia, conforme INMETRO.
o Organizar planilhas (ordens de serviço) de manutenção preventiva
dos equipamentos, instalações e veículos: mensal
2.7. ENCERRAMENTO DO ATERRO SANITÁRIO
O encerramento do aterro sanitário deve contemplar elementos que
continuam em atuação no aterro, mesmo que ele não receba mais rejeitos. Esses
aspectos a serem considerados segundo REICHERT (2007), podem atuar na
área por 20 ou até 50 anos. Por isso deve-se efetuar programas de
monitoramento na área considerando os seguintes aspectos:
Eventos erosivos, verificando periodicamente a integridade das valas
finalizadas;
Estado da cobertura final deve ser verificado e mantido, através de podas
removendo vegetação de grande porte que pode comprometer a
integridade da impermeabilização superior;
Monitoramento das águas superficiais e subterrâneas;
Manutenção dos canais de drenagem (interno e externo), falhas nesse
sistema são a principal causa de contaminação do manancial por
lixiviados;
Manter a área isolada, através de cerca e informativos (placas), expondo
o risco na área;
Esses programas de monitoramento devem ainda ser efetuados pelo
responsável geral, que pode ser a prefeitura ou empresa contratada. Nesse
plano futuro devem estar contidos as periodicidades desses monitoramentos
mínimos, exigidos já na parte de projeto inicial.
2.8. USO FUTURO DA ÁREA DO ATERRO SANITÁRIO
A área restrita ao aterro através de monitoramento bem sucedido pode
comportar diversas formas de uso futuro. Esses usos devem estar de acordo
com as características inspecionadas nos monitoramentos e deve-se considerar,
segundo REICHERT (2007), os seguintes limitantes para usos futuros:
Baixa capacidade de carga;
Recalques significativos (especialmente os recalques diferenciais);
Presença de gases combustíveis e potencialmente explosivos;
Corrosividade ao concreto e ao aço dos produtos da decomposição dos
resíduos;
A variada composição bioquímica do interior do aterro.
Pode-se considerar como uso futuro, segundo REICHERT (2007), algumas
atividades que não sofram dos problemas apontados anteriormente como:
Agricultura (solo arável, pastagem);
Florestamento (madeira, cercas verdes, reserva natural);
Paisagismo (espaço aberto, zonas de transição);
Recreação (parques, praças, complexo esportivos, trilhas, campos de
golfe);
Habitação (estacionamento de trailers, jardins e praças)
3. ESTIMATIVA DE MATERIAIS
Volume de solo a ser removido:
É considerado todo o volume da parte negativa do aterro, juntamente com
a escavação para disposição da argila. No detalhe da Figura 08 abaixo é possível
ver a área da seção transversal a ser removida, que multiplicado pelo
comprimento total de cada vala é possível obter o valor aproximado de material
removido.
Figura 08 – Área da seção transversal de material a ser removido. Fonte: O autor.
Vala tipo 1: 1.040,7 m³
Vala tipo 2: 1.561,1 m³
Vala tipo 3: 520,36 m³
Volume total: 62.442 m³
Destino desse material:
O volume da vala tipo 1 para rejeitos é 677,68 m³, sendo que 15 % sobre
o volume original é solo natural de cobertura, ou seja, 87,1 m³, para vala tipo 2
será 130,63 m³ e para a vala tipo 3 será 43,54 m³. Isso corresponde a 8,37 % do
material.
Esse solo também será utilizado como material de cobertura, já que o
mesmo é argiloso, para cobertura será utilizado respectivamente as valas 1, 2 e
3 um volume de 403,77 m³, 605,65 m³ e 201,9 m³. Isso corresponde a 38,8 % do
material. A área de cobertura pode ser visualizada na Figura 09.
Figura 09 – Área da seção de solo de cobertura. Fonte: O autor.
Para o solo de proteção mecânica, disposto sobre a geomembrana é
possível estimar sua área pela sua altura (0,2 m), largura (2 m) e comprimento
(valas), sendo o comprimento total de valas 3457,2 m, o volume utilizado para
esse fim será de 1382,88 m³, assim 2,21 % desse total.
Para o restante do material é preciso algum outro destino, um estudo
complementar sobre a sua qualidade é viável, pois ao longo da operação haverá
uma sobra de 50,63 % do mesmo. Que corresponde a um volume final de
31.614,4 m³.
Argila Compacta:
Para impermeabilização é preciso argila compactada, a área ocupada
pode ser visualizada na Figura 10, sendo o comprimento total de valas 3457,2 m
o volume de material precisa ser de 20.121 m³ durante toda a operação do aterro.
