Determinação da condutividade hidráulica “in situ” do solo do lixão de Sinop - MT
Determination of hydraulic conductivity “in situ” of soil of urban solid waste disposal
of Sinop-MT
Karoliny Rosiane de Arruda1, Flavio Alessandro Crispim2
Resumo: O objetivo desse trabalho foi obter a condutividade hidráulica do solo do lixão inativo da cidade de
Sinop-MT. Foram selecionados três pontos para execução dos furos de sondagem dos quais foram feitos os ensaios de rebaixamento. No inicio do ensaio, observou-se uma rápida infiltração da água introduzida, sendo, portanto, necessário realizar mudanças na coleta dos dados do mesmo. Todos os dados de diferença de potencial hidráulico e variação do tempo foram anotados em planilha para análise do coeficiente de condutividade hidráulico (k). Foram coletadas amostras de solo em três profundidades diferentes: superficial de 0 a 0,3 m, 1 m e 1,5 m. As amostras coletadas foram submetidas a ensaios de laboratório para a obtenção dos parâmetros básicos do solo, como massa específica, LL, LP e ensaios com defloculante (hexametafosfato de sódio) para a realização da sedimentação para a determinação da granulometria. Através das classificações granulométricas da UCS, o solo apresentou características CL (argila de baixa plasticidade) e pelo método da AASHTO-TRB obteve-se classificação A-6 (solo argiloso). A condutividade encontrada foi de 1,71x10-5 m/s, comum a solos arenosos e pedregulhos, opondo-se com os dados obtidos na granulometria. Concluiu-se que as partículas de argila do solo floculam-se, formando partículas com diâmetros maiores, se comportando com características de pedregulhos possuindo, portanto, um coeficiente de condutividade elevado.
Palavras-chave:Condutividade hidráulica; coeficiente de proporcionalidade; latossolo vermelho-amarelo; ensaio
de rebaixamento; permeabilidade.
Abstract: The objective of this work is to obtain a hydraulic conductivity of the soil of the inactive dump of the city
of Sinop-MT. Three spots were selected for the drilling of drill holes from which they were made with retraction tests. At the beginning of the test, a rapid infiltration of the water is observed, and therefore the data collection is performed. All hydraulic potential difference and time variation data are recorded in a spreadsheet for hydraulic capacitance coefficient analysis (k). Soil samples from point 1 were collected from three different depths: superficial 0 to 0.3m, 1 m and 1.5 m. As collected samples were submitted to laboratory tests to obtain basic soil rights, such as specific mass, LL, LP, and deflocculant (sodium hexametaphosphate) tests for sedimentation performance of the granulometry determination. Through the UCS granulometric classifications, the soil presented CL characteristics (low plasticity clay), and through the AASHTO-TRB method, A-6 (clay soil) was obtained. The conductivity was 1,71x10-5m/s, common to sandy soils or pebbles, opposing with data obtained in the granulometry. It was concluded that as soil clay particles flocculate, forming particles with larger diameters, behaving with sand and gravel characteristics, thus having a high coefficient of conductivity.
Keywords: Hydraulic conductivity; Coefficient of proportionality; red-yellow latosol; Kneading test; permeability 1 Introdução
A condutividade hidráulica é uma propriedade física do solo e um parâmetro importante para a determinação da velocidade de infiltração de líquidos no solo, dando base para estudos acerca da vazão e do fluxo da água subterrânea.
Para a determinação do coeficiente de condutividade hidráulica são realizados ensaios de laboratório ou ensaios de campo (in situ). Quanto maior a permeabilidade de um solo, maior será o seu coeficiente de condutividade.
A introdução de metais pesados, fosfato e nitratos na camada orgânica do solo, faz com que a permeabilidade seja ou não alterada devido ao comportamento das partículas, que ao entrar em contato com esses metais podem adquirir um comportamento inverso do esperado para sua granulometria.
Devido à deposição irregular de lixo na superfície de um solo, a decomposição da matéria orgânica gera chorume e substâncias tóxicas que penetram no solo
e que podem influenciar suas características e seu comportamento do solo.
A determinação do coeficiente de permeabilidade da área do solo do lixão de Sinop-MT visa o estudo da contaminação e da permeabilidade de contaminantes no solo e no lençol freático da região, e contribuirá para determinar o comportamento do solo devido à contaminação pela decomposição do lixo.
Todo resíduo sólido urbano era descartado de forma irregular e sem tratamento adequado na área, sendo encontrado até resíduo hospitalar no local. No entanto desde novembro de 2016, todo lixo coletado na cidade foi direcionado a um aterro sanitário particular no município de Sorriso-MT.
