sistemas de impermeabilizaÇÃo de aterros de resÍduos. · 2013. 11. 12. · aplicadas em...
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SISTEMAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO DE ATERROS DE RESÍDUOS.
EQUIPAMENTO PARA DETEÇÃO DE ORIFÍCIOS EM GEOMEMBRANAS (GeoSafe)
Laboratório Nacional de Engenharia Civil
Madalena Barroso | Rogério Mota
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Maria da Graça Lopes | Pedro Matutino
Agência Portuguesa do Ambiente
Francisco Silva
Empresa Geral do Fomento Rui Dores
1.ª Edição
(outubro 2013)
ii
AGRADECIMENTOS
A elaboração deste livro não teria sido possível sem o contributo de várias instituições e pessoas. O primeiro
agradecimento é devido à Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), que, através do financiamento
concedido ao projeto PTDC/AAC-AMB/102846/2008, intitulado “Sistema móvel semiautomático de deteção de
orifícios na impermeabilização de aterros de resíduos”, permitiu o desenvolvimento de um equipamento de
ensaio inovador e a correspondente metodologia, para deteção e localização de orifícios em geomembranas
aplicadas em diferentes tipos de sistemas de impermeabilização de aterros de resíduos.
Agradecimentos são igualmente devidos às instituições participantes no projeto, nomeadamente, ao Laboratório
Nacional de Engenharia Civil, I.P. (LNEC), que coordenou o projeto, ao Instituto Superior de Engenharia de
Lisboa (ISEL), à Agência Portuguesa do Ambiente (APA) e à Empresa Geral do Fomento (EGF), que
providenciaram todos os meios humanos e técnicos necessários ao desenvolvimento do trabalho.
De suma importância foi, também, o trabalho desenvolvido pelos bolseiros de investigação, contratados no
âmbito do projeto, nomeadamente (ordem alfabética): Diogo Sérgio Esteves Cardoso, Igor Alejandro Soarez e
Luís César Ferreira Coimbra, cuja contribuição foi determinante para o sucesso do mesmo.
Por fim, mas não menos importante, o trabalho empenhado dos técnicos do LNEC e do ISEL, em especial dos
Srs. Carlos Martins e Válter Nascimento, que colaboraram de forma empenhada na construção do equipamento.
iii
RESUMO
Os aterros de resíduos são obras de engenharia geotécnica concebidas para minimizar o efeito poluente dos
resíduos no meio ambiente, mediante a utilização de sistemas de impermeabilização e drenagem na base, nos
taludes e na cobertura final (sistema de encerramento).
Os sistemas de impermeabilização e drenagem incluem diversas camadas, com diferentes funções,
destacando-se o papel das barreiras, em particular da geomembrana, cujo desempenho é fundamental para
garantir a funcionalidade de tais sistemas.
O desempenho da geomembrana pode, porém, ser comprometido pela presença de orifícios, resultantes,
sobretudo, de atividades construtivas inadequadas, em particular, da colocação da camada de drenagem de
lixiviados sobre as barreiras do sistema de impermeabilização.
A presença de orifícios na geomembrana potencia a migração de contaminantes para o subsolo e para as águas
subterrâneas, sendo indispensável proceder à sua reparação, antes do início da exploração do aterro de
resíduos, para não se pôr em risco a eficácia desta barreira. Assim, após a colocação da camada de drenagem,
é necessário proceder à deteção e localização dos orifícios na geomembrana.
Em Portugal, não existia nenhum equipamento que permitisse a realização de ensaios expeditos e pouco
onerosos para deteção e localização de orifícios em geomembranas, pelo que foi desenvolvido um equipamento,
abreviadamente designado por GeoSafe, com esse objetivo.
O desenvolvimento do GeoSafe e da correspondente metodologia de ensaio ocorreu no âmbito do projeto
PTDC/AAC-AMB/102846/2008, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), envolvendo o
Laboratório Nacional de Engenharia Civil, I.P. (LNEC), que coordenou o projeto, o Instituto Superior de
Engenharia de Lisboa (ISEL), a Agência Portuguesa do Ambiente (APA) e a Empresa Geral do Fomento (EGF).
Este equipamento constitui o primeiro passo para a realização de ensaios de deteção e localização de orifícios,
no nosso país, ensaios que, a serem integrados nas atividades de controlo e garantia de qualidade da
construção, contribuirão para o eficaz desempenho das geomembranas, com os benefícios daí decorrentes para
o meio ambiente.
O presente livro visa divulgar as potencialidades do GeoSafe na realização de ensaios de deteção e localização
de orifícios em geomembranas. Pretende, também, sensibilizar para a premente necessidade de se proceder à
realização destes ensaios bem como apresentar os benefícios que a sua realização representa para a proteção
do meio ambiente em Portugal. Tem, igualmente, por objetivo melhorar a prática construtiva dos sistemas de
impermeabilização e drenagem dos aterros de resíduos, no que diz respeito às atividades de instalação, de
controlo e de garantia de qualidade da geomembrana.
O livro é dirigido a todos os envolvidos e interessados no processo de conceção, construção e exploração de
aterros de resíduos.
iv
Índice do texto
1. Introdução ....................................................................................................................................................... 1
2. Enquadramento .............................................................................................................................................. 3
2.1 Gestão de resíduos ................................................................................................................................ 3
2.2 Principais questões ambientais associadas ........................................................................................... 3
2.3 Política de resíduos em Portugal – a gestão de Resíduos Urbanos (RU) ............................................. 4
2.4 Instrumentos de planeamento................................................................................................................ 5
2.5 Aterros de resíduos ................................................................................................................................ 6
2.5.1 Tipos de aterros ................................................................................................................................. 6
2.5.2 Sistemas de impermeabilização e drenagem de base e taludes ....................................................... 7
2.5.3 Sistema de encerramento .................................................................................................................. 8
3. Geossintéticos nos sistemas de impermeabilização e drenagem ................................................................ 10
3.1 Tipos de geossintéticos ....................................................................................................................... 10
3.2 Geomembranas ................................................................................................................................... 12
3.2.1 Seleção ............................................................................................................................................ 12
3.2.2 Instalação em obra .......................................................................................................................... 13
4. Atividades de Controlo e de Garantia de Qualidade Da geomembrana ....................................................... 25
4.1 Necessidade e importância dum plano de controlo e garantia de qualidade ....................................... 25
4.2 Funções e responsabilidades dos intervenientes no controlo e garantia de qualidade ....................... 25
4.3 Conteúdo do plano GQC ..................................................................................................................... 26
4.4 Métodos de ensaio para deteção e localização de orifícios em geomembranas cobertas .................. 28
4.4.1 Método permanente......................................................................................................................... 28
4.4.2 Métodos temporários ....................................................................................................................... 29
5. Equipamento semiautomático para deteção de orifícios em geomembranas (GeoSafe) ............................. 32
5.1 Considerações iniciais ......................................................................................................................... 32
5.2 Princípio de funcionamento do equipamento ....................................................................................... 33
5.3 GeoSafe – o equipamento e a metodologia de ensaio ........................................................................ 34
5.4 Exemplos de resultados obtidos .......................................................................................................... 36
6. Conclusão ..................................................................................................................................................... 38
ANEXO - Recomendações para a Elaboração de Cadernos de Encargos
v
Índice das figuras Figura 1 – Hierarquia de gestão de resíduos (Diretiva 2008/98/CE). ........................................................................................ 3
Figura 2 – Exemplo de sistema de impermeabilização e drenagem de base e taludes para aterros de resíduos não perigosos. ............................................................................................................................................................................ 8
Figura 3 – Exemplo de sistema de encerramento para aterro de resíduos não perigosos. ....................................................... 9
Figura 4 – Exemplos de aplicações de geossintéticos em aterros de resíduos (Zornberg & Christopher, 2007). ................... 11
Figura 5 – Exemplos de superfícies adequadas e inadequadas da camada subjacente. ....................................................... 14
Figura 6 – Dimensões mínimas da vala de ancoragem na crista do talude. ............................................................................ 15
Figura 7 – Vala de ancoragem: (a) construção; (b) colocação e compactação do material de preenchimento; (c) ancoragem dos diferentes geossintéticos. .......................................................................................................................... 15
Figura 8 – Exemplos de disposição de painéis de forma adequada e inadequada. ................................................................ 16
Figura 9 – Exemplo de união entre os painéis geomembrana colocados nos taludes e na base. .......................................... 16
Figura 10 – Exemplo de transporte de geossintéticos: (a) adequado e (b) inadequado. ......................................................... 17
Figura 11 – Exemplos de manuseamento adequado. .............................................................................................................. 17
Figura 12 – Exemplos de armazenamento: (a) adequado e (b) inadequado. .......................................................................... 17
Figura 13 – Exemplo carregamento provisório com sacos de areia ........................................................................................ 18
Figura 14 – Exemplos de danos na geomembrana por ação do vento. ................................................................................... 18
Figura 15 – Exemplos de sobreposições entre painéis adequadas e inadequadas. ............................................................... 18
Figura 16 – Soldadura dupla por termofusão. .......................................................................................................................... 19
Figura 17 – Soldadura por extrusão. ........................................................................................................................................ 19
Figura 18 – Ensaio de pressão de ar. ...................................................................................................................................... 20
Figura 19 – Ensaio do fio de cobre. ......................................................................................................................................... 21
Figura 20 – Ensaios de resistência ao arranque e ao corte de soldaduras. ............................................................................ 21
Figura 21 – Exemplo de camada de proteção constituída por um geotêxtil. ........................................................................... 22
Figura 22 – Colocação da camada de drenagem sobre a camada de proteção à geomembrana. ......................................... 22
Figura 23 - Geomembranas: percentagem e causas dos danos. ............................................................................................ 23
Figura 24 – Organização das atividades de GQC (Koerner & Koerner, 2006) ........................................................................ 25
Figura 25 - Esquema do ensaio que utiliza um sistema de sensores fixos para deteção e localização de orifícios na geomembrana (CFG, 2003). ............................................................................................................................................... 29
Figura 26 – Esquema do ensaio da geomembrana condutora (adaptado de ASTM D 6747, 2012). ...................................... 30
Figura 27 – Esquema do ensaio da sonda elétrica móvel (CFG, 2003). ................................................................................. 30
Figura 28 – Princípio de funcionamento do método elétrico para deteção e localização de orifícios em geomembranas ........................................................................................................................................................................ 33
Figura 29 – Variação do potencial elétrico próximo de um orifício com 0,635 cm de diâmetro (adaptado de Peggs & Beck, 2010). .......................................................................................................................................................................... 34
Figura 30 – Montagem de quatro módulos do GeoSafe .......................................................................................................... 34
Figura 31 – Esquema do GeoSafe ........................................................................................................................................... 35
Figura 32 – Vista geral do GeoSafe (Módulo 1) ....................................................................................................................... 35
Figura 33 – Cartas de potencial elétrico medido em duas situações distintas – GM com um furo (A) e GM com dois furos (B) (os círculos de cor branca marcam os locais onde foram executados os furos com 2 mm de diâmetro; assinalam-se a cor encarnada as posições relativas entre os elétrodos de injeção – interior e exterior) ............... 37
Figura 34 – Carta do potencial elétrico medido numa célula experimental de aterro de resíduos (o círculo de cor branca assinala o local onde foi executado o furo com 2 mm de diâmetro) ............................................................................ 37
vi
Índice dos quadros
Quadro 1 – Principais instrumentos de planeamento. ............................................................................................. 5
Quadro 2 – Requisitos mínimos a que devem obedecer as diferentes classes de aterro (adaptado de Decreto-Lei n.º 183/2009). ...................................................................................................................................... 7
Quadro 3 – Principais funções dos componentes do sistema de encerramento. .................................................... 9
Quadro 4 – Geossintéticos mais utilizados em aterros de resíduos e respetivas funções. ................................... 11
Quadro 5 – Geomembranas: tipos de danos e possíveis causas (adaptado de McQuade & Needham, 1999). .................................................................................................................................................................... 23
Quadro 6 – Responsabilidades dos intervenientes nas atividades de CQC/GQC. ............................................... 26
Quadro 7 – Atividades do plano GQC relativas às geomembranas. ..................................................................... 27
Quadro 8 – Métodos de ensaios para deteção e localização de orifícios de geomembranas cobertas. ............... 31
1
SISTEMAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO DE ATERROS DE RESÍDUOS.
EQUIPAMENTO PARA DETEÇÃO DE ORIFÍCIOS EM GEOMEMBRANAS (GeoSafe)
1. INTRODUÇÃO
Os aterros de resíduos são, presentemente, obras de engenharia estruturalmente complexas, concebidas para
minimizar o efeito poluente dos resíduos no meio ambiente, através da utilização de sistemas de
impermeabilização e drenagem, quer na base e taludes, quer na cobertura final (sistema de encerramento).
Os sistemas de impermeabilização e drenagem incluem diversas camadas, cada uma delas com uma função
específica. De destacar, pela sua importância, o papel das barreiras, em particular da geomembrana, que
constitui a barreira ativa do sistema da base e taludes laterais.
O desempenho da geomembrana pode ser comprometido pela presença de orifícios. Contudo, diversos estudos
realizados sobre a instalação de geomembranas sugerem que os orifícios são inevitáveis. Por exemplo, uma
síntese de estudos apresentada por Rollin et al. (2002), cobrindo uma área total de 150 hectares, refere uma
frequência de 17,4 orifícios/hectare. Um valor semelhante, 12,9 orifícios/hectare, é relatado por Nosko &
Touze-Foltz (2000), com base em informações recolhidas em mais de 300 obras de 16 países, cobrindo uma
área total de 325 hectares.
A maior parte dos orifícios está relacionada com atividades construtivas inadequadas, em particular, com a
colocação da camada de drenagem sobre o sistema de impermeabilização. Segundo Nosko & Touze-Foltz
(2000), a colocação desta camada é responsável por 71 % dos orifícios.
