Tal como evidenciado nas duas secções anteriores, a maior parte dos aterros de resíduos integram uma camada de drenagem e uma camada de drenagem de biogás no sistema de selagem final, e uma camada de drenagem e recolha de lixiviados no sistema de proteção basal ativo, sendo estas camadas fundamentais ao adequado e eficiente funcionamento dos aterros de resíduos. Pelas razões já expostas, na presente secção apenas se detalham as particularidades da camada de drenagem e recolha de lixiviados.
Rowe et al. (1995 in Manassero et al., 1998) referem que a construção de um sistema de drenagem e recolha de lixiviados pode ter por base uma perspetiva de “mínima geração de lixiviados”, critério seguido em Portugal, conseguida mediante a construção de um sistema de selagem final o mais impermeável possível. Contudo, uma redução da infiltração das águas pluviais tem como consequência um aumento do período de tempo, décadas a séculos, até que ocorra a geração de lixiviados sem carga poluente significativa, podendo nesse mesmo período de tempo, verificar-se a degradação e/ou a colmatação dos sistemas de drenagem (Manassero et al., op. cit.).
A alternativa passa pela “máxima geração de lixiviados”. Neste caso, a capacidade máxima de geração de lixiviados é atingida durante um período de tempo em que é elevada a probabilidade do sistema de drenagem e recolha de lixiviados desempenhar adequadamente as suas funções. A principal desvantagem desta opção reside na grande quantidade de lixiviado a enviar para as Estações de Tratamento de Águas Lixiviantes - ETAL, e na possibilidade de ocorrerem danos nos sistemas de drenagem (ibid.).
Desde a idealização do primeiro sistema drenagem e recolha de lixiviados foram sendo introduzidos sucessivamente novos elementos de drenagem, desenvolvidas novas configurações e adotados elementos alternativos, como é o caso dos materiais sintéticos (Rowe e Yu, 2010). O sistema padrão é constituído por uma camada drenante que comporta no seu interior uma rede de
- 31 - drenos longitudinais e transversais colocados estrategicamente para a captação dos lixiviados, conforme se demonstra na figura 2.6 (Levy e Cabeças, 2006).
a) b)
Legenda: a) perfil do sistema de drenagem e recolha de lixiviados: (A.1) barreira geológica natural; (A.2) dreno; (A.3) barreira
geológica artificial; (A.4) geomembrana; (A.5) máxima acumulação do lixiviado deve ser ≤30 cm, segundo as recomendações;
(A.6) declive deve ser ≥2%; (A.7) camada mineral granular; (A.8) distância entre dois drenos consecutivos deve ser ≤30 m; b) perfil do sistema de drenagem e recolha dos lixiviados: (B.1) geotêxtil não tecido; (B.2) material mineral granular de diâmetro equivalente entre 20 mm e 50 mm; (B.3) dreno; (B.4) geomembrana; (B.5) barreira geológica artificial; (B.6) zona sem geotêxtil; (B.7) material granular de diâmetro equivalente entre 16 mm e 32 mm; (B.8) resíduos; (B.9) geotêxtil não tecido
Figura 2.6 Detalhe do sistema de drenagem e recolha de lixiviados (adaptado de Manassero et al.,
1998)
A configuração do sistema de drenagem e recolha de lixiviados, que se apresenta na figura 2.7, deve, por sua vez, ser projetada para assegurar uma adequada e rápida remoção dos lixiviados do corpo do aterro de resíduos, de modo a evitar cargas hidráulicas excessivas sobre as camadas subjacente e a minimizar o risco de infiltração (Lopes e Barroso, 2011a), e permitir que o referido sistema se mantenha inalterado e não seja sujeito a fenómenos de colmatação durante a fase de exploração e após o encerramento do aterro (Manassero et al., 1998). Para tal, há que estimar a quantidade de lixiviado a produzir, a drenar e a coletar, assim como o desempenho a atingir por parte do sistema de drenagem e recolha de lixiviados ao longo do seu tempo de vida útil (Sharma e Lewis, 1994 in Manassero et al., op. cit.).
a) b)
Legenda: a) planta do sistema: (A.1) drenos; (A.2) escoamento do lixiviado; (A.3) encaminhamento do lixiviado para a ETAL; b) perfil do sistema: (B.1) lixiviado; (B.2) escoamento do lixiviado; (B.3) camada de drenagem; (B.4) barreira de segurança passiva; (B.5) fuga do lixiviado não coletado; (B.6) drenos
Figura 2.7 Esquematização de um modelo do sistema de drenagem e recolha de lixiviados (adaptado
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A par da rede de drenos internos, o sistema de drenagem deve conter um conjunto de elementos de apoio que permitam a rápida condução do lixiviado à ETAL. De acordo como Levy e Cabeças (2006), este sistema deve, ainda, ser composto pelos seguintes elementos: (1) valas principais de drenagem; (2) valas secundárias de drenagem; (3) sistemas separativos e valetas de desvio de águas pluviais; (4) caixas de cabeceira e de derivação nas zonas de confluência das valas principais e secundárias, e do sistema separativo; (5) poço de junção para onde confluem os líquidos; (6) sistemas de derivação para o escoamento dos líquidos a tratar; e (7) lagoa ou tanque de regularização.
