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MODELAGEM DA INFLUÊNCIA DATAXA DE CARREGAMENTO NA RESISTÊNCIA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

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Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN 2358-5420 - 3ª edição - outubro de 2015 - página 1 de 19

MODELAGEM DA INFLUÊNCIA DATAXA DE CARREGAMENTO NA

RESISTÊNCIA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

Leticia Maria Nocko1 e Eduardo Dell’Avanzi2

1

Engenheira Ambiental, MSc. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil. Currículo Lattes: lattes.cnpq.br/8140764271824736. Email: leticia.nocko@gmail.com

2 Engenheiro Civil, PhD. EGEL Engenharia Ltda, Universidade Federal do Paraná, Curitiba,

Brasil. Currículo Lattes: lattes.cnpq.br/4905718193403136. Email: eduardo.dell.avanzi@gmail.com

Resumo: A modelagem do comportamento mecânico de aterros de resíduos sólidos

urbanos (RSU) no curto e longo prazo geralmente envolve a adoção de parâmetros e formulações da mecânica dos solos clássica para prever a resposta de um material heterogêneo com uma fase sólida variável no tempo. Com o objetivo de modelar o comportamento mecânico de sistemas não conservativos de massa, como é o caso dos RSU, foi desenvolvido um modelo hiperbólico reológico, que permite acoplar as variações da fase sólida do resíduo devido ao processo de biodegradação. O modelo permite simular o comportamento mecânico de RSU submetidos a ensaios de compressão triaxial, além de prever as diferentes respostas fornecidas por esses resíduos quando submetidos a diferentes taxas de carregamento. O objetivo deste trabalho é apresentar e discutir a influência da taxa de carregamento na resistência dos RSU. Diversas situações foram simuladas e comparadas com dados da literatura, inclusive para amostras em diferentes estágios de biodegradação. Os resultados indicam que a resistência dos RSU aumenta com o aumento da taxa de carregamento aplicada até um determinado limite. E que, para determinados estágios de biodegradação, a partir desse limite observa-se que um aumento na taxa de carregamento pode induzir a uma diminuição da resistência do resíduo, sugerindo a existência de uma taxa de carregamento ótima que resulta na melhor resposta do material.

Palavras-chave: modelo hiperbólico, modelo reológico, resíduos sólidos urbanos, taxa de

(2)

Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN 2358-5420 - 3ª edição - outubro de 2015 - página 2 de 19

MODELLING THE INFLUENCE OF THE LOADING RATE ON THE

STRENGTH RESPONSE OF MUNICIPAL SOLID WASTE

Abstract: The challenging task of modeling short and long-term performance of municipal

solid waste landfills usually involves the need of adopting traditional soil mechanics strength parameters to describe the strength behavior of a highly heterogeneous material with a time-dependent solid phase. In order to allow modeling the mechanical behavior of non-conservative mass systems (such as municipal solid waste), it was developeda rheological hyperbolic model, which allows coupling solid phase variations due to the biodegradation process. The model presents accurate in simulating the mechanical behavior of solid waste submitted to triaxial compression tests. The model is able of capturing the peculiar behavior of the different strength responses due to different loading rates usually observed when testing municipal solid waste reconstituted samples in the laboratory. This paper aims to present and discuss the influence of the loading rate over the solid waste strength response, including the different responses given by samples at different stages of biodegradation. Modeling results are presented and compared to experimental data. The results indicate that the waste’s strength increase is directly proportional to the loading rate increase until a certain loading rate limit. Afterwards, for certain stages of biodegradation, it is observed that any increase in the loading rate induces a decrease in the waste’s ultimate strength, suggesting the existence of an optimal magnitude of loading rate in order to ensure an optimum waste strength response.

Keywords: hyperbolic model, rheological model, municipal solid waste, loading rate.

1. INTRODUÇÃO

Devido às crescentes dificuldades para o licenciamento de novas áreas para a instalação e operação de aterros sanitários, está tornando-se habitual aumentar a altura da pilha de resíduos, visando estender o período de operação do aterro. Para isso, novas análises e modelagens estão sendo feitas para prever o comportamento mecânico dessas pilhas e garantir o aumento da capacidade do aterro com garantia de segurança. Os modelos matemáticos propostos nesse contexto costumam ter como objetivos principais prever a evolução da resistência dos RSU no tempo, bem como das suas deformações.