Este estudo buscou identificar o coeficiente de permeabilidade do solo da área do lixão inativo da cidade de Sinop – MT, com o intuito de se obter dados sobre possíveis mudanças na permeabilidade do solo devido à contaminação, e para gerar uma base para estudos futuros sobre o solo da região.
2 Revisão teórica
A água ocupa grande parte ou totalmente os vazios existentes no solo, por esse fato, o estudo do seu comportamento é extremamente importante para entender o que acontece enquanto a mesma se 1
Graduanda em Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop/MT, Brasil, E-mail: ka.arruda2@outlook.com
2Doutor, Professor, UNEMAT, Sinop/MT, Brasil, E-mail:
movimenta devido à diferença de potencial que é submetida (PINTO, 2013).
O estudo da movimentação da água no solo é importante por diversos fatores. Na construção civil, faz-se necessária a determinação da permeabilidade do solo para atividades práticas diárias, como cálculo da vazão, análises de recalque, e estudos de estabilidade do solo.
Os fatores que influenciam na permeabilidade do solo são a granulometria, índice de vazios, disposição relativa dos grãos, composição mineral, estrutura, fluído, macroestrutura, temperatura, e grau de saturação. Conforme a Tabela 1 mostra, os valores típicos do coeficiente de permeabilidade variam a partir da granulometria do solo.
Solos com permeabilidade superior a 10-9m/s são ditos permeáveis, ou que apresentam drenagem livre. Os demais solos são impermeáveis para todos os problemas práticos (CAPUTO, 2015).
Tabela 1: Valores típicos do coeficiente de permeabilidade. Permeabilidade Tipo de Solo k (m/s)
Solos permeáveis Alta Pedregulhos >10-5 Alta Areias 10-5 a 10-7 Baixa Siltes e argilas 10 -7 a 10-9 Solos impermeáveis Muito baixa Argila 10 -9 a10-11 Baixíssima Argila <10-11 Fonte: Adaptado Pinto, 2006.
2.1 Condutividade hidráulica
Conforme Souza e Silva (2009) um bom estudo e obtenção de características hidrogeológicas proporcionam conhecimentos que podem ser utilizados para fornecer uma melhor administração do solo e dos recursos hídricos subterrâneos.
É importante ter consciência das propriedades do solo: permeabilidade e condutividade hidráulica. Segundo Oliveira et. al (2010) a primeira refere-se à características físicas do solo, como: porosidade, vazios, textura e a segunda refere-se a capacidade do solo de escoar a água. Para determinar a condutividade hidráulica, necessita-se de dados sobre a permeabilidade do local, que se refere sobre a velocidade que a água percola pelos vazios do solo. O coeficiente de condutividade hidráulica é representado pela letra k, e pode ser determinado por diversos métodos conforme a maneira de realização. Pode ser determinado por ensaios em laboratório, ou ensaios em campo “in situ”.
O método a ser utilizado para a determinação desse coeficiente é definido através da carga de água aplicada, podendo ser carga constante, carga variável ou vazão constante. Os ensaios para a obtenção desse coeficiente podem ser dividos também em abaixo no nível de água ou acima.
Após estudos e experimentos, Henry Darcy elaborou uma fórmula para a determinação da permeabilidade do solo, fórmula esta que levou o seu nome. A fórmula de Darcy relaciona parâmetros de vazão, nível d’água e velocidade de escoamento. A Equação 1 mostra a fórmula elaborada por Darcy conforme a representação do permeâmetro na Figura 1.
Figura 1: Água percolando em um permeâmetro. Fonte: Pinto, 2006.
( Equação 1 )
2.1.1 Ensaios com permeâmetro de carga constante São usualmente elaborados em solos com granulometria grossa, como os solos arenosos. Consiste em aplicar uma carga de hidráulica constante durante todo o processo. A vazão da água é determinada por uma proveta graduada, e o coeficiente de permeabilidade é determinado pela quantidade de água percolada no solo em um intervalo de tempo (t). A Equação 2 mostra o cálculo que deve ser realizado a partir dos parâmetros representados na Figura 2.
Figura 2: Água percolando um permeâmetro. Fonte: DAS, 2011.
