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UFG – UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA
DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO EM
CAMPO PARA ANÁLISE DE PERCOLAÇÃO DE
POLUENTE ORGÂNICO EM SOLO
Vitor Hatanaka Lemos
GOIÂNIA – GO
JULHO/2018
Vitor Hatanaka Lemos
DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO EM
CAMPO PARA ANÁLISE DE PERCOLAÇÃO DE
POLUENTE ORGÂNICO EM SOLO
GOIÂNIA – GO
2018
Monografia apresentada na disciplina Trabalho
de Conclusão de Curso II, do curso de
graduação em Engenharia Ambiental e
Sanitária, da Universidade Federal de Goiás.
Orientadora: Prof. Dra. Márcia Maria dos Anjos
Mascarenha
Coorientador: Prof. Dr. Emiliano Lobo de
Godoi
RESUMO
Desastres ambientais relacionando poluentes orgânicos estão presentes de diversas formas, seja
ele na sua extração, no seu tratamento, no seu transporte ou em seu armazenamento. Evitar
perdas de áreas contaminadas por esses poluentes por meio de remediações, recuperações,
restaurações e a reabilitação é de suma importância. No entanto, para isso, faz-se necessário o
estudo da percolação de poluentes pelo solo. Sendo assim, o presente trabalho tem como foco
desenvolver um equipamento capaz de permitir a medição do volume, retido e percolado, pelo
solo. Para isso, foi determinado um método em campo, em que se teve três cenários, com
diferentes teores de matéria orgânica. Em cada um desses cenários foram despejados uma certa
quantidade de poluente e analisado o volume inicial e o final (retido e percolado). O
equipamento utilizado no experimento atendeu aos objetivos propostos, porém muitas
sugestões foram expostas para o melhor aproveitamento do equipamento e dos resultados.
Conclui-se que o experimento proposto pode ser usado na análise de retenção e percolação de
poluentes no solo seguindo as recomendações propostas nesse trabalho.
Palavras-chave: Desenvolvimento de experimento. Percolação de poluente orgânico. Óleo
diesel. Matéria orgânica. Quantidade de poluente retido.
LISTA DE QUADROS
QUADRO 1 - AS NORMAS PARA CADA PARÂMETRO A SER ANALISADO. ...................................... 22
QUADRO 2 - CÁLCULO DA UMIDADE HIGROSCÓPICA E DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DA
MO. ................................................................................................................................... 44
QUADRO 3 - CÁLCULO DA UMIDADE HIGROSCÓPICA E DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DA
AREIA. ................................................................................................................................ 44
QUADRO 4 - CÁLCULO DA UMIDADE HIGROSCÓPICA E DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS DA
MISTURA. ............................................................................................................................ 45
QUADRO 5 – DADOS DO ENSAIO DE LIMITE DE LIQUIDEZ DA MO. .............................................. 45
QUADRO 6 - LIMITE DE LIQUIDEZ DA MISTURA. ......................................................................... 46
QUADRO 7 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MO. ........................... 47
QUADRO 8 – DADOS DO ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO PARA A ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
COM/SEM DEFLOCULANTE DA MO. ..................................................................................... 48
QUADRO 9 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE (PORCENTAGEM DO
PASSANTE EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO) DA MO. ................................................................ 49
QUADRO 10 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA AREIA. ..................... 50
QUADRO 11 – DADOS DO ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO PARA A ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
COM/SEM DEFLOCULANTE DA AREIA. ................................................................................. 51
QUADRO 12 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE (PORCENTAGEM DO
PASSANTE EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO) DA AREIA. ............................................................ 51
QUADRO 13 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MISTURA. ................. 52
QUADRO 14 – DADOS DO ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO PARA A ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
COM/SEM DEFLOCULANTE DA MISTURA. ............................................................................. 53
QUADRO 15 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE (PORCENTAGEM DO
PASSANTE EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO) DA MISTURA. ........................................................ 54
QUADRO 16 - DADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EXPERIMENTO COM A AREIA. ................................ 55
QUADRO 17 - DADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EXPERIMENTO COM A MISTURA. ........................... 55
QUADRO 18 - DADOS OBTIDOS ATRAVÉS DO EXPERIMENTO COM A MO. ................................... 55
QUADRO 19 - UMIDADE NATURAL DO SOLO NO DIA DO EXPERIMENTO. ..................................... 56
QUADRO 20 - DADOS E RESULTADOS APÓS O EXPERIMENTO DA AREIA. ..................................... 57
QUADRO 21 - DADOS E RESULTADOS APÓS O EXPERIMENTO DA MISTURA. ................................ 57
QUADRO 22 - DADOS E RESULTADOS APÓS O EXPERIMENTO DA MO. ........................................ 58
QUADRO 23 - DADOS COMPLEMENTARES PARA CÁLCULO DE DADOS DO EXPERIMENTO. ........... 59
QUADRO 24 - FORMULÁRIO PARA CÁLCULOS DOS RESULTADOS DO EXPERIMENTO. .................. 60
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERIZAÇÃO DO SUBSTRATO PELOS ENSAIOS PROPOSTOS. ............................. 26
TABELA 2 - TIPO DE SOLO EM RELAÇÃO AO DIÂMETRO DOS GRÃOS. .......................................... 28
TABELA 3 - PORCENTAGEM DE CADA TIPO DE SOLO PARA CADA CENÁRIO COM DEFLOCULANTE.
........................................................................................................................................... 28
TABELA 4 - PORCENTAGEM DE CADA TIPO DE SOLO PARA CADA CENÁRIO SEM DEFLOCULANTE.
........................................................................................................................................... 28
TABELA 5 -RESUMO DOS ÍNDICES FÍSICOS, EQUAÇÃO DA RETA E O R² DOS GRÁFICOS. ............... 30
TABELA 6 - DADOS DO EXPERIMENTO. ...................................................................................... 31
TABELA 7 - VOLUMES UTILIZADO PARA CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS. ........................................ 31
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - LOCALIZAÇÃO DA ÁREA EXPERIMENTAL (GOOGLE EARTH). ................................... 18
FIGURA 2 - OS TRÊS CENÁRIO: AREIA; AREIA E MO; MO. ........................................................ 19
FIGURA 3 - VASO COM A TELA POLIMÉRICA. .............................................................................. 19
FIGURA 4 - PREPARAÇÃO DO POLUENTE: UM LITRO DE ÓLEO E MEIO LITRO DE ÁGUA. ............... 20
FIGURA 5 - VASO COM A SACOLA PLÁSTICA FIXADA PARA COLETA DO POLUENTE. .................... 20
FIGURA 6 - PLANTA DO EXPERIMENTO REALIZADO COM VISTA SUPERIOR. ................................. 21
FIGURA 7 - PLANTA DO EXPERIMENTO REALIZADO COM VISTA LATERAL. ................................. 21
FIGURA 8 - EXPERIMENTO EM EXECUÇÃO. ................................................................................. 22
FIGURA 9 - MEDIÇÃO DO POLUENTE PASSANTE, RETIDO NA SACOLA PLÁSTICA. ........................ 23
FIGURA 10 - PESAGEM DO SUBSTRATO APÓS A PERCOLAÇÃO E RETENÇÃO DO POLUENTE.......... 24
FIGURA 11 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA AREIA. ....................... 27
FIGURA 12 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MISTURA. ................... 27
FIGURA 13 - ANÁLISE GRANULOMÉTRICA COM/SEM DEFLOCULANTE DA MO............................ 27
FIGURA 14 – LIMITE DE LIQUIDEZ EM RELAÇÃO À PORCENTAGEM DE MO................................. 29
FIGURA 15 - MASSA ESPECÍFICA E ÍNDICE DE VAZIOS EM RELAÇÃO A PORCENTAGEM DE MO. .. 29
FIGURA 16 - PORCENTAGEM DAS FRAÇÕES GRANULOMÉTRICA DO SUBSTRATO EM RELAÇÃO A
PORCENTAGEM DE MO. ...................................................................................................... 30
FIGURA 17 – VOLUME INICIAL REAL EM CM³. ............................................................................ 33
FIGURA 18 – VOLUME FINAL REAL EM CM³. ............................................................................... 34
FIGURA 19 – VOLUME PASSANTE FINAL REAL EM CM³. .............................................................. 35
FIGURA 20 – VOLUME INICIAL EM PORCENTAGEM EM RELAÇÃO AO VOLUME TOTAL INICIAL. ... 36
FIGURA 21 – VOLUME FINAL EM PORCENTAGEM EM RELAÇÃO AO VOLUME TOTAL FINAL. ........ 37
FIGURA 22 - VOLUME PASSANTE EM PORCENTAGEM EM RELAÇÃO AO VOLUME TOTAL FINAL. .. 38
FIGURA 23 – VOLUME RETIDO E PASSANTE DE ÁGUA E ÓLEO DIESEL EM RELAÇÃO A
PORCENTAGEM DE MO. ...................................................................................................... 39
FIGURA 24 - LIMITE DE LIQUIDEZ DA MO. ................................................................................. 46
FIGURA 25 - LIMITE DE LIQUIDEZ DA MISTURA. ......................................................................... 46
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT
CTC
Associação Brasileira de Normas Técnicas
Capacidade de Troca Catiônica
CC Coeficiente de Curvatura
CEGEF Centro de Gestão do Espaço Físico da Universidade Federal de Goiás
CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
CNU Coeficiente de Não Uniformidade
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia
MO Matéria Orgânica
TCC Trabalho de Conclusão do Curso
UFG Universidade Federal de Goiás
SUMÁRIO
SUMÁRIO ................................................................................................................................ 9
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 10
1.1. OBJETIVOS ............................................................................................................. 11
1.1.1. Objetivo Geral .................................................................................................. 11
1.1.2. Objetivo Específico ........................................................................................... 11
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 12
3. MATERIAL E MÉTODO .............................................................................................. 18
3.1. LOCALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO ............................................................... 18
3.2. CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS ............................................................. 18
3.3. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................... 19
3.4. CARACTERIZAÇÃO DO SUBSTRATO ............................................................. 22
3.5. CARACTERIZAÇÃO DO POLUENTE ............................................................... 22
3.6. PARÂMETROS A SEREM AVALIADOS ........................................................... 24
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 26
4.1. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................... 26
4.2. PERCOLAÇÃO E RETENÇÃO DO POLUENTE .............................................. 30
5. CONCLUSÃO ................................................................................................................. 40
6. REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 42
7. APÊNDICES .................................................................................................................... 44
APÊNDICE A - Dados dos Ensaios (Caracterização) ..................................................... 44
APÊNDICE B - Dados Experimentais .............................................................................. 55
APÊNDICE C - Fórmulas Utilizadas Nesse Trabalho .................................................... 60
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 10
LEMOS, V.H.
1. INTRODUÇÃO
Diversos acidentes relacionados aos recursos hídricos e ao solo vêm ocorrendo de forma
cada vez mais intensa em todo o planeta. Como exemplos, pode-se citar a degradação do rio
São Francisco, que teve grande parte de sua mata ciliar eliminada (CASTRO, 2007); o
rompimento da barragem da SAMARCO, ocorrido em 2015, que não afetou apenas um dos
principais mananciais do Brasil, o rio Doce, como também, destruiu todo o distrito de Bento
Rodrigues - MG, contaminando o solo com diversos tipos de metais pesados (FREITAS, SILVA
e MENEZES, 2015); desastres ambientais em grandes poços de extração de petróleo (tanto no
mar, quanto na terra); tragédias no setor industrial, principalmente em barragens e em extração
de petróleo; acidentes automobilísticos (entre automóveis e também em postos de
combustíveis); e, até mesmo, acidentes relacionando o esgotamento doméstico.