(3)

Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN 2358-5420 - 3ª edição - outubro de 2015 - página 3 de 19 No entanto, grande parte das formulações propostas é baseada na mecânica dos solos clássica, que não se aplica aos RSU. Por apresentarem uma parcela de material biodegradável, os resíduos não apresentam volume de sólidos constante, o que faz com que a aplicação da mecânica dos solos clássica só seja possível em análises de curto prazo. As análises de comportamento no longo prazo devem considerar o efeito do processo de biodegradação da matéria orgânica, que modifica a composição dos resíduos ao longo do tempo, podendo alterar sua resistência ao cisalhamento (Kavazanjian, 2008; Bray et al.,

2009; Machado et al., 2010). Mas apesar de diversos autores reconhecerem a importância

da biodegradação na evolução da resistência e do recalque das pilhas de RSU, nem todos incluem esse processo em suas formulações.

O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo hiperbólico reológico para previsão do comportamento mecânico dos RSU e utilizá-lo para analisar a influência da taxa de carregamento na resposta dos resíduos. O modelo proposto baseia-se no modelo hiperbólico proposto por Kondner (1963) e incorpora uma função de biodegradação, permitindo prever a variação de massa dos resíduos ao longo do tempo e, consequentemente, a variação dos seus parâmetros. A análise da influência da taxa de carregamento na resposta mecânica dos RSU foi feita a fim de permitir um melhor aproveitamento do espaço do aterro com garantia de segurança durante sua operação.

2. EMBASAMENTO TEÓRICO

2.1. O modelo hiperbólico reológico

A variação do módulo de Young, ou modulo tangente, Ei, com relação ao tempo, t, para uma

amostra de RSU submetida a uma compressão axial sob uma condição de confinamento triaxial pode ser descrita por (Otsuka, 2010):

t S E R t S E R t E t E d f d f i                 2 0 2 0 0 2

(1)

em que E0 é o módulo de Young inicial, σd é a tensão desviadora, utilizada em kPa, Rf é a

razão de ruptura entre a curva experimental e a teórica, e S é a tensão máxima de ruptura do material, em kPa.

(4)

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A Equação (1) é obtida da derivação, com relação ao tempo, da equação hiperbólica proposta por Duncan e Chang (1970) com base no modelo de Kondner (1963). Substituindo na Equação (1) a equação para o módulo de Young inicial, E0, proposta por Janbu (1967)

(também utilizada por Duncan and Chang (1970)), e aplicando a regra da cadeia para considerar a variação do teor de matéria orgânica (MO) no tempo, a Equação (1) pode ser reescrita como (Nocko, 2010):













t

S

E

t

E

S

S

R

t

MO

MO

n

P

P

K

P

t

MO

MO

K

P

t

E

f d i n n i 0 2 0 3 0 3 0 3 0

2

ln

.

40 0 2 2 2 S t S S E t E S Rf d                 

(2)

em que P0 é uma pressão de referência, utilizada como 100 kPa (pressão atmosférica), σ3 é

a tensão confinante aplicada no ensaio triaxial e MO é a porcentagem de matéria orgânica presente na amostra, em massa. K e

n

são parâmetros adimensionais da equação

utilizada por Duncan e Chang (1970), sendo que

K

é denominado número do módulo e

n

é

denominado expoente da tensão. O termo

t S

 

da Equação (2) pode ser expandido como:

sen

S

t

MO

MO

sen

tg

c

t

MO

MO

t

MO

MO

c

t

S





1

cos

1

cos

2

3 (3)

sendo que

representa o valor do ângulo de atrito interno dos RSU e

c

representa a coesão do material.

Para que a implementação das Equações (2) e (3) seja possível, é necessário saber as relações entre as variáveis

c

,

,

n

e

K

e o teor de matéria orgânica contido nos resíduos (MO), bem como a relação entre MO e o tempo.

(5)

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2.2. Equações constitutivas para MO,

c

e

Analisando os resultados de geração de biogás e chorume por RSU sintéticos, publicados por Lay et al. (1998), Nocko (2010) propôs a Equação (4), que descreve a taxa de variação do teor de matéria orgânica dos resíduos com relação ao tempo.

                      1 1 0 1 MO MO MO m n MO n MO MO MO MO res t t n m MO MO t MO

(4)

Na Equação (4), MO0 e MOres representam as porcentagens de matéria orgânica

inicial e residual do resíduo estudado, respectivamente. Ou seja, são os valores antes do início da biodegradação e após o término do processo.