(Equação 2 ) No qual: k = permeabilidade V = velocidade (m/s) Q = Vazão (m³/s) L = Comprimento (m)
A = área da amostra (m²) h = diferença de nível (m²) V = volume (m³)
t = tempo (s)
2.1.2 Ensaio com permeâmetro de carga variável Nos solos com granulometria fina, tornam-se inviáveis o uso de permeâmetro de carga constante, devido sua baixa permeabilidade, sendo ideal o uso do permeâmetro de carga variável, como representado na Figura 3, expressa pela Equação 3.
Figura 3: Água percolando num permeâmetro. Fonte: DAS, 2011.
( Equação 3 ) No qual: k = permeabilidade a = área da bureta L = Comprimento da amostra (m) A = área da amostra (m²) h = leituras na bureta (m²) V = volume (m³)
t = tempo corrente à leitura h (s) 2.1.3 Ensaios “in situ”
Apesar dos ensaios em laboratório serem precisos, os ensaios em campo contam com as massas reais de solo ao redor e menos problemas causados pela retirada de solo no quesito amolgamento das amostras.
Os ensaios “in situ” também podem ser realizados com carga hidráulica constante ou variável cujos métodos para a realização podem ser por ensaios de sondagens, ensaios em poços, e ensaios em cavas. Segundo a ABGE, (2013) os ensaios de sondagens diferenciam-se pelo nível d’água do local. Para estudos abaixo do nível d’água, são realizados os ensaios de bombeamento e de recuperação. Para os
estudos acima do nível d’água são utilizados os ensaios de infiltração e rebaixamento.
Os ensaios em cavas são realizados em profundidades menores e a evaporação da água pode ser alta, por esse motivo, mede-se no inicio do ensaio um volume de água exato, e após o ensaio mede-se o volume que ficou, fazendo-se então uma diferença entre os volumes. Com os dados dos volumes de água, tempo de ensaio e área da cava, obtém-se o valor da evaporação por área, em função do tempo (ABGE, 2013).
Os ensaios em poços são semelhantes aos usados nos ensaios de sondagens. É necessário ter volume de água suficiente para saturar o furo e volume para realização do ensaio para medidas da vazão.
Outro ensaio “in situ” é o slug test, um método usado em poços de diâmetros menores. O ensaio é executado através da mudança de potencial hidráulico dentro do poço. Essa mudança de potencial pode ser realizada tanto por bombeamento de água quanto por introdução de água (ABGE, 2013).
O slug test consiste em medir o volume d’água no interior do poço a partir da diferença do nível de água presente. É inserido um cilindro rígido, e quando este é retirado, mede-se instantaneamente o tempo que a água volta ao seu nível inicial.
2.1.4 Métodos indiretos
A ocorrência de recalque em um solo pode ser medida através da velocidade de água que sair dos espaços vazios. Devido esse fenômeno, pode-se portanto calcular o coeficiente de permeabilidade do solo a partir desses dados. Esses são ensaios de adensamento.
3 Metodologia
3.1 Condições gerais da área de estudo
A área desse estudo situa-se na região do antigo lixão municipal de Sinop-MT, que está localizado próximo à zona urbana do município, a cerca de 10 km do centro da cidade, em uma área de Reserva Florestal de preservação permanente (R-1), coordenadas 11°55’34.15”S e 55°34’10.29”W, próximo ao córrego Nilsa, afluente do rio Teles Pires.
Atualmente, a área é considerada inativa para o uso de depósito de rejeitos, e todo lixo produzido em Sinop-MT está sendo direcionado à um aterro particular no município de Sorriso-MT pela empresa Sanorte Ambiental. Apesar de não ser mais o destino dos resíduos sólidos urbanos da cidade, ainda possui pontos graves de incêndios em toda área.
A área do lixão, conforme ilustrado na Figura 4, está situada em uma região mais alta que a zona urbana da cidade, sendo o nível do lençol freático encontrado a 17 metros de profundidade, segundo relatos dos moradores próximos que perfuraram poços para abastecimento de água.
O lixão possui parâmetros que representam um impacto ambiental, numa escala de 0 à 5, de magnitude 5 devido a decomposição dos resíduos orgânicos e dos materiais eletrônicos que causam a introdução de metais pesados ao lençol freático, sendo, portanto uma classificação de risco elevado para a qualidade do manancial subterrâneo (BOLDRIN e CUTRIM, 2014).
Figura 4: Localização da área do lixão. Fonte: Google Earth: 2017. 3.1.1 Geologia
Segundo Gomes e Santos (2001) o município de Sinop-MT possui um relevo plano levemente ondulado com alguns pontos de erosão.
Conforme o mapa pedológico, representado na Figura 5, disponibilizado pela Secretaria de Estado e Planejamento – SEPLAN, o solo da região de Sinop é do tipo latossolo vermelho-amarelo distrófico.