Quando ocorre um acidente de grandes proporções, os principais meios afetados são o
solo, as águas (subterrâneas e superficiais), a fauna e a flora. Assim, a remediação rápida da
área afetada é de fundamental importância para diminuir os prováveis impactos ambientais,
evitando-se a destruição completa da área contaminada. Segundo Maciel e De Freitas (2014),
pode-se considerar os impactos ambientais como sendo qualquer alteração no meio ambiente
ou em alguma de suas características por uma ação ou atividade. Os autores completam que o
objetivo de analisar esses impactos ambientais é, principalmente, “avaliar as consequências das
ações e atividades realizadas pelas organizações, para que seja possível preservar a qualidade
do ambiente”.
Para estabelecer os procedimentos de remediação a serem tomados, com a intenção de
reduzir os impactos nesses meios, são necessárias informações básicas que ajudam nesse tipo
de situação, como exemplo: i) o tipo de solo; ii) quais cursos d’água estão próximos ao local da
contaminação; iii) as espécies da fauna e da flora atingidas; e iv) o nível do lençol freático.
Além dessas informações, saber o tempo em que ocorreu o acidente, a quantidade de poluente
que foi percolado e as características do solo e do poluente são fundamentais para ter
conhecimento do nível de contaminação.
Por outro lado, o uso da matéria orgânica (MO) como meio de retenção para esses tipos
de desastres é uma alternativa, visto que ela tem elevada capacidade de troca catiônica e uma
elevada capacidade de reter a umidade de um solo. De acordo com Mello et al. (1993), a
retenção de umidade ocorre de duas maneiras: i) absorvendo, grande quantidade de água – de
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 11
LEMOS, V.H.
4 a 6 vezes seu próprio peso; ii) promovendo a granulação das partículas minerais.
A principal justificativa do presente estudo é a necessidade de um experimento em campo
que permita a medição do volume passante e o tempo de percolação de um poluente orgânico
em um perfil de solo. Esses resultados possibilitarão estabelecer diretrizes para os processos de
remediação de solos contaminados. Saber o quanto o poluente irá percolar e o tempo dessa
percolação são fundamentais para ter conhecimento da localização do agente poluidor e, assim,
planejar as possíveis ações que serão aplicadas nesta área contaminada.
1.1. OBJETIVOS
1.1.1. Objetivo Geral
Propor um experimento em campo que permita a medição do volume de poluente
orgânico, retido e percolado pelo solo, com diferentes teores de MO, e analisar as possíveis
variáveis que possam ser corregidas num projeto futuro.
1.1.2. Objetivo Específico
Para a realização do objetivo geral, tem-se os seguintes objetivos específicos:
I. Propor um equipamento para a realização do experimento;
II. Estabelecer diferentes quantidades de teor de matéria orgânica no substrato;
III. Determinar as características do substrato;
IV. Cronometrar o tempo de percolação do efluente poluidor no substrato;
V. Avaliar a quantidade do efluente poluidor final.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 12
LEMOS, V.H.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
De acordo com Fetter (19931 apud Mariano, 2006), o petróleo obtido nas refinarias é uma
mistura de compostos orgânicos, geralmente alcanos e hidrocarbonetos aromáticos, e possui
pequenas parcelas de compostos, como oxigênio, enxofre e nitrogênio. Berti, Dusman e Soares
(2009) completam que os óleos e graxas são agentes orgânicos que tem origem vegetal, animal
ou mineral. Os mesmos autores ainda afirmam que essas substâncias, advindas do tratamento
do petróleo, são hidrocarbonetos, ésteres, gorduras, entre outros, quando encontrados em corpos
de águas naturais, os quais geralmente são oriundos de despejos e resíduos industriais, postos
de gasolina, efluentes de oficinas mecânicas, esgotos domésticos, estradas e vias públicas.
Berti, Dusman e Soares (2009) ainda comentam que a presença de óleos e graxas reduz a
área de contato entre a superfície da água e o ar atmosférico, fazendo com que, dessa forma,
seja impedido a oxigenação da água pela transferência do oxigênio da atmosfera para o corpo
hídrico. Além disso, quando se fala em processo de decomposição, a presença desses óleos e
graxas diminui a quantidade de oxigênio dissolvido, aumentando a demanda bioquímica de
oxigênio (DBO) e a demanda química de oxigênio (DQO), isso causa alterações no meio devido
à falta de oxigênio, como poluição e eutrofização do ambiente aquático, provocando a asfixia
dos animais e impossibilitando a realização do processo de fotossíntese dos vegetais e do
plâncton.
De acordo com Silva (2005), esse mesmo óleo, quando presente em folhas, geralmente
bloqueiam a transpiração e a respiração, reduzindo a fotossíntese pela restrição da entrada de
gás carbônico, devido a esse bloqueio dos poros dos estômatos. Silva (2005) ainda diz que o
óleo derramado cobre a superfície do solo, restringe a penetração do oxigênio, favorecendo,
assim, os fatores anaeróbicos e exacerbando o estresse de oxigênio nas raízes das plantas. Desse
modo, as membranas da raiz e a troca iônica são comprometidas como também penetram nos
vazios do solo pela ação da precipitação, podendo percolar até o ambiente aquático.
Assim, o órgão de controle ambiental paulista, a Companhia Ambiental do Estado de São
Paulo (CETESB), diz que os vazamentos advindos de postos de combustíveis em 2005 foram
responsáveis por 73% dos acidentes, deixando regiões contaminadas no Estado de São Paulo,
o que corresponde a 1596 áreas (MARIANO, 2006). Mariano (2006) comenta que esse dado
estatístico mostra que, devido ao aumento de descobertas desses casos de vazamentos em postos
1 FETTER, C. W. Contaminant Hydrogeology. New York: Macmillan, 1993.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 13
LEMOS, V.H.
de combustíveis, as constantes contaminações de solos por hidrocarbonetos derivados de
petróleo têm gerado inúmeras pesquisas e projetos, que geram um desafio para os profissionais
que atuam nessa área de saneamento ambiental, e são desenvolvidos em função da
complexidade dos fatores geoquímicos e bioquímicos que são gerados a partir de sua aplicação
no subsolo. O mesmo autor complementa que esses acontecimentos têm gerado preocupação e
repercussão dentro da sociedade pelo fato dessas contaminações com substâncias tóxicas
poderem poluir as águas subterrâneas, que são ou serão utilizadas como fonte de abastecimento
para consumo humano.
Para Spilborghs (19972 apud Mariano, 2006), a contaminação de solos e águas por
vazamento ou derramamento de combustíveis vem gerando preocupações relacionadas a esse
potencial de contaminação, sendo diversas as origens desses desastres: i) acidentes envolvendo
o transporte de combustíveis por caminhões, navios ou dutos, e ii) principalmente pelos
vazamentos provenientes de tanques de armazenamento de combustíveis subterrâneos em
postos, os quais estão relacionados a fortes processos corrosivos. Sendo assim, esses poluentes,
ao serem lançados para o meio ambiente, através de vazamentos em tanques subterrâneos,
percolam verticalmente pela área não saturada, através da influência das forças gravitacional e
capilar, sendo que também existe expansão horizontal, pela atração dessas forças capilares
(MANCINI, 2002). De acordo com Guiguer (20003 apud Mariano, 2006), o termo “forças
capilares” refere-se às forças que influenciam o movimento dos hidrocarbonetos em fase líquida
pelos interstícios do solo ou poros. Esse autor afirma que essas forças dependem de: a) o solo
esteja úmido com água ou com hidrocarbonetos em fase líquida; b) as propriedades físicas e
químicas dos hidrocarbonetos em fase líquida; e c) as características do solo.
Mariano (2006) comenta que o Estado de São Paulo, devido à sua intensa industrialização,
demonstra uma situação mais relevante em relação à esta questão. Com isso, a CETESB tem
elaborado manuais e criado adaptações nas legislações, seguindo algumas normas holandesas,
com o objetivo de controlar as áreas suspeitas de contaminação e áreas comprovadamente
contaminadas por esses derivados. Desse modo, Mariano (2006) destaca o Manual de
Gerenciamento de Áreas Contaminadas, que tem a função de informar metodologias a serem
utilizadas na resolução dos problemas gerados por áreas contaminadas, desde a investigação
preliminar até a proposição de técnicas de remediação.
2 SPILBORGHS, M. C. F. Biorremediação de aqüífero contaminado com hidrocarboneto. Dissertação
(Mestrado) – Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, 1997.
3 GUIGUER, N. Poluição das águas subterrâneas e do solo causada por vazamentos em postos de
abastecimento. Waterloo Hydrogeologic, Inc. 2000.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 14
LEMOS, V.H.
O Eugris (20084 apud Santos, Ungari e Santos, 2008) diz que a remediação é uma
aplicação de tecnologias para realizar a redução dos poluentes para níveis aceitáveis, ou à
estagnação da área contaminada pelos poluentes, sendo que essas técnicas podem ser dispostas
em uma etapa única ou em várias etapas ao mesmo tempo. Nesse contexto, Mancini (20025
apud Mariano, 2006) ressalta que a recuperação dessas áreas contaminadas por esses poluentes
é uma atividade complexa e muito extensa, e que em alguns casos não se consegue o objetivo
de recuperar aquela área degradada com a capacidade de atingir os limites permitidos pela
legislação ou pelos órgãos ambientais.
Em nível nacional, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) estabeleceu a
Resolução N⁰ 273, de 29 de novembro de 2000 (já alterada pelas resoluções 276/2001 e
319/2002), que determina uma série de requisitos que devem ser atendidos pelas empresas e
companhias que trabalham com o setor de combustível no Brasil, entre eles a obrigatoriedade
do licenciamento ambiental e a certificação dos equipamentos de acordo com as normas da
ABNT e do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro).
O papel da matéria orgânica (MO) como elemento de nutrição de plantas e de estruturação
do solo é bastante conhecido no meio agronômico. Tal elemento é utilizado desde os primórdios
da agricultura. Entretanto, seu papel como elemento de retenção de poluentes no solo ainda
carece de avanços científicos.
De acordo com Frigieri (2014), a matéria orgânica é entendida como os resíduos oriundos
de animais, vegetais e microrganismos em constante processo de transformação
(decomposição). Ainda de acordo com o mesmo autor, este elemento está presente como
componente do solo, com a capacidade de influenciar os parâmetros físicos (densidade,
porosidade, etc.), químicos (liberação e fixação de nutrientes, regulação do pH, etc.) e
biológicos (fonte de alimento e substrato para o desenvolvimento de micro-organismos, etc.),
tendo uma função fundamental na melhoria da fertilidade mesmo em quantidade pequenas
(~4%). Para Baldock et al. (19926 apud Dalmolin, 2002), a composição da matéria orgânica no
solo é definida pelo tipo de seu metabolismo e população microbiana, e pela sua natureza e
intensidade dos seus processos de decomposição, que podem ser modificados pelas condições
4 EUGRIS – European Information System Soil and Groundwater. Consulta geral a homepage. 2008.
Disponível em: http://www.eugris.info Acesso em 15.06.2008
5 MANCINI, T. M. Métodos de caracterização de áreas potencialmente contaminadas por hidrocarbonetos de
petróleo. Trabalho monográfico - Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Unesp – Rio Claro, 2002.
6 BALDOCK, J. A.; OADES, J. M.; WATERS, A. G. Aspects of the chemical structure of soil organic materials
as revealed by solid-state C NMR spectroscopy. Biogeochemistry, Dordrecht, v.16, 1992.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 15
LEMOS, V.H.
ambientais como a temperatura do solo, pH, umidade, disponibilidade de nutrientes e potencial
redox, além da proteção que os constituintes minerais do solo oferecem.