MO,

n

MO e

m

MO são parâmetros de ajuste da Equação (4), sendo que

MO é dado em unidade de [tempo-1] (mês-1, neste trabalho) e

n

MO e

m

MO são adimensionais.

As relações entre

c

e MO e

e MO foram estudadas experimentalmente por Otsuka (2010) e Nocko (2010). Os dados obtidos foram comparados com dados publicados na literatura (Singh e Murphy, 1990; Vilar e Carvalho, 2004; Gabr e Valero, 1995; Nascimento, 2007; Reddy et al., 2009; Ribeiro et al., 2013) para verificar a validade das equações constitutivas propostas. Matematicamente, tem-se:

                       c c m n c máx MO c c c MO c

1 1 1 ) ( 0 0 (5)

  

m n res res

MO

MO

1

1

)

(

0 (6)

Na Equação (5),

c

0 e

c

máx representam os valores de coesão para RSU com teores

de matéria orgânica iguais a 0% e 100%, respectivamente. Da mesma forma,

0 e

res representam os valores do ângulo de atrito interno para RSU com teores de matéria

(6)

Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN 2358-5420 - 3ª edição - outubro de 2015 - página 6 de 19

orgânica iguais a 0% e 100%, respectivamente.

c,

m

c e

n

c, e

, m e n são parâmetros de ajuste das equações e são todos adimensionais.

As relações entre os parâmetros

m

MO e

n

MO,

m

c e

n

c, e m e n são dadas pelas Equações (7), (8) e (9), respectivamente. Valores típicos dos parâmetros das Equações (4), (5) e (6) são apresentados na Tabela 1.

MO MO n m 1 1 (7) 2 c c n m  (8)

2

 

n

m

(9)

Tabela 1. Valores típicos para os parâmetros das equações constitutivas de MO, c e ϕ.

Equação constitutiva de MO Equação constitutiva de c Equação constitutiva de

MO0 65%

c

0 0 kPa

0 36°

MOres 15%

c

máx 100 kPa

res 10°

MO

0,0150 mês-1

c 0,0125

 0,0245

MO

n

3,0

n

c 7,3 n 5,8

As magnitudes dos parâmetros da Equação (4) podem variar consideravelmente dependendo das características dos RSU e do seu processo de biodegradação, como teor de matéria orgânica presente, umidade e temperatura. Os parâmetros apresentados na Tabela 1 foram definidos utilizando dados da literatura para RSU brasileiros, do Aterro Bandeirantes, em São Paulo (Carvalho, 1999).

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As variáveis

n

e K são dependentes do teor de matéria orgânica dos RSU e são utilizadas para calcular o módulo de Young inicial, como apresentado por Duncan e Chang (1970). As equações constitutivas dessas variáveis foram propostas por Nocko e Dell’Avanzi (2015) com base em dados experimentais obtidos de Nocko (2013) e são apresentadas pelas Equações (10) e (11).

                     n n m n n máx MO n n n MO n

1 1 1 ) ( 0 0 (10)

K K m n K res res

MO

K

K

K

MO

K

1

1

)

(

0 (11)

Nessas equações,

n

0 e

K

0 representam os valores das variáveis n e K para RSU

com uma porcentagem de 0% de matéria orgânica. nmáx e Kres representam os valores dessas variáveis quando o teor de matéria orgânica dos resíduos é de 100%.

n,

m

n e

n

n, e

K,

m

K e

n

K são parâmetros de ajuste das Equações (10) e (11) e são todos adimensionais.

As relações entre

n

n e

m

n, bem como entre

n

n e

m

n, são dadas pelas Equações (12) e (13). As Figuras 1(a) e 1(b) apresentam o comportamento da equações propostas e a Tabela 2 apresenta os valores obtidos para os parâmetros de ajuste dessas equações.

n n n m 11 (12) K K n m 1 1 (13)

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Figura 1. Comportamento das equações constitutivas das variáveis (a) n e (b) K.

0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0 20 40 60 80 100 V a lo re s d e n

Teor de matéria orgânica (%)

0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 V a lo re s d e k

Teor de matéria orgânica(%)

(a) (b)

Tabela 2. Valores dos parâmetros de ajuste das equações constitutivas de n e K.

