A configuração comum de um aterro de resíduos compreende, segundo Brandl (1998) e Heerten (2010), a conjugação das seguintes "barreiras" estruturadas da base para o topo: (1) barreira de segurança passiva - barreira geológica natural ou artificialmente criada; (2) barreira de segurança ativa; e (3) sistema de selagem, ou cobertura, final (figura 2.3). As duas primeiras barreiras, pertencentes ao sistema de proteção basal, revestem o fundo e os taludes laterais interiores do aterro
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e a sua utilização justifica-se pela sua complementaridade, conferindo ao sistema que compõem maior durabilidade e maior eficiência nas funções a desempenhar (Brandl, 1998). Apesar das três barreiras funcionarem de modo independente, permitem, em conjunto, o confinamento dos resíduos depositados, promovendo, dessa forma, uma proteção eficaz contra a infiltração e a percolação de águas pluviais na massa de resíduos depositados, e a migração dos lixiviados para o seu exterior, minimizando a contaminação do subsolo e das águas superficiais e subterrâneas.
Legenda: (1) barreira de segurança passiva; (2) barreira de segurança ativa; (3) barreiras de segurança, passiva e ativa, em talude; (4) dique; (5) resíduos; (6) sistema de selagem, ou cobertura, final; (7) poço de extração do biogás
Figura 2.3 Representação esquemática de um aterro de resíduos (adaptado de Russo, 2003)
Os sistemas de proteção basal e de selagem final podem, por sua vez, serem compostos por distintos elementos estruturais e estes apresentarem distintas configurações entre aterros de resíduos construídos em diferentes regiões e países (Daniel, 1998; Regueiro, 2006), em particular naqueles em que o dimensionamento é efetuado com base em critérios de desempenho e não em critérios prescritivos.
Os Estados Unidos da América - EUA, e o Canadá foram dos primeiros países a adotar os critérios de desempenho para a conceção e o dimensionamento de um aterro de resíduos. Estes critérios têm em conta, as condições geológico-geotécnicas do local, o tempo de transporte dos contaminantes e as respetivas concentrações químicas admissíveis nos solos e nas águas superficiais e subterrâneas, entre outros (Lopes e Barroso, 2011a).
A maior parte dos países, designadamente os estados-membros da UE, continuam contudo a seguir critérios prescritivos para o dimensionamento dos aterros de resíduos. Estes critérios são entendidos como os requisitos mínimos previstos em regulamentos sobre a conceção, a composição e o funcionamento da obra (ibid.).
Nas secções seguintes detalham-se as duas barreiras de segurança, a passiva e a ativa, que integram o aterro de resíduos, assim como o sistema de selagem final.
2.3.3.1 - Sistema de proteção basal passivo
De acordo com o DL nº 183/2009, a barreira de segurança passiva do sistema de proteção basal de um aterro de resíduos deve ser constituída por uma formação geológica de baixa
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Tabela 2.5 Requisitos mínimos para a permeabilidade e para a espessura da barreira passiva
(adaptado de DL nº 183/2009)
Parâmetro
Classe do aterro Aterro para
resíduos inertes
Aterro para resíduos não perigosos
Aterro para resíduos perigosos
Condutividade hidráulica (m/s) ≤1×10-7 ≤1×10-9 ≤1×10-9 Espessura (m) ≥ 1 ≥1 ≥5
Legenda: condutividade hidráulica - k
No caso da barreira geológica natural não garantir as condições indicadas na tabela 2.5, de acordo com DL nº 183/2009, a mesma deve ser “(…) complementada e reforçada artificialmente por outros meios ou materiais que assegurem uma proteção equivalente”. Para o efeito, recorre-se à construção de uma barreira geológica artificial, de espessura não inferior a 0,5 m, utilizando-se preferencialmente solos argilosos dada a sua k baixa e capacidade elevada de adsorver e reter os elementos poluentes transportados pelos lixiviados (Regueiro, 2006). É igualmente frequente a barreira artificial ser composta por uma geomembrana disposta sobre a camada de solos argilosos compactados, estrutura que se designa por sistema geocompósito (Russo, 2005).