De acordo com Canellas et al. (2001), a matéria orgânica do solo e dos resíduos, do ponto
de vista estritamente teórico, pode ser dividida em dois grandes compartimentos: i), composto
pela fração não-humificada, representada pelos restos vegetais e animais pouco decompostos e
pelos compostos orgânicos com categoria bioquímica definida (proteínas, açúcares, ceras,
graxas, resinas), e ii), compartimento formado pelas substâncias humificadas. Deste modo,
Santos e Camargo (19997 apud Canellas et al., 2001) definem as substancias húmicas como
sendo produto da constante transformação dos resíduos orgânicos pela biomassa e
polimerização dos compostos orgânicos (especialmente através de reações químicas de
condensação, desmetilação e oxidação) até macromoléculas resistentes a degradação biológica.
Para Swift (19968 apud Dalmolin, 2002), a matéria orgânica é de grande valia para avaliar
a fertilidade dos latossolos, encontrados em áreas tropicais e subtropicais, devido à sua
disposição de troca de cátions, virando a principal fonte de nutrientes para as vegetações, além
de melhorar as suas características físicas como, por exemplo, agregação e infiltração de água.
Desse modo, Nascimento et al. (2010) afirmam que a decomposição da matéria orgânica,
consideravelmente rápida em solos com grande coeficiente de permeabilidade, resulta em
produtos como dióxido de carbono (𝐶𝑂2), nitrato (𝑁𝑂3−), sulfatos (𝑆𝑂4
2−) e compostos de maior
estabilidade (húmus). Sendo assim, Chain e Dalal. (20019 apud Nascimento et al., 2010)
destacam que a porcentagem de matéria orgânica, que é demonstrada pelo teor carbono
orgânico total e suas características (como a quantidade de seus diferentes componentes), é um
indicador da qualidade do solo.
Para Stevenson (198210 apud Nascimento et al., 2010), a determinação da quantidade das
substâncias húmicas transcorre de processos físicos e químicos, tendo como base a solubilidade
diferencial entre as diversas frações. Deste modo, Theng et al. (198911 apud Nascimento et al.,
7 SANTOS, G. de A.; CAMARGO, F. A. O. Fundamentos da matéria orgânica do solo: ecossistemas tropicais e
subtropicais. Porto Alegre: Gênesis, 1999.
8 SWIFT, R. S. Organic matter characterization. In: SPARKS, D. L. et Al. Methods of soil analysis: Part 3.
Chemical Methods. Madison: Soil Science Society of America. 1996.
9 CHAIN, K.Y. & DALAL, R.C. Soil organic matter in rainfed cropping system of the Australian cereal belt.
Austr. J. Soil Res., 2001.
10 STEVENSON, F.J. Humus chemistry: Genesis, composition, reactions. New York, John Wiley & Sons, 1982.
11 THENG, B.K.G.; TATE, K.R & SOLLENS, P. Constituents of organic matter in temperate and tropical soils.
In: COLEMAN, D.; OADES, J.M. & UEHARA, G., eds. Dynamic of soil organic matter in tropical ecosystems.
Honolulu, University of Hawai. 1989.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 16
LEMOS, V.H.
2010) e Ping et al. (200112 apud Nascimento et al., 2010) afirmam que essas substâncias são
consideradas indicadores de processos e do nível de humificação desse composto, sendo
subdivididas nas frações: i) ácidos fúlvicos, ii) ácidos húmicos e iii) humina. Segundo eles, esta
última pode ter participação de substratos não húmicas, como, por exemplo, carboidratos, ou
outros derivados ligados à fração mineral.
Vezzani (200113 apud Júnior, 2011) afirma que os microrganismos, com destaque aos
heterotróficos, adquirem energia para o seu crescimento através da decomposição de vegetais
e da matéria orgânica do solo, emitindo gás carbônico para a atmosfera, nutrientes para o solo,
e uma variedade de compostos orgânicos secundários advindos do metabolismo microbiano, os
quais compõe a matéria orgânica do solo. De Fede et al. (200114 apud Júnior, 2011) completam
que um solo rico em matéria orgânica possivelmente mantém a população microbiana o mais
estável possível ao decorrer do ano, provavelmente devido à riqueza de nichos ecológicos, pela
heterogeneidade das fontes de carbono.
Júnior (2011) diz que a capacidade de troca catiônica (CTC) de um solo, argila ou húmus,
é a quantidade total de cátions retidos à superfície desses materiais, em estado permutável. Para
Raij (198115 apud Junior, 2011), a contribuição da matéria orgânica para a CTC dos solos foi
considerada entre 56% e 82% da CTC de solos sob condições tropicais, o que ajuda na retenção
de cátions e reduz as perdas por lixiviação. Raij (198116 apud Junior, 2011) ainda completa que
a quantidade da matéria orgânica pode ser utilizada para ter uma ideia da textura do solo; para
valores de matéria orgânica até 15 𝑔. 𝑑𝑚−3, o solo é considerado de textura arenosa; entre 16 a
30 𝑔. 𝑑𝑚−3, o solo é considerado de textura média; de 31 a 60 𝑔. 𝑑𝑚−3, de textura argilosa; e
solos com valores acima de 60 𝑔. 𝑑𝑚−3 indicam acúmulo de matéria orgânica no solo por
condições localizadas, em geral por má drenagem ou acidez elevada.
Brandão et al. (2003) realizaram um experimento, utilizando a MO como meio filtrante
para retenção de poluentes em águas residuárias da suinocultura, em que eles utilizam seis tipos
12 PING, C.L.; MICHALESON, G.L.; DAI, X.Y. & CANDLER, R.J. Characterization of soil organic matter. In:
LAL, R.; KIMBLE, J.M.; FOLLETT, R.F. & STEWART, B.A. Assessment methods for soil carbon. Boca Raton,
Lewis Publishers, 2001.
13 VEZZANI, F. M. Qualidade do sistema solo na produção agrícola. Tese (Doutorado) - Universidade Federal
do Rio Grande do Sul, porto alegre. 2001. 14 DE FEDE, K. L.; PANACCIONE, D. G.; SEXTONE, A. J. Characterization of dilution enrichment cultures
obtained from size-fractionated soil bacteria by BIOLOGR community-level physiological profiles and
restriction analysis of 16S rDNA genes. Soil Biology and Biochemistry, Oxford, v. 33, n. 11, 2001.
15 RAIJ, B. van. Mecanismos de interação entre solos e nutrientes. In: RAIJ, B. van., (Ed). Avaliação da
fertilidade do solo. Piracicaba: Instituto da Potassa e Fosfato, 1981.
16 Idem 15.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 17
LEMOS, V.H.
de resíduos orgânicos: casca de arroz, casca de frutos do cafeeiro, bagaço da cana-de-açúcar,
sabugo de milho, serragem de madeira e fino de carvão vegetal. Os resultados foram obtidos a
partir de um tratamento estatístico chamado delineamento inteiramente casualizado, onde o
poluente passava por uma estrutura preenchida com a matéria orgânica e em seguida era retido
num recipiente e analisado quimicamente. Entre eles o que teve uma maior capacidade de reter
elementos químicos foram o bagaço da cana-de-açúcar e a serragem de madeira. Além deles,
Beutler et al. (2002), realizaram um experimento para saber a retenção de água em dois tipos
de latossolos sob diferentes usos, onde os sistemas de manejo foram: algodão, cana-de-açúcar
e mata. Eles observaram então, que a MO não demonstrou participação em relação a retenção
de água no solo.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 18
LEMOS, V.H.
3. MATERIAL E MÉTODO
3.1. LOCALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO
O experimento foi instalado na Escola de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade
Federal Goiás (EECA-UFG), Goiânia-GO (FIGURA 1). O clima local, conforme definido pela
classificação climática de Koppen, classifica-se no grupo de climas tropicais chuvosos, como
Aw-savana, tendo o caráter sub-úmido, com duas estações bem definidas: uma seca e outra
chuvosa. A isoterma anual varia entre 20 ºC e 22 ºC, com precipitação média anual variando de
1500 mm a 2000 mm.
Figura 1 - Localização da área experimental (Google Earth).
3.2. CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS
Os cenários avaliados no experimento foram constituídos de um substrato de areia fina
lavada, um material com grande coeficiente de permeabilidade, com diferentes teores de
matéria orgânica (comprada em loja convencional de jardinagem), muito usado como adubo.
Sabe-se que esse material não é composto somente por MO sendo necessário a execução da
queima para a determinação desse percentual. Porém, nesse trabalho, esse material será
identificado como matéria orgânica (MO). Os vasos que foram utilizados tiveram uma amostra
de substrato de 5,0kg.
Os seguintes cenários foram investigados:
Cenário 1 (C1) – Vasos com 100% areia;
Cenário 2 (C2) – Vasos com 50% areia e 50% matéria orgânica;
Cenário 3 (C3) – Vasos com 100% matéria orgânica.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 19
LEMOS, V.H.
As porcentagens acima descritas foram consideradas em relação à massa seca total da
amostra que seria ensaiada. A Figura 2 demonstra como os cenários foram dispostos de forma
aleatória, onde os vasos com menor volume são somente com areia e os vasos com maior
volume são somente a MO, e os outros são as misturas. A figura 2 também demonstra como foi
montado a parte superior do experimento.
Figura 2 - Os três cenário: Areia; Areia e MO; MO.
3.3. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
Os vasos utilizados para a pesquisa possuem um volume de 12,5 litros, onde foram
depositadas as amostras de substrato, composta por areia fina e matéria orgânica. No fundo de
todos os vasos foram depositadas telas poliméricas para evitar a perda de substrato (Figura 3).
Foi aplicado na amostra de substrato uma mistura de óleo diesel misturado em água destilada
(foram utilizados um litro de óleo e meio litro de água para cada amostra). Na Figura 4 consta
a preparação das misturas. Abaixo dos vasos foram colocadas sacolas plásticas, fixadas por fita
adesiva, para a coleta dos efluentes (Figura 5).
Figura 3 - Vaso com a tela polimérica.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 20
LEMOS, V.H.
Figura 4 - Preparação do poluente: um litro de óleo e meio litro de água.
Figura 5 - Vaso com a sacola plástica fixada para coleta do poluente.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 21
LEMOS, V.H.
Os vasos foram colocados em uma estrutura metálica conforme apresentado nas Figuras
6 e 7. A Figura 8 mostra como essa estrutura foi montada para a realização; sendo que, nessa
imagem, o experimento já está em processo, podendo-se, assim, perceber a retenção de parte
do poluente nas sacolas plásticas.
Figura 6 - Planta do experimento realizado com vista superior.
Figura 7 - Planta do experimento realizado com vista lateral.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 22
LEMOS, V.H.
Figura 8 - Experimento em execução.
3.4. CARACTERIZAÇÃO DO SUBSTRATO
Os ensaios de caracterização dos substratos utilizados nos três cenários foram realizados
no Laboratório de Geotecnia da UFG, de acordo com as normas da Associação Brasileira de
Normas Técnicas (ABNT) apresentadas no Quadro 1. Antes de realizar os ensaios, as amostras
de substratos foram secadas ao ar para assim determinar a umidade higroscópica.
Quadro 1 - As normas para cada parâmetro a ser analisado.