Equação constitutiva de

n

Equação constitutiva de

K

n0 0,57 K0 94,4 nmáx 0,71 Kres 2,1 n

0,019

K 0,046 n

n

8,3

n

K 6,9

É importante observar que, apesar de o modelo possuir 13 equações e 25 variáveis, somente 4 dessas variáveis precisam ser definidas: MO0, MOres,

MO e

n

MO. Essas variáveis dependem fortemente de algumas características do resíduo (como teor de matéria orgânica e idade) e do processo de biodegradação (principalmente tempo desde a deposição, umidade e temperatura da pilha). Sendo assim, elas não podem ser definidas previamente de forma genérica: é necessário caracterizar o resíduo analisado antes. As magnitudes das outras 21 variáveis (presentes nas Tabelas 1 e 2) não variam substancialmente com a variação das características do resíduo, podendo ser consideradas constantes.

As 4 variáveis que dependem das características dos RSU estudados podem ser estimadas com base em um ensaio de adensamento unidimensional e três ensaios de compressão triaxial (Otsuka, 2010; Nocko, 2013, Nocko e Dell’Avanzi, 2015). A vantagem de utilizar um procedimento baseado na mecânica dos solos clássica para estimar as

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magnitudes das variáveis do modelo é permitir a calibração e validação da formulação de forma consistente por engenheiros geotécnicos.

2.4. Implementação numérica

A implementação computacional do modelo hiperbólico reológico envolve oito etapas principais. A primeira, relacionada com a variável “tempo”, envolve definir o tempo inicial da simulação e o incremento de tempo no qual o modelo irá avançar com os processos de biodegradação e carregamento. O tempo inicial representa o tempo desde a deposição do resíduo no aterro, isto é, ele define em qual ponto da curva de decaimento da matéria orgânica a simulação terá início. O incremento de tempo representa o intervalo de tempo entre dois incrementos de tensão consecutivos. A adoção de pequenos incrementos de tempo evita mudanças abruptas no módulo tangencial da curva. Assim, quanto menor o incremento de tempo, mais suave é a curva obtida.

A segunda etapa consiste em implementar a variação do teor de matéria orgânica no tempo. É necessário definir o teor de matéria orgânica no momento da deposição do resíduo (MO0), para poder estimar a taxa de biodegradação em um determinado instante (

MO

t

,

como definido na Equação (4)).

Na terceira etapa são obtidos os valores das variáveis

c

,

,

n

e K e suas respectivas derivadas com relação ao teor de matéria orgânica (

c

MO

,

MO

,

MO

n

,

K

MO

). Uma vez que os valores dessas variáveis dependem diretamente do

teor de matéria orgânica presente, suas magnitudes devem ser atualizadas a cada incremento de tempo.

A quarta etapa envolve o cálculo dos valores das derivadas de

c

,

,

n

e

K

com relação ao tempo (

c

t

,

t

,

n

t

,

K

t

). Esses valores são obtidos com aplicação da regra da cadeia: multiplicam-se os valores das derivadas de

c

,

,

n

e

K

com relação a MO pelo valor da derivada de MO com relação ao tempo.

Na quinta etapa são implementados os incrementos de tensão. A tensão desviadora aplicada nos RSU em um determinado instante de tempo corresponderá à soma de todos os incrementos de tensão aplicados em tempos anteriores. É importante garantir que a relação

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entre os incrementos de tempo e tensão resultará na tensão desviadora desejada em um determinado instante.

A sexta etapa consiste em calcular o valor da derivada do módulo tangente com relação ao tempo (Eit). Isso é feito aplicando os valores obtidos nas etapas de um a cinco às Equações (2) e (3). A magnitude de Ei é então obtida em uma sétima etapa, ao

calcular o valor acumulado de Eit no tempo.

A oitava e última etapa envolve a obtenção da deformação causada por determinado incremento de tensão desviadora e a deformação acumulada ao longo de todo o carregamento. Os valores de

P

0,

3 e Rf utilizados nas simulações realizadas neste trabalho são apresentados na Tabela 3.

Tabela 3. Valores das constantes do modelo usados nas simulações.

0

P

100 kPa 3

133 kPa f R 1,0 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram realizadas diversas simulações para analisar a influência da taxa de carregamento na resposta mecânica dos RSU. Contudo, na aplicação do modelo hiperbólico reológico proposto, resíduos com diferentes teores de matéria orgânica apresentam diferentes valores de parâmetros, apresentando diferentes respostas. Assim, para possibilitar uma análise paramétrica da influência da taxa de carregamento na resposta dos resíduos, as simulações foram feitas para RSU com a mesma porcentagem de matéria orgânica. E como é possível ter resíduos com o mesmo valor de MO, mas com diferentes curvas de decaimento da matéria orgânica, as simulações foram feitas sempre para três amostras de RSU com o mesmo teor de matéria orgânica, mas com diferentes taxas de biodegradação.