Para maximizar o desempenho da barreira de segurança passiva é necessário proceder a um adequado e criterioso controlo da qualidade da sua construção (Roque, op. cit.a). Este tem por objetivo garantir: que se utilizam materiais adequados na construção da barreira artificial tendo em conta o seu objetivo; que o método de construção da barreira é o apropriado, com os materiais a serem devidamente colocados e compactados, garantindo, assim, um bom contacto entre camadas sobrepostas e minimizando os fenómenos de dessecação das camadas após sua compactação; que as camadas compactadas que constituem a barreira ficam devidamente protegidas; e que a barreira assegura uma adequada proteção aos terrenos subjacentes durante e após a exploração do aterro de resíduos (ibid.).
2.3.3.2 - Sistema de proteção basal ativo
A par do sistema de proteção basal passivo, todos os aterros de resíduos, com exceção dos destinados a resíduos inertes, devem, de acordo com o DL nº 183/2009, estar ainda providos de um sistema de proteção basal ativo sobrejacente ao passivo. Este sistema é composto por uma geomembrana, que assenta diretamente sobre a barreira de segurança passiva, e uma camada de drenagem, habitualmente construída com solos granulares naturais ou com agregados britados no fundo do aterro e com geocompósitos drenantes nos taludes interiores. A construção deste sistema visa minimizar a área de contacto entre os lixiviados produzidos e o sistema de proteção basal
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passivo, controlar a carga hidráulica dos lixiviados acima dos sistemas de proteção basal e permitir a remoção dos lixiviados para posterior tratamento e eliminação (Roque, 2011b).
Na tabela 2.6 abordam-se os elementos constituintes do sistema de proteção basal ativo segundo uma sequência estrutural da base para o topo, ilustrando a figura 2.4 uma representação esquemática do mesmo com o sistema de proteção basal passivo para as três classes de aterros de resíduos previstas na legislação portuguesa.
Tabela 2.6 Elementos constituintes de um sistema de proteção basal ativo e respetivas
considerações mais relevantes (adaptado de Regueiro, 2006; Levy e Cabeça, 2006)
Elemento
constituinte Informação relevante
Geomembrana
Considerações gerais: As geomembranas asseguram a continuidade de um material de
permeabilidade extremamente baixa.
Função: Minimizar a potencial contaminação do meio ambiente.
Geotêxtil não tecido
Considerações gerais: O geotêxtil é colocado sobre a geomembrana e tem de prolongar-se ao longo
do talude de forma a assegurar uma sobreposição mínima de 0,5 m.
Função: Proteção mecânica da geomembrana ao punçoamento e ao rasgamento. A sua eficácia está
diretamente relacionada com a sua massa unitária e a sua espessura, pelo que os geotêxteis mais pesados e mais espessos proporcionam uma maior proteção.
Camada de drenagem
Por se tratar da estrutura onde se prevê a valorização dos agregados reciclados estudados, a camada de drenagem é tratada na secção 2.3.4.
Geotêxtil não tecido
Considerações gerais: Em situações específicas, pode-se optar por colocar um geotêxtil sobre a
camada de drenagem, na interface com os resíduos depositados, devendo este possuir uma k
superior à dos resíduos depositados e o material que o compõe não migrar para a camada de drenagem. Este geotêxtil poderá ser colocado apenas na fase de exploração e deverá ser estendido ao longo dos taludes até assegurar a sobreposição mínima de 0,5 m.
Função: Evitar a passagem de quantidades significativas de material oriundo dos resíduos.