PARÂMETRO NORMA TÉCNICA
Preparação da amostra de solo NBR 6457 (ABNT, 2016a)
Massa Específica dos Grãos Anexo B da NBR 6458 (ABNT, 2016b)
Limite de Liquidez NBR 6459 (ABNT, 2016c)
Limite de Plasticidade NBR 7180 (ABNT, 2016d)
Curva Granulométrica NBR 7181 (ABNT, 2016e)
Teor de Umidade NBR 16097 (ABNT, 2012)
3.5. CARACTERIZAÇÃO DO POLUENTE
O poluente composto por 1,0 litro de óleo diesel e 0,5 litro de água foi medido tanto no
início, quanto no final, após toda a sua percolação. Os índices físicos do substrato foram
determinados somente no início do experimento. O parâmetro a ser analisado será o volume
passante por cada amostra de substrato (Figura 9). Os poluentes que tinham a presença de água
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 23
LEMOS, V.H.
foram deixados em repouso, para que fossem decantados a água e o óleo diesel, e assim pudesse
ser medido o volume passante separadamente.
Figura 9 - Medição do poluente passante, retido na sacola plástica.
Foram adotados os seguintes procedimentos para realização do experimento:
1. Foi feita a uniformização manualmente, no momento da execução do experimento,
do óleo e da água, formando assim o poluente, o qual foi aplicado na amostra de
substrato;
2. Os substratos foram formados a partir da uniformização da areia com a matéria
orgânica de acordo com cada cenário (C1, C2 e C3);
3. Os substratos foram lançados a partir do nível superior dos vasos, evitando assim,
alturas de quedas distintas;
4. Os vasos foram pesados para obtenção da massa específica natural do substrato e
uma amostra foi separada para o cálculo da umidade no momento do experimento;
5. Foram colocadas as sacolas plásticas no fundo dos vasos, e, posteriormente, a
aplicação do poluente no substrato, a partir do nível superior do vaso;
6. Após, foram coletados e analisados os efluentes armazenados nas sacolas plástica,
e o substrato contaminado com o poluente (Figura 10).
Embora tenha-se adotado a mesma altura de queda do substrato para todas as amostras,
não foi garantido a mesma energia, pelo fato de que, os substratos possuem uma mesma massa
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 24
LEMOS, V.H.
e não um mesmo volume. Para garantir a mesma energia, o que é recomendado, têm-se duas
opções: i) estabelecer a mesma altura de queda e uma mesma altura do substrato (volume); ou
ii) compactar o substrato em uma mesma energia de compactação, sendo que os valores de
umidade e massa específica seca máxima, devem ser obtidos em laboratório de acordo com a
NBR 7182 (ABNT, 2016f).
Figura 10 - Pesagem do substrato após a percolação e retenção do poluente.
3.6. PARÂMETROS A SEREM AVALIADOS
No contexto da realização do experimento, os parâmetros foram analisados da seguinte
forma:
Parâmetro número 1 - Tempo: depois de aplicar o poluente na amostra de
substratos, foi avaliado o tempo que levou para esse poluente atravessar toda a
camada de substrato, anotando-se o tempo necessário para ocorrer o primeiro
gotejamento e o tempo final do seu gotejamento. Considerou-se o tempo final de
gotejamento, quando não ocorria saída de nenhuma gota do substrato durante um
período de 10 a 15 minutos.
Parâmetro número 2 - Volume: aguardado o tempo de percolação do poluente para
a sacola plástica foi avaliado o volume total retido no substrato a partir do coletado
na sacola plástica.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 25
LEMOS, V.H.
Não foram consideradas perdas pela evaporação, ou por qualquer outro fator externo que
poderia modificar os resultados desse experimento, como a umidade local e a temperatura
ambiente. No entanto, como os ensaios foram executados ao mesmo tempo e nas mesmas
condições climáticas, considerou-se essa perda por evaporação constante para todos os
cenários. Porém, recomenda-se para obtenção de um resultado mais preciso, a medição da taxa
de evaporação, tanto para a água, quanto para o óleo diesel, durante a execução do ensaio.
Além disso, seria importante realizar ensaio de caracterização em laboratório para
determinar a presença de óleos e graxas presentes no solo ou no volume passante.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 26
LEMOS, V.H.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais para a
caracterização dos substratos para cada cenário, e os resultados obtidos na realização do
experimento.
4.1. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
Inicialmente, foi realizada a caracterização dos materiais empregados nos cenários 1, 2 e
3. Essa caracterização teve como principal objetivo determinar os índices físicos do substrato
(massa específica dos grãos e umidade), limites de consistência e curva granulométrica. Os
resultados obtidos estão presentes na Tabela 1. As curvas granulométricas do substrato constam
nas Figuras 11 a 13.
Tabela 1 - Caracterização do substrato pelos ensaios propostos.
Cenário Massa
específica
dos grãos
(g/cm³)
Teor de
umidade
higroscópica
(%)
WL
(%)
WP
(%)
Índice de
plasticidade
Classificação do solo
(SUCS)
Índice
de
vazios
Umidade
inicial
(%)
C1 2,7 0,1 - - Não plástico Areia mal graduada (SP) 0,8 0,15
C2 2,3 2,8 58,5 - Não plástico Areia argilosa (SC) 2,3 12,86
C3 2 6,9 121,3 - Não plástico Areia siltosa (SM) 3,89 25,57
WL – Limite de Liquidez; WP – Limite de Plasticidade; SUCS – Sistema Unificade de Classificação Simples.
Para determinar o índice de vazios, determinou-se a massa de água necessária para
preencher o vaso na mesma altura que inicialmente estavam cada substrato. A partir desse valor
e da massa específica da água obteve-se o volume inicial de cada substrato.
Nas Tabelas 3 e 4 constam as porcentagens de argila, silte e areia (fina, média e grossa)
para cada cenário investigado, obtidos por meio de ensaio executado com e sem defloculante
(hexametafosfato de sódio, na concentração de 45,7 gramas do sal para 1,0 litro de solução).
Essa separação se dá em relação a porcentagem de passante e seus diâmetros, observados nas
curvas de distribuição granulométrica. Na Tabela 2 consta o intervalo de cada divisão.
A utilização do defloculante no ensaio provoca uma desagregação das partículas,
deixando o substrato mais fino. Isso se dá porque o defloculante provoca a quebra das
concreções formadas por cimentações de partículas menores, fazendo com que as frações de
areias diminuam, aumentando a quantidade de argila e silte.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 27
LEMOS, V.H.
Figura 11 - Análise granulométrica com/sem defloculante da areia.
Figura 12 - Análise granulométrica com/sem defloculante da mistura.
Figura 13 - Análise granulométrica com/sem defloculante da MO.
0
20
40
60
80
100
0,01 0,1 1 10 100Po
rcen
tage
m d
e p
assa
nte
Diâmetro dos grãos (mm)
Análise Granulométrica - Areia
Análise Granulométrica S/ defloc. - Areia Análise Granulométrica C/ defloc. - Areia
0
20
40
60
80
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100Po
rcen
tage
m d
e p
assa
nte
Diâmetro dos grãos (mm)
Análise Granulométrica - Mistura
Análise Granulométrica S/ defloc. - Mist Análise Granulométrica C/ defloc - Mist.
0
20
40
60
80
100
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Po
rcen
tage
m d
e p
assa
nte
Diâmetro dos grãos (mm)
Análise Granulométrica - MO
Análise Granulométrica S/ Defloc. - MO Análise Granulométrica C/ defloc. - MO
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 28
LEMOS, V.H.
Pode-se perceber, por meio dessas figuras, que a presença do defloculante na areia não
interferiu em sua distribuição granulométrica; já na mistura e na MO, a presença de defloculante
alterou a sua distribuição granulométrica, isso significa que partículas maiores quebram
formando partículas maiores, ou seja, areia desagrega formando silte ou argila e o silte
desagrega formando argila. Percebe-se que na presença de defloculante para a mistura há um
aumento de 12% para argila e um aumento de 12% para o silte; e para a MO há um aumento de
18,08% para argila e um aumento de 28,69% para o silte.
Tabela 2 - Tipo de solo em relação ao diâmetro dos grãos.
Intervalo de diâmetro
Tipo de Solo De (mm) Até (mm)
Argila 0 0,002
Silte 0,002 0,06
Areia Fina 0,06 0,2
Areia Média 0,2 0,6
Areia Grossa 0,6 2
Tabela 3 - Porcentagem de cada tipo de solo para cada cenário com defloculante.
Cenário % de
Argila
% de
Silte
% de Areia
Fina
% de Areia
Média
% de Areia
Grossa
% de
Pedregulho
C1 0 3,04 6,11 46,36 38,05 6,44
C2 12 9 6 36 28 9
C3 18,08 19,8 5,85 21,88 23,41 10,98
Tabela 4 - Porcentagem de cada tipo de solo para cada cenário sem defloculante.
Cenário % de
Argila
% de
Silte
% de Areia
Fina
% de Areia
Média
% de Areia
Grossa
% de
Pedregulho
C1 0 1,75 5,98 49,55 36,28 6,44
C2 0 9 7 42 33 9
C3 1,77 7,42 18 30,72 31,11 10,98
A partir dos dados apresentados na Tabela 1, foram realizados gráficos comparativos,
relacionando: i) limite de liquidez; ii) massa específica dos grãos; iii) índice de vazios; e iv)
frações granulométricas das partículas, em relação ao teor MO dos materiais ensaiados.
Em geral, observou-se que a variação desses índices físicos do substrato com a
porcentagem de MO segue uma tendência linear, o que permite extrapolar esses valores para
porcentagens de MO diferente do estudado nesse trabalho (0%, 50% e 100%).
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 29
LEMOS, V.H.
Na Figura 14 consta a relação entre a porcentagem de MO e os valores do limite de
liquidez. Observa-se uma tendência de crescimento desses valores com o teor de MO. O limite
de liquidez está relacionando à afinidade do material pela água, pois maiores limites de liquidez
representam maiores capacidades de retenção de água.
Figura 14 – Limite de liquidez em relação à porcentagem de MO.
Na Figura 15 consta a relação entre a porcentagem de MO e os valores das massas
específicas dos grãos e dos índices de vazios. Observou-se uma tendência de crescimento da
massa específica dos grãos e uma redução do índice de vazios com o incremento de teor de
MO. Chama-se a atenção para o fato de que maiores índices de vazios pode significar maior
facilidade de percolação de água.
Figura 15 - Massa específica e índice de vazios em relação a porcentagem de MO.
Na Figura 16 consta a relação entre a porcentagem de MO e as frações granulométrica
das partículas. Observou-se uma tendência de crescimento desses valores, em relação a argila
y = 60,674x - 61,41R² = 0,9996
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
0% 50% 100%
Úm
idad
e (%
)
% de Matéria Orgânica
WL Linear (WL)
y = -0,3517x + 3,0089R² = 0,9995
y = 1,5467x - 0,7622R² = 0,9997
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0% 50% 100%
Índ
ice
de
Vaz
ios
Mas
sa E
spec
ífic
a d
os
Grã
os
(g/c
m³)
% de Matéria Orgânica
ρs e Linear (ρs) Linear (e)
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 30
LEMOS, V.H.
e ao silte, e uma redução desses valores em relação às areias (fina, média e grossa), de acordo
com teor de MO. Maiores porcentagens de argilas significa maior capacidade de reter água.
Figura 16 - Porcentagem das frações granulométrica do substrato em relação a porcentagem de MO.
Na Tabela 5 consta a equação da linha de tendência da relação entre os índices físicos e a
porcentagem de MO, e seu respectivo coeficiente de determinação (R²). A partir dessa equação
pode determinar qualquer índice físico para qualquer porcentagem de MO, tendo em vista que
o R² é próximo de 1 para os três índices físicos.