Em todas as simulações realizadas, os valores dos parâmetros do modelo são os já apresentados neste trabalho. Os únicos valores que diferiram foram os de

MO e

n

MO, como exposto no item a seguir.

(11)

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3.1. Influência da taxa de biodegradação

A influência da taxa de biodegradação da matéria orgânica na resposta mecânica dos RSU foi analisada através da simulação de uma compressão triaxial em três amostras de RSU com o mesmo teor de matéria orgânica, mas com taxas de decaimento diferentes. Como mostrado na Figura 2, no ponto de encontro das três curvas, todas as amostras apresentam um teor de matéria orgânica igual para um mesmo tempo de biodegradação (aproximadamente 100 meses), o que forneceu os mesmos valores de parâmetros para o modelo, mas as inclinações das curvas apresentadas são diferentes. Pode-se observar que a curva identificada como “Taxa 1” apresenta o decaimento mais suave entre as três curvas, enquanto a curva “Taxa 2” apresenta uma taxa de biodegradação intermediária e a curva “Taxa 3” apresenta o decaimento mais acentuado. Os valores utilizados de MO0 e MOres

foram iguais para todas as curvas e são os mesmos da Tabela 1 (65% e 15%, respectivamente). Os valores dos parâmetros

MO e

n

MO são apresentados na Tabela 4.

Figura 2. Diferentes taxas de biodegradação da matéria orgânica, propostas para fornecer a mesma porcentagem de matéria orgânica em um determinado instante de tempo.

0 10 20 30 40 50 60 70 0 50 100 150 200 250 T e o r d e m a ri a o rgâ n ic a ( % ) Tempo (meses) Taxa 1 Taxa 2 Taxa 3

Tabela 4. Valores dos parâmetros utilizados para simular a biodegradação da matéria orgânica.

Taxa 1 Taxa 2 Taxa 3

MO

(mês-1) 0,069 0,015 0,011

MO

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Nessa simulação, o carregamento foi iniciado quando os resíduos apresentavam 100 meses de deposição e aproximadamente 34% de matéria orgânica, em massa, e a taxa de carregamento adotada foi de 8 kPa/mês. A Figura 3 apresenta as curvas tensão-deformação obtidas. As curvas fornecidas pelo modelo apresentaram comportamentos semelhantes ao observado experimentalmente ao submeter RSU a ensaios de compressão triaxial: enrijecimento do material sem um pico de ruptura bem definido e uma tendência de formar uma curva em “S” para grandes deformações, como observado por Vilar e Carvalho (2004). Os resultados indicam que a definição da taxa de biodegradação é fundamental para se previr o comportamento mecânico dos RSU: além de influenciar a resistência do material, ela modifica o formato da curva tensão-deformação obtida. Essa simulação permite concluir que, para uma determinada taxa de carregamento, quanto maior a taxa de biodegradação dos RSU, maior a sua resistência.

Figura 3. Influência da taxa de biodegradação na resposta mecânica dos RSU.

3.2. Influência da taxa de carregamento

Dependendo do tamanho da cidade e das políticas de reciclagem adotadas, uma pilha de RSU pode ser submetida a taxas de carregamento que variam entre 12 kPa/mês e 150

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kPa/mês. Assim, visando simular o comportamento de RSU submetidos a taxas reais de carregamento, foram feitas simulações com as seguintes taxas de carregamento: 15 kPa/mês, 30 kPa/mês, 60 kPa/mês e 120 kPa/mês. As Figuras 4 a 6 apresentam os resultados dessas simulações para cada taxa de biodegradação apresentada na Figura 2.

Figura 4. Resposta mecânica do RSU com taxa de biodegradação apresentada como “Taxa 1” na Figura 2.

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Figura 5. Resposta mecânica do RSU com taxa de biodegradação apresentada como “Taxa 2” na Figura 2.

Figura 6. Resposta mecânica do RSU com taxa de biodegradação apresentada como “Taxa 3” na Figura 2.

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Revista Técnico-Científica do CREA-PR - ISSN 2358-5420 - 3ª edição - outubro de 2015 - página 15 de 19

A Figura 4 mostra que, para um RSU com a taxa de biodegradação apresentada na Figura 2 como “Taxa 1”, a resistência do material aumenta com o aumento da taxa de carregamento. O resíduo simulado com esse decaimento de MO apresentou a resistência mais baixa entre as três simulações realizadas.