Figura 5: :Mapa pedológico de MT. Fonte: Adaptado SEPLAN, 2001.
Segundo a AGEITEC – Agência Embrapa de Informação e Tecnologia, os latossolos vermelho-amarelo estão presentes na maior parte do território brasileiro, sendo caracterizados por serem profundos, e relativamente uniformes na sua coloração não possuindo grandes diferenças entre os horizontes, estrutura, e textura ao longo da sua profundidade. A Figura 6 representa um perfil típico de um latossolo vermelho-amarelo.
Figura 6: Solo do cerrado. Latossolo vermelho-amarelo. Fonte: Embrapa Cerrados, 2017.
Segundo o portal Pedologia Fácil (2017), as características de um latossolo vermelho-amarelo podem mudar com a presença de metais pesados, fosfatos e nitratos presentes na camada orgânica. O chorume introduzido do solo através da decomposição dos resíduos sólidos causam grandes problemas ao meio, e podem influenciar nas características do solo por causa dos metais que esse líquido carrega podendo causar mudanças ao PH do solo.
3.1.2 Clima
O clima predominante é quente-úmido com temperatura média anual de 25° C, um período de chuvas de regime equatorial e um inverno seco, sendo 1818 mm a pluviosidade média anual conforme o Climate-data (2012). Os índices dos meses do período de inverso seco estão representados na e Figura 7.
Os meses com menor índice pluviométrico estão entre maio e setembro, referentes ao período da estação de inverno. O ensaio de rebaixamento foi realizado no mês de maio, no início do período da seca, de índice pluviométrico médio de 43 mm. A temperatura máxima média no mês do ensaio é de 23,8° e mínima de 15,9°.
3.2 Ensaios de rebaixamento
Os ensaios foram realizados acima do nível d’água, sendo portanto necessária a adição de carga hidráulica para sua realização. Segundo a ABGE (2015) o ensaio de rebaixamento consiste em preencher o furo até a borda de água durante 10 minutos para que se haja uma “saturação”, após esse tempo, interrompe-se o fornecimento de água tornando esse o instante t=0 e mede-se a profundidade que a água atinge após intervalos de 15”, 30”, 1’, 2’, 3’, 4’, e assim por diante, até que o rebaixamento atinja 20% da água inicial aplicada ou que o ensaio chegue aos 30 minutos, o que ocorrer primeiro.
Porém, notou-se a alta velocidade em que a água infiltrava no solo durante o ensaio, e optou-se por anotar os intervalos de tempo (t) em que a água abaixava 10 em 10 centímetros. Foi adicionada carga durante 10 minutos para que houvesse a saturação, e após esse intervalo, marcou-se o tempo que a água infiltrava 10 centímetros até a profundidade almejada de 1,5 metro.
Para o abastecimento de água, foram utilizados 2 tambores de 200 litros com água, e baldes para o transporte até o local de acesso aos furos. Os ensaios nos três furos, incluindo perfuração e análise do ensaio, duraram 3 horas.
Figura 7: Temperaturas dos meses seca e pluviometria de Sinop-MT. Fonte: Adaptado de Climate-data.org, 2012.
Para a marcação da variação da profundidade de água, foi utilizado um fio com marcações a cada 10 centímetros preso a uma polia e com uma boia na ponta, conforme representado na Figura 8. À medida que a água abaixava a polia descia e anotava-se o valor respectivo em segundos que a polia descia de 10 em 10 centímetros até o completo 1,5 metro. Todo processo de rebaixamento da água foi cronometrado e anotado em planilha.
Figura 8: Polia. Fonte: Os autores, 2017. 3.3 Furos de sondagens
Foram realizados três furos de sondagem com aproximadamente 1,5 metro de distância entre si, e profundidade de 1,5 metro. Para a execução utilizou-se um trado manual de 2,5 polegadas de diâmetro. A Tabela 2 possui localizações aproximadas dos pontos de perfuração.
Tabela 2: Localização dos Poços de Sondagens. Ponto 1 11°55'43.82" S 55°34'03.25"W Ponto 2 11°55'43.74" S 55°34'03.21"W Ponto 3 11°55'43.90" S 55°34'03.30"W
Fonte: Os Autores, 2017.
Figura 9: Perfuração do solo com trado manual. Fonte: Os autores, 2017.
Os lugares para a perfuração do solo foram definidos tomando o cuidado de ser um solo natural do local, e não de aterro.