Os orifícios representam caminhos preferenciais para a migração de poluentes para o subsolo e para as águas
subterrâneas, pelo que é indispensável proceder à sua reparação, antes do início da exploração do aterro de
resíduos, por forma a não pôr em risco a funcionalidade desta barreira. Para o efeito, após a colocação da
camada de drenagem, é necessário proceder à deteção e localização dos orifícios na geomembrana.
Não existindo no nosso país um equipamento que permitisse a realização de ensaios expeditos e pouco
onerosos para a deteção e localização de orifícios em geomembranas, foi desenvolvido um equipamento de
ensaio, abreviadamente designado por GeoSafe, com base no princípio de funcionamento do método geofísico
da resistividade elétrica. O desenvolvimento deste equipamento ocorreu no âmbito do projeto de investigação
PTDC/AAC-AMB/102846/2008, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), e envolveu os
seguintes parceiros: Laboratório Nacional de Engenharia Civil, I.P. (LNEC), que coordenou o projeto, o Instituto
Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL), a Agência Portuguesa do Ambiente (APA) e a Empresa Geral de
Fomento (EGF).
Pretendeu-se que o equipamento desenvolvido fosse também vantajoso comparativamente com os
equipamentos existentes fora do país, nomeadamente, que pudesse ser utilizado em diferentes tipos de
sistemas de impermeabilização característicos das distintas classes de aterros de resíduos, em particular, nos
aterros de resíduos não-perigosos e perigosos, onde a presença de uma barreira ativa, geralmente constituída
pela geomembrana é requerida. De referir que os equipamentos atualmente existentes foram desenvolvidos para
deteção e localização de orifícios em sistemas de impermeabilização de aterros não-perigosos, constituídos,
apenas, por uma geomembrana e uma camada de solo argiloso compactada, que não é a solução geralmente
2
adotada em Portugal, onde se inclui também uma barreira geossintética argilosa, nem a preconizada para
aterros de resíduos perigosos, estes últimos incorporando, geralmente, duas geomembranas.
Simultaneamente procedeu-se ao desenvolvimento de uma metodologia de ensaio que tirasse partido das
potencialidades do GeoSafe, em particular, que fosse independente da perícia e da experiência do operador. Por
este motivo, foram desenvolvidas e incorporadas no equipamento ferramentas que possibilitam a deteção e
localização dos orifícios através de georreferenciação por satélite, com recurso a um GNSS (Global Navigation
Satellite Systems). Este modo de operação é vantajoso, uma vez que os resultados são mais fiáveis, pois a
deteção e localização dos orifícios é realizada de forma semiautomática, proporcionando a garantia de que a
área em estudo é integralmente verificada, contrariamente ao que acontece quando a deteção e localização dos
orifícios é realizada de forma manual.
O desenvolvimento do GeoSafe constitui o primeiro passo para a realização de ensaios de deteção e localização
de orifícios nos aterros de resíduos portugueses, ensaios que, a serem integrados nas atividades de controlo e
garantia de qualidade da construção, constituirão um garante do eficaz desempenho das geomembranas, com
os benefícios daí decorrentes para o meio ambiente.
Convém ter presente que os aterros de resíduos serão sempre necessários, quer para a deposição de refugos
resultantes de outros métodos de tratamento dos resíduos, quer em situações de paragens programadas ou de
emergência de outras infraestruturas, pelo que é de extrema importância que o país possua meios técnicos que
permitam realizar atempadamente ações corretivas que assegurem que as geomembranas desempenharão
adequadamente a sua função de barreira.
O presente livro, dirigido a todos os envolvidos e interessados no processo de conceção, construção e
exploração de aterros de resíduos, tem por objetivo principal dar a conhecer as potencialidades do GeoSafe na
realização de ensaios de deteção e localização de orifícios em geomembranas, aplicadas em diferentes tipos de
sistemas de impermeabilização e drenagem dos aterros de resíduos. Tem, igualmente, por objetivos sensibilizar
a comunidade técnica para a premente necessidade de se proceder à realização destes ensaios no nosso país;
apresentar os benefícios que a sua realização representa para a proteção do meio ambiente; e contribuir para
melhorar a prática construtiva dos sistemas de impermeabilização e drenagem, no que se refere às atividades de
instalação, de controlo e de garantia de qualidade da geomembrana.
O livro inclui seis capítulos e um anexo. A seguir à presente introdução, no segundo capítulo, faz-se um breve
enquadramento sobre a gestão dos resíduos em Portugal e os aterros de resíduos. O terceiro capítulo é
dedicado aos geossintéticos, com especial relevância para a geomembrana, apresentando as principais
recomendações para uma adequada instalação da mesma. No quarto capítulo, descrevem-se as atividades de
controlo e de garantia de qualidade para a geomembrana. O quinto capítulo diz respeito ao equipamento
GeoSafe e à metodologia de ensaio desenvolvidos para deteção e localização de orifícios em geomembranas.
Por fim, no capítulo seis, apresentam-se as principais conclusões e algumas recomendações que se consideram
oportunas com vista a promover a realização destes ensaios em todos os aterros de resíduos do país. Em
anexo, apresentam-se algumas especificações técnicas, a incluir nos cadernos de encargos, com vista
possibilitar a verificação da integridade da geomembrana, após colocação da camada de drenagem.
3
2. ENQUADRAMENTO
2.1 Gestão de resíduos
Na base da Política de Gestão de Resíduos estão objetivos e estratégias, devidamente alinhados com as
orientações comunitárias sobre a matéria, que visam garantir a preservação dos recursos naturais e a
minimização dos impactes negativos sobre a saúde pública e o ambiente.
Para atingir estes objetivos é necessário o incentivo à redução da produção dos resíduos e a sua reutilização e
reciclagem, promovendo a conceção e adoção de produtos e tecnologias mais limpas e que incorporem
materiais reciclados ou combustíveis derivados dos resíduos nos seus processos produtivos.
Importa também reforçar o importante papel das ações de sensibilização e divulgação em matéria de resíduos,
não só junto da população em geral, como também de entidades públicas e privadas, de modo a mudar
mentalidades e hábitos antigos ainda instalados e que constituem um obstáculo à plena participação dos
cidadãos no esforço da reciclagem.
Para além dos aspetos relacionados com a prevenção e sensibilização, é necessária uma rede de sistemas
integrados de recolha, tratamento, valorização e destino final de resíduos, segregando, sempre que viável, os
resíduos por fileira (p. ex., óleos usados, pneus, pilhas, resíduos de equipamento elétrico e eletrónico, plásticos,
matéria orgânica…).
Na base de todas estas ideias está a hierarquia de gestão de resíduos, definida pela União Europeia (EU), na
Diretiva 2008/98/CE, de 19 de novembro, artigo 4º, que determina a prioridade dos tratamentos e formas de
valorização a dar aos resíduos (Figura 1).
Prevenção
Redução
Reutilização
Reciclagem
Outros tipos de valorização (ex: energética)
Eliminação
Figura 1 – Hierarquia de gestão de resíduos (Diretiva 2008/98/CE).
2.2 Principais questões ambientais associadas
A gestão de resíduos é, em primeiro lugar, uma questão de saúde pública.
A evolução da sociedade tem como característica o aumento da oferta e consumo de bens e serviços. As
consequências deste consumo excessivo são notórias levando à necessidade de repensar a gestão de
processos e produtos e o modo como nos comportamos enquanto cidadãos:
- exagerada utilização dos recursos naturais, quando estes escasseiam;
- dificuldade na gestão dos orçamentos familiares e/ou empresariais, quando se desvaloriza a aquisição
de bens essenciais em detrimento de outros que se poderiam considerar de supérfluos;
- encaminhamento indevido dos resíduos produzidos.
Opções mais favoráveis
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Historicamente, a gestão de resíduos foi bastante negligenciada nas políticas de ambiente, a grande maioria dos
resíduos produzidos (principalmente de origem urbana e de pequenas industrias) eram encaminhados para
lixeiras sem controlo, a céu aberto, depositados sobre solo não protegido onde, em muitos casos, iam sendo
queimados para redução do seu volume, com a consequente poluição do meio envolvente e proliferação de
vetores potencialmente contaminantes.
Alterações climáticas
É sabido que a contribuição do sector dos resíduos, para as emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE),
não é demasiado alta. No entanto, esta é uma área que pode dar um contributo significativo para a redução das
emissões globais.
A redução da produção de resíduos poderá ter um efeito enorme, nomeadamente a nível do consumo
energético. Otimizações de frotas e circuitos de recolha de resíduos levam também a uma efetiva redução de
emissões.
Uma vez que a grande maioria das emissões de metano neste setor se devem à degradação da matéria
orgânica depositada em aterros de resíduos, a reciclagem e o encaminhamento para destinos mais nobres,
darão um contributo enorme para a diminuição dos GEE.
Em sequência, importa também reforçar a importância que tem uma gestão cuidada dos aterros de resíduos,
através da instalação de sistemas de recolha e queima de biogás.
2.3 Política de resíduos em Portugal – a gestão de Resíduos Urbanos (RU)
Uma das áreas do saneamento básico que tem estado bastante em foco pela sua abrangência em termos de
território e população e, consequentemente, na definição de medidas de atuação por parte dos governantes tem
sido o setor dos resíduos urbanos. Este destaque ganha particular importância tendo em conta que a grande
maioria dos aterros em exploração em Portugal se destinam a este tipo de resíduos.
Assim, importa relembrar a rápida evolução que a gestão de RU em Portugal tem sofrido nos últimos anos,
desde 1996 aquando da publicação do primeiro Plano Estratégico para os Resíduos Sólidos Urbanos – PERSU–
(MAOTDR, 2006), tendo os governos de Portugal e a Autoridade Nacional de Resíduos zelado para que essa
evolução se tenha efetuado sob orientações específicas dos planos de resíduos, de forma uniforme em todo o
território continental, garantindo o contributo e envolvimento de todos os Sistemas de Gestão de Resíduos
Urbanos (SGRU) nas diferentes vertentes da gestão dos RU e na componente de sensibilização e educação
ambiental.
Dos quarenta SGRU originalmente criados em 1996, restam atualmente 23, cobrindo a totalidade do território
continental, cabendo a estas entidades a gestão dos RU na sua área de atuação, incluindo a construção e
exploração de infraestruturas.
Tendo em conta que um dos pilares do PERSU (MA & IR, 1996) era o encerramento das lixeiras existentes, a
estratégia inicialmente seguida baseou-se na construção de destinos adequados para os resíduos que
resolvesse o problema do encaminhamento imediato – aterro e incineração – enquanto eram fomentadas outras
opções de tratamento e de sensibilização das populações.
Em fase seguinte, e dando corpo às orientações comunitárias sobre a matéria, foi desenvolvida a Estratégia
Nacional para a Redução dos Resíduos Biodegradáveis Destinados aos Aterros – ENRRUBDA – (MCOTA,
2003), que originou a construção de centrais de valorização orgânica e de tratamento mecânico dos resíduos,
deixando para os aterros o importante papel de apoio e complemento em verdadeiros centros de tratamento de
resíduos.
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2.4 Instrumentos de planeamento
O Plano Nacional de Gestão de Resíduos e os Planos Estratégicos (setoriais) de Gestão dos Resíduos são, a
par com a legislação nacional e comunitária, os instrumentos existentes em Portugal que consubstanciam os
objetivos e princípios de gestão atrás referidos e visam regular a sua implementação.
Indicam-se no Quadro 1 os planos setoriais e alguns aspetos mais relevantes sobre os mesmos, à dada da
elaboração deste documento.
Quadro 1 – Principais instrumentos de planeamento.
Documento Principais linhas orientadoras
Plano Nacional de Gestão de Resíduos –PNGR (APA & IST, 2011)
Em processo de aprovação. O Projeto de PNGR estabelece as orientações estratégicas de âmbito nacional da política de gestão de resíduos, preconizando como visão a promoção de uma gestão de resíduos integrada no ciclo de vida dos produtos, centrada numa economia tendencialmente circular, que garanta uma maior eficiência na utilização dos recursos naturais
Plano Estratégico de Gestão de Resíduos Industriais – PESGRI
Processo de revisão em desenvolvimento. Aprovado através do Decreto-Lei nº 516/99, de 2 de dezembro, e objeto de duas revisões, a última das quais em 2001, publicada pelo Decreto-Lei nº. 89/2002, de 9 de abril, e respetiva Declaração de Retificação nº. 23-A/2002, de 29 de junho, encontrando-se em vigor para o período de 2001 a 2015. A linha de atuação estabelecida é centrada (1) na prevenção da produção de resíduos, (2) na promoção e desenvolvimento das opções de reutilização e reciclagem, garantindo um nível elevado de proteção da saúde e do ambiente, (3) na promoção da eliminação do passivo ambiental e (4) no desenvolvimento da autossuficiência do País em matéria de gestão de resíduos tendo em vista a criação de um sistema integrado de tratamento de resíduos industriais.
Plano Nacional de Prevenção de Resíduos Industriais – PNAPRI (IR & INETI, 2001)
Elaborado no contexto do PESGRI e encontra-se em vigor até 2015, prevendo-se a sua revisão na sequência da aprovação daquele plano. A prioridade do PNAPRI é a redução da perigosidade e quantidade dos resíduos industriais, não só pela aplicação de medidas e tecnologias de prevenção aos processos produtivos inseridos na atividade industrial, mas, também, através da mudança do comportamento e da atitude dos agentes económicos e dos próprios consumidores.
