Camada de Cobertura

Segundo Mariano e Jucá (2010), a camada de cobertura funciona, principalmente, como uma barreira de isolamento dos resíduos em relação as condições do ambiente externo, dificultando a infiltração da água precipitada e a

liberação de gases para atmosfera. A camada de cobertura deve possuir uma série de características como, por exemplo, baixa permeabilidade à água e ao ar e durabilidade, ao longo do tempo. Ou seja, é o principal elemento de projeto dos aterros sanitários para evitar ou minimizar a poluição do ar devido aos gases gerados em aterros sanitários.

Segundo Mariano (2008), a maioria dos aterros no Brasil possuem camada de cobertura homogênea de solo compactado, e na maioria sendo de solos argilosos, isso se dá devido à baixa permeabilidade à água do material e ao baixo custo, especialmente quando as jazidas se encontram próximas das áreas do aterro.

O sistema de cobertura deve minimizar a infiltração de água no aterro, não estar sujeito à erosão, exigir pouca manutenção, se adaptar bem aos recalques do aterro sanitário (LOPES,2011).

Apesar de sua primordial importância, não existe nenhuma especificação referente ao monitoramento dessas camadas, mesmo tendo o conhecimento que as camadas de cobertura eficientes diminuem a geração de lixiviado, a fuga de gases, a proliferação de vetores transmissores de doenças, e mesmo a migração do resíduo ao ambiente (LOPES,2011). Além disso, as camadas de cobertura afetam o custo da construção dos aterros, podendo representar aproximadamente 30% dos custos da construção (ABICHOU et al.,2003).

O desempenho das camadas de cobertura pode variar ao longo do tempo, devido a fatores relacionados às características do solo, tais como estrutura, índice de vazios, grau de compactação e umidade de compactação, além das variações climáticas como precipitação e pressão atmosférica. Por isso o monitoramento das camadas de cobertura consiste em um fator fundamental para se avaliar a interferência decorrente das variações climáticas locais, na eficiência em termos de infiltração de líquidos e emissão de gases (LOPES,2011).

Em regulamentação corrente nos EUA, as camadas de cobertura, aterros sanitários, são baseadas no emprego de camadas resistivas, ou seja, camada que tenha baixa permeabilidade hidráulica saturada. Isto é alcançado com a utilização de camadas de argila compactada ou camadas compostas de argila e geossintéticos (GCL - Geosynthetic Clay Liner) com ou sem geomembrana (ABICHOU et al., 2003). No Brasil falta regulamentação quanto as condições mínimas que devem ser empregadas na camada de cobertura.

Entretanto, o uso de geomembrana para cobertura de aterros necessita de cuidados especiais, especialmente em aterros que fazem aproveitamento energético do biogás. A formação de biogás na massa de resíduos pode ser prejudicada pela redução de umidade e de troca de calor com o meio externo, já que são fatores influentes na evolução do processo de biodegradação (LOPES, 2011).

O uso de camadas de cobertura alternativas tem sido tema de diversos estudos, como as camadas evapotranspirativas ou barreiras capilares (LOPES et al., 2010;DOS SANTOS IZZO, 2010) e as metanotróficas ou oxidativas (HUBER-HUMER et al., 2009; MALDANER E MARINHO,2012; MEI et al., 2015; ZHANG et al., 2015) que são denominadas de alternativas por ter como finalidade substituir o uso de camadas convencionais, mas satisfazendo aos critérios de projeto com equivalência tanto em relação à infiltração da água e gases, quanto a erosão devido às chuvas e ventos (LOPES,2011).

Essas camadas metanotróficas utilizam, geralmente, compostos orgânicos incorporados ao solo para criar condições ótimas no desenvolvimento de microrganismos que degradam o CH4, sendo também chamadas de biocoberturas (HUBER-HUMER et al., 2009).

A oxidação do metano em camadas de cobertura de aterros sanitários é um processo natural que ocorre no solo na presença de metano, oxigênio e bactérias metanotrófica. É um processo que ocorre espontaneamente, porém pode ser mais eficiente, adaptando o meio a condições ideais como: população da bactéria, temperatura, umidade do solo (MALDANER E MARINHO,2012). Por atuarem na mitigação de emissão de metano para a atmosfera, essas camadas representam uma alternativa economicamente atraente à redução de emissão de gases do efeito estufa a atmosfera (IPCC,2007).

Figura 3-11 Esquema conceitual de biocobertura

Fonte: Adaptado de Huber-Humer et al., 2008

Mei et al. (2015) estudaram a eficiência das camadas oxidativas empregando como compostos orgânicos resíduos de podas fresco e resíduos de podas já maturados, e concluíram que a camada com resíduos frescos foi mais eficiente na oxidação do metano. Também na tentativa de utilizar matérias menos nobres nas camadas de cobertura, Maldaner e Marinho (2012) utilizaram resíduos da construção civil como camada granular somado a uma camada de composto e obtiveram uma taxa de oxidação de 10 kgCH4/m².dia.

Já as camadas evapotranspirativas e capilares (Figura 3-12) atuam como armazenadoras de água em estações chuvosas, e posteriormente permitem a evaporação para a atmosfera, em estações secas (LOPES,2011). Quanto maior a capacidade de armazenamento do solo e suas propriedades evapotranspirativas, menor o potencial de infiltração através do sistema de cobertura (ZONBERG e McCARTNEY, 2006).

Para climas áridos e semiáridos, como camada alternativa e eficiente, as camadas evapotranspirativas têm-se se mostrado com ótimo desempenho, pois as camadas de baixa permeabilidade (camada convencional de argila) ficam comprometidas pela alta evaporação, ressecando o solo e facilitando a formação de fissuras (NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES, 2007).

Figura 3-12 Projeto Conceito de Camada de Capilaridade

Fonte: Adaptado de US EPA, 2011

Lopes et al., (2010) estudaram a infiltração da água comparando a camada convencional e o uso de camadas alternativas, metanotrófica e capilares, em célula experimental de um aterro sanitário em Recife-PE. Nesse estudo, a camada convencional se mostrou mais eficiente na retenção de líquidos, com infiltração de cerca de 12%, enquanto a camada metanotrófica e capilar obtiveram infiltração de 32% e 12%, respectivamente. Porém, apesar da menor infiltração pela camada convencional, deve-se considerar o maleficio das maiores emissões, além disso nesse estudo a camada convencional tinha maior espessura que as demais camadas, 50 a 85 cm de espessura, enquanto que as camadas metanotróficas e capilares possuíam 30cm e 20cm, respectivamente.