Tabela 5 -Resumo dos índices físicos, equação da reta e o R² dos gráficos.
Cenário WL Massa Específica Índice de vazios
C1 - 2,7 0,8
C2 58,5 2,3 2,3
C3 121,3 2 3,89
Equação da Reta 𝑦 = 60,674𝑥 − 61,41 𝑦 = −0,3517𝑥 + 3,0089 𝑦 = 1,5467𝑥 − 0,7622
R² 0,9996 0,9995 0,9997
R² - Coeficiente de determinação; WL – Limite de liquidez.
4.2. PERCOLAÇÃO E RETENÇÃO DO POLUENTE
Após a caracterização, foi realizado o experimento, e a partir dele conseguiu-se obter os
resultados apresentados a seguir. Foram divididos os vasos das seguintes formas: para o cenário
1, os vasos 1, 2 e 3; para o cenário 2, os vasos 4, 5 e 6; para o cenário 3, os vasos 7, 8 e 9. A
partir dos dados dispostos no apêndice “Dados experimentais” (item 7.B), são expostos os
resultados pertinentes para as análises e para conseguir atingir os objetivos propostos neste
trabalho. A Tabela 6 mostra os resultados obtidos a partir do experimento realizado.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0% 50% 100%
Po
rcen
tage
m d
as f
raçõ
es
gran
ulo
mét
rica
do
so
lo
% de Matéria Orgânica
Argila Silte Areia Fina Areia Média Areia Grossa
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 31
LEMOS, V.H.
Tabela 6 - Dados do experimento.
Vaso Inicio do
gotejamento
(s)
Fim do
gotejamento
(s)
Volume
– inicial
(cm³)
Peso do
substrato
– final
(g)
Volume
de água -
retido
(ml)
Volume
de água -
passante
(ml)
Volume
de óleo
diesel –
retido
(ml)
Volume
de óleo
diesel –
passante
(ml)
1 10 21600 3552,8 5544,5 345 155 205 795
2 15 23400 3043,4 5608 425 75 340 660
3 37 25200 3552,8 5667,4 385 115 440 560
4 12 1050 6631,7 6185 500 0 878 122
5 13 1200 6366,4 6178 500 0 866 134
6 16 1337 7836,2 6224,6 500 0 910 90
7 16 2400 10083 6122 500 0 812 188
8 14 1533 10442 6154 500 0 850 150
9 75 3600 10761 6270,7 500 0 966 34
Note que, na Tabela 6, o tempo de gotejamento é muito superior quando se tem somente
areia, pois o índice de vazios na presença de MO é maior, o que faz o poluente ter maior
facilidade de percolação, sendo assim, na presença de MO, um local contaminado por óleo
diesel atingiria mais rápido o lençol freático.
Para uma melhor visualização e compreensão da quantidade de poluente que foi retido e
percolado pelo substrato, foram elaborados gráficos relacionando o volume inicial da amostra,
com os volumes de vazios, de sólidos e de água/óleo (figuras 17 a 19), utilizando os dados
apresentados na Tabela 7. As Figuras 17 e 18 apresentam os volumes iniciais e finais de cada
amostra e a Figura 19 apresenta os volumes passantes (retidos em cada sacola plástica). Esses
valores foram obtidos a partir de fórmulas localizadas no apêndice “Fórmulas utilizadas neste
trabalho” (item 7.C), com ajuda dos dados localizados no apêndice “Dados experimentais”
(item 7.B).
Tabela 7 - Volumes utilizado para construção de gráficos.
Vaso Volume da
amostra –
inicial (cm³)
Volume dos
sólidos (cm³)
Volume de
vazios (cm³)
Volume de
água – inicial
(cm³)
Volume de
água – final
(cm³)
Volume de
óleo diesel –
final (cm³)
1 3552,8 1879,7 1665,60 7,45 352,45 205
2 3043,4 1877,8 1158,17 7,45 432,45 340
3 3552,8 1879 1666,36 7,45 392,45 440
4 6631,7 1930,9 4130,59 570,21 1070,21 878
5 6366,4 1931,3 3864,76 570,33 1070,33 866
6 7836,2 1932,5 5333,09 570,67 1070,67 910
7 10083 2035,9 7027,15 1019,70 1519,70 812
8 10442 2034,7 7387,93 1019 1519 850
9 10761 1578,6 7265,81 1916,30 2416,30 966
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 32
LEMOS, V.H.
Percebe-se, a partir das Figuras 17 a 19, que o volume inicial da areia é muito inferior ao
da mistura e do cenário somente com a presença da MO, visto que a massa específica dos grãos
da areia é maior que o da MO, e o índice de vazios da areia é menor que dos outros cenários.
Também se pode notar que com a presença de MO, toda a água é absorvida e que o volume de
óleo passante é reduzido drasticamente.
As Figuras 20 a 22 mostram esses mesmos gráficos, porém, os volumes de vazios, de
sólidos, de água e óleo são apresentados em porcentagem em relação ao volume total da amostra
de substrato.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 33
LEMOS, V.H.
Gráficos explicitando o volume real da amostra de substrato:
Figura 17 – Volume inicial real em cm³.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
AREIA (1) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
AREIA (2) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
AREIA (3) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
MIST. (4) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
MIST. (5) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
MIST. (6) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
M.O. (7) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
M.O. (8) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
M.O. (9) - Volume Inicial (cm³)
Volume de vazios - inicial (cm³)
Volume de água - inicial (cm³)
Volume de sólidos - inicial (cm³)
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 34
LEMOS, V.H.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
AREIA (1) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
AREIA (2) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
AREIA (3) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
MIST. (4) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
MIST. (5) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
MIST. (6) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
Figura 18 – Volume final real em cm³.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
M.O. (7) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
M.O. (8) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
M.O. (9) - Volume Final (cm³)
Volume de óleo - final (cm³)
Volume de vazios - final (cm³)
Volume de água - final (cm³)
Volume de sólidos - final (cm³)
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 35
LEMOS, V.H.
Figura 19 – Volume passante final real em cm³.
0
200
400
600
800
1000
AREIA (1) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
AREIA (2) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
AREIA (3) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
MIST. (4) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
MIST. (5) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
MIST. (6) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
M.O. (7) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
M.O. (8) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
0
200
400
600
800
1000
M.O. (9) - Volume Passante (cm³)
Volume de óleo - passante (cm³)
Volume de água - passante (cm³)
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 36
LEMOS, V.H.
Gráficos relacionando porcentagem dos volumes em relação ao volume total da amostra:
Figura 20 – Volume inicial em porcentagem em relação ao volume total inicial.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AREIA (1) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AREIA (2) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AREIA (3) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MIST. (4) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MIST. (5) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MIST. (6) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
M.O. (7) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
M.O. (8) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
0%
20%
40%
60%
80%
100%
M.O. (9) - Volume Inicial (%)
Porcentagem de vazios - inicial
Porcentagem de água - inicial
Porcentagem de sólidos - inicial
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 37
LEMOS, V.H.
Figura 21 – Volume final em porcentagem em relação ao volume total final.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AREIA (1) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AREIA (2) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
AREIA (3) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MIST. (4) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MIST. (5) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MIST. (6) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
M.O. (7) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
M.O. (8) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
0%
20%
40%
60%
80%
100%
M.O. (9) - Volume Final (%)
Porcentagem de óleo - final
Porcentagem de vazios - final
Porcentagem de água - final
Porcentagem de sólidos - final
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 38
LEMOS, V.H.
Figura 22 - Volume passante em porcentagem em relação ao volume total final.
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
AREIA (1) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
AREIA (2) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
AREIA (3) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
MIST. (4) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
MIST. (5) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
MIST. (6) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
M.O. (7) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
M.O. (8) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
M.O. (9) - Volume Passante (%)
Porcentagem de óleo - passante
Porcentagem de água - passante
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 39
LEMOS, V.H.
A Figura 23 apresenta a média de volume retido e passante da água e do óleo em relação
à porcentagem de MO presente no substrato. Observou-se que, a partir de 50% de MO, ocorre
toda a absorção da água e há uma redução do volume de óleo passante. Este comportamento é
devido a MO ter uma capacidade de absorção muito elevada de água, além da sua alta
capacidade de troca catiônica, como verificado por Mello et al. (1993). A partir dessa situação,
percebe-se que um substrato com presença de MO terá uma pluma de contaminação menor,
pelo fato da MO conseguir reter grande parte do poluente. Outra informação importante é que
a quantidade de poluente retido não varia de maneira significativa quando o teor de MO é
superior a 50%.
Figura 23 – Volume retido e passante de água e óleo diesel em relação a porcentagem de MO.
Para realizar todos os cálculos para a produção das tabelas e gráficos abordados nesse
tópico, foram utilizados o formulário localizado no Apêndice 7.C “Fórmulas utilizadas neste
trabalho”.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0% 50% 100%
Vo
lum
e (c
m³)
Porcentagem de MO
Volume de água passante Volume de água retida
Volume de óleo passante Volume de óleo retido
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 40
LEMOS, V.H.
5. CONCLUSÃO
Observou-se que, quanto maior o teor de MO, maior é a retenção do poluente, porém a
percolação foi mais rápida, devido aos vazios serem maiores do que o da areia, visto que não
foi mantida a mesma energia de compactação. Vale ressaltar que, nesse estudo, o teor de MO
ideal foi igual a 50%, pois não houve uma alteração considerável a partir desse teor em relação
à absorção de poluente.
Conclui-se que em um substrato composto somente por areia vai passar um volume maior
de poluente, porém vai demorar mais tempo para que esse volume elevado percole e a presença
de matéria orgânica ocasiona uma percolação rápida, porém com uma absorção maior
comparado com a areia.
Com base nos resultados obtidos, pode-se dizer que o equipamento para realizar o
experimento é eficiente para medir o volume retido e percolado pelo solo com diferentes teores
de MO, porém foram notadas algumas alterações que seriam pertinentes para futuros projetos
que irão utilizar esse estudo de base.
1. O maior problema enfrentado no experimento foi a quantidade de pessoas. Seriam
necessárias pelo menos três pessoas, onde uma ficaria responsável somente para anotar os
dados, outra para ficar com o cronometro e a última para despejar o poluente;
2. Trocar as telas polimérica por outro material, ou fixar elas com outro material diferente da
cola-quente, pois o óleo diesel acabou descolando-as;
3. Utilizar um volume maior de poluente, pois o substrato com 100% de MO não chegou a
ficar saturado quanto nos outros cenários;
4. Mudar o material da régua utilizada, pois a de plástico se despedaçou devido à presença do
óleo diesel;
5. Proteger, com alguma manta impermeabilizante o local abaixo do experimento, pois acabou
vazando um pouco de poluente, o que poderia contaminar o local;
6. Fixar o volume de substrato, em vez de se utilizar o peso do substrato igual a 5 kg, pois a
altura da areia ficou muito menor que a da MO, comprometendo os resultados;
7. Executar o ensaio em laboratório, com condições de temperatura e umidade ambiente
controladas, e em um permeâmetro;
8. Realizar a medição do volume do poluente percolado ao longo do tempo e encerrar o ensaio
quando o volume percolado em relação ao tempo tender a uma constante.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 41
LEMOS, V.H.
Além dessas modificações para melhorar o experimento, recomenda-se a execução de
ensaios laboratoriais para obter mais características do substrato, como por exemplo: a
permeabilidade do substrato; o pH encontrado antes e depois da percolação; curvas de
compactação para determinar as condições ideais de compactação do material.