Plano Estratégico de Resíduos Hospitalares – PERH (APA, 2011)
Aprovado e publicado pela Portaria n.º 43/2011, de 20 de janeiro, está alicerçado nos princípios enunciados no quadro legal comunitário e nacional aplicável (salientando-se neste contexto a Diretiva 2008/98/CE, transposta para o direito interno através do Decreto-Lei nº. 73/2011, de 17 de junho), visa reforçar as medidas em matéria de prevenção de resíduos hospitalares, preconizando objetivos de sustentabilidade, introduzindo a abordagem do ciclo de vida dos produtos e materiais (e não apenas a fase de gestão do resíduo), colocando a tónica na redução dos impactes ambientais resultantes da produção e gestão de resíduos, e fortalecendo a noção do valor económico associado aos mesmos. Incorpora ainda o incentivo à valorização dos resíduos e utilização dos materiais resultantes da valorização, no sentido da eliminação constituir a última opção de gestão considerada.
Programa de Prevenção de Resíduos Hospitalares– PPRH
Em fase de elaboração, constituindo uma das ações do PERH. Neste âmbito, foi realizado um estudo-piloto e um “Manual de Boas Práticas de Prevenção de Resíduos Hospitalares”, em fase de consolidação.
Plano Estratégico de Resíduos Sólidos Urbanos 2007-2016 –PERSU II (MAOTDR, 2006)
Aprovado e publicado pela Portaria n.º 187/2007, de 12 de fevereiro, consiste na revisão do PERSU I, tendo também integrado e revisto a Estratégia Nacional de Redução de Resíduos Urbanos Biodegradáveis Depositados em Aterro (ENRRUBDA) aprovada em 2003 e o Plano de Intervenção de Resíduos Sólidos Urbanos e Equiparados (PIRSUE) aprovado em 2006. Para além da revisão do PERSU I, da ENRRUBDA e do PIRSUE, o PERSU II preconiza a estratégia de gestão dos resíduos urbanos para o período 2007-2016 e inclui objetivos, metas e ações para o sector dos resíduos, decorrentes da aplicação da legislação nacional e comunitária, designadamente:
- - O desvio de resíduos urbanos biodegradáveis (RUB) de aterro; - - A reciclagem e valorização de resíduos de embalagem; - - A redução das emissões de gases com efeito de estufa.
Está em curso a estratégia de desvio de RUB de aterro, através da valorização orgânica da fração biodegradável dos resíduos urbanos previamente separada em instalações de tratamento mecânico, ou recolhida seletivamente (a meta definida na diretiva 1999/31/CE de 26 de abril relativa à deposição de resíduos de aterro, com a derrogação aplicada a Portugal, prevê que que apenas possam ser admitidos em aterro (a 31 de julho de 2013) 50% dos RUB produzidos em 1995). Processo de Revisão em fase final, naturalmente alinhado com o previsto na Diretiva 2008/98/CE no que diz respeito à sua estrutura, conteúdo e metas, e com as evoluções entretanto verificadas no setor.
Programa de Prevenção de Resíduos Urbanos – PPRU (APA, 2009)
Previsto no Eixo I do PERSU II e publicado em Diário da República, através do Despacho n.º 3227/2010, de 22 de fevereiro de 2010, tem como objetivo fundamental propor medidas, metas e ações para a sua operacionalização e monitorização, no que diz respeito à redução da quantidade e perigosidade dos RU produzidos. Concretamente, o PPRU pretende consolidar a vertente da prevenção na execução dos Planos de Ação dos Sistemas, procurando contribuir para a redução da produção de resíduos e a minimização dos impactes negativos da sua gestão.
6
2.5 Aterros de resíduos
2.5.1 Tipos de aterros
A União Europeia prevê exigências técnicas estritas para os resíduos e os aterros de resíduos, de modo a evitar
e reduzir, na medida do possível, os efeitos negativos sobre o ambiente e, especialmente, sobre as águas de
superfície, as águas subterrâneas, os solos, a atmosfera e a saúde humana.
O principal documento orientador da construção e gestão de aterros de resíduos é a Diretiva 1999/31/CE do
Conselho, de 26 de abril de 1999, transposta para o Direito interno com a publicação do Decreto-Lei
n.º 152/2002, de 23 de maio (entretanto revogado pelo Decreto-Lei n.º 183/2009 de 10 de agosto), que define
pormenorizadamente as diferentes categorias de resíduos e aplica-se a todos os aterros de resíduos, definidos
como locais de eliminação de resíduos por deposição sobre o solo ou no seu interior. Os aterros são
classificados em três categorias:
- aterros para resíduos perigosos;
- aterros para resíduos não perigosos;
- aterros para resíduos inertes.
A legislação estipula condições de admissão de resíduos em aterro mas também requisitos técnicos dos quais
se destacam:
- requisitos de localização;
- requisitos relativos a controlo de emissões e proteção do solo e das águas;
- requisitos de estabilidade;
- equipamentos, instalações e infra -estruturas de apoio;
- requisitos de encerramento e integração paisagística.
No âmbito do presente documento, salientam-se os requisitos relativos à proteção do solo, das águas
superficiais e subterrâneas e ao controlo das emissões gasosas.
A proteção do solo, das águas e o controlo das emissões gasosas é tipicamente assegurado por sistemas de
impermeabilização e drenagem colocados na base, nos taludes e na cobertura final do aterro (sistema de
encerramento). Na base e taludes estes sistemas incluem uma proteção ambiental passiva e uma proteção
ambiental ativa. O Quadro 2 resume os requisitos mínimos a que estes sistemas devem obedecer, de acordo
com a classe de aterros.
Conforme atrás referido, perspetiva-se que a deposição direta em aterro venha a diminuir nos próximos anos,
seguindo também as tendências comunitárias, tendo a hierarquia de gestão de resíduos como objetivo. Não
obstante, os aterros de resíduos serão sempre necessários, quer para a deposição de refugos resultantes
doutros métodos de tratamento dos resíduos, quer em situações de paragens programadas ou de emergência
de outras infraestruturas.
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Quadro 2 – Requisitos mínimos a que devem obedecer as diferentes classes de aterro (adaptado de Decreto-Lei n.º 183/2009).
Classes de aterro
Requisitos Inertes Não perigosos Perigosos
Sistema impermeabilização e drenagem de base e taludes - proteção ambiental passiva
Barreira de segurança passiva Sim Sim Sim
Condutividade hidráulica, k (m/s) ≤ 1x10-7 ≤ 1x10-9 ≤ 1x10-9
Espessura (m) ≥ 1 ≥ 1 ≥ 5
Sistema impermeabilização e drenagem de base e taludes - proteção ambiental ativa
Barreira de impermeabilização artificial Sim Sim
Sistema de drenagem de águas pluviais Sim Sim
Sistema de drenagem e recolha de lixiviados Sim Sim
Sistema de drenagem e tratamento de biogás (*) (*)
Sistema de encerramento
Camada de drenagem de gases (*) (*)
Barreira de impermeabilização artificial Sim
Camada mineral impermeável Sim Sim
Camada de drenagem > 0,5m Sim Sim
Cobertura final com material terroso > 1m Sim Sim Sim
(*) A definir em função do tipo de resíduos admitido no aterro
2.5.2 Sistemas de impermeabilização e drenagem de base e taludes
Tal como anteriormente mencionado, o sistema de impermeabilização e drenagem de base e taludes tem por
função principal prevenir e minimizar a migração de contaminantes para meio ambiente envolvente ao aterro de
resíduos, incluindo o solo e as águas subterrâneas. Este sistema deve ser capaz de garantir o confinamento dos
resíduos, bem como a coleta e encaminhamento dos lixiviados para o sistema de tratamento, por um período de
tempo compatível com a vida útil do aterro de resíduos.
Os sistemas de impermeabilização e drenagem de base e taludes são constituídos por várias camadas, cada
uma com uma função específica. O número de camadas depende das condições geotécnicas, do tipo de
resíduos, da regulamentação vigente no país, do tipo de aterro de resíduos, etc..
Na Figura 2 apresenta-se um exemplo de sistema de impermeabilização e drenagem de base e taludes para
aterros de resíduos não perigosos (por exemplo, resíduos urbanos), bem como as funções e os requisitos
mínimos a que as diferentes camadas devem atender de acordo com a legislação presentemente vigente em
Portugal. Para além dos requisitos indicados na figura, estes sistemas devem satisfazer os seguintes requisitos:
estanqueidade, durabilidade, resistência mecânica dos materiais, estabilidade e compatibilidade química com os
resíduos e com os lixiviados gerados.
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Figura 2 – Exemplo de sistema de impermeabilização e drenagem de base e taludes para aterros de resíduos não perigosos.
2.5.3 Sistema de encerramento
O sistema de encerramento tem por objetivos principais controlar a infiltração das águas superficiais e,
consequentemente, a produção de lixiviado no aterro; isolar os resíduos do meio envolvente; e evitar a migração
não controlada de gás do aterro. Para além disso, o sistema de encerramento serve também para evitar o
arrastamento de poeiras e resíduos pelo vento, minimizar os odores, fornecer condições para o crescimento da
vegetação, manter afastados dos resíduos os animais e assegurar uma adequada integração paisagística do
aterro.
À semelhança do sistema de base e taludes, o sistema de encerramento inclui várias camadas, tais como:
camada de terra vegetal, camada de proteção, camada de drenagem das águas pluviais, camada mineral
impermeável (barreia), camada de drenagem e coleta de gases e camada de regularização. Pode, também,
incluir camadas de filtros entre as camadas granulares com o objetivo de evitar a migração da fração de finos
para as camadas adjacentes.
Na Figura 3 apresenta-se um exemplo de sistema de encerramento utilizado em aterros de resíduos não
perigosos e os requisitos mínimos que as diferentes camadas devem satisfazer. As correspondentes funções
são indicadas no Quadro 3.
O sistema de encerramento deve também cumprir requisitos em termos de estabilidade e levar em consideração
os elevados assentamentos que terão lugar durante e após o encerramento do aterro, bem como o risco de
erosão.
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Figura 3 – Exemplo de sistema de encerramento para aterro de resíduos não perigosos.
Quadro 3 – Principais funções dos componentes do sistema de encerramento.
Componente Função
Cobertura final com material terroso
Camada de terra vegetal
resistir à erosão causada pela água e pelo vento
fornecer condições para o crescimento da vegetação
assegurar o enquadramento paisagístico e a utilização futura do local
facilitar a manutenção
Camada de proteção
proteger as camadas subjacentes da erosão e da exposição às condições ambientais
servir como filtro
armazenar água para a vegetação
Camada de drenagem
minimizar a carga hidráulica sobre a barreira e, consequentemente, a infiltração
escoar a água infiltrada das camadas sobrejacentes
reduzir e controlar a pressão da água nos poros na interface com a barreira, de modo a evitar problemas de estabilidade dos taludes
Camada mineral impermeável (barreira)
controlar a infiltração de água nos resíduos
restringir as emissões de gás
Camada de drenagem de gases
drenar e conduzir o gás para os pontos de recolha e remoção
limitar a pressão sobre a barreira
Camada de regularização (opcional)
servir de fundação para as camadas sobrejacentes
proteger do impacto dos assentamentos diferenciais dos resíduos
redistribuir as cargas e as deformações
providenciar adequada capacidade de carga
No âmbito do presente documento, o capítulo seguinte será dedicado aos materiais constituintes dos sistemas
de impermeabilização e drenagem de base e taludes e de encerramento, nomeadamente, aos materiais não
naturais (geossintéticos), com especial relevo para as barreiras, em particular, para a geomembrana.
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3. GEOSSINTÉTICOS NOS SISTEMAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO E DRENAGEM
3.1 Tipos de geossintéticos
O termo geossintético é usado para descrever um material, em que pelo menos um dos seus componentes é
fabricado a partir de um polímero sintético, na forma de folha, tira ou estrutura tridimensional, utilizado em
contacto com o solo ou outros materiais em obras de engenharia civil (NP EN ISO 10318, 2006).
Nos aterros de resíduos, os geossintéticos têm um papel preponderante, tanto pela diversidade de produtos
potencialmente aplicáveis, como pela diversidade de funções que os mesmos podem desempenhar,
nomeadamente, contenção de líquidos/gases (barreira), proteção, separação, filtragem, drenagem e o reforço.
Os principais tipos de geossintéticos são os seguintes:
- geomembranas (GM): materiais de reduzida permeabilidade, produzidos à base de materiais
poliméricos, podendo ser usados como barreiras aos líquidos, gases e/ou vapores;
- geotêxteis (GTX): materiais poliméricos permeáveis que podem ser utilizados para filtragem, drenagem,
proteção, separação e, também, para controlo de erosão;
- geogrelhas (GGR): consistem numa grelha aberta e regular de elementos resistentes à tração, ligados
entre si por extrusão, colagem ou entrelaçamento, cujas aberturas têm dimensões superiores às da
superfície sólida da grelha formada pelos elementos constituintes, usadas para reforço;
- georredes (GNT): consistem em duas séries de elementos paralelos que se cruzam segundo vários
ângulos, formando uma estrutura plana aberta, sendo usadas para drenagem ao longo do seu plano;
- geotubos (GP): são utilizados para captação e drenagem de líquidos.
Os tipos de geossintéticos mencionados podem também associar-se, formando geocompósitos (GCO), sendo de
destacar as barreiras geossintéticas argilosas (GCLs), geralmente denominadas por geossintéticos bentoníticos.
Estes materiais, constituídos por bentonite e por GTXs e/ou GM, são usados com a função de barreiras à
migração de fluidos (líquidos ou gasosos). Outros geocompósitos frequentemente utilizados, são os
geocompósitos de reforço, formados por um ou mais GTXs e por uma GGR, e os geocompósitos de drenagem,
constituídos por GTX(s) e por GNT, que, como os nomes indicam, são utilizados para reforço e para drenagem,
respetivamente.
Nos sistemas de impermeabilização e drenagem, os tipos de geossintéticos mais utilizados são os indicados no
Quadro 4 e esquematicamente representados na Figura 4.