A Figura 5 apresenta a resposta mecânica dos RSU da curva identificada como “Taxa 2” na Figura 2. Nessa simulação, assim como na anterior, o material apresentou um ganho de resistência com o aumento da taxa de carregamento. No entanto, o formato das curvas nesse caso é diferente do das curvas da Figura 4, devido a uma diferente variação na magnitude do módulo tangente. De modo geral, a resistência apresentada para uma deformação de 0,20 na Figura 5 é maior que as respectivas resistências observadas para os RSU da curva “Taxa 1”. Os comportamentos das curvas tensão-deformação fornecidas pelo modelo proposto nessas simulações são semelhantes aos observados experimentalmente por Zekkos et al. (2007) e Bray et al. (2009).

Na figura 6 são mostradas as curvas tensão-deformação resultantes das simulações realizadas com os RSU da curva identificada como “Taxa 3” na Figura 2. Nesse caso, o modelo conseguiu prever um comportamento diferenciado para RSU submetidos a diferentes taxas de carregamentos. Pode-se observar que, para uma deformação de aproximadamente 0,18, a resistência induzida pelo carregamento de 15 kPa/mês tornou-se maior que a resistência induzida pelo carregamento de 30 kPa/mês. Além disso, para os carregamentos de 30 kPa/mês, 60 kPa/mês e 120 kPa/mês, houve uma inversão no comportamento da curva para uma deformação de aproximadamente 0,11. Até esse valor de deformação, quanto maior a taxa de carregamento, maior a resistência induzida no resíduo. A partir de 0,11 de deformação, as curvas geradas com menores taxas de carregamento passam apresentar maior resistência. Esses resultados mostram que, diferentemente do observado para as outras taxas de biodegradação, uma maior taxa de carregamento não necessariamente resulta em uma maior resistência dos RSU, principalmente quando são analisadas grandes deformações.

Para analisar melhor o comportamento dos RSU da curva “Taxa 3” quando submetidos a taxas de carregamento entre 15 kPa/mês e 30 kPa/mês, foi feita uma nova simulação com taxas iguais a 15 kPa/mês, 20 kPa/mês, 25 kPa/mês e 30 kPa/mês. Os resultados dessa simulação são apresentados na Figura 7.

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Figura 7. Curvas tensão-deformação de RSU indicando uma taxa ótima de carregamento.

A análise paramétrica apresentada na Figura 7 indica que, para taxas de carregamento menores que 20 kPa/mês, a resistência aumenta com o aumento da taxa de carregamento. No entanto, para taxas maiores que 20 kPa/mês, um aumento na taxa de carregamento induz a uma diminuição da resistência dos resíduos. Esse comportamento sugere que, para uma determinada taxa de biodegradação, haverá uma taxa de carregamento ótima, que fornecerá um máximo de resistência para os RSU.

4. CONCLUSÕES

Este trabalho apresentou um modelo hiperbólico reológico para descrever a curva tensão-deformação de RSU. Com esse modelo, diversas simulações foram feitas visando avaliar a influência da taxa de carregamento na resposta mecânica dos resíduos. As principais conclusões deste trabalho são:

 O modelo proposto é capaz de simular adequadamente a resposta mecânica de RSU

submetidos a ensaios triaxiais, fornecendo curvas com comportamento semelhante ao observado experimentalmente;

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todos os parâmetros e variáveis utilizados na sua formulação têm suas magnitudes características apresentadas neste trabalho, assim como possuem metodologias de obtenção bem definidas;

 A definição da taxa de biodegradação é fundamental para prever o comportamento mecânico dos RSU, influenciando não só a resistência do material, como também o formato da curva tensão-deformação obtida;

 RSU submetidos a diferentes taxas de carregamento apresentam diferentes respostas

mecânicas. De modo geral, uma maior taxa de carregamento induz a uma maior resistência dos resíduos. No entanto, para determinadas taxas de biodegradação esse comportamento é invertido, causando uma diminuição da resistência com o aumento da taxa de carregamento. Para esses casos, é possível estimar uma taxa de carregamento ótima que fornecerá um máximo de resistência para os resíduos;

 A utilização desse modelo durante a disposição dos resíduos em aterros sanitários possibilitará atingir maiores alturas das pilhas de lixo, com maior segurança do aterro, evitando sua ruptura.

5. AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro recebido.

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