3.4 Coeficiente de condutividade hidráulica
A Equação 4 foi utilizada para a determinação da condutividade hidráulica de acordo com os parâmetros representados na Figura 8, e a partir dos dados obtidos, é calculado o coeficiente de condutividade hidráulico fazendo-se a correção da temperatura de campo com a temperatura de 20°C de acordo com a ABNT – NBR 13292 (1995) representada na Equação 5.
Figura 10: Ensaio de rebaixamento. Fonte: Os autores, 2017.
(Equação 4)
No qual:
kcampo = coeficiente de condutividade hidráulica em
temperatura ambiente (m/s) Δh = variação da coluna d’água (m) Δt = variação do tempo (s)
r = raio (m)
R = resultado da relação R²+R-h=0 (m)
(Equação 5) No qual:
k20 = coeficiente de condutividade hidráulica na
temperatura em campo (m/s).
ρ20
= viscosidade da água a 20ºC (10-6g.s/cm²).ρcampo
= viscosidade da água na temperatura de campo a 30° (10-6g.s/cm²).3.4 Amostragem do solo
Foram retiradas amostras de solo de três níveis diferentes do primeiro furo. Nível superficial, dos primeiros 30 centímetros; 1 metro de profundidade, e 1,5 metro de profundidade. As amostras foram coletadas e levadas ao Laboratório de Geotecnia de Engenharia Civil da Unemat, Campus de Sinop-MT, onde foram secas ao ar, destorroadas e preparadas para ensaios de caracterização geotécnica conforme (ABNT, 1984c). Os seguintes ensaios foram realizados: análise granulométrica (ABNT, 1984c), Limite de Liquidez (ABNT, 1984a), Limite de Plasticidade (ABNT, 1984b) e Peso Específico dos Sólidos (ABNT, 1984).
As amostras foram levadas ao ensaio de sedimentação para a granulometrica com o uso de
defloculante hexametafosfato de sódio, a fim de se obter as características reais do solo da região.
4 Análise dos resultados
4.1 Características geotécnicas
Os resultados da caracterização geotécnica das amostras analisadas são apresentados na Tabela 3. A Figura 11 apresenta as curvas granulométricas obtidas.
Tabela 3: Caracterização geotécnica das amostras 01,02 e 03. Características Amostra 01 02 03 Pedregulho (%) 0 0 0 Areia Grossa (%) 0,32 0,13 0,51 Areia Média (%) 5,00 4,97 4,55 Areia Fina (%) 57,19 43,43 48,51 Silte+Argila (%) 42,41 51,57 50,01 LL (%) 25 29 29 IP 7 11 9 UCS AASHTO-TRB ɣs (kN/m³) SC-SM A-6 25,65 CL A-6 25,72 CL A-4 25 Nota: Classificação conforme a ABNT (1995a): areia grossa (0,60 ≤ ᶲ < 2,00mm), areia média (0,20 ≤ ᶲ < 0,60 mm). Areia
fina (0,06 ≤ ᶲ < 0,20 mm) e silte + argila (ᶲ ≤ 0,06mm). Fonte: Os Autores, 2017.
Segundo o Sistema Unificado de Classificação de Solos - UCS (DNIT, 2006) as amostras foram classificadas como CL (argila de baixa plasticidade). Segundo a classificação da AASHTO-TRB (Transportations Research Board), as amostras obtiveram classificação A-6 (solos argilosos) com comportamento como subleito de sofrível a mau, confirmando a classificação UCS que indicou um mau funcionamento para o solo como fundações.
Ferreira e Benatti (2017) realizaram um estudo na mesma área do lixão de Sinop-MT e obtiveram características de solos argilosos, classificados como CL (argila de baixa plasticidade) pelo UCS.
Romanini e Benatti (2015) verificaram que o solo puro na região de Sinop tem comportamento de argila de baixa plasticidade - CL quanto à permeabilidade. Ferreira e Crispim (2015) realizaram estudos no solo de Sinop para a determinação da durabilidade e capacidade de suporte de solos estabilizados, e através dos ensaios realizados, obteve classificações
de um solo areno-siltoso SM e A-4 e classificação de CL (argila debaixa plasticidade) e A-6.
Com o intuito de verificar a estabilização do solo com aditivos para pavimentação em Sinop-MT, Simioni e Crispim (2011) realizaram a classificação AASHTO-TRB obtendo classe A-4 (solo siltoso).