Dos tipos de geossintéticos atrás referidos, salienta-se pela sua a importância a geomembrana, que, na base,
cumpre a importante função de evitar que os líquidos gerados pela alteração dos resíduos possam atingir o
subsolo e as águas subterrâneas e, no sistema de encerramento, serve para controlar a infiltração das águas
superficiais no aterro e a emissão de biogás para a atmosfera.
Para desempenhar adequadamente a sua função de barreira, a geomembrana deve ser devidamente
selecionada, com base em dimensionamento a realizar de acordo com as solicitações previstas. Deve,
igualmente, ser adequadamente instalada, por forma a manter a sua integridade, bem como as suas
características funcionais a curto e a longo prazo.
Os aspetos referentes à seleção e instalação serão abordados nas secções seguintes, com ênfase no segundo
aspeto por estar diretamente relacionado com a integridade da geomembrana, que constitui o objeto principal do
presente documento. A questão da durabilidade sai do âmbito deste trabalho, pelo que não será discutida.
11
Quadro 4 – Geossintéticos mais utilizados em aterros de resíduos e respetivas funções.
Tipo de geossintético Sigla Exem. Tipo de polímero/material Função
Geomembranas GM PEAD, PEBD, LPEAD, PVC,
PP, CSPE, EDPM Barreira
Barreiras geossintéticas
argilosas GCL
Bentonite + GTX(s),
Bentonite + GM(s),
Bentonite + GTX + GM
Barreira
Georredes GRT
PEAD Drenagem
Geogrelhas GGR
PEAD, PET, PP Reforço
Geotubos GP
PEAD, PEBD, PVC Drenagem
Geotêxteis
não-tecido
GTX
PP, PET, PEAD, PA Filtro, proteção, separação, reforço e
controlo de erosão tecido
Nota: PEAD – Polietileno de alta densidade; PEBD – Polietileno de baixa densidade; LPEAD - Polietileno linear de alta
densidade; PVC – Cloreto de Polivinilo; PET – Poliester; PA – Poliamida; PP – Polipropileno; CSPE – Polietileno
clorosulfanado; EPDM – Monómero de etileno-propileno-dieno.
Figura 4 – Exemplos de aplicações de geossintéticos em aterros de resíduos (Zornberg & Christopher, 2007).
Dreno de
controlo do nível de água
Filtro em
geotêxtil
Reforço com
fibras
Geomembrana secundária
Reforço (geogrelha, geotêxtil)
Georrede
Aterro
em argila
CCL
Geotubo Cascalho
Geomembrana primária
Georrede
Filtro em
geotêxtil
GC
L
Geocompósito para
biogás/lixiviado
Resíduos sólidos
Cobertura diária em geotêxtil Filtro em
geotêxtil
Filtro em geotêxtil
Geotubo
Geogrelha
Reforço com
fibras
Reforço (geogrelha,
geotêxtil, geocélulas) Geomembrana Poço de extração
de líquidos
Geocompósito de drenagem Sistema de controlo de
erosão em geossintéticos
Geocompósito de drenagem intercetor
Barreira vertical em PEAD Poço de água subterrânea
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3.2 Geomembranas
3.2.1 Seleção
A seleção da geomembrana efetua-se com base em exigências funcionais, em requisitos de instalação e em
critérios económicos. Relativamente aos primeiros, comparam-se os valores das propriedades indicados nas
especificações de projeto com os valores das propriedades disponibilizados pelos fabricantes, por exemplo, em
Fichas Técnicas. Salienta-se, contudo, que a comparação só é possível se as normas de ensaio utilizadas pelos
fabricantes forem as mesmas, ou equivalentes, às normas indicadas nas especificações de projeto.
Para a constituição das especificações de projeto é necessário identificar quais as propriedades a dimensionar, o
que depende das solicitações previstas para a geomembrana. Em termos gerais, as principais propriedades da
geomembrana a considerar no âmbito do projeto dos sistemas de impermeabilização e drenagem de base e
taludes e no sistema de encerramento são as seguintes:
- resistência química para resistir a agressões químicas e biológicas por parte dos resíduos, lixiviados e
biogás;
- resistência mecânica (resistência ao punçoamento, ao rasgamento e à tração), para resistir às
exigências funcionais e satisfazer as condições de instalação;
- deformabilidade/flexibilidade, sobretudo, quando a geomembrana é aplicada no sistema de
encerramento, face aos assentamento expectáveis;
- características de atrito, particularmente úteis no caso dos cálculos de estabilidade dos taludes
(resistência ao corte, levando em consideração os materiais adjacentes à geomembranas, por exemplo,
solos, geotêxteis, georrede, etc., pois os valores de resistência corte entre a geomembrana e os
diferentes tipos de geossintéticos são muito variáveis e podem ser muito baixos);
- estabilidade térmica, incluindo resistência aos esforços induzidos pelas variações de temperatura
(expansão / contração);
- durabilidade, sobretudo para resistir aos efeitos da termo-oxidação (envelhecimento térmico causado,
sobretudo, pelas elevadas temperaturas que o aterro pode atingir durante as fase de exploração e após
o encerramento), da foto-oxidação (envelhecimento devido aos raios ultravioletas) e ao
desenvolvimento de fissuras de tração (tempo de indução à oxidação, resistência à fissuração por
tração, etc.).
Para além destas propriedades de natureza funcional, é também usual especificar a espessura e tipo de
polímero no fabrico da geomembrana. No sistema de impermeabilização e drenagem de base e taludes a
geomembrana é, geralmente, de polietileno de alta densidade, devido à sua resistência química, mecânica,
durabilidade e também por permitir soldaduras resistentes do ponto de vista mecânico e de estanqueidade.
Estas geomembranas, embora rígidas, têm boas propriedades físicas e conseguem suportar tensões elevadas
muitas vezes impostas durante a construção do aterro. Já no sistema de encerramento, preconiza-se a utilização
de geomembranas de baixa densidade, sobretudo, por apresentarem maior flexibilidade, o que permite
acomodar mais facilmente os assentamentos deste sistema.
No caso das geomembranas de polietileno, são geralmente incluídas nas especificações técnicas requisitos
sobre outras propriedades, que, indiretamente, fornecem informações sobre a qualidade da geomembrana. De
salientar, a massa volúmica, o índice de fluidez e o teor em negro de carbono.
O valor da massa volúmica é importante por estar diretamente relacionado com a cristalinidade (Halse et al.,
1991), afetando as propriedades térmicas (ponto de endurecimento, viscosidade e temperatura de fusão),
mecânicas (resistência à tração e flexibilidade) e químicas (resistência química, à fissuração e “permeabilidade”).
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O valor do índice de fluidez permite avaliar indiretamente o peso molecular dos polímeros termoplásticos (um
valor alto do índice de fluidez indica que o polímero apresenta um peso molecular baixo), propriedade que
condiciona diretamente as propriedades mecânicas destes materiais. Contudo, a comparação de valores do
índice de fluidez só tem significado se forem comparadas geomembranas de um mesmo polímero (Koerner,
1998).
O negro de carbono é um aditivo que se junta na formulação da geomembrana para minimizar os efeitos
negativos dos raios ultravioleta sobre os polímeros, os quais conduzem à degradação das propriedades
mecânicas das geomembranas, nomeadamente ao surgimento de fissuras e a uma rotura do tipo frágil.
3.2.2 Instalação em obra
A qualidade do sistema de impermeabilização e drenagem está diretamente relacionada com a qualidade das
operações de instalação em obra, pois qualquer dano na geomembrana pode comprometer a sua função de
barreira e prejudicar o meio ambiente.
A instalação da geomembrana em obra abrange um conjunto de atividades, sendo de destacar as seguintes:
receção; preparação das camadas subjacente e sobrejacente; preparação da vala de ancoragem; plano de
instalação; transporte; manuseamento; armazenamento; colocação dos painéis; união dos painéis (soldaduras);
uniões às tubagens; ensaios de controlo e ensaios de garantia de qualidade das soldaduras em termos de
estanqueidade e de resistência mecânica. Para além destas atividades, a instalação inclui também as operações
de reparação de potenciais danos.
3.2.2.1 Receção
Aquando da receção da geomembrana deve proceder-se à análise da conformidade com vista a assegurar que
os rolos fornecidos correspondem à geomembrana selecionada e que satisfazem os requisitos de projeto. Para o
efeito, deve verificar-se se os rolos fornecidos estão devidamente etiquetados, se os documentos remetidos pelo
fabricante, incluindo os resultados dos ensaios de controlo de produção (se disponibilizados), dizem respeito aos
rolos fornecidos e deve providenciar-se a realização de ensaios de verificação da conformidade.
No que se refere à etiquetagem, de referir que a informação aposta em cada rolo (ou embalagem) deve
compreender a identificação do fabricante, a designação comercial da geomembrana, identificação do rolo (ex.
número ou código de identificação), o peso, as dimensões, a massa por unidade de área, a matéria-prima e a
classificação do produto, de acordo com o estabelecido na norma NP EN ISO 10320 (2003). A marcação CE
deve, também, estar aposta em rolo (ou embalagem).
Relativamente aos ensaios de verificação da conformidade, devem ser realizados em laboratório independente,
antes da colocação da geomembrana em obra, e incluir todas propriedades consideradas relevantes. Estes
ensaios visam, não só, assegurar que os rolos fornecidos efetivamente satisfazem os requisitos de projeto, como
também identificar possíveis defeitos de fabrico. Devem rejeitar-se os rolos cujos resultados dos ensaios não
satisfaçam os valores especificados no projeto.
3.2.2.2 Preparação da camada subjacente
Para que o sistema de impermeabilização e drenagem de base e taludes e de encerramento funcionem
adequada e eficientemente as condições de contacto entre a geomembrana e a superfície da camada
subjacente devem ser excelentes, por outras palavras, a geomembrana deve ser colocada sobre uma superfície
plana, quer esta seja constituída por uma barreira geossintética argilosa (GCL), ou por uma camada de solo
argiloso compactada (CCL).
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Em Portugal, os sistemas de impermeabilização e drenagem de base e taludes de escavação, geralmente,
incluem barreiras múltiplas, constituídas por uma geomembrana, uma GCL e uma CCL (do topo para a base).
Quando a geomembrana assenta sobre a GCL a superfície subjacente, em princípio, é plana. Contudo, para que
tal se verifique, a superfície da camada da inferior deve estar nivelada, devidamente compactada e isenta de
materiais contundentes, elevações ou depressões (devidas, por exemplo, a fragmentos rochosos, raízes ou
resíduos), mudanças bruscas de inclinação, zonas “moles”, nascentes, fissuras por secagem excessiva
(dessecação), etc..
As exigências acima mencionadas são também aplicáveis à superfície da CCL, no caso de a geomembrana ser
colocada diretamente sobre esta camada. De referir que para evitar que a superfície desta camada se deteriore
em consequência de chuvas, ventos, perda de humidade do solo, trânsito local, etc., a colocação dos
geossintéticos deve realizar-se imediatamente após os trabalhos de preparação da mesma. Caso tal não seja
possível, deve reinspeccionar-se cuidadosamente a superfície da camada subjacente e providenciar as
reparações necessárias, antes de autorizar a colocação da camada seguinte (GCL ou geomembrana). Na Figura
5 apresentam-se, a título de exemplo, superfícies da camada subjacente em condições adequadas e
inadequadas.
(a) adequadas
(b) inadequadas
Figura 5 – Exemplos de superfícies adequadas e inadequadas da camada subjacente.
3.2.2.3 Preparação da vala de ancoragem
Para evitar o escorregamento da geomembrana ao longo do talude e a formação de dobras, esta deve ser
amarrada no interior de valas de ancoragem.
As valas de ancoragem devem ser construídas antes da colocação dos geossintéticos, de acordo com as
dimensões e a localização indicadas no projeto. O dimensionamento da vala de ancoragem na crista do talude
deve ser efetuado de forma a evitar problemas de rotura ou arranque da geomembrana na zona de ancoragem,
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sobretudo quando são elevadas as alturas e as inclinações dos taludes de escavação. Deve, também, levar-se
em consideração a utilização de vários geossintéticos na constituição do sistema de impermeabilização e
drenagem, bem como atender aos baixos valores de resistência ao corte entre eles.
Deve, ainda, conciliar-se a geometria das valas com as características dos vários geossintéticos a aplicar no
aterro, visto que os materiais mais rígidos como as geomembranas dificilmente poderão ser dobrados numa vala
com uma configuração retangular. Pode optar-se por valas com diferentes geometrias, desde que estas
respondam satisfatoriamente às solicitações previstas. Salienta-se que, qualquer que seja a geometria, a vala
deve ser arredonda nos cantos, para evitar danos.
De destacar que, segundo a EPA (2000), as dimensões mínimas requeridas para a vala de ancoragem na crista
do talude são as seguintes (Figura 6): 0,6 m (profundidade); 0,6 m (largura); e 1 m (comprimento de ancoragem).
Figura 6 – Dimensões mínimas da vala de ancoragem na crista do talude.
As valas de ancoragem devem ser preenchidas preferencialmente com solo de baixa condutividade hidráulica, o
qual deve ser compactado logo após a colocação da geomembrana (Figura 7). Se o sistema de
impermeabilização e drenagem incluir outros geossintéticos e não for possível efetuar o preenchimento total da
vala, deve providenciar-se o carregamento provisório adequado (e.g., solo, sacos de areia), por forma a evitar o
escorregamento ao longo do talude e a formação de dobras no pé do talude. O material de enchimento deve ter
formas e dimensões que não danifiquem a geomembrana.
Figura 7 – Vala de ancoragem: (a) construção; (b) colocação e compactação do material de preenchimento; (c) ancoragem dos diferentes geossintéticos.
Geomembrana
GCL
Geotêxtil
(a) (b) (c)
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3.2.2.4 Plano de instalação
Deve ser preparado um plano de instalação para a geomembrana onde se defina, entre outros, os seguintes
aspetos: a disposição e sequência de colocação dos painéis num esquema de colocação (layout), tendo em
conta a geometria do aterro, a localização da rampa de acesso no interior do aterro, a direção predominante do
vento e a inclinação da base do aterro; o número de equipas a envolver na instalação; o método de uniões a
adotar; os ensaios de controlo de qualidade das soldaduras a realizar; etc..