Por vala tipo 1 será 335,35 m³, 504,025 m³ para a tipo 2 e 167,675 m³ para vala
tipo 3.
Figura 10 – Seção ocupada pela argila de impermeabilização. Fonte: O autor.
Geomembrana:
Para impermeabilização inferior será utilizada uma geomembrana de
PEAD com 2 mm de espessura. É necessário 12,16 m de geomembrana pelo
comprimento de cada vala. Assim para vala tipo 1 é preciso 700,6592 m², para
a tipo 2 são 1051 m² e para a tipo 3 350,33 m². Conforme o tamanho original de
fábrica é preciso comprar um pouco a mais para considerar a área perdida na
solda entre uma lâmina e outra. O total necessário é 42039,6 m² de
geomembrana.
Brita nº3:
As britas serão utilizadas nos drenos de biogás e lixiviado, o volume
ocupado pelo cano de PVC não foi considerado pois é muito pequeno e serve
como fator de segurança, a seguir o cálculo do volume por vala:
Vala tipo 1:
o Lixiviado: 0,4 x 0,4 x 54,62 = 8,7392 m³
o Biogás: 0,4 x 0,4 x 2,68 +0,4 x 0,4 x 3,12 + 0,4 x 0,4 x 3,55 = 1,496
m³
Vala tipo 2:
o Lixiviado: 0,4 x 0,4 x 83,4 = 13,1088 m³
o Biogás: 0,4 x 0,4 x 2,28 +0,4 x 0,4 x 2,7 + 0,4 x 0,4 x 3,11 + 0,4 x
0,4 x 3,53 +0,4 x 0,4 x 3,94 = 2,4896 m³
Vala tipo 3:
o Lixiviado: 0,4 x 0,4 x 25,81 = 4,3696 m³
o Biogás: 0,4 x 0,4 x 3 = 0,48 m³
O volume total de britas 615, 0172 m³.
Telas:
Para a contenção das britas tanto no lixiviado como nos drenos de biogás:
Vala tipo 1:
o Lixiviado: 0,4 x4 x 54,62 = 87,4 m²
o Biogás: 0,4 x 4 x 2,68 +0,4 x 4 x 3,12 + 0,4 x 4 x 3,55 = 14,96 m²
Vala tipo 2:
o Lixiviado: 0,4 x 4 x 83,4 = 133,44 m²
o Biogás: 0,4 x 4 x 2,28 +0,4 x 4 x 2,7 + 4 x 0,4 x 3,11 + 0,4 x 4 x
3,53 +0,4 x 4 x 3,94 = 17,16 m²
Vala tipo 3:
o Lixiviado: 0,4 x 4 x 28,81 = 41,3 m²
o Biogás: 0,4 x 4 x 3 = 4,8 m²
O total: 6.121,82 m²
Tubulações:
Para drenagem externa do lixiviado até a estação de tratamento, com
tubulação de 150 mm de PVC: 681,21 m.
Ligações com 2 entradas e 1 saída pra a tubulação de 150 mm: 46.
Ligações com 3 entradas e 1 saída pra a tubulação de 150 mm: 5.
Curvas de 90º para a tubulação de 150 mm: 9.
Canos de PVC de 100 mm para drenagem do biogás:
o Vala tipo 1: 14,08 m, total: 732,16 m.
o Vala tipo 2: 24,25 m, total 121,25 m.
o Vala tipo 3: 4,68 m
o Total de todas as valas: 858,09 m.
Canais de concreto para drenagem externa (meia cana):
o Canal 1: Tubulação de 1 m de diâmetro 668,8 m
o Canal 2: Tubulação de 1,5 m de diâmetro: 668,8 m
Canais de concreto para drenagem em torno das valas (meia cana) de 50
cm de diâmetro: 719 m.
4. REFERÊNCIAS
NBR 15849: Resíduos sólidos urbanos – Aterros sanitários de pequeno porte –
Diretrizes para localização, projeto, implantação, operação e encerramento. Rio
de Janeiro: ABES, 2010.
REICHERT, Geraldo Antônio. Manual: Projeto, Operação e Monitoramento de
Aterros Sanitários. Caxias do Sul: UCS, 2007
NETO, Aruntho Savastano et. al. Manual: Operação de Aterro Sanitário em Valas.
Governo do estado de São Paulo. Secretaria do Meio Ambiente. CETESB.
Companhia Ambiental do estado de São Paulo (2010). Disponível em:
<http://www.ambiente.sp.gov.br/wp-content/uploads/cea/Aterro_valas.pdf>
ANEXOS