Dalla Roza e Crispim (2012) buscaram a estabilização do solo de Sinop com pó de pedra, e para os estudos, classificou o solo de Sinop como CL (argila de baixa plasticidade) e classe A 7-6 pela AASHTO- TRB. Bezerra e Crispim (2015) classificaram amostras do solo de Sinop como ML (silte com baixa plasticidade) pela UCS, e classe A-5 pela TRB e classificação pela UCS de CL, classe A-6 pela TRB.
Através da análise dos resultados obtidos neste estudo e pelos autores citados, observa-se que as classificações A-4, A-6 e A7-6 são características do solo de Sinop-MT, siltosos e argilosos de comportamento sofrível para uso como fundação. Não foi percebida variação significativa nas características geotécnicas em função da profundidade.
As propriedades esperadas para o solo CL (Argila de baixa plasticidade) estão representadas na Tabela 4.
Tabela 4: Propriedades esperadas para o solo CL.
Grupo Uso como mat. de const. Permeabilidade Compactado Valor como fund. Caract. De drenagem CL Regular a boa Impermeável Má a boa Má
Fonte: Adaptado Partore e Fontes, 1998. 4.2 Coeficiente de condutividade hidráulica
Durante as medições em campo, notou-se uma grande permeabilidade no solo, pois à medida que se introduzia água para a saturação durante os 10 minutos a altura da água abaixava rapidamente. A partir das medições em campo com o ensaio de rebaixamento, foi possível determinar a variação da altura da coluna de água no furo em relação a variação do tempo na temperatura ambiente de 30°C. A Equação 4 foi utilizada para essa determinação, com respectivos valores das variáveis necessárias, de
acordo com a Tabela 5.
Tabela 5: Coeficiente de condutividade na temperatura ambiente 30°C. PONTO Δt (s) Δh (m) R (m) r (m) kcampo (m/s) 1 336,90 1,5 0,82 0,0508 1,71x10-05 2 285,98 1,5 0,82 0,0508 2,01x10-05 3 210,97 1,5 0,82 0,0508 2,73x10-05 Fonte: Os autores, 2017.
Os valores obtidos da correção da temperatura para a obtenção dos coeficientes de permeabilidade de cada furo estão representados na Tabela 6, sendo o k20med o valor médio do coeficiente dos três furos de
sondagem realizados ao longo dos 1,5 m de profundidade.
Tabela 6: Coeficiente de permeabilidade corrigido para temperatura 20°C. PONTO kρ20° (m/s) kρ20°médio (m/s) 1 1,36x10-05 1,71x10-05 2 1,60x10-05 3 2,16x10-05 Fonte: Os autores, 2017.
Ao analisar os valores do coeficiente k, da Tabela 1 de valores típicos de condutividade hidráulica, observa-se que o valor de 1,71x10-5 m/s encontrado está para solos que se comportam como pedregulhos, pouco acima da ordem de 10-5 m/s, explicando o comportamento observado em campo durante o ensaio com a água infiltrando em alta velocidade. No entanto a caracterização indica um comportamento diferente conforme indicado na classificação UCS para características de drenagem na Tabela 4. Romanini e Benatti (2015) verificaram que as amostras compactadas no teor de umidade ótimo apresentaram valores de coeficiente de permeabilidade na ordem de 10-7 m/s.
Bezerra e Crispim (2014) analisaram a permeabilidade em diversos pontos do município de Sinop-MT e o valor encontrado foi da ordem de 10-5 m/s, pouco maiores que a condutividade encontrada, porém então dentro do mesmo intervalo para solos permeáveis de comportamento arenosos conforme a Tabela 1.
Alves e Crispim (2014) realizaram um estudo do solo de Sinop sob condições de compactação em laboratório. A condutividade hidráulica encontrada por ele está na ordem de 10-8 e 10-9 m/s, comportamento de solos impermeáveis segundo a Tabela 1, comprovando o parâmetro esperado para solos CL para permeabilidade em solo compactado.
Oliveira et al., analisou a condutividade hidráulica de latossolos amarelos no município de Ituiutaba-MG,encontrando um coeficiente de permeabilidade na profundidade 1,50 m da ordem de 10-5 e 10-6 m/s. dentro das características de silte e argilas conforme a Tabela 1.
Beutler et al., realizou o estudo em um latossolo vermelho-distrófico com textura muito argilosa com diferentes manejos e obteve a maior permeabilidade na ordem de 10-5m/s, resultado característico de areia conforme a Tabela 1. Os autores constataram que
não houve grande variabilidade na permeabilidade do solo devido aos diferentes tipos de manejos.