O esquema de colocação deve indicar com detalhe a disposição dos painéis em pontos críticos, nomeadamente,
nos cantos dos taludes, em curva e nos locais onde as tubagens atravessam a geomembrana. Salienta-se que
devem evitar-se uniões múltiplas (Figura 8), uniões em cruz, uniões em “T” com um intervalo inferior a 0,5 m.
Figura 8 – Exemplos de disposição de painéis de forma adequada e inadequada.
Nos taludes, as uniões devem estar orientadas paralelamente à linha de maior declive, não devendo existir
uniões perpendiculares a essa linha (EPA Victoria, 2010). Nos cantos ou em locais de geometria complicada o
número de uniões deve ser minimizado.
De referir, ainda, que as uniões entre os painéis de geomembrana colocados nos taludes e na base devem ser
efetuadas a uma distância mínima do pé do talude de 1,5 m, conforme se ilustra na Figura 9.
Figura 9 – Exemplo de união entre os painéis geomembrana colocados nos taludes e na base.
3.2.2.5 Transporte, manuseamento e armazenamento
O equipamento para transporte em obra deve ser apropriado, para que não se verifiquem quaisquer danos nos
rolos de geomembrana. O transporte deve ser efetuado de forma a preservar a embalagem original, sem a
rasgar (Figura 10).
adequada inadequada
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Figura 10 – Exemplo de transporte de geossintéticos: (a) adequado e (b) inadequado.
O manuseamento, pelos funcionários do instalador, deve ser adequado (Figura 11), nomeadamente, não deve
ser permitido arrastar, deslizar ou empurrar os rolos.
Figura 11 – Exemplos de manuseamento adequado.
De igual forma, o armazenamento deve ser apropriado, para evitar, por exemplo, sujidade, danos mecânicos,
vandalismo, passagem de veículos ou outros fatores, como a chuva e os raios ultravioleta, sobretudo, se o
tempo de armazenamento for significativo. A superfície sobre a qual podem ser colocados os rolos de
geomembrana deve ser minimamente preparada, para que pedras ou objetos contundentes não a danifiquem.
Para o efeito, podem colocar-se os rolos sobre paletes de madeira (Figura 12). O empilhamento de rolos deve
seguir as recomendações do fabricante que, geralmente, acompanham o produto. Na ausência destas
recomendações, sugere-se que o empilhamento não exceda os cinco níveis de rolos. No caso da geomembrana
ser armazenada de forma inadequada, deve sacrificar-se as primeiras espiras, aproveitando apenas o material
intacto.
Figura 12 – Exemplos de armazenamento: (a) adequado e (b) inadequado.
G G
(
(a) (b)
(a) (b)
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3.2.2.6 Colocação dos painéis
A colocação dos painéis de geomembrana deve seguir a ordem e a configuração indicada no esquema de
colocação (layout) previamente definido pelo instalador e aceite pela fiscalização. Os painéis devem ser
numerados in situ, sequencialmente à sua colocação, conforme definido no plano de instalação.
Os painéis não devem ser colocados sob vento excessivo, nevoeiro, chuva, neve e temperaturas extremas.
Deve providenciar-se o carregamento provisório dos rolos recentemente colocados, até que se proceda à sua
união e a ancoragem definitiva na vala. Qualquer tipo de carregamento provisório é aceitável, desde que não
danifique a geomembrana. Geralmente, utilizam-se sacos de areia (Figura 13), ou pneus, espaçados
convenientemente e com peso tal que possam resistir ao esforço de levantamento provocado pelo vento.
Figura 13 – Exemplo carregamento provisório com sacos de areia
Deve ter-se o cuidado de só colocar os painéis de geomembrana cujas uniões se possam realizar no próprio dia. A união deve ser realizada logo que dois painéis sejam sobrepostos, para evitar o seu levantamento e
deslocamento sob ação do vento (
Figura 14), já que este pode causar acidentes pessoais graves, para além de prejuízos materiais.
Figura 14 – Exemplos de danos na geomembrana por ação do vento.
A largura de sobreposição entre painéis adjacentes deve respeitar as recomendações do fabricante.
Sobreposições mínimas de 125 mm são geralmente recomendadas (EPA Victoria, 2010). Na base do aterro, as
sobreposições devem realizar-se no sentido do escoamento, como ilustrado na Figura 15.
Figura 15 – Exemplos de sobreposições entre painéis adequadas e inadequadas.
sobreposições adequadas sobreposições inadequadas
19
As variações de temperatura ambiente ao longo de um dia provocam a contração/expansão da geomembrana,
conduzindo à formação de dobras e à indução de tensões de tração nas mesmas. A indução de tensões de
tração em dobras potencia o desenvolvimento de fissuras de tração, a partir das quais os contaminantes podem
migrar para o subsolo e para as águas subterrâneas. A formação de dobras é também prejudicial porque piora
as condições de contacto entre a geomembrana e a camada subjacente. Nestas circunstâncias, a existência de
orifícios em dobras conduz ao aumento no fluxo de lixiviados sob a geomembrana, com as consequências
perniciosas para o meio ambiente.
Para minimizar a formação de dobras na geomembrana devem adotar-se folgas capazes de compensar as
deformações geradas pelas variações de temperatura, bem como promover-se a colocação de painéis que
possam ser unidos no próprio dia, nos períodos em que as temperaturas são mais amenas. No caso de se
formarem dobras, estas devem ser reparadas, por forma a manter a geomembrana plana e livre de tensões.
Todos os cuidados devem ainda ser tomados para evitar danos na geomembrana provocados por queda de
objetos contundentes e movimentação de pessoas ou equipamentos. A circulação de veículos diretamente sobre
a geomembrana é estritamente proibida.
3.2.2.7 União entre os painéis
Para as geomembranas mais utilizadas nos aterros de resíduos (polietileno alta e baixa densidade), as uniões
entre painéis, também designadas por soldaduras ou juntas, geralmente, realizam-se por termofusão dupla ou
por extrusão. A primeira consiste na união das geomembranas superior e inferior por aquecimento, através de
uma cunha metálica quente ou por insuflação de ar quente, com auxílio de uma pressão mecânica de rolos
compressores sobre as geomembranas aquecidas (Figura 16).
Figura 16 – Soldadura dupla por termofusão.
A soldadura por extrusão (Figura 17) consiste na deposição de material (obtido por extrusão de um cordão do
mesmo polímero da geomembrana), a temperatura elevada, na borda do painel da geomembrana superior.
Figura 17 – Soldadura por extrusão.
150 mm
25 a 40 mm
Extrusão
T = espessura
Geomembrana superior
Geomembrana inferior
20
De referir, porém, que as soldaduras por extrusão devem realizar-se apenas nos locais onde não é possível
realizar soldaduras por termofusão, por exemplo, em pequenos remendos ou onde as tubagens atravessam o
sistema de impermeabilização. A opção pelas soldaduras por termofusão está diretamente relacionada com a
sua fiabilidade, relativamente às soldaduras por extrusão, cuja qualidade está mais dependente da experiência
do operador.
Qualquer que seja o método de união, as soldaduras devem ser estanques e apresentar resistência mecânica da
ordem de grandeza da geomembrana propriamente dita. Na seção seguinte descrevem-se sumariamente os
ensaios utilizados na verificação da qualidade das soldaduras.
3.2.2.8 Ensaios de controlo de qualidade das soldaduras
Para avaliar a qualidade das soldaduras é comum efetuarem-se dois tipos de ensaios, um para avaliar a perda
de estanqueidade e outro para averiguar resistência ao arranque e corte. Os primeiros são realizados ao longo
de todo o comprimento da soldadura e para todas as soldaduras (ensaios não-destrutivos). Os segundos são
realizados sobre amostras cortadas nas soldaduras existentes, razão pela qual estes ensaios são denominados
ensaios destrutivos.
Para a verificação da estanqueidade das soldaduras são realizados ensaios de pressão de ar, no caso das
soldaduras duplas por termofusão, e ensaios de fio de cobre, para as soldaduras por extrusão.
O ensaio de pressão de ar (Pressurized Air Channel Evaluation of Dual Seamed Geomembranes) realiza-se
segundo a norma ASTM D5820 (2011) e consiste em injetar, com uma agulha, uma determinada pressão no
canal existente nas soldaduras de termofusão duplas e verificar se existe estabilização da pressão, evidência de
que a junta é estanque (Figura 18).
Figura 18 – Ensaio de pressão de ar.
O ensaio do fio de cobre (spark test) realiza-se segundo a norma ASTM D6365 (2011), sendo necessário para a
sua realização a introdução de um fio de cobre na zona de sobreposição das geomembranas superior e inferior
durante a realização da soldadura. As duas extremidades do fio de cobre são depois retiradas da área de
soldadura para serem sujeitas a uma corrente elétrica. Seguidamente faz-se mover uma sonda (ligada a um
voltímetro), ao longo de todo o comprimento da soldadura. Se houver a emissão de um som agudo e/ou de uma
faísca ou se mostrador do voltímetro registar um aumento brusco do sinal, significa que a soldadura pode estar
defeituosa e necessita ser reparada (Figura 19).
21
Figura 19 – Ensaio do fio de cobre.
Para a verificação da resistência das soldaduras são realizados ensaios (destrutivos) de arranque (peel test) e
de corte (shear test), segundo a norma ASTM D 6392 (2012). O princípio do ensaio é simples, consistindo em
tracionar, a velocidade preconizada, cada provete conforme é indicado na Figura 20(a) e (b), respetivamente
para o ensaio de arranque e corte.
No ensaio de arranque procura-se avaliar a resistência da soldadura (Peggs & Little, 1985), enquanto, no ensaio
de corte, se pretende avaliar de que forma o processo de soldadura afeta a resistência da geomembrana
adjacente à soldadura (Peggs, 1990).
soldadura por extrusão soldadura por termofusão
(a) ensaio de resistência ao arranque
soldadura por extrusão soldadura por termofusão
(b) ensaio de resistência ao corte
Figura 20 – Ensaios de resistência ao arranque e ao corte de soldaduras.
22
3.2.2.9 Preparação das camadas sobrejacentes
Depois de instalada, a geomembrana deve ser coberta com uma camada de proteção para evitar potenciais
danos físicos, sobretudo, os resultantes da colocação do material granular da camada de drenagem de lixiviados
e dos resíduos. A camada de proteção pode ser constituída por solo, geossintético, ou ambos. Em Portugal, a
solução adotada tem recaído sobre um geossintético, designadamente, um geotêxtil (Figura 21).
Figura 21 – Exemplo de camada de proteção constituída por um geotêxtil.
Sobre a camada de proteção, coloca-se a camada de drenagem (Figura 22). Esta operação reveste-se de
cuidados especiais, por forma a minimizar os danos na geomembrana. Deve ser realizada de modo a impedir a
circulação de equipamentos diretamente sobre o geotêxtil de proteção à geomembrana (equipamento usados
nas operações de transporte e de espalhamento do material granular). A colocação do material de drenagem
deve iniciar-se na extremidade da célula de resíduos e prosseguir para o interior da mesma. Na fase inicial, deve
utilizar-se o braço da retroescavadora, ou equivalente, para empurrar e espalhar o material granular sobre o
geotêxtil. A circulação do equipamento pesado só é permitida quando a espessura da camada de drenagem for
superior à profundidade dos rodados dos equipamentos.
Figura 22 – Colocação da camada de drenagem sobre a camada de proteção à geomembrana.
Apesar de todos os cuidados, a ocorrência de orifícios durante a colocação da camada de drenagem parece
inevitável, como mostram os estudos realizados por diversos autores e que será objeto da secção seguinte.
geotêxtil
23
3.2.2.10 Danos nas geomembranas
Os danos existentes nas geomembranas podem ocorrer por deficiente fabrico ou resultarem de atividades
realizadas durante a construção e exploração do aterro de rersíduos. O Quadro 5 mostra exemplos dos vários
tipos de danos que a geomembrana pode sofrer durante as diferentes fases e as suas possíveis causas.
Quadro 5 – Geomembranas: tipos de danos e possíveis causas (adaptado de McQuade & Needham, 1999).
Fases tipo de dano causas/ comentários
fabrico pequenos orifícios, variação de espessura, baixa resistência ao “stress cracking”
resina de má qualidade (pouco comum se existir controlo de qualidade de fabrico adequado)
cons
truç
ão
transporte sulcos, cortes, rasgos, furos, roturas equipamento de transporte, carga e descarga e locais de armazenamento inadequados
colocação sulcos, cortes, orifícios, rasgos arrastamento dos rolos, rebarbação descuidada dos painéis, superfície subjacente inadequada, utilização menos própria de equipamentos sobre os painéis, vento, rugas, dobras
soldadura cortes, sobreaquecimento, incisões, descolagem, rugas
rebarbação descuidada dos bordos, velocidade e temperatura de soldadura incorretas, excessiva pressão dos rolos, zona de soldadura suja ou molhada
colocação da camada drenante sobrejacente
rasgos, cortes, sulcos, orifícios, tensões na geomembrana
insuficiente proteção da geomembrana, ação dos equipamentos de movimentação de terras, contração da geomembrana devido a redução da temperatura, inadequada espessura mínima da 1ª camada de material drenante, ou dimensões inadequadas das partículas
exploração orifícios, rasgos, sulcos, roturas
punçoamento devido à deposição de resíduos, rotura de soldaduras de baixa resistência, tensões causadas por assentamento dos resíduos ou assentamentos diferenciais na base
Inúmeros autores têm efetuado estudos com o objetivo de verificar o tipo, localização, dimensão, frequência e
causa dos danos na geomembrana, nomeadamente Laine & Darilek (1993), Colucci & Lavagnolo (1995), Nosko
et al. (1996), McQuade & Needham (1999), Nosko & Touze-Foltz (2000), entre outros. Destes estudos pode
concluir-se que cerca de 98% dos danos observados em geomembranas utilizadas no sistema de
impermeabilização e drenagem de fundo e taludes de aterros de resíduos ocorrem durante o período de
instalação em obra. Destes, 25% ocorrem durante a colocação da geomembrana e ligação dos painéis, 73%
durante a colocação da camada de drenagem sobrejacente à geomembrana e só cerca de 2% ocorrem durante
a fase de exploração do aterro (Figura 23).