Recomenda-se que, em estudos futuros, sejam executados os ensaios em substratos
compostos com diferentes teores de MO, inferiores a 50%. Outras possíveis alterações são
referentes ao tipo de solo, energia de compactação e o tipo de poluente orgânico.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 42
LEMOS, V.H.
6. REFERÊNCIAS
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Determinação do Teor de Umidade – Métodos Expeditos de Ensaio. Rio de Janeiro, 2012, 5p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostra de
Solo – Preparação para Ensaios de Compactação e Ensaios de Caracterização. Rio de Janeiro,
2016a, 8p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6458: Anexo B,
Grãos de Solo que Passam na Peneira de Abertura 4,8mm – Determinação da Massa
Específica. Rio de Janeiro, 2016b, 10p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6458: Grãos de
Pedregulho Retidos na Peneira de Abertura 4,8mm – Determinação da Massa Específica, da
Massa Específica Aparente e da Absorção de Água. Rio de Janeiro, 2016b, 10p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo –
Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro, 2016c, 5p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo –
Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro, 2016d, 3p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Solo –
Análise Granulométrica. Rio de Janeiro, 2016e, 13p.
ABNT: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182: Solo –
Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 2016f, 10p.
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CONAMA: CONSEILHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução N⁰ 276. Brasil,
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Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 44
LEMOS, V.H.
7. APÊNDICES
APÊNDICE A - Dados dos Ensaios (Caracterização)
Do ensaio da massa especifica dos grãos, obteve os seguintes resultados:
Para o C1 (100% matéria orgânica):
Teor de Umidade Higroscópica (w) - MO
Recipiente 13 02A 39
Amostra + Tara + Água (M1) (g) 46,09 38,4 39,12
Amostra + Tara (M2) (g) 43,97 36,74 37,56
Tara (M3) (g) 12,84 13,08 14,49
Teor de Umidade (w) (%) 6,8 7,0 6,8
Teor de umidade Médio (wm) (%) 6,9
Massa Específica dos Grãos - MO
Número 40 6 3
Solo (M1) (g) 50 50 50
Peso Pic + Solo + Água (M2) (g) 694,98 692,09 694,94
Peso Pic + Água (M3) (g) 671,82 669,08 672,24
Temperatura da Água (⁰C) 23 23,5 23
Ρw (g/cm³) 0,9976 0,9974 0,9976
Ρs (N/m³) 1,98 1,96 1,94
Ρsm (N/m³) 1,96
Quadro 2 - Cálculo da umidade higroscópica e da massa específica dos grãos da MO.
Para o C2 (100% areia):
Teor de Umidade Higroscópica (w) - Areia
Recipiente 10 5 143
Amostra + Tara + Água (M1) (g) 75,03 75,62 68,04
Amostra + Tara (M2) (g) 74,98 75,57 68
Tara (M3) (g) 17,51 13,34 17,15
Teor de Umidade (w) (%) 0,1 0,1 0,1
Teor de umidade Médio (wm) (%) 0,1
Massa Específica dos Grãos - Areia
Número 3 31 12
Solo (M1) (g) 60 60 60
Peso Pic + Solo + Água (M2) (g) 710,18 686,99 717,81
Peso Pic + Água (M3) (g) 672,56 649,58 680,42
Temperatura da Água (⁰C) 21 21 21
Ρw (g/cm³) 0,998 0,998 0,998
Ρs (N/m³) 2,68 2,65 2,65
Ρsm (N/m³) 2,66
Quadro 3 - Cálculo da umidade higroscópica e da massa específica dos grãos da areia.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 45
LEMOS, V.H.
Para o C3 (50% matéria orgânica e 50% areia):
Teor de Umidade Higroscópica (w) - Mistura
Recipiente 18 26 66
Amostra + Tara + Água (M1) (g) 57,76 60,33 56,11
Amostra + Tara (M2) (g) 56,56 59,14 54,94
Tara (M3) (g) 14,05 17,61 13,91
Teor de Umidade (w) (%) 2,8 2,9 2,9
Teor de umidade Médio (wm) (%) 2,8
Massa Específica dos Grãos - Mistura
Número 18 - 8
Solo (M1) (g) 50 50 50
Peso Pic + Solo + Água (M2) (g) 706,03 711 711,54
Peso Pic + Água (M3) (g) 678,26 683,76 684,06
Temperatura da Água (⁰C) 23,5 23,5 23,5
Ρw (g/cm³) 0,9974 0,9974 0,9974
Ρs (N/m³) 2,33 2,27 2,29
Ρsm (N/m³) 2,30
Quadro 4 - Cálculo da umidade higroscópica e da massa específica dos grãos da mistura.
Dos ensaios dos limites de consistência, obteve os seguintes resultados:
Para o C1 (100% matéria orgânica):
Limite de Liquidez (LL) - MO
Capsula 3 32 137 40 48
C+S+A (M1) (g) 14,39 9,36 12,8 11,19 10,89
C+Solo (M2) (g) 9,39 6,97 9,1 8,47 8,5
Cápsula (M3) (g) 5,71 5 6,02 6,17 6,35
Golpes 9 22 31 42 53
Teor de umidade (w) (%) 135,9 121,3 120,1 118,3 111,2
Quadro 5 – Dados do ensaio de limite de liquidez da MO.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 46
LEMOS, V.H.
Figura 24 - Limite de liquidez da MO.
NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE PLASTICIDADE
Para o C2 (100% areia):
NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE LIQUIDEZ NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE PLASTICIDADE
Para o C3 (50% matéria orgânica e 50% areia):
Limite de Liquidez (LL) - Mistura
Capsula 136 123 141 133 152
C+S+A (M1) (g) 8,91 8,78 8,55 8,13 8,9
C+Solo (M2) (g) 7,62 7,57 7,67 7,23 7,79
Cápsula (M3) (g) 5,64 5,6 6,16 5,59 5,68
Golpes 9 16 25 29 34
Teor de umidade (w) (%) 65,2 61,4 58,3 54,9 52,6
Quadro 6 - Limite de liquidez da mistura.
Figura 25 - Limite de liquidez da mistura.
1
10
100
0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0N
úm
ero
de
Go
lpes
(es
cala
lo
garí
tmic
a)
Teor de umidade (%)
1
10
100
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0
Nú
mer
o d
e go
lpes
(es
cala
lo
garí
tmic
a)
Teor de umidade (%)
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 47
LEMOS, V.H.
NÃO MOLDAVÉL - NÃO APRESENTA LIMITE DE PLASTICIDADE
Do peneiramento para a análise granulométrica, obteve os seguintes resultados:
Para o C1 (100% matéria orgânica):
Análise Granulométrica - MO
Solo Graúdo Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem
3/4" 19 0 935,78 100
3/8" 9,5 6,37 929,41 99,32
No 4 4,8 19,79 909,62 97,20
No 10 2 76,57 833,05 89,02
102,73
Amostra Parcial Úmida (g) 1000
Amostra Parcial Seca (g) 935,78
Solo Miúdo S/ Defloculante
Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL
No 16 1,2 2,65 62,85 95,95 85,42
No 30 0,6 20,24 42,61 65,06 57,91
No 40 0,42 12,09 30,52 46,60 41,48
No 50 0,3 6,24 24,28 37,07 33,00
No 60 0,25 4,28 20,00 30,54 27,19
No 100 0,16 3,1 16,90 25,81 22,97
No 200 0,075 3,45 13,45 20,54 18,29
52,05
Amostra Parcial Úmida (g) 70
Amostra Parcial Seca (g) 65,50
Solo Miúdo C/ Defloculante
Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL
No 16 1,2 1,61 63,89 97,54 86,83
No 30 0,6 15,62 48,27 73,70 65,61
No 40 0,42 7,83 40,44 61,74 54,96
No 50 0,3 4,56 35,88 54,78 48,77
No 60 0,25 3,71 32,17 49,12 43,73
No 100 0,16 2,99 29,18 44,55 39,66
No 200 0,075 3,66 25,52 38,97 34,69
39,98
Amostra Parcial Úmida (g) 70
Amostra Parcial Seca (g) 65,50
Quadro 7 - Análise granulométrica com/sem defloculante da MO.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 48
LEMOS, V.H.
Sedimentação - MO
Massa da Amostra Total (g) 1000
Massa do Material Retido na Peneira (g) 102,73
Umidade Higroscópica (%) 6,9
Massa Total da Amostra Seca (g) 942,38
Volume da Proveta (cm³) 1000
% passa na de 2mm 89,02
Massa específica (SOLO) (g/cm³) 1,96
Massa específica (MEIO DISPERSOR) (g/cm³) 1
Massa específica (ÁGUA) (g/cm³) 1
Massa do material úmido (g) 70
Umidade higroscópica (%) 6,9
LEITURA COM DEFLOCULANTE (1)
Hora Segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %
Coef. Viscosidade
Altura de queda Dpartículas
0,5 30 1,013 24 0,99836 40,65 0,00000934 13,95 0,0903
1 60 1,012 24 0,99836 37,88 0,00000934 14,13 0,0643
2 120 1,01 24 0,99836 32,32 0,00000934 14,48 0,0460
4 240 1,01 24 0,99836 32,32 0,00000934 13,62 0,0316
8 480 1,009 24 0,99836 29,55 0,00000934 13,80 0,0225
15 900 1,007 23 0,99869 23,08 0,00000956 14,16 0,0168
30 1800 1,007 24 0,99836 23,99 0,00000934 14,16 0,0117
60 3600 1,006 24 0,99836 21,21 0,00000934 14,33 0,0084
120 7200 1,005 24 0,99836 18,44 0,00000934 14,51 0,0059
240 14400 1,005 26 0,99776 20,10 0,00000892 14,51 0,0041
480 28800 1,004 27 0,99749 18,08 0,00000872 14,69 0,0029
LEITURA SEM DEFLOCULANTE (6)
Hora segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %
Coef. Viscosidade
Altura de queda Dpartículas
0,5 30 1,003 23 0,99869 11,97 0,00000956 15,73 0,10
1 60 1,002 23 0,99869 9,19 0,00000956 15,90 0,07
2 120 1,001 23 0,99869 6,41 0,00000956 16,08 0,05
4 240 1 24 0,99836 4,55 0,00000934 15,37 0,03
8 480 1 23 0,99869 3,64 0,00000956 15,37 0,02
15 900 1 23 0,99869 3,64 0,00000956 15,37 0,02
30 1800 1 24 0,99836 4,55 0,00000934 15,37 0,01
60 3600 0,999 24 0,99836 1,78 0,00000934 15,54761 0,01
Quadro 8 – Dados do ensaio de sedimentação para a análise granulométrica com/sem defloculante da MO.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 49
LEMOS, V.H.
MO - Gráficos
Diâmetro Porcentagem
19 100
9,5 99,32
4,8 97,20
2 89,02
S/ defloc.
1,2 85,42
0,6 57,91
0,42 41,48
0,3 33,00
0,25 27,19
0,16 22,97
C/ defloc.
1,2 86,83
0,6 65,61
0,42 54,96
0,3 48,77
0,25 43,73
0,16 39,66
Quadro 9 - Análise granulométrica com/sem defloculante (porcentagem do passante em relação ao diâmetro) da
MO.
Para o C2 (100% areia):
Análise Granulométrica - Areia
Solo Graúdo Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem
3/4" 19 0 999,18 100
3/8" 9,5 5,14 994,04 99,49
No 4 4,8 10,63 983,41 98,42
No 10 2 48,61 934,80 93,56
64,38
Amostra Parcial Úmida (g) 1000
Amostra Parcial Seca (g) 999,18
S/ defloc.