Legenda: PoliEtileno de Alta Densidade - PEAD
Legenda: (a) aterro para resíduos inertes; (b) aterro para RSU e resíduos industriais banais (resíduos não perigosos); (c) aterro para resíduos industriais perigosos
Figura 2.4 Representação esquemática do sistema de proteção basal, barreira passiva e ativa,
dos aterros de resíduos, em acordo com o DL nº 183/2009 (fundo e taludes laterais interiores) (adaptado de Roque, 2011b)
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2.3.3.3 - Sistema de selagem final
A fase de exploração dos aterros de resíduos termina quando a altura dos resíduos depositados iguala a altura definida no projeto de execução do aterro. Terminada esta fase, procede- se ao seu encerramento mediante a construção do sistema de selagem final, também designado por cobertura final (Levy e Cabeças, 2006).
O sistema de selagem final representa a primeira barreira do aterro de resíduos contra a entrada de águas pluviais na massa dos resíduos depositados e a sua construção tem por objetivo minimizar a produção de lixiviados (Melchior et al., 1993 in Russo, 2003; Regueiro, 2006; Roque, 2011b), controlar a emissão dos gases do aterro (Regueiro, op. cit.; Roque, op. cit.b) para a atmosfera e biosfera (Russo, op. cit.), fornecer condições para o crescimento de vegetação superficial (Hoeks e Ryhiner, 1989 in Russo, op. cit.), proteger pessoas e animais do contacto direto com os
resíduos (Roque, op. cit.b), e providenciar uma adequada e duradoura integração paisagística (Lopes
e Barroso, 2011b).
Na tabela 2.7 abordam-se os diversos elementos constituintes do sistema de selagem final segundo uma sequência estrutural da base para o topo.
Tabela 2.7 Elementos constituintes de um sistema de selagem final e respetivas considerações mais
relevantes (adaptado de Van Impe, 1998)
Elemento
constituinte Informação relevante
Camada de drenagem de
biogás
Considerações gerais: Camada necessária quando os resíduos depositados geram grandes
quantidades de gases.
Função: Encaminhar os gases gerados para os diversos pontos de recolha. Material utilizado: Areia; geotêxteis.
Camada impermeável
Considerações gerais: Em climas muito secos, a sua construção pode não ser necessária.
Função: Minimizar a infiltração das águas pluviais nos resíduos depositados e reter os gases gerados. Material utilizado: Solo argiloso compactado com baixa permeabilidade; geomembrana; ou
geocompósito bentonítico, sendo que a espessura da camada dependerá do material utilizado na sua construção.
Camada de drenagem
Considerações gerais: Necessária apenas em situações onde se verifique a infiltração de grandes
quantidades de água.
Função: Drenar, lateralmente, a água infiltrada; reduzir a carga hidráulica no interior do aterro; e
proteger a camada impermeável de secagem e fissuração.
Material utilizado: Areia ou brita; geotêxteis; ou geocompósito drenante, devendo o material utilizado
apresentar-se permeável com um valor de k ≥1x10-4
m/s.
Camada de proteção
Considerações gerais: A camada de proteção pode ser combinada com a camada de terra vegetal,
adquirindo a designação de camada de material terroso.
Função: Reter a água infiltrada; proteger as camadas inferiores contra danos, sobretudo mecânicos; e
manter a estabilidade da cobertura final.
Material utilizado: Solo adequado ou geotêxteis.
Camada de terra vegetal
Considerações gerais: Necessária para o controlo de água e proteção contra a erosão eólica. Função: Promover o crescimento da vegetação e a evapotranspiração; reduzir a erosão e a infiltração;
minimizar os odores; beneficiar o arranjo paisagístico.
Material utilizado: Terra vegetal não compactada e sistema de controlo de erosão (geossintéticos),
sendo que a espessura pode variar entre 0,15 m e 0,6 m.
Em Portugal, à semelhança do observado noutros países, a composição do sistema de selagem final dos aterros de resíduos varia em função do grau de perigosidade dos resíduos depositados (figura 2.5).
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Legenda: (a) aterro para resíduos inertes; (b) aterro para RSU e resíduos industriais banais (resíduos não perigosos); (c) aterro para resíduos industriais perigosos; (*) a definir em função do tipo de resíduo
Figura 2.5 Representação esquemática do sistema de selagem final dos aterros de resíduos,
em acordo com o DL nº 183/2009 (adaptado de Roque, 2011b)