Figura 23 - Geomembranas: percentagem e causas dos danos.
24
O número e tipo dos danos estão relacionados com a qualidade do material da camada subjacente, da qualidade
do material de cobertura, da qualidade da instalação da geomembrana e da fiscalização dessas operações.
Mesmo que seja implementado um bom controlo de qualidade durante as operações de instalação da
geomembrana, Snow et al. (1999) relata uma densidade média de 2,8 orifícios/ha após a instalação da
geomembrana e 11,9 orifícios/ha após a colocação da camada de drenagem. Os danos mais recorrentes estão
relacionados com soldaduras defeituosas e com orifícios por punçoamento da geomembrana, devido a
fragmentos rochosos angulosos aquando da colocação da camada de drenagem. Para minorar este tipo de
danos, foram desenvolvidos, por um lado, métodos para verificar a estanqueidade e resistência das soldaduras
e, por outro lado, métodos para detetar e localizar orifícios nos painéis da geomembrana antes e após a
colocação da camada de drenagem sobrejacente à geomembrana, ou seja, para geomembranas descobertas e
cobertas, respetivamente.
Os métodos para verificar a estanqueidade e a resistência foram apresentados na seção 3.2.2.8 e os métodos
para detetar e localizar orifícios serão mostrados na seção 4.4
3.2.2.11 Reparações
Todos os danos na geomembrana decorrentes da instalação em obra têm que ser devidamente reparados. As
reparações são diferentes consoante o tipo de danos (ver Quadro 5).
No que se refere aos danos identificados a partir dos resultados dos ensaios não-destrutivos, podem adotar-se
as seguintes técnicas:
- remendo;
- remoção da junta e substituição por uma faixa de geomembrana, soldada de ambos os lados por
termofusão;
- reforço da junta com uma soldadura por extrusão (só nos casos em que as medidas anteriores não
puderem justificadamente ser implementados).
Relativamente aos danos identificados com base nos resultados dos ensaios destrutivos, a reparação deve
consistir na colocação de um remendo, da mesma geomembrana, arredondado nos cantos, numa área que
exceda, pelo menos, 0,15m para cada lado da amostra retirada, e posterior união, sempre que possível, por
termofusão. O mesmo procedimento deve ser adotado para os danos identificados por inspeção visual.
De realçar que se deve comprovar a qualidade dos remendos efetuados, através da realização de novos ensaios
não-destrutivos.
25
4. ATIVIDADES DE CONTROLO E DE GARANTIA DE QUALIDADE DA GEOMEMBRANA
4.1 Necessidade e importância dum plano de controlo e garantia de qualidade
Nos aterros de resíduos, as atividades de controlo e de garantia de qualidade da sua construção, sobretudo no
que respeita à instalação dos geossintéticos, nos quais a geomembrana se inclui, são da maior importância, pois
a suscetibilidade destes materiais a danos físicos e a sua deficiente instalação nestas obras pode pôr em risco,
não só o confinamento dos resíduos, como induzir a fuga de lixiviados ou biogás, com as repercussões
ambientais (contaminação do ar, do solo, das águas superficiais e subterrâneas) que se conhecem (Barroso &
Lopes, 2008).
A complexidade das ações a desenvolver no âmbito do controlo e garantia de qualidade relativas aos
geossintéticos justifica a realização de um plano onde se indique o conjunto de atividades a empreender com o
objetivo de assegurar que os materiais e as técnicas construtivas empregues pelo instalador de geossintéticos,
estão em conformidade com as condições estabelecidas no projeto e as regras de boa prática de instalação,
devendo também incluir a documentação e relatórios que permitam evidenciar e comprovar essa conformidade e
ainda indicar as responsabilidades dos vários intervenientes no processo.
4.2 Funções e responsabilidades dos intervenientes no controlo e garantia de qualidade
A garantia de qualidade da construção (GQC) depende muito da forma como interagem os diferentes
intervenientes na realização dessas atividades. Na Figura 24 mostra-se, a título de exemplo, a complexidade da
organização das atividades de garantia de qualidade da construção a empreender no que respeita aos solos e
geossintéticos.
Figura 24 – Organização das atividades de GQC (Koerner & Koerner, 2006)
Dono de Obra
Projectista Entidade Licenciadora
Organização da GQC
Ensaios de laboratório
geossintéticos solos
Empreiteiro
Fabricante
controlo de qualidade
de fabrico Ensaios de laboratório
Ensaios de laboratório
instalador
controlo de qualidade
de construção
controlo de qualidade
de construção Ensaios de laboratório
certificação
aprovação final
26
No que respeita à geomembrana, antes da construção, a gestão da qualidade, passa pela verificação de que o
fabricante efetuou o respetivo controlo de qualidade (CQF) e pela verificação de que um organismo idóneo
independente atestou a garantia de qualidade de fabrico (GQF) da mesma a instalar. Durante a construção a
gestão da qualidade, passa pela verificação de que o instalador efetuou o respetivo controlo de qualidade (CQC)
e pela garantia da qualidade dos materiais e técnicas construtivas aplicadas (GQC) por parte de um organismo
idóneo independente.
No Quadro 6 indicam-se as responsabilidades dos diversos intervenientes nas atividades de controlo e garantia
de qualidade da construção.
Quadro 6 – Responsabilidades dos intervenientes nas atividades de CQC/GQC.
Equipa Responsabilidades
Dono de obra Responsável por patrocinar a obra e dirigir todas as operações a serem realizadas no local com o objetivo de concretizar o projeto
Projetistas Responsável por conceber, planear e providenciar um projeto de qualidade, em resposta aos requisitos indicados pelo dono de obra e especificações/regulamentos em vigor
Empreiteiros Responsável pelo planeamento e realização dos trabalhos de construção de acordo com o projeto. Inclui os subempreiteiros a contratar. No que respeita aos geossintéticos, inclui a equipa de instaladores, responsável pelo transporte/armazenamento, manuseamento e colocação (que inclui, nomeadamente, a união de painéis e ensaios de controlo)
Fiscalização Responsável pela inspeção/observação, ensaios e relatórios relacionados com as atividades de controlo de qualidade de construção
Inspeção de Qualidade Responsável por observar, conduzir e documentar as atividades relacionadas com a garantia de qualidade dos materiais e técnicas construtivas aplicadas. Tem de ser independente da equipa de projeto, construção e fiscalização, pelo que deve ser de tipo A(*)
(*) de acordo com a NP EN ISSO/IEC 17020
4.3 Conteúdo do plano GQC
Sendo o objetivo do plano GQC assegurar que são empregues as técnicas construtivas e os procedimentos
adequados e que o aterro é construído de acordo com o projeto e especificações em vigor, deve incluir no
mínimo o seguinte:
- funções do pessoal, responsabilidades e forma de comunicação;
- qualificações das equipas responsáveis pela GQC e pelo CQC e ainda da equipa de construção; - indicações sobre o sistema de impermeabilização e drenagem, incluindo desenhos;
- indicações sobre a execução de terraplenagens (preparação das superfícies das camadas subjacentes
aos geossintéticos e valas de ancoragem);
- indicações sobre a instalação dos geossintéticos;
- atividades de inspeção (observações e ensaios a ser utilizados para avaliar a conformidade com todos
os critérios de projeto, planos e especificações), nomeadamente, as seguintes:
detalhes dos métodos propostos e normas de inspeção e ensaios;
27
relatórios diários por parte do engenheiro responsável pela garantia de qualidade, contendo: data, localização na célula em construção, trabalho desenvolvido, pessoal envolvido, condições climáticas, equipamentos em utilização, descrição dos materiais recebidos (incluindo qualquer documentação de controle de qualidade de fabrico) e decisões sobre a aprovação do trabalho ou dos materiais e/ou ações corretivas;
registo de todas as reuniões (incluindo as reuniões pré-construção para garantir que todos os intervenientes estão familiarizados com os planos de GQC e procedimentos CQC);
relatórios de inspeção e de ensaios (de campo e laboratório), incluindo a descrição das atividades de inspeção, localização das amostras recolhidas, observações de inspeções e padrões utilizados, assim como os resultados das inspeções e dos ensaios;
identificação dos problemas encontrados, incluindo a causa, localização e descrição do problema, e as medidas corretivas sugeridas e adotadas;
- relatório final detalhado que demonstre que o sistema de impermeabilização e drenagem, e os seus
diferentes componentes, estão conformes com o especificado, bem como que a equipa de CQC
monitorizou adequadamente a instalação dos materiais e a forma como os problemas eventualmente
ocorridos durante a construção foram corrigidos.
No caso particular das geomembranas o plano GQC deve incluir as atividades indicadas no Quadro 7.
Quadro 7 – Atividades do plano GQC relativas às geomembranas.
Antes da instalação da geomembrana
receção, análise de conformidade e aceitação dos materiais
definição e implementação de técnicas adequadas de transporte e armazenamento dos materiais
preparação e aceitação da superfície da camada subjacente e das valas de ancoragem
Dur
ante
a c
onst
ruçã
o
Atividades relativas à instalação
implementação do esquema de colocação sequencial dos painéis, integrado no plano de instalação, nomeadamente, nos pontos críticos, previamente definidos
realização do tipo definido de uniões (soldaduras) entre painéis, com os cuidados devidos, nomeadamente no que respeita à limpeza e dimensão das sobreposições das uniões, temperatura de realização e condições atmosféricas, soldaduras em “T” e “Y”.
implementação do plano de realização de soldaduras e da sua identificação, previamente definidos
implementação do plano de ensaios de controlo das soldaduras (ensaios de resistência e de estanqueidade), previamente definido
implementação dos métodos para as reparações da geomembrana (previamente definidos) decorrentes de: soldaduras defeituosas; rasgamentos devido ao vento, expansão e contração da geomembrana, devido à variação da temperatura; rugas ou dobras por deficiente ancoragem, etc..
implementação das técnicas para proteção da geomembrana relativamente à camada sobrejacente, previamente definidas
implementação das técnicas para a realização da camada sobrejacente à geomembrana, previamente definidas
Atividades relativas à inspeção da qualidade de instalação
verificação da competência da equipa de instaladores de geomembranas
realização de ensaios de comprovação da resistência e estanqueidade das soldaduras e definição e implementação do plano de ação no caso de verificação de não-conformidades
deteção de danos na geomembrana e definição e implementação dos métodos para a sua reparação
Mais pormenores sobre as atividades de GQC relativas às geomembranas referidas no Quadro 7 e sobre outros geossintéticos poderão ser encontrados no Plano de Garantia de Qualidade da Instalação dos Geossintéticos (Plano GQIG) em Aterros de Resíduos (Barroso & Lopes, 2008).
28
Quando se apresentaram os tipos de danos que a geomembrana pode sofrer durante as operações de
construção do aterro, ficou demonstrado que a maior percentagem de orifícios é devida à colocação da camada
drenante e dado que esses orifícios não são facilmente detetáveis por a geomembrana já estar coberta,
considerou-se particularmente importante que seja incluído, com carácter obrigatório, este tipo de ensaios, nos
planos de GQC, o que não acontece atualmente. Apesar dos custos que envolvem, a sua utilização será sempre
mais eficaz e conduzirá a soluções mais económicas que quaisquer medidas corretivas a realizar, quando,
através da monitorização das águas subterrâneas, se observarem fugas de lixiviado.
Na seção seguinte serão apresentados os métodos de ensaio mais utilizados atualmente para verificar a
estanqueidade da geomembrana, após a colocação da camada drenante e efetuada uma análise comparativa
dos referidos métodos, no que se refere às suas vantagens e inconvenientes.
4.4 Métodos de ensaio para deteção e localização de orifícios em geomembranas cobertas
Os métodos de ensaio (não-destrutivos) desenvolvidos para verificar a estanqueidade de geomembranas
cobertas, destinam-se só a detetar danos (resultantes das operações de construção) que impliquem a
subsequente fuga de fluidos, ou seja, aqueles que afetam a geomembrana em toda a sua espessura. Estes
métodos podem ser permanentes ou temporários.
4.4.1 Método permanente
O método utiliza um sistema com sensores fixos/permanentes para deteção e localização de orifícios e permite a
realização de ensaios (grid test) segundo a norma ASTM D 6747 (2012) para verificação da estanqueidade da
geomembrana antes e após a sua cobertura. Para a realização destes ensaios, antes da colocação da
geomembrana, é necessária a colocação no solo, a pequena profundidade, de uma rede de sensores, segundo
uma quadrícula pré-definida (fixa/permanente). Cada sensor é ligado através de um cabo elétrico a um sistema
de aquisição de dados, situado na proximidade da obra. Depois da colocação da geomembrana (ou após a
colocação da camada drenante) instala-se um gerador de corrente elétrica ao qual se ligam dois elétrodos, um
colocado acima da geomembrana e outro (o elétrodo terra) colocado no solo de fundação. Quando uma corrente
elétrica é aplicada, a densidade de corrente sob a geomembrana pode ser medida pelos diferentes sensores.
Qualquer perfuração da geomembrana provoca uma anomalia na distribuição da densidade da corrente elétrica (
Figura 25).
