2.3.2 – RETENÇÃO E TRANSPORTE

Poucos estudos vêm examinando o potencial para solubilização e transporte de combustíveis absorvidos por solos na faixa imediatamente acima da zona saturada. No entanto, um melhor conhecimento sobre os processos desenvolvidos nessa região do solo seria bastante útil para a avaliação do potencial de migração em solos contaminados por combustíveis.

Conforme já foi mencionado, a migração de um contaminante em subsuperfície é governada por mecanismos hidrogeológicos e hidrogeoquímicos. Um solo submetido à contaminação apresenta características físicas e físico-químicas que dependem da composição mineralógica, da granulometria, do grau de compactação, do efeito da cimentação, da porosidade, da atividade orgânica e do processo de transformação realizado pelo intemperismo. Em regiões tropicais, por exemplo, são gerados solos mais espessos com expressiva complexidade quanto à percolação de soluções ao longo do perfil.

Segundo Yong et al. (1992), a advecção é um componente de migração realizada pelo movimento físico da água através do substrato. Normalmente seus valores se igualam à média da velocidade de fluxo da água subterrânea e são determinados pela Lei de Darcy. Dessa forma, o tamanho do grão, a porosidade e a presença ou ausência de fraturas são importantes.

No Distrito Federal o controle estrutural associado ao sistema fissural da litologia pertencente ao Grupo Paranoá é o que demanda maior preocupação, uma vez que nesta região o comportamento das águas subterrâneas é essencialmente fissural, ou seja, as águas circulam no subsolo preferencialmente através de falhas, fraturas e fissuras das rochas, segundo Freitas-Silva & Campos (1998).

A difusão é uma outra forma de movimento onde substâncias ou íons se deslocam de áreas de alta para baixa concentração e é significativa em materiais de baixa permeabilidade

como a argila, onde a advecção é mínima. A dispersão mecânica de um contaminante ocorre quando partículas se desviam de um vetor de fluxo linear pela atuação da força gravitacional. A adsorção pode reduzir a concentração de compostos livres pela ligação desses às superfícies de argilominerais. Dessa forma, metais pesados são rapidamente removidos da solução pela precipitação em alguns tipos de solo. Algumas sub stâncias, como por exemplo, os cloretos, se movem com a mesma velocidade da água, porém outros são retidos e somente são liberados após centenas de anos.

A delimitação das dimensões da pluma de contaminação é um processo complicado e caro. Técnicas não invasivas, como os métodos geofísicos rasos utilizados para a investigação de estruturas em subsuperfície, estão ganhando importância e aperfeiçoamentos para a identificação de plumas de contaminação, devido aos riscos associados aos procedimentos de perfuração nestes locais (toxidade, risco de explosão de gases acumulados, risco de abertura de canais por onde contaminantes podem atingir regiões mais profundas do solo).

Na zona não saturada (primeira barreira natural à propagação de contaminantes), o fluxo costuma ser lento e espera-se um maior potencial para sorção e eliminação de diversos contaminantes, contudo, a propagação da contaminação depende da mobilidade de cada poluente. Observa-se, por exemplo, que os cloretos são muito móveis; que Na+, NH4+, K+ e

Mg++ são moderadamente móveis; que Fe, Mn, Cd e Zn são parcialmente móveis (Santos, 1996).

É possível estudar os processos de retenção e transporte dos hidrocarbonetos no solo de diferentes maneiras, ou seja, por meio de análises teóricas, monitoramentos, uso de modelos e ensaios no campo ou em laboratório, porém, cada um tem suas vantagens e limitações.

As análises empíricas, analogias e estimativas são empregadas quando existe uma densidade suficiente de estudos referente ao mesmo material e para condições de contorno similares. No Brasil não existem ainda estudos abrangentes e completos, de forma que esse tipo de análise praticamente não se aplica para o entendimento do comportamento dos hidrocarbonetos em solos tropicais.

Os monitoramentos podem ser empregados em projetos para algum tipo de fonte poluidora, mas exigem condições para a continuidade de estudos que permitam obter parâmetros consistentes ao longo do tempo. Nesse procedimento é fundamental a coexistência de estudos laboratoriais para aferições. Atualmente, ainda são poucos os dados obtidos a partir de programas de monitoramento.

Os modelos exigem o desenvolvimento ou a adaptação de programas, porém não dispensam a necessidade das aferições e avaliações nos casos de mudanças nas condições de contorno.

Os ensaios no campo voltados para investigações de contaminação são de difícil execução, caros e com diferentes limitações. São potencialmente danosos e nem sempre autorizados por órgãos de fiscalização ambiental.

Diante desse quadro, os ensaios laboratoriais mostram-se mais favoráveis para o desenvolvimento de pesquisas. Dentre outros, o ensaio de coluna é o mais freqüentemente utilizado e normalmente está voltado para a caracterização do solo quanto à reatividade ao contaminante e para a compreensão do processo de propagação na estrutura do solo.

A natureza do contaminante geralmente define o tipo de estudo a ser adotado. As pesquisas envolvendo soluções contendo vários tipos de contaminantes apresentam maiores dificuldades de execução prática e analítica em função dos diferentes níveis de retenção e de transformação, que podem modificar as relações esperadas entre as partículas de solo e o comportamento de um determinado tipo de contaminante.

O grande desafio no estudo laboratorial de percolação de contaminantes é a dificuldade de reprodução e aceleração do processo experimental devido à inexistência de equipamento adequado para o ensaio de coluna. Os ensaios de coluna, para o estudo de migração de substâncias através do solo, podem ser realizados por difusão molecular efetiva ou por percolação de soluções (Tan et al., 1994).

O ensaio de difusão em coluna fornece apenas o coeficiente de difusão molecular efetiva. São utilizadas soluções com concentração conhecida que repousam sobre a coluna de solo sem a presença de fluxo hidrodinâmico. Nesse caso, o deslocamento dos íons da solução para o corpo de prova se processa por gradiente de concentração.

O ensaio de percolação em coluna tem sido realizado com propósitos de projeto e de avaliação de barreiras de contenção de resíduos construídas com material de granulometria fina e com baixas taxas de fluxo (Acar & Haider, 1990). Esse ensaio é o que mais se aproxima da situação real e consiste em se fazer percolar uma solução de concentração conhecida através de uma coluna de solo.

Pela bibliografia consultada, este tipo de ensaio normalmente utiliza o solo compactado, mas para o presente estudo foram utilizadas amostras de solo no estado indeformado com o objetivo de permitir uma avaliação do comportamento do combustível em estruturas originais do solo.