PROCEDIMENTOS COMPUTACIONAIS

Para a análise da estabilidade de aterros sanitários foram utilizados programas computacionais da Geotecnia, como o Slide 6 (da Rocscience), e o Geo- Slope 2016 que aplicam métodos de equilíbrio limite para a determinação dos fatores de segurança mínimos das seções em estudo.

Na pesquisa referente ao comportamento de resíduos sólidos foram identificadas análises de estabilidade de taludes em aterros sanitários realizadas por diferentes metodologias, apresentando resultados diversos, incluindo os trabalhos de Mahler e Neto (2000), Oliveira (2002), Borgatto (2006), Ribeiro (2007) e Schuler (2010), onde foi adotado o método de Bishop Simplificado.

Para Ribeiro (2007), o método de Bishop é possivelmente o mais utilizado entre os diversos métodos para análise de estabilidade de taludes, visto que é razoavelmente simples e fornece fatores de segurança próximos dos obtidos por métodos mais precisos. RIBEIRO (2007) adotou o método de Bishop na determinação dos parâmetros de resistência (coesão e ângulo de atrito) de resíduos sólidos através de retroanálises em ensaios de laboratório sendo utilizado o software SLOPE/W, da Geo-Slope International, na aplicação do método.

Oliveira (2002) realizou um estudo de estabilidade de aterros sanitários onde realizou retroanálises em uma seção experimental executada em um aterro sanitário e em um escorregamento ocorrido em um aterro controlado, ambos localizados no município de Salvador – BA. Na obtenção dos parâmetros de resistência dos resíduos foram utilizadas sondagens com ensaios de penetração dinâmica, ensaios de penetração do cone e provas de carga. Nas análises realizadas, foi adotado o método de Bishop Simplificado, um método “consagrado”, sendo utilizado o software SLOPE/W, da Geo-Slope International, na aplicação do método.

3.6.1 Slide 6

A versão do software slide 6 utilizada na presente pesquisa é a versão completa a qual possui amplos recursos de análise probabilística, pode-se atribuir

distribuições estatísticas a alguns parâmetros de entrada, incluindo propriedades do material, propriedades de suporte. O índice de confiabilidade é calculada e fornece um valor objetivo do risco de ruptura associada a um projeto de inclinação. Nessa versão é possível analisar a estabilidade de taludes em aterros sanitários, barragens de terra, barragens de mineração, paredes de retenção, etc.

Este software foi utilizado por proporcionar capacidade de importação de arquivos contendo as coordenadas da seção de estudo, obtidas através do levantamento topográfico. Este processo é mais preciso na descrição do perfil do talude e potencialmente evita erros na digitação das coordenadas. Além disso, a definição da superfície de pesquisa como o desenho das grades e raios é feita automaticamente pelo software que leva em consideração a região com maior risco de ruptura a partir dos dados de projeto inseridos.

3.6.2 Geo-Slope 2016

Nas análises de estabilidade de taludes identificadas na literatura durante a etapa de pesquisa bibliográfica, verificou-se o uso frequente de softwares especializados na modelagem dos corpos analisados. Entre os principais softwares relacionados à modelagem ambiental o conjunto de programas desenvolvidos pela Geo-Slope Internacional se destacou por sua praticidade e por possuir versões gratuitas para estudantes.

Entre as ferramentas no pacote da Geo-Slope International, o SLOPE/W é o produto utilizado para calcular o fator de segurança através de diversas metodologias que utilizam análises de equilíbrio limite, podendo modelar tipos heterogêneos de materiais com complexa geometria, considerando diferentes superfícies de deslizamento e poropressão (GEO-SLOPE INTERNATIONAL).

Para o desenvolvimento das análises de cada uma das seções foi utilizado o programa computacional Slope W da Geo-Studio versão estudante. O Slope W tem como função resolver problemas de estabilidade de taludes, encostas naturais de terra e rocha; escavações inclinadas; aterros, estruturas de retenção, etc. É possível realizar análises determinísticas, através dos métodos de Fellenius, Bishop Simplificado, Janbu Simplificado, Spencer, Morgenstern-Price.

Em cada uma dessas análises disponíveis, é possível considerar diferentes materiais, geometrias, superfícies de ruptura complexas, a influência das pressões

neutras. Outro tipo de análises disponível para o usuário é a análise probabilística, que funciona a partir de uma análise determinística considerada. Nessa versão, a definição da superfície de pesquisa como o desenho das grades e raios é feita manualmente pelo programador que precisa levar em consideração a região com maior risco de ruptura a partir dos dados de projeto inseridos.

3.6.3 Dados de Entrada

Esses métodos consideram que a ruptura está prestes a ocorrer ao longo de uma superfície conhecida. Neles são feitas as comparações entre a resistência ao cisalhamento requerida para manter uma condição de equilíbrio no limite, e a resistência ao cisalhamento disponível no material estudado, o que oferece um coeficiente de segurança ou fator de segurança ao longo da superfície potencial de ruptura, a qual é representada por círculos críticos.

Para que as análises sejam possíveis através dos softwares, foi realizada a importação de dados referentes às regiões escolhidas, sendo eles:

(i) As seções dos taludes obtidos através do levantamento topográfico; (ii) Os parâmetros geotécnicos dos materiais (solo e resíduos);

(iii) A linha piezométrica, definida a partir de cenários de saturação no interior do maciço de resíduos.

Nesse estudo a linha piezométrica foi traçada iniciando aproximadamente onde o dreno de base está localizado, de acordo com a direção esperada do fluxo do líquido percolado. Este ponto foi ligado, por uma reta, à região do piezômetro, cuja profundidade adotada foi àquela medida em campo.

Obtém-se com os resultados dessas simulações uma distribuição de probabilidade do fator de segurança, e considera-se como probabilidade de ruptura um fator de segurança menor que a unidade.

Figura 33, exemplo de configuração adotada para a análise de estabilidade pelo programa slide 6.

Figura 33 – Configuração adotada para a análise de estabilidade das seções de estudo pelo slide 6

Já na Figura 34, exemplo de configuração adotada para a análise de estabilidade pelo programa slope w.

Figura 34 – Configuração adotada para a análise de estabilidade das seções de estudo pelo slope W

Depois de obter os resultados dos cálculos dos fatores de segurança, realizou-se comparação entre os valores encontrados para o aterro sanitário da RMC e para o aterro sanitário da RMSP. Essa comparação tem a finalidade de estudar a relação entre a estabilidade de um aterro convencional em relação a estabilidade de um aterro do tipo encosta.

Além disso, realizou-se comparação entre os valores calculados de fator de segurança com os níveis pluviométricos e vazão de lixiviado referente ao período vigente. Essas comparações foram possíveis por meio da importação dos dados medidos nas estações meteorológicas instaladas nos aterros sanitários e, também, por meio de dados de vazão de lixiviados medidos nos aterros sanitários, tendo a finalidade de estudar a relação entre eles.