Através de uma aplicação informática específica podem localizar-se os orifícios da geomembrana com bastante
precisão. Este método permite localizar orifícios com uma precisão correspondente a 15% do espaçamento entre
dois sensores, que varia normalmente entre 0,5 a 1 m. A área máxima de ensaio não deve ser superior a
10 000 m2 (compreendendo em média entre 130 a 200 sensores), sendo necessário entre 5 e 12 minutos para
se efetuarem as leituras, após calibração do equipamento. Este ensaio pode ser realizado em geomembranas
(não condutoras), cobertas ou não, desde que os materiais em contacto com as suas superfícies inferior e
superior sejam condutores e o mais homogéneos possível. A principal desvantagem deste método relaciona-se
com a necessidade de colocação prévia da rede de sensores no solo. Uma vantagem deste método é permitir a
realização de ensaios não só após a colocação da camada drenante, mas também durante o período de
exploração do aterro, apesar de, neste período, já ser difícil implementar medidas corretivas, caso sejam
detetados orifícios na geomembrana.
29
Figura 25 - Esquema do ensaio que utiliza um sistema de sensores fixos para deteção e localização de orifícios na geomembrana (CFG, 2003).
4.4.2 Métodos temporários
4.4.2.1 Ensaio da geomembrana condutora
Neste ensaio é necessário utilizar uma geomembrana com uma camada inferior condutora fina (com cerca de
0,1 mm). Essa camada consegue ser eletricamente condutora por possuir um elevado teor em negro de
carbono. Este ensaio realiza-se de acordo com a norma ASTM D 6747 (2012), começando por carregar uma
placa condutora de neoprene, colocada na superfície superior da geomembrana, com uma tensão entre 15 a 30
kV. A carga é transferida para a camada condutora da geomembrana através do efeito capacitivo. De seguida,
com a ajuda de uma vassoura elétrica faz-se a prospeção da superfície superior não condutora da
geomembrana. Quando existe um orifício estabelece-se uma corrente, gerando uma faísca e/ou um sinal sonoro
(Figura 26). A velocidade de prospeção é da ordem dos 500-1500 m2/hora/aparelho por equipa de dois
operadores, podendo detetar-se orifícios da ordem do milímetro. Uma das vantagens deste ensaio é que não é
necessário bombear água para a zona de ensaio, aliás a geomembrana tem estar seca (não devendo realizar-se
o ensaio em dias de chuva) e funciona bem para qualquer inclinação dos taludes. Em geomembranas cobertas
embora se consiga detetar o orifício a sua localização precisa é difícil. Uma das vantagens da utilização de
geomembranas condutoras é que não é necessário garantir um bom contacto com a camada subjacente à
geomembrana, no entanto a realização do ensaio é limitada a este tipo de geomembranas. A presença de rugas
na geomembrana pode diminuir a velocidade do ensaio.
30
Figura 26 – Esquema do ensaio da geomembrana condutora (adaptado de ASTM D 6747, 2012).
4.4.2.2 Ensaio da sonda elétrica móvel
Em geomembranas cobertas pode usar-se o ensaio da geomembrana condutora (mas só possível para este tipo
de geomembranas) e ainda o ensaio da sonda elétrica móvel para as geomembranas não condutoras. Este
último tipo de ensaio é realizado segundo a norma ASTM D 7007 (2009) e utiliza dois elétrodos, um colocado no
solo subjacente à geomembrana e outro colocado no material que cobre a superfície superior da geomembrana,
de modo a estabelecer-se entre eles uma diferença de potencial. Os dois elétrodos são ligados a um gerador de
corrente contínua. Com a ajuda de uma sonda elétrica móvel efetuam-se medidas de potencial elétrico, segundo
uma malha pré-definida. Uma mudança de sinal nos valores medidos pode indicar a existência de um orifício.
Como o campo de potencial diminui à medida que a sonda se afasta do elétrodo, se tal não acontecer e se pelo
contrário se verificar um aumento do potencial, significa que a sonda está na proximidade de um orifício. O
potencial é máximo quando a sonda se encontrar mesmo por cima do orifício (Figura 27).
Figura 27 – Esquema do ensaio da sonda elétrica móvel (CFG, 2003).
31
Depois da colocação e calibração do aparelho de aquisição de dados, o tempo de leitura é imediato e a
interpretação dos resultados é de cerca de 10 minutos. A velocidade de prospeção depende do tipo de material
que cobre a geomembrana, da geometria do local e das condições meteorológicas, variando entre 400 a
1000 m2/hora por operador, podendo detetar orifícios superiores a 2-3 mm. A grande vantagem deste ensaio é
poder ser realizado, mesmo com tempo chuvoso, em geomembranas (não condutoras) cobertas, sem
necessidade de colocação de uma rede de sensores na camada subjacente à geomembrana. Uma limitação do
ensaio é que só é possível realizar-se quando os materiais em contacto com as superfícies inferior e superior da
geomembrana tenham alguma humidade (1 a 2% do peso é suficiente). A existência, por exemplo, de uma argila
muito seca, ou de uma geogrelha pode comprometer os resultados das medidas. Outra limitação é que a
existência de orifícios maiores pode mascarar a existência de outros mais pequenos.
No Quadro 8 apresenta-se uma síntese dos métodos referidos e respetivas vantagens e limitações.
Quadro 8 – Métodos de ensaios para deteção e localização de orifícios de geomembranas cobertas.
métodos de ensaio Vantagens Limitações
Mé
tod
o
pe
rma
nen
te
ensaio com sistema fixo de deteção e localização de
orifícios (the grid test)
utilização não só após a colocação da camada drenante, mas também durante o período de exploração do aterro
necessidade de colocação prévia de uma rede de sensores no solo subjacente à geomembrana
os materiais em contacto com as superfícies inferior e superior da geomembrana têm de ser condutores
Mé
tod
os
tem
po
rári
os
ensaio da geomembrana condutora
(electrically conductive geomembrane test
não é necessário bombear água para a zona de ensaio
não é necessário garantir um bom contacto com a camada subjacente à geomembrana
necessidade de geomembrana condutora a geomembrana deve estar seca embora se detete o orifício a sua localização
precisa é difícil
ensaio da sonda eléctrica móvel
(the soil covered geomembrane test)
não há necessidade de colocação prévia de uma rede de sensores no solo subjacente à geomembrana
pode ser realizado durante o tempo chuvoso
os materiais em contacto com a superfície inferior da geomembrana têm de ser condutores e estarem húmidos
a existência de orifícios maiores pode mascarar a existência de outros mais pequenos
32
5. EQUIPAMENTO SEMIAUTOMÁTICO PARA DETEÇÃO DE ORIFÍCIOS EM GEOMEMBRANAS (GeoSafe)
5.1 Considerações iniciais
Face às limitações dos métodos referidos, no subcapítulo anterior, e atendendo a que, por um lado, a ocorrência
nos aterros de resíduos parece inevitável, designadamente, durante a colocação dos materiais da camada de
drenagem nos sistemas de impermeabilização e drenagem e, por outro, que não existia em Portugal, nenhum
equipamento que permitisse a realização de ensaios expeditos e pouco onerosos para deteção e localização de
orifícios em geomembranas, foram desenvolvidos um equipamento (GeoSafe) e uma metodologia de ensaio,
com esse propósito.
Conforme anteriormente referido, esses desenvolvimentos tiveram lugar no âmbito do projeto de investigação
PTDC/AAC-AMB/102846/2008, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, o qual contou com a
participação do LNEC, que coordenou o projeto, do ISEL, da APA e da EGF.
A realização de ensaios de deteção e localização de orifícios, antes do início da fase de exploração dos aterros
de resíduos, permite a reparação da geomembrana, impedindo a migração de contaminantes para o subsolo e
para as águas subterrâneas, com claros benefícios para o meio ambiente.
Importa salientar que os aterros de resíduos serão sempre necessários, quer para a deposição de refugos
resultantes de outros métodos de tratamento dos resíduos, quer em situações de paragens programadas ou de
emergência de outras infraestruturas. Assim sendo, é de extrema importância dotar o país com ferramentas que
permitam realizar atempadamente ações corretivas que assegurem que as geomembranas desempenharão
adequadamente a sua função de barreira.
No que se refere ao desenvolvimento do GeoSafe, de referir que foi um processo iterativo, que envolveu a
construção de dois protótipos, um para utilização em laboratório e outro para utilização em campo, cada um
deles com várias versões, resultantes de melhoramentos sucessivos que os mesmos foram incorporando. O
desenvolvimento foi realizado com base no método da sonda elétrica móvel, cujo princípio de funcionamento é
idêntico ao método geofísico da resistividade elétrica, e na técnica de cabos multicondutores utilizada nos
equipamentos geofísicos mais recentes.
Procurou-se que o equipamento desenvolvido fosse vantajoso comparativamente com os equipamentos
existentes fora do país, nomeadamente, permitisse a realização de ensaios de forma rápida e,
consequentemente, menos onerosa, bem como que pudesse ser utilizado em diferentes tipos de sistemas de
impermeabilização, em particular, nos aterros de resíduos onde a presença da geomembrana é um requisito
(aterros para resíduos não-perigosos e perigosos). De referir que os equipamentos atualmente existentes foram
desenvolvidos para deteção e localização de orifícios em sistemas de impermeabilização de aterros não
perigosos, constituídos, apenas, por uma geomembrana e uma camada de solo argiloso compactada, que não é
a solução geralmente adotada em Portugal, nem a preconizada para aterros de resíduos perigosos.
Relativamente ao desenvolvimento da metodologia de ensaio, procurou-se que fosse independente da perícia e
da experiência do operador, com vista a tornar os resultados mais fiáveis, tirando partido das potencialidades do
GeoSafe, nomeadamente, procedendo à deteção e localização dos orifícios de forma automática. Esta
abordagem é ainda vantajosa na medida em que garante a cobertura integral da área em estudo, contrariamente
ao que acontece quando a deteção e localização dos orifícios é realizada de forma manual.
A construção do GeoSafe, infelizmente, registou um atraso considerável, que impossibilitou a conclusão dos
ensaios em tempo útil. Por este motivo, apresentam-se, neste capítulo, apenas alguns resultados, com o intuito
33
de mostrar que o equipamento desenvolvido é inovador e permite a deteção e localização de orifícios em
geomembranas aplicadas em diferentes tipos de sistemas de impermeabilização de aterros de resíduos.
A metodologia de ensaio será apresentada após a sua validação, o que acontecerá com a conclusão dos
ensaios ainda em curso num aterro de resíduos, pelo que o presente capítulo será complementado. Neste
âmbito será publicada uma segunda edição deste livro, que incluirá também os resultados dos ensaios
realizados no campo.
5.2 Princípio de funcionamento do equipamento
O desenvolvimento do protótipo baseou-se no mesmo princípio de funcionamento do método geofísico da
resistividade elétrica, que consiste na aplicação de uma corrente elétrica no terreno, por meio de dois elétrodos
(dipolo de injeção) e medição, por meio de outro par de elétrodos (dipolo de leitura), da diferença de potencial
elétrico do campo elétrico assim gerado. No caso do equipamento desenvolvido, os elétrodos do dipolo de
injeção são colocados, um, no terreno natural e, o segundo, no material drenante colocado sobre a
geomembrana (Figura 28). Sendo a geomembrana um material não condutor da corrente elétrica, esta apenas
flui entre os dois elétrodos se a geomembrana tiver orifícios. Deste modo, sendo homogéneo o material que
constitui a camada sobrejacente à geomembrana e mantendo-se constante a tensão elétrica aplicada, a
diferença de potencial elétrico medida com o dipolo de leitura deverá ser sempre reduzida e equivalente ao
potencial espontâneo natural dos terrenos; apenas ocorrendo uma alteração do mesmo em presença de um
orifício. À medida que o dipolo de leitura se aproxima de um orifício o potencial elétrico aumenta em termos
absolutos, ocorrendo uma inversão de polaridade após passagem pelo orifício (Figura 29).
Figura 28 – Princípio de funcionamento do método elétrico para deteção e localização de orifícios em geomembranas.
V
geomembrana camada drenante dipolo móvel de leitura fonte de tensão
fluxo de corrente elétrica
equipotenciais do campo elétrico
34
Figura 29 – Variação do potencial elétrico próximo de um orifício com 0,635 cm de diâmetro (adaptado de Peggs & Beck, 2010).
5.3 GeoSafe – o equipamento e a metodologia de ensaio
O GeoSafe é constituído por uma estrutura com quatro rodas, à qual se encontrava acoplada uma malha de
elétrodos de leitura com movimento ascendente e descendente. Os elétrodos de leitura foram montados,
segundo uma quadrícula de 4 x 4, distanciados entre si de 30 cm, em módulos de 1 m x 1 m, com o objetivo de
facilitar o seu transporte e para ser escalável (Figura 30). O espaçamento d entre módulos é igual à distância
entre elétrodos. Com este modo de instalação dos elétrodos de leitura é possível cobrir, com um único
posicionamento do dispositivo de leitura, na sua versão alargada (4 módulos de elétrodos), 8 posições do dipolo
móvel de leitura.
Figura 30 – Montagem de quatro módulos do GeoSafe.
Os elétrodos encontram-se instalados de modo a permitirem movimento vertical independente entre si, para se
superar os obstáculos que constituem alguns materiais utilizados para a camada drenante – seixos, por
exemplo.
O GeoSafe compreende ainda um módulo de acondicionamento e aquisição de sinal, um módulo de controlo, de
leitura e de armazenamento de dados e um sistema de georreferenciação por satélite GNSS, com precisão
centimétrica, georreferenciado ao referencial PT-TM06/ETRS89 – European Terrestrial Reference System 1989,
e método de posicionamento relativo com medição da fase e cálculo em tempo real (RTK - Real Time
Kinematic).
Na Figura 31apresenta-se o esquema do GeoSafe e, na Figura 32, a fotografia do Módulo 1.