0,10 11,97
0,07 9,19
0,05 6,41
0,03 4,55
0,02 3,64
0,02 3,64
0,01 4,55
0,01 1,78
C/ defloc.
0,09 40,65
0,06 37,88
0,05 32,32
0,03 32,32
0,02 29,55
0,02 23,08
0,01 23,99
0,01 21,21
0,01 18,44
0,00 20,10
0,00 18,08
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 50
LEMOS, V.H.
Solo Miúdo S/ Defloculante
Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL
No 16 1,2 9,16 110,74 92,36 86,41
No 30 0,6 37,33 73,41 61,23 57,28
No 40 0,42 27,91 45,50 37,95 35,50
No 50 0,3 23,28 22,22 18,53 17,34
No 60 0,25 12,32 9,90 8,26 7,73
No 100 0,16 4,92 4,98 4,15 3,89
No 200 0,075 2,74 2,24 1,87 1,75
117,66
Amostra Parcial Úmida (g) 120
Amostra Parcial Seca (g) 119,90
Solo Miúdo C/ Defloculante
Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL
No 16 1,2 10,46 109,44 91,28 85,40
No 30 0,6 38,3 71,14 59,33 55,51
No 40 0,42 26,44 44,70 37,28 34,88
No 50 0,3 21,3 23,40 19,52 18,26
No 60 0,25 11,67 11,73 9,78 9,15
No 100 0,16 4,97 6,76 5,64 5,28
No 200 0,075 2,87 3,89 3,25 3,04
116,01
Amostra Parcial Úmida (g) 120
Amostra Parcial Seca (g) 119,90
Quadro 10 - Análise granulométrica com/sem defloculante da areia.
Sedimentação - Areia
Massa da Amostra Total (g) 1000
Massa do Material Retido na Peneira (g) 64,38
Umidade Higroscópica (%) 0,1
Massa Total da Amostra Seca (g) 999,23
Volume da Proveta (cm³) 1000
% passa na de 2mm 93,56
Massa específica (SOLO) (g/cm³) 2,66
Massa específica (MEIO DISPERSOR) (g/cm³) 1
Massa específica (ÁGUA) (g/cm³) 1
Massa do material úmido (g) 120
Umidade higroscópica (%) 0,1
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 51
LEMOS, V.H.
LEITURA COM DEFLOCULANTE (2)
Hora Segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %
Coef. Viscosidade
Altura de queda Dpartículas
0,5 30 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 15,55 0,07
1 60 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 15,55 0,05
2 120 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 15,55 0,04
4 240 1,004 25 0,99805 7,44 0,00000913 14,77 0,02
8 480 1,0035 24 0,99836 6,42 0,00000934 14,86 0,02
15 900 1,003 24 0,99836 5,80 0,00000934 14,95 0,01
30 1800 1,003 25 0,99805 6,19 0,00000913 14,95 0,01
60 3600 1,003 25 0,99805 6,19 0,00000913 14,95 0,01
120 7200 1,0025 26 0,99776 5,92 0,00000892 15,04 0,00
240 14400 1,002 27 0,99749 5,64 0,00000872 15,12 0,00
480 28800 1,002 27 0,99749 5,64 0,00000872 15,12 0,00
LEITURA SEM DEFLOCULANTE (8)
Hora Segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %
Coef. Viscosidade
Altura de queda Dpartículas
0,5 30 0,997 26 0,99776 -0,95 0,00000892 15,90 0,07
Quadro 11 – Dados do ensaio de sedimentação para a análise granulométrica com/sem defloculante da areia.
Areia - Gráficos
Diâmetro Porcentagem
19 100
9,5 99,49
4,8 98,42
2 93,56
S/ defloc.
1,2 86,41
0,6 57,28
0,42 35,50
0,3 17,34
0,25 7,73
0,16 3,89
0,075 1,75
Quadro 12 - Análise granulométrica com/sem defloculante (porcentagem do passante em relação ao diâmetro)
da areia.
Para o C3 (50% matéria orgânica e 50% areia):
C/ defloc.
1,2 85,40
0,6 55,51
0,42 34,88
0,3 18,26
0,25 9,15
0,16 5,28
0,075 3,04
S/ defloc.
0,07 -0,95
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 52
LEMOS, V.H.
Análise Granulométrica - Mist
Solo Graúdo Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem
3/4" 19 0 972,32 100
3/8" 9,5 4,08 968,24 99,58
No 4 4,8 16,46 951,78 97,89
No 10 2 67,72 884,06 90,92
88,26
Amostra Parcial Úmida (g) 1000
Amostra Parcial Seca (g) 972,32
Solo Miúdo S/ Defloculante
Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL
No 16 1,2 4,28 63,78 93,71 85,21
No 30 0,6 20,22 43,56 64,00 58,19
No 40 0,42 15,49 28,07 41,25 37,50
No 50 0,3 10,69 17,38 25,54 23,22
No 60 0,25 5,68 11,70 17,19 15,63
No 100 0,16 2,66 9,04 13,29 12,08
No 200 0,075 2,12 6,92 10,17 9,25
61,14
Amostra Parcial Úmida (g) 70
Amostra Parcial Seca (g) 68,06
Solo Miúdo C/ Defloculante
Número Abertura (mm) Peso Retido (g) Peso Passado (g) Porcentagem % TOTAL
No 16 1,2 3,79 64,27 94,43 85,86
No 30 0,6 16,74 47,53 69,84 63,50
No 40 0,42 13,11 34,42 50,57 45,98
No 50 0,3 9,34 25,08 36,85 33,51
No 60 0,25 5,16 19,92 29,27 26,61
No 100 0,16 2,41 17,51 25,73 23,39
No 200 0,075 1,94 15,57 22,88 20,80
52,49
Amostra Parcial Úmida (g) 70
Amostra Parcial Seca (g) 68,06
Quadro 13 - Análise granulométrica com/sem defloculante da mistura.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 53
LEMOS, V.H.
Sedimentação - Mist
Massa da Amostra Total (g) 1000
Massa do Material Retido na Peneira (g) 88,26
Umidade Higroscópica (%) 2,8
Massa Total da Amostra Seca (g) 974,76
Volume da Proveta (cm³) 1000
% passa na de 2mm 90,92
Massa específica (SOLO) (g/cm³) 2,30
Massa específica (MEIO DISPERSOR) (g/cm³) 1
Massa específica (ÁGUA) (g/cm³) 1
Massa do material úmido (g) 70
Umidade higroscópica (%) 2,85
LEITURA COM DEFLOCULANTE (5)
Hora Segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %
Coef. Viscosidade
Altura de queda Dpartículas
0,5 30 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 15,55 0,08
1 60 1,005 24 0,99836 15,71 0,00000934 15,37 0,06
2 120 1,005 24 0,99836 15,71 0,00000934 15,37 0,04
4 240 1,0045 24 0,99836 14,53 0,00000934 14,62 0,03
8 480 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,02
15 900 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,01
30 1800 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,01
60 3600 1,004 25 0,99805 14,08 0,00000913 14,71 0,01
120 7200 1,004 24 0,99836 13,35 0,00000934 14,71 0,01
240 14400 1,003 26 0,99776 12,40 0,00000892 14,89 0,00
480 28800 1,003 26 0,99776 12,40 0,00000892 14,89 0,00
LEITURA SEM DEFLOCULANTE (3)
Hora Segundos Leitura Temp. Leitura meio dispersor %
Coef. Viscosidade
Altura de queda Dpartículas
0,5 30 1 24 0,99836 3,88 0,00000934 16,26 0,08
1 60 1 24 0,99836 3,88 0,00000934 16,26 0,06
2 120 0,9995 24 0,99836 2,70 0,00000934 16,35 0,04
4 240 0,998 24 0,99836 -0,85 0,00000934 16,0168 0,03
Quadro 14 – Dados do ensaio de sedimentação para a análise granulométrica com/sem defloculante da mistura.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 54
LEMOS, V.H.
Quadro 15 - Análise granulométrica com/sem defloculante (porcentagem do passante em relação ao diâmetro)
da mistura.
Mist. - Gráficos
Diâmetro Porcentagem
19 100
9,5 99,58
4,8 97,89
2 90,92
S/ defloc.
1,2 85,21
0,6 58,19
0,42 37,50
0,3 23,22
0,25 15,63
0,16 12,08
0,075 9,25
C/ defloc.
1,2 85,86
0,6 63,50
0,42 45,98
0,3 33,51
0,25 26,61
0,16 23,39
0,075 20,80
S/ defloc.
0,06 3,88
0,04 2,70
0,03 -0,85
C/ defloc.
0,06 15,71
0,04 15,71
0,03 14,53
0,02 13,35
0,01 13,35
0,01 13,35
0,01 14,08
0,01 13,35
0,00 12,40
0,00 12,40
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 55
LEMOS, V.H.
APÊNDICE B - Dados Experimentais
Os dados obtidos através do experimento serão expostos a seguir:
Areia: 1, 2, 3
1 2 3
Altura do solo (cm) 9 Altura do solo (cm) 8 Altura do solo (cm) 9
Nível inicial (cm) 10,5 Nível inicial (cm) 10 Nível inicial (cm) 11
Inicio do gotejamento (s) 10 Inicio do gotejamento (s) 15 Inicio do gotejamento (s) 37
Fim do gotejamento (s) 21600 Fim do gotejamento (s) 23400 Fim do gotejamento (s) 25200
Peso do solo inicial (g) 5011 Peso do solo inicial (g) 5006 Peso do solo inicial (g) 5009
Peso do solo final (g) 5544,5 Peso do solo final (g) 5608 Peso do solo final (g) 5667,4
Volume do poluente (mL) 950 Volume do poluente (mL) 735 Volume do poluente (mL) 675
Quadro 16 - Dados obtidos através do experimento com a areia.
Mistura: 4, 5, 6
4 5 6
Altura do solo (cm) 15 Altura do solo (cm) 14,5 Altura do solo (cm) 17
Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0
Inicio do gotejamento (s) 12 Inicio do gotejamento (s) 13 Inicio do gotejamento (s) 16
Fim do gotejamento (s) 1050 Fim do gotejamento (s) 1200 Fim do gotejamento (s) 1337
Peso do solo inicial (g) 5004 Peso do solo inicial (g) 5005 Peso do solo inicial (g) 5008
Peso do solo final (g) 6185 Peso do solo final (g) 6178 Peso do solo final (g) 6224,6
Volume do poluente (mL) 122 Volume do poluente (mL) 134 Volume do poluente (mL) 90
Quadro 17 - Dados obtidos através do experimento com a mistura.
Matéria Orgânica: 7, 8, 9
7 8 9
Altura do solo (cm) 20,5 Altura do solo (cm) 21 Altura do solo (cm) 21,5
Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0 Nível inicial (cm) 0
Inicio do gotejamento (s) 16 Inicio do gotejamento (s) 14 Inicio do gotejamento (s) 75
Fim do gotejamento (s) 2400 Fim do gotejamento (s) 1533 Fim do gotejamento (s) 3600
Peso do solo inicial (g) 5007 Peso do solo inicial (g) 5004 Peso do solo inicial (g) 5008
Peso do solo final (g) 6122 Peso do solo final (g) 6154 Peso do solo final (g) 6270,7
Volume do poluente (mL) 188 Volume do poluente (mL) 150 Volume do poluente (mL) 34
Quadro 18 - Dados obtidos através do experimento com a MO.
Os dados experimentais para o cálculo da umidade natural são apresentados a seguir:
Umidade Natural
Areia:
Número C (g) C+S+A (g) C+S (g) Umidade (%)
15 13,1 75,85 75,75 0,160
30 12,99 87,09 86,97 0,162
14 14,04 78,07 77,99 0,125
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 56
LEMOS, V.H.