Através das análises realizadas em laboratório, foi possível notar grande presença de silte e argila no solo, classificado em solos argilosos pela classificação TRB e argila de baixa plasticidade pelo método UCS. As propriedades esperadas para o solo CL ( argila de baixa plasticidade) não coincidem com o comportamento do solo em campo, pois se obteve uma alta permeabilidade durante os ensaios “in situ” e através da classificação nota-se que as características e drenagem esperadas segundo a Tabela 4 são más, e características de impermeabilidade quando compactado.
Esse comportamento se deve pela floculação das partículas de argila, que ao se juntarem, formam falsas partículas maiores, tendo um comportamento de um solo de maior granulometria.
Um dos motivos para ocorrer a floculação das partículas de argila no solo estudado é devido a sua pedologia classificada como latossolo vermelho-amarelo, que se entrarem em contado com alumínio proveniente de matérias orgânicas depositadas na superfície do solo, aumentam seu pH e se floculam. Segundo Guimarães e Benatti (2016), o solo de Sinop possui pH com média acidez, com ação dos minerais: gibbsita, nacrita e quartzo.
Os óxidos e hidróxidos de alumínio, silício e ferro são comumente encontrados em solos tropicais. Esses materiais atuam como géis ou precipitantes e podem cimentar as partículas do solo (MITCHELL, 1993). Um estudo mais recente realizado por Ferreira e Benatti (2017) identificou que o principal argilomineral no solo do lixão de Sinop é a caulinita, mostrando também que o solo não possui ocorrência de metais pesados acima do limite mínimo de prevenção ambiental.
Segundo Guimarães e Benatti (2016) a gibbsita age no solo causando a floculação das partículas, que mesmo sendo sua composição predominante formada por argila, sua porosidade torna-se elevada, encontrando-se o alto valor do coeficiente de condutividade de 7,06x10-3m/s, pois as partículas de argila “in situ” agem como partículas maiores, tornado a permeabilidade elevada.
5. Conclusão
O solo da região do lixão inativo de Sinop-MT obteve coeficientes de condutividade da ordem de 1,71x10-5 m/s, característica de pedregulhos.
O solo estudado não apresentou diferenças significativas quanto à permeabilidade em relação aos resultados de outros pontos da cidade de Sinop-MT. Sendo, portando, explicado o comportamento de alta permeabilidade nos dois casos: solo com deposição de rejeitos, e solo sem deposição de rejeitos.
Agradecimentos
Agradeço a Deus pela vida, e a minha mãe Rosimeire pelo apoio e cuidado.
A Universidade do Estado de Mato Grosso pela oportunidade.
Ao meu orientador Flavio Crispim, e ao professor Júlio Benatti pela confiança e pelo incentivo, ao professor
Handrey pelo fornecimento de ferramenta, e ao professor Wagner Bragante pelo auxílio.
Aos amigos: Eduardo Ferreira, Lucas Manoel, Aluísio, Emília Garcez, Alan Crhistian por terem participado diretamente dessa pesquisa.
Agradeço a Yasmim Mayury, Katiane Brunhauser, Ana Elza Roza, Denise Serpa, Mayany Lupatini, Carol Scarsi, Fabiana Lang por terem me acompanhado durante a vida acadêmica.
Referências
ABGE. Agência Embrapa de Geologia de Engenharia.
Ensaios de permeabilidade em solos Orientações para sua execução no campo. 4ª Edição: São Paulo –
SP, 2013.
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Determinação do limite de
liquidez. Rio de Janeiro, 1984a. 6p
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Determinação do limite de
plasticidade. Rio de Janeiro, 1984b. 3p
ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Solo - análise granulométrica. Rio de Janeiro, RJ, 1984c. 13p. de
2011.
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6508 – Massa específica dos
sólidos. Rio de Janeiro, RJ, 1984.
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13292 – Solo – Determinação do
coeficiente de permeabilidade de solos granulares à carga constante. Rio de Janeiro, RJ, 1995.
ALVES. G. H. M.; CRISPIM, F. A. Condutividade
hidráulica de solos compactados da região de
Sinop-MT. Trabalho de Conclusão de Curso –
Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT. 9 p. 2014.
BEZERRA, R. L.; CRISPIM, F. A. Determinação da
condutividade hidráulica “in situ” de solos da região de Sinop-MT. Trabalho de Conclusão de
Curso – Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT. 9 p. 2015.
BOLDRIN, M. T. N.; CUTRIM, A.O. Avaliação de impactos potenciais nas águas subterrâneas urbanas de Sinop (MT) usando a matriz de Leopold. In. Geociências, v 33. São Paulo, SP, 2014.
