2.2 – TALUDES REVESTIDOS COM GEOSSINTÉTICOS

No caso de taludes de áreas de disposição de resíduos, canais ou reservatórios, os materiais de cobertura são necessários, pelos seguintes fatores:

• Proteção dos geossintéticos contra a oxidação;

• Aumentar a resistência à erosão, particularmente na interface ar-água no caso de canais e reservatórios;

• Para fixação local da camada de revestimento e para dissipar as forças trativas; • Drenagem;

• Proteção dos geossintéticos contra raios ultravioleta; • Minimização de temperaturas extremas;

• Proteção dos geossintéticos contra danos mecânicos em geral; • Eliminação da influência do vento.

Dependendo da situação, em áreas de disposição de resíduos, canais ou reservatórios, geralmente utiliza-se solo como material de cobertura. Entretanto, o concreto também pode ser utilizado como material de cobertura, o qual é requerido em obras em que a perda de água deve ser evitada, tais como canais ou reservatórios.

Segundo Koerner (1994), as técnicas construtivas empregadas na execução dos materiais de cobertura são semelhantes às técnicas de pavimentação. Dependendo do porte da obra, equipamentos especiais podem ser desenvolvidos e a técnica de formas deslizantes tem sido empregada com sucesso quando utilizado o concreto como material de cobertura. No caso do concreto, o autor afirma que é usual a colocação do revestimento (geossintéticos) sobre uma sub-base preparada de solo e a posterior execução da camada de concreto sobre o revestimento. A água passante pelas eventuais fissuras ou juntas do concreto deve ser removida por meio da presença de um geotêxtil não tecido instalado entre a camada de concreto e a geomembrana ou demais camadas. Dados referentes à transmissividade para o dimensionamento dos geotêxteis também são apresentados pelo autor.

Segundo Koerner (1994), em algumas situações, canais de irrigação podem passar sobre superfícies de solos ou de rocha, as quais podem ser muito porosas ou extremamente

fraturadas. Nessas condições, as perdas por percolação podem ser extremamente significativas (às vezes acima de 75%). O Departamento do Interior dos Estados Unidos (U.S. Department of the Interior, 2002) executou 34 seções de ensaios em canais de irrigação com diversos tipos de revestimento para avaliar a durabilidade e eficiência (na redução de percolação) dos revestimentos instalados sobre condições rochosas adversas. Os diversos materiais componentes dos revestimentos incluem combinações de geossintéticos, concreto projetado, concreto compactado a rolo, grout, solo e revestimentos elastoméricos. As 34 seções de ensaios foram subdividas em 4 categorias e os resultados da pesquisa são apresentados na Tabela 2.2.

Tabela 2.2 – Resultados para as 24 seções ensaiadas (Modificado – U.S. Department of the

Interior, 2002).

Tipo de

revestimento Durabilidade (anos)

Eficiência no aumento da estanqueidade (%) Relação benefício/custo Membrana fluido- aplicada 10 - 15 90% 0,2 - 1,5 Concreto somente 40 - 60 70% 3,0 - 3,5 Geomembrana exposta 10 - 25 90% 1,9 - 3,2 Geomembrana com cobertura de concreto 40 - 60 95% 3,5 - 3,7

Como dito anteriormente, as várias camadas de geossintéticos associadas ao material de cobertura em sistemas de revestimento de taludes são, em geral, utilizadas como reforço, sistema drenante e/ou barreiras contra líquidos e gases. A Figura 2.3 (a) esquematiza o modo como ocorre a interação entre camadas de materiais presentes em um talude típico de área de disposição de resíduos. Por efeito de gravidade e de condicionantes como a presença de água, surgem tensões que podem desestabilizar a massa de solo, cuja resistência ao deslizamento é governada pelos parâmetros de interface entre solo-geossintético e geossintético- geossintético. O nível de tensões mobilizado na geomembrana devido a este processo pode ser elevado, podendo provocar danos à camada impermeabilizante e ao meio ambiente. Já a Figura 2.3 (b) mostra uma das formas de melhorar a estabilidade do talude, com a inclusão de

um geossintético como camada de aderência (geotêxtil ou geogrelha), melhorando a estabilidade do conjunto e reduzindo o nível de tensões na geomembrana.