Na tabela 2.8 apresentam-se algumas considerações sobre os principais elementos constituintes do sistema de drenagem e recolha de lixiviados.
Tabela 2.8 Principais elementos constituintes do sistema de drenagem e recolha de lixiviados
(adaptado de Manassero et al., 1998; Levy e Cabeças, 2006; DL nº 183/2009; Roque, 2011a)
Principal elemento
estrutural Informação relevante
Camada de drenagem
De acordo com o DL nº 183/2009, a camada de drenagem deve apresentar uma espessura
mínima de 0,5 m, um valor de k ≥1x10-4
m/s e um declive ≥2%, de modo a minimizar a
probabilidade de ocorrência de colmatação da camada, por intermédio de fenómenos, físicos,
químicos e biológicos, que levaria a redução da sua k. Deve ainda ser isenta de qualquer tipo
de material calcário (teor de carbonatos deve ser inferior a 10%).
De acordo com outras fontes bibliográficas, refira-se, ainda, que a camada de drenagem: a) deve ser constituída por: (1) uma camada mineral permeável de 0,2 m de espessura, com
material mineral natural de granulometria fina a média, areia ou cascalho, que permita a drenagem do lixiviado por gravidade até aos drenos; e (2) uma camada mineral permeável de 0,30 m de espessura, com material mineral natural britado ou rolado de diâmetro
equivalente entre 20 mm e 50 mm, k >5×10-4
m/s e que envolva os drenos;
b) o tamanho dos grãos das partículas do material a aplicar na camada de drenagem pode variar de caso para caso para se evitar a colmatação e garantir a manutenção da permeabilidade durante o tempo de vida útil do aterro - deve-se optar preferencialmente por seixos limpos; percentagem de finos de ser inferior a entre 2% e 5%; e a dimensão máxima
das partículas encontra-se limitada a entre 25 mm e 50 mm - percentagem tipo: D10 =3 mm,
D30 = 12 mm, D50 = 15 mm, D60 = 25 mm e D100 = 35 mm;
c) a camada de drenagem deve ser projetada de modo a que a carga hidráulica sobre as
camadas subjacentes seja ≤30 cm - por vezes, é permitido exceder o referido valor por
reduzidos períodos de tempo em condições extremas;
d) o material deve apresentar resistência mecânica suficiente para resistir ao atrito entre as partícula, evitando, deste modo, a formação de finos em quantidades consideráveis.
Drenos
Os drenos de PEAD são ranhurados a meia-cana e tem diâmetro ≥30 cm. O diâmetro pode, no entanto, variar entre os 15 cm e 20 cm, podendo este valores ser entre 2% e 3% inferior quando aplicados nos taludes interiores do aterro de resíduos. São colocados na base da camada de drenagem, em locais estratégicos, para maximizar a captação do lixiviado, devendo ser protegidos por material granular grosso a fim de evitar a sua colmatação.
Geotêxtil não tecido
O geotêxtil é aplicado sobre a camada de drenagem, envolvendo-a, sobretudo quando a mesma é composta por material granular grosso. Em alternativa, pode ser aplicado sobre os drenos. A sua principal função é funcionar como filtro e tem por objetivo proteger contra a colmatação da camada de drenagem pelos resíduos sobrejacentes.
Valas
Principais
Comportam os drenos de PEAD ranhurada a meia cana. Desenvolvem-se de acordo com a geometria modelada no fundo do aterro e têm como principal função o encaminhamento do caudal dos lixiviados para um ou mais poços de captação.
Secundárias
Intersetam as valas principais, comportando, ou não, as tubagens de PEAD ranhurada de meia cana. Apresentam um formato sensivelmente trapezoidal, com uma altura de 1 m, e largura base de 0,5 m, sendo preenchidas em toda a sua secção com material granular britado.
Poço
Executado em manilhas pré-fabricadas de betão, reforçadas e armadas, com um diâmetro interior de cerca de 1,5 m e tem por objetivo coletar os lixiviados para posterior encaminhamento para a ETAL. Durante o crescimento do poço em altura, este deve ser envolvido por um anel com 0,5 m de largura em brita e protegido em toda a sua envolvente por um geotêxtil não tecido.
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