CAPUTO, H. P. Mecânica dos Solos e suas
Aplicações. 234 p. Ed. Livros Técnicos e Científicos Editora S. A. Rio de Janeiro. 1986.
DALLA ROZA, A. E.; CRISPIM, F. A. Estabilização
mecânica de um solo de Sinop- MT. Trabalho de
Conclusão de Curso – Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT. 9 p. 2012.
DAS, B.M. Fundamentos de engenharia geotécnica. 7ª ed. Cengage Learning, 632 p., 2011.
DAS, B.M. Fundamentos de engenharia
geotécnica. Thomson Learning, tradução 6ª edição
americana, São Paulo, p. 8, 2007.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE
INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - DNIT.
Manual de Pavimentação. 3. ed. Rio de Janeiro,
2006. 274p.
FERREIRA, E. S.; BENATTI, J. C. B. Avaliação da
contaminação de solo em área de disposição de resíduo sólido urbano de SINOP – MT. Trabalho de
Conclusão de Curso – Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT. 10 p. 2017.
FERREIRA, R. T. L.; CRISPIM, F. A. Avaliação da
Resistência e da Durabilidade à Molhagem e Secagem de um Solo Tropical Estabilizado com Cal. In: Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e
Engenharia Geotécnica, XVII, 2014, Goiânia – GO. Anais. Goiânia: COBRAMSEG, 2014.
GOOGLE. Google Earth. Version EARTH Pro. 2017. Nota (Município de Sinop - MT). Acesso em: 2017.
GUIMARÃES, R. M.; BENATTI, J. C. B. Análise
físicoQuímico e mineralógica de um solo de SINOP-MT, puro e com adição de bentonita. 2016.
10 p. Trabalho de Conclusão de Curso – Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT
MITCHELL, J. K., Fundamentals of Soil Benhavior.
Second Edition. New York: John wiley & Sons, 1992.
437 p.
OLIVEIRA, L. A.; GONÇALVES, R. M.; MARTINS, F. P. Constraste de condutividade hidráulica em
solos de texturas arenosa e argilosa encontrados nos tributários da margem esquerda do rio Tijuco,
município de Ituiutaba- MG.Revista on-line
Caminhos de Geografia v.11, n33,2010, Uberlândia, 2010.
PASTORE, E.L.; FORTES, R.M. Caracterização e classificação dos solos. In: OLIVEIRA, A.M.S.; BRITO, S.N.A. (eds). Geologia de engenharia. São Paulo, ABGE, 1998. p.197-211.
PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3º. Ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006
Secretaria de Estado de Planejamento - SEPLAN.
Mapa de Solos do Estado de Mato Grosso. 2001.Disponivel: . Acesso em: 18/05/2016
SILVA, A.R.L. Análise de estabilidade de aterros
reforçados sobre solos moles, Brasília, DF: Unb,
1995, 183 p.(Dissertação de Mestrado).
SIMIONI, C.F. Estudo da estabilização de solos
com cal na região de Sinop - MT para fins de pavimentação. Sinop, MT; Trabalho de Conclusão
de Curso – Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT. 46 p. 2011.
SOUZA, R. T., SILVA, T. E. R. Estudo do fluxo
do Sul, PR. Águas Subterrâneas, v.23, n.01,
p.121-136, 2009.
TERZAGHI, K.; PECK, R.B. Soil mechanics in
engineering practice, 2nd ed., New York, NY: McGraw Hill, 1987, 685 p.
CLIMATE-DATA.ORG. Dados climáticos para cidades
mundiais. Disponível em:<https://pt.climate-data.org/location/4077/>. Acesso em: 21 jun. 2017.
AGEITEC. Agência Embrapa de Informação Tecnológica. Latossolos vermelho-amarelo.
Disponível em:<
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/solos_tro picais/arvore/CONT000g05ip3qr02wx5ok0q43a0r3t5vj o4.html>. Acesso em: 10 ago. 2017.
PEDOLOGIA FÁCIL. Floculação, dispersão da fração
argila x ponto de carga zero x manejo.
http://www.pedologiafacil.com.br/enquetes/enq38.php Acesso em: 21 jun. 2017.
BEUTLER, A. N. et al. Resistência à penetração e permeabilidade de Latossolo Vermelho distrófico típico sob sistemas de manejo na região dos cerrados. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 25, n. 1, 2001.
GOMES, M. A. V.; SANTOS, M. V., Zoneamento
sócio-econômico-ecológico: Diagnóstico
sócioeconômico-