Distância ao furo (m)
35
Módulo 1(malha subida)
Guias verticais
Enrolamentode cabos
Suporte para amalha de eléctrodos
Módulo 1(malha descida)
Módulo 1
Módulo 2
Módulo 1
Módulo 2
Módulo 3
Módulo 4
Figura 31 – Esquema do GeoSafe.
Figura 32 – Vista geral do GeoSafe (Módulo 1).
36
No módulo de acondicionamento e aquisição de sinal (Matutino et al., 2011) procede-se à seleção do par de
elétrodos no qual se realiza a medição da diferença de potencial; ao acondicionamento do sinal de entrada e à
conversão do sinal analógico para digital. Os valores da diferença de potencial medida pelos diversos dipolos
são transmitidos, em formato digital, para o módulo de controlo e armazenados, juntamente com os dados de
georreferenciação dos dipolos, numa base de dados.
Com base nestes elementos, é possível obter, no fim do ensaio, de toda a base do aterro de resíduos, uma carta
de potencial elétrico. A partir da posterior análise destas imagens bidimensionais, assinalam-se os orifícios
detetados, constando as suas coordenadas no relatório produzido, para fácil localização das áreas a reparar, tal
como consta num dos exemplos que se apresentam na secção seguinte, resultante de um dos ensaios
realizados.
Conforme já referido, infelizmente, a construção do GeoSafe registou um atraso considerável, devido a
constrangimentos orçamentais decorrentes da situação financeira do país, que impossibilitaram a aquisição
atempada de todos os componentes necessários à sua montagem em tempo útil, impossibilitando a conclusão
do programa de ensaios antes do dia 30 de setembro (data da conclusão do presente projeto). Está ainda em
curso a realização de ensaios num aterro de resíduos com o GeoSafe, com vista a validar, em definitivo, não só
a funcionalidade do GeoSafe, como também, a metodologia de ensaio em condições reais. Assim, na secção
seguinte apresentam-se, a título de exemplo, alguns resultados obtidos em ensaios realizados em duas
instalações piloto, uma em laboratório, e outra no campus do LNEC, com vista a mostrar que o equipamento
desenvolvido permite a deteção e localização de orifícios em geomembranas.
5.4 Exemplos de resultados obtidos
Nas Figuras 33 e 34 ilustram-se, a título de exemplo, os resultados obtidos em dois ensaios realizados em
laboratório, na instalação piloto de pequenas dimensões, e numa instalação piloto de grandes dimensões.
Nestes ensaios, o sistema de impermeabilização e drenagem era constituído por uma camada de solo argiloso
compactado, uma geomembrana de polietileno de alta densidade (PEAD), com um orifício de 2 mm de diâmetro;
um geotêxtil; e uma camada drenante constituída por areia. Este sistema de impermeabilização e drenagem
adotado pretendeu simular o sistema geralmente usado nos aterros de resíduos portugueses.
Resultados semelhantes foram obtidos para outros sistemas de impermeabilização, indicando que o
equipamento era capaz de detetar e localizar, com exatidão e com precisão, os orifícios nas geomembranas
aplicadas em diferentes sistemas de impermeabilização, sendo, no entanto, de ressalvar que os mesmos foram
obtidos sob condições controladas, especialmente em termos de teor em água.
Recorda-se que estes resultados serão complementados, assim que se concluam os ensaios em curso no aterro
de resíduos. A conclusão destes ensaios possibilitará completar o presente capítulo, que incluirá, também, a
descrição da metodologia de ensaio. Neste âmbito, será elaborada uma segunda edição do livro.
37
A B
Figura 33 – Cartas de potencial elétrico medido em duas situações distintas – GM com um furo (A) e GM com dois furos (B) (os círculos de cor branca marcam os locais onde foram executados os furos com 2 mm de
diâmetro; assinalam-se a cor encarnada as posições relativas entre os elétrodos de injeção – interior e exterior).
Figura 34 – Carta do potencial elétrico medido numa célula experimental de aterro de resíduos (o círculo de cor branca assinala o local onde foi executado o furo com 2 mm de diâmetro).
38
6. CONCLUSÃO
A conceção e construção de aterros de resíduos evoluíram substancialmente nas últimas décadas, sendo
atualmente obras de engenharia estruturalmente complexas, as quais incluem sistemas de impermeabilização e
de drenagem na base e taludes e na cobertura final (sistema de encerramento), destinados a minimizar a
migração de poluentes e a assegurar a proteção do meio ambiente.
Os sistemas de impermeabilização e drenagem incluem várias barreiras, das quais se salienta a geomembrana.
O desempenho desta barreira é, contudo, afetado por orifícios, cuja presença parece ser inevitável, sobretudo,
após a colocação da camada de drenagem dos lixiviados na base dos aterro de resíduos. A presença de orifícios
na geomembrana levanta problemas de natureza ambiental, designadamente a potencial contaminação do
subsolo e das águas subterrâneas devido à migração de lixiviados através dos mesmos. É, por isso,
imprescindível proceder à deteção dos orifícios e à reparação da geomembrana antes do início da exploração do
aterro. Contudo, em Portugal, não existia nenhum equipamento que permitisse a realização desses ensaios de
forma expedita e pouco onerosa.
Para responder a este desafio, foi desenvolvido um equipamento (GeoSafe), com base no princípio de
funcionamento do método geofísico da resistividade elétrica, para realização de ensaios de deteção de orifícios
em geomembranas. Este equipamento é vantajoso comparativamente com os equipamentos existentes fora do
país, por poder ser utilizado em diferentes tipos de sistemas de impermeabilização, nomeadamente, nos aterros
para resíduos não perigosos e perigosos, onde a presença, de uma barreira ativa, geralmente constituída pela
geomembrana, é requerida. Refira-se que os equipamentos atualmente existentes foram desenvolvidos para
deteção e localização de orifícios em sistemas de impermeabilização de aterros não perigosos, constituídos,
apenas, por uma geomembrana e uma camada de solo argiloso compactada, que não é a solução geralmente
adotada em Portugal, a qual inclui também uma barreira geossintética argilosa, nem a preconizada para aterros
de resíduos perigosos, que, geralmente, incluem duas geomembranas.
Simultaneamente foi desenvolvida uma metodologia de ensaio, que permite a deteção e localização dos orifícios
de forma semiautomática, tirando partido das potencialidades do GeoSafe e tornando os resultados dos ensaios
mais fiáveis, na medida em que é independente da perícia e da experiência do operador. A deteção e
localização semiautomática dos orifícios é, também, vantajosa porque garante a cobertura integral da área em
estudo, contrariamente ao que acontece quando é realizada de forma manual.
Estes desenvolvimentos ocorreram no âmbito do projeto de investigação intitulado “Sistema móvel
semiautomático de deteção de orifícios na impermeabilização de aterros de resíduos”, referência
PTDC/AAC AMB/102846/2008, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, envolvendo o Laboratório
Nacional de Engenharia Civil, I.P., como coordenador, o Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, a Agência
Portuguesa do Ambiente e a Empresa Geral de Fomento.
Salienta-se que os aterros de resíduos serão sempre necessários, tanto para a deposição de refugos resultantes
de outros métodos de tratamento dos resíduos, como em situações de paragens programadas ou de emergência
de outras infraestruturas, pelo que se afigura de extrema importância dotar o país com ferramentas que
permitam realizar atempadamente as ações corretivas necessárias para assegurar o adequado desempenho das
geomembranas, enquanto barreiras à migração de contaminantes.
Espera-se com o desenvolvimento do GeoSafe impulsionar a realização de ensaios de deteção e localização de
orifícios nos aterros de resíduos portugueses, ensaios que deverão ser integrados nas atividades de controlo e
garantia de qualidade da construção, preferencialmente com carácter obrigatório, à semelhança do que acontece
noutros países, e, deste modo, contribuir para a proteção do meio ambiente.
39
O presente livro, dirigido a todos os envolvidos e interessados no processo de conceção, construção e
exploração de aterros de resíduos, visa dar a conhecer as potencialidades do GeoSafe na realização de ensaios
de deteção e localização de orifícios em geomembranas, aplicadas em diferentes tipos de sistemas de
impermeabilização e drenagem dos aterros de resíduos. Visa, também, sensibilizar a comunidade técnica para a
premente necessidade de se proceder à realização destes ensaios no nosso país; apresentar os benefícios que
a sua realização representa para a proteção do meio ambiente; e contribuir para melhorar a prática construtiva
dos sistemas de impermeabilização e drenagem dos aterros de resíduos, no que diz respeito às atividades de
instalação, de controlo e de garantia de qualidade da geomembrana.
40
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ANEXO RECOMENDAÇÕES PARA A ELABORAÇÃO DE
CADERNOS DE ENCARGOS
43
Recomendações para a Elaboração de Cadernos de Encargos
1. Introdução
Com o objetivo de mitigar o impacto no ambiente, a legislação nacional e europeia impõe ao projetista de aterros
de resíduos as especificações técnicas que os sistemas de proteção ambiental devem respeitar. Essas
especificações, em particular as que incidem sobre o sistema de impermeabilização de base e taludes dos
aterros de resíduos são responsáveis pelo reduzido efeito no ambiente envolvente destas instalações, o que
pode ser comprovado pelos resultados da monitorização ambiental, em particular das águas subterrâneas ao
nível dos piezómetros.
Contudo, se é certo que as especificações definem um patamar de exigência, nunca essa exigência será
atingida se na execução da zona de confinamento não forem adotadas por todos os intervenientes as melhores
técnicas disponíveis. Igualmente fundamental é a execução de um plano rigoroso de verificação da
conformidade e adequação das soldaduras, devendo, por princípio, serem verificadas todas as soldaduras
executadas em detrimento de uma escolha aleatória.
Os trabalhos desenvolvidos no âmbito do projeto “Sistema móvel semiautomático de deteção de orifícios na
impermeabilização de aterros de resíduos” (referência PTDC/AAC-AMB/102846/2008) permitem elevar a
exigência da execução do sistema de impermeabilização a um novo nível pois possibilita a deteção e
localização, por georreferenciação, de orifícios, sobretudo, resultantes de atividades construtivas, que não
identificáveis pelos planos de acompanhamento, bem como a sua correção atempada, antes do início da
operação.
No presente anexo, apresentam-se, às equipas envolvidas no projeto de aterros de resíduos, algumas
especificações técnicas, a incluir no caderno de encargos, com vista a possibilitar verificação da integridade do
sistema de impermeabilização, após colocação da camada de drenagem.
2. Especificações técnicas
As especificações técnicas a incluir no caderno de encargos, para possibilitar a realização de ensaios de
deteção e localização de orifícios na geomembrana do sistema de impermeabilização, apresentam-se
seguidamente. Salienta-se que as cláusulas devem ser adaptadas às especificações técnicas de cada projeto de
execução:
I. Na zona basal da célula de confinamento será executada uma camada de drenagem com o
objetivo de promover o encaminhamento e drenagem dos lixiviados gerados para o sistema de
tratamento.
44
II. Após aplicação da camada de areia e da camada de material britado, que constituem a camada de
drenagem, o empreiteiro deverá proceder à determinação in situ do teor de água (massa de
água/massa de solo seco) da camada de drenagem;
III. Para o efeito, em cada alvéolo que integra a célula de confinamento, deverá o empreiteiro recolher
um mínimo de 5 (cinco) amostras representativas, por hectare, e proceder à determinação do seu
teor de água;
IV. Caso a média do teor de água das amostras realizadas seja inferior a 3,5%, o empreiteiro obriga-
se a promover, a suas expensas, o incremento do teor de água da camada de drenagem,
nomeadamente com a introdução de água, após o que serão repetidas as determinações in situ do
teor de água;
V. O empreiteiro é responsável pela logística associada a esta operação e por garantir a integridade
dos trabalhos de impermeabilização já executados;
VI. O empreiteiro deve indicar ao Dono de Obra, com uma antecedência mínima de 15 (quinze) dias
antes da realização da campanha de amostragem, a entidade responsável pela colheita, transporte
e realização das determinações;
VII. Caso a média do teor de água das amostras realizadas seja igual ou superior a 3,5%, o Dono de
Obra pretende verificar a qualidade do trabalho realizado, nomeadamente se a colocação dos
materiais que constituem a camada de drenagem não foi responsável pela ocorrência de orifícios
ou danos na geomembrana. Para o efeito será conduzida uma pesquisa de orifícios e danos na
geomembrana, recorrendo a um equipamento específico para o efeito;
VIII. Após a avaliação da integridade da geomembrana será elaborado um relatório que identifique a
localização georreferenciada de todos os orifícios;
IX. O empreiteiro obriga-se a proceder a suas expensas à reparação de todos os danos identificados,
seguindo as recomendações que lhe forem indicadas. Para o efeito deve o empreiteiro garantir a
possibilidade de acesso de colaboradores e/ou equipamentos afetos à empreitada ao local onde
sejam identificados danos na geomembrana;
X. O empreiteiro é livre de acompanhar os trabalhos de pesquisa de danos na geomembrana;
XI. Os trabalhos descritos nas presentes cláusulas são condição de receção provisória da empreitada.
Caso se verifique a situação descrita na cláusula IV, ou seja, caso seja necessário promover o aumento do teor
de água da camada de drenagem poderá recorrer-se, por exemplo, à água de um furo, se essa situação estiver
prevista na respetiva licença.
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Com o objetivo de minimizar o consumo de água associado a esta atividade, propõe-se que seja interrompida a
drenagem do alvéolo onde irá decorrer o ensaio, nomeadamente através do fecho da válvula de drenagem que
se localiza antes da lagoa de homogeneização.
Após a realização do ensaio nesse alvéolo, poderá promover-se a abertura da válvula de drenagem, permitindo
o escoamento da água para a lagoa de regularização, permitindo a disponibilização desse volume de água para
a realização de ensaios nos outros alvéolos da célula. Para o efeito, poderá promover-se a elevação da água a
partir de uma bomba submersível, sendo este processo realizado sequencialmente, o que minimiza a
necessidade global de água.