Figura 2.3 - Transferência de tensões entre materiais de um talude - a) Liner sem camada de

reforço; b) Liner com camada de reforço (Mello, 2001).

A freqüência da ocorrência de problemas causados por instabilidade em taludes de obras de disposição de resíduos e outras semelhantes tem sido alta. Uma série de casos que envolvem problemas desta natureza foi relatada por Gross et al. (2002). Os referidos autores identificaram e estudaram 74 aterros sanitários e sistemas de disposição de resíduos localizados nos Estados Unidos, detectando 85 problemas durante a investigação. A Figura 2.4 apresenta a distribuição geral dos problemas constatados pelos autores. Pode ser vista na figura a maior incidência de problemas de estabilidade e de deslocamentos excessivos nesses tipos de obras. No estudo ainda é destacado que os problemas de estabilidade dos sistemas de

revestimento de cobertura e de fundo correspondem, respectivamente, a 21% e 14% de todos os problemas constatados. As Figuras 2.5 a 2.7 apresentam alguns dos problemas em sistemas de revestimento de áreas de disposição de resíduos, alguns deles identificados por Gross et al. (2002). A Figura 2.5 mostra os problemas ocorridos em um talude de um sistema de cobertura de um aterro sanitário, causados pelo deslizamento do solo de cobertura sobre um GCL. Pode- se perceber as trincas de tração desenvolvidas devido ao deslocamento do solo e os danos mecânicos causados ao GCL, com comprometimento da função barreira. A Figura 2.6 mostra o deslizamento ocorrido ao longo da interface solo-GCL devido às pressões induzidas por percolação de água após a ocorrência de uma tempestade. Neste caso, também houve danos ao GCL sendo necessária a execução de um novo projeto prevendo uma camada de drenagem e a recuperação total da obra.

Figura 2.4 – Distribuição geral dos problemas em sistemas componentes de áreas de disposição de resíduos (modificado - Gross et al., 2002).

A Figura 2.7 mostra a situação de um GCL, após a ruptura do sistema de revestimento durante a operação do aterro (compactação do resíduo). A figura mostra a situação pós-remoção do resíduo deslizante. Neste caso, antes do deslizamento, os taludes foram redimensionados sem a realização de uma análise de estabilidade do sistema de revestimento após a definição das novas inclinações. Como resultado, ocorreu o deslizamento ao longo das seguintes interfaces componentes do talude: georede-GCL (lado da geomembrana) e GCL (lado da bentonita)/argila compactada. De modo adicional, houve danos nas camadas de geossintéticos e no sistema de drenagem do aterro.

28%

10% 17%

45%

Construção Sistema de drenagem

Figura 2.5 –Problemas com talude de um sistema de cobertura – Deslizamento do solo de cobertura promovendo a ruptura do GCL (Dwyer et al., 2002).

Figura 2.6 – Deslizamento do solo de cobertura sobre GCL devido a ocorrência de forças de percolação, após uma tempestade (Gross et al., 2002).

Figura 2.7 - Escavação do resíduo na zona de ruptura, ocorrência de grandes enrugamentos no GCL e danos no sistema de drenagem (modificado – Gross et al., 2002).

Os planos preferenciais de ruptura geralmente localizam-se nas interfaces existentes entre os diferentes geossintéticos componentes dos taludes. O estado de tensões desenvolvido nos vários componentes do sistema durante a operação ou instalação é muito difícil de ser determinado. Se as condicionantes de projeto do sistema forem avaliadas incorretamente (particularmente, os valores dos ângulos de atrito de interfaces ou poropressão), pode ocorrer instabilidade do talude durante a instalação (Girard et al., 1990), ou até mesmo enquanto a estrutura estiver em operação, o que é mais desfavorável (Stamatopoulos and Kotzias, 1996). Os parâmetros de interface, a resistência interna de GCL’s e análises considerando o efeito da presença de água nas interfaces envolvidas devem ser corretamente considerados para que tais problemas de estabilidade sejam evitados.

DANOS NO