Matéria Orgânica:
Número C (g) C+S+A (g) C+S (g) Umidade (%)
7 14,01 36,81 32,2 25,34
5 14 36,62 32,07 25,18
16 16,75 37,9 33,51 26,19
25 16,66 38,61 27,92 94,94
12 13,64 38,76 25,92 104,56
16 15,04 38,64 27,1 95,69
Umidade areia (%) 0,149
Umidade mistura (%) 12,861
Umidade MO1 (%) 25,572
Umidade MO2 (%) 98,395
Quadro 19 - Umidade natural do solo no dia do experimento.
Foram calculados duas vezes para matéria orgânica devido a última amostra (9) ter
utilizado uma matéria orgânica mais úmida que das outras amostras.
A partir desses dados, foi realizado os cálculos para obtenção de dados a fim de realizar
os objetivos propostos nesse estudo. Segue as tabelas e os gráficos utilizados para exposição
dos resultados:
Areia: 1, 2, 3
1
ρnat (N/m³) 1,41
ρd (N/m³) 1,41
e (%) 0,89
Winicial - água (%) 0,15
Wfinal - água (%) 7,04
Wsat (%) 33,29
Sinicial (%) 0,45
Sfinal - Poluente (%) 33,47
Sfinal - Óleo (%) 12,31
Sfinal - Água (%) 21,16
Vpoluente passante (cm³) 950
Vpoluente retido (cm³) 550
Vágua passante (cm³) 155
Vágua retida (cm³) 345
Voleo passante (cm³) 795
Voleo retido (cm³) 205
Vazão (cm³/s) 0,0440
2
ρnat (N/m³) 1,64
ρd (N/m³) 1,64
e (%) 0,62
Winicial - água (%) 0,15
Wfinal - água (%) 8,65
Wsat (%) 23,17005
Sinicial (%) 0,64
Sfinal - Poluente (%) 66,70
Sfinal - Óleo (%) 29,36
Sfinal - Água (%) 37,34
Vpoluente passante (cm³) 735
Vpoluente retido (cm³) 765
Vágua passante (cm³) 75
Vágua retida (cm³) 425
Voleo passante (cm³) 660
Voleo retido (cm³) 340
Vazão (cm³/s) 0,0314
3
ρnat (N/m³) 1,41
ρd (N/m³) 1,41
e (%) 0,89
Winicial - água (%) 0,15
Wfinal - água (%) 7,85
Wsat (%) 33,32
Sinicial (%) 0,45
Sfinal - Poluente (%) 49,96
Sfinal - Óleo (%) 26,40
Sfinal - Água (%) 23,55
Vpoluente passante (cm³) 675
Vpoluente retido (cm³) 825
Vágua passante (cm³) 115
Vágua retida (cm³) 385
Voleo passante (cm³) 560
Voleo retido (cm³) 440
Vazão (cm³/s) 0,0268
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 57
LEMOS, V.H.
Quadro 20 - Dados e resultados após o experimento da areia.
Quadro 21 - Dados e resultados após o experimento da mistura.
Mistura: 4, 5, 6
4
ρnat (N/m³) 0,75
ρd (N/m³) 0,67
e (%) 2,14
Winicial - água (%) 12,86
Wfinal - água (%) 24,14
Wsat (%) 93,16
Sinicial (%) 13,80
Sfinal - Poluente (%) 47,17
Sfinal - Óleo (%) 21,26
Sfinal - Água (%) 25,91
Vpoluente passante (cm³) 122
Vpoluente retido (cm³) 1378
Vágua passante (cm³) 0
Vágua retida (cm³) 500
Voleo passante (cm³) 122
Voleo retido (cm³) 878
Vazão (cm³/s) 0,117534
5
ρnat (N/m³) 0,79
ρd (N/m³) 0,70
e (%) 2,00
Winicial - água (%) 12,86
Wfinal - água (%) 24,14
Wsat (%) 87,15
Sinicial (%) 14,76
Sfinal - Poluente (%) 50,10
Sfinal - Óleo (%) 22,41
Sfinal - Água (%) 27,69
Vpoluente passante (cm³) 134
Vpoluente retido (cm³) 1366
Vágua passante (cm³) 0
Vágua retida (cm³) 500
Voleo passante (cm³) 134
Voleo retido (cm³) 866
Vazão (cm³/s) 0,11289
6
ρnat (N/m³) 0,64
ρd (N/m³) 0,57
e (%) 2,76
Winicial - água (%) 12,86
Wfinal - água (%) 24,13
Wsat (%) 120,1868
Sinicial (%) 10,70
Sfinal - Poluente (%) 37,13923
Sfinal - Óleo (%) 17,06
Sfinal - Água (%) 20,08
Vpoluente passante (cm³) 90
Vpoluente retido (cm³) 1410
Vágua passante (cm³) 0
Vágua retida (cm³) 500
Voleo passante (cm³) 90
Voleo retido (cm³) 910
Vazão (cm³/s) 0,06813
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 58
LEMOS, V.H.
Quadro 22 - Dados e resultados após o experimento da MO.
Para esses cálculos, foram necessários alguns dados complementares que segue no quadro
a seguir:
Dados complementares
Amostra 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Peso amostra - inicial (g) 5011 5006 5009 5004 5005 5008 5007 5004 5008
Peso amostra - final (g) 5544,50 5608 5667,40 6185 6178 6224,60 6122 6154,40 6270,70
Volume da amostra - inicial (cm³) 3552,77 3043,45 3552,77 6631,71 6366,38 7836,21 10082,68 10441,63 10760,70
Umidade (%) 0,149 0,149 0,149 12,86 12,86 12,86 25,57 25,57 61,98
Volume dos sólidos (cm³) 1879,71 1877,83 1878,96 1930,91 1931,30 1932,45 2035,88 2034,66 1578,56
Peso seco (g) 5003,55 4998,55 5001,55 4433,79 4434,67 4437,33 3987,35 3984,96 3091,67
Volume de água - inicial (cm³ ou g) 7,45 7,45 7,45 570,21 570,33 570,67 1019,65 1019,04 1916,33
Volume de água - final (cm³ ou g) 352,45 432,45 392,45 1070,21 1070,33 1070,67 1519,65 1519,04 2416,33
Volume de vazios (cm³) 1665,60 1158,17 1666,36 4130,59 3864,76 5333,09 7027,15 7387,93 7265,81
Tempo (s) 21590 23385 25163 1038 1187 1321 2384 1519 3525
Massa de óleo (g) 174,25 289 374 746,30 736,10 773,50 690,20 722,50 821,10
Índice de vazios (%) 0,89 0,62 0,89 2,14 2,00 2,76 3,45 3,63 4,60
Peso do vaso com água (g) 3563,1 3052,30 3563,10 6651 6384,90 7859 10112 10472 10792
Volume de óleo - final (cm³) 205 340 440 878 866 910 812 850 966
Peso dos sólidos (g) 5003,55 4998,55 5001,55 4433,79 4434,67 4437,33 3987,35 3984,96 3091,67
9
ρnat (N/m³) 0,47
ρd (N/m³) 0,29
e (%) 4,60
Winicial - água (%) 61,98
Wfinal - água (%) 78,16
Wsat (%) 235,0129
Sinicial (%) 26,37
Sfinal - Poluente (%) 44,56
Sfinal - Óleo (%) 13,30
Sfinal - Água (%) 33,26
Vpoluente passante (cm³) 34
Vpoluente retido (cm³) 1466
Vágua passante (cm³) 0
Vágua retida (cm³) 500
Voleo passante (cm³) 34
Voleo retido (cm³) 966
Vazão (cm³/s) 0,0096
8
ρnat (N/m³) 0,48
ρd (N/m³) 0,38
e (%) 3,63
Winicial - água (%) 25,57
Wfinal - água (%) 38,12
Wsat (%) 185,40
Sinicial (%) 13,79
Sfinal - Poluente (%) 30,34
Sfinal - Óleo (%) 11,51
Sfinal - Água (%) 20,56
Vpoluente passante (cm³) 150
Vpoluente retido (cm³) 1350
Vágua passante (cm³) 0
Vágua retida (cm³) 500
Voleo passante (cm³) 150
Voleo retido (cm³) 850
Vazão (cm³/s) 0,098749
Matéria Orgânica: 7, 8, 9
7
ρnat (N/m³) 0,50
ρd (N/m³) 0,40
e (%) 3,45
Winicial - água (%) 25,57
Wfinal - água (%) 38,11
Wsat (%) 176,2362
Sinicial (%) 14,51022
Sfinal - Poluente (%) 31,45
Sfinal - Óleo (%) 11,56
Sfinal - Água (%) 21,63
Vpoluente passante (cm³) 188
Vpoluente retido (cm³) 1312
Vágua passante (cm³) 0
Vágua retida (cm³) 500
Voleo passante (cm³) 188
Voleo retido (cm³) 812
Vazão (cm³/s) 0,078859
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 59
LEMOS, V.H.
Observações: admitir massa especifica da água de 1 g/cm³
Massa especifica do óleo (g/cm³) 0,85
ρs - Areia (N/m³) 2,66
ρs - Mistura (N/m³) 2,30
ρs - Matéria Orgânica (N/m³) 1,96
Massa específica da água (25⁰C) 0,9971
Quadro 23 - Dados complementares para cálculo de dados do experimento.
Desenvolvimento de experimento em campo para análise de percolação de poluente orgânico em solo 60
LEMOS, V.H.
APÊNDICE C - Fórmulas Utilizadas Nesse Trabalho
Quadro 24 - Formulário para cálculos dos resultados do experimento.
Cálculo da massa específica do solo natural:
𝜌𝑛𝑎𝑡 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑉𝑜𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
Cálculo do volume inicial da amostra:
𝑉𝑜𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 =𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 á𝑔𝑢𝑎 𝑛𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑣𝑎𝑠𝑜
𝜌á𝑔𝑢𝑎
Cálculo da massa específica do solo seco:
𝜌𝑑 =𝜌𝑛𝑎𝑡
1 + (Ú𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
100 )
Cálculo do índice de vazios:
𝑒 =𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜𝑠
𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠
Cálculo do volume de ar:
𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑟 = 𝑉𝑜𝑙 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 − 𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 − 𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
Cálculo do volume de água inicial:
𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
Cálculo do volume de sólidos:
𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
𝜌𝑠
Cálculo do peso seco:
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
(1 +ú𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
100 )
Cálculo da umidade inicial (água):
𝑊𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 =𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 × 100
Cálculo da umidade final (água):
𝑊𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 =𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎× 100
Cálculo do volume de água final:
𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 + 𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜
Cálculo da umidade de saturação:
𝑊𝑠𝑎𝑡 =𝑒
𝜌𝑠× 100
Cálculo da saturação inicial:
𝑆𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 =𝜌𝑠 × ú𝑚𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
𝑒
Cálculo da saturação final (poluente): 𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑝𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 =
{𝜌𝑠 × [(𝑉𝑜𝑙 ó𝑙𝑒𝑜 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 + 𝑉𝑜𝑙 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎) × 100]}
𝑒
Cálculo da saturação final (óleo):
𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 ó𝑙𝑒𝑜 =𝑉𝑜𝑙 𝑟𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ó𝑙𝑒𝑜
𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑧𝑖𝑜× 100
Cálculo da saturação final (água):
𝑆𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 =𝑊𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 á𝑔𝑢𝑎 × 𝜌𝑠
𝑒
Cálculo da vazão: 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 =
𝑉𝑜𝑙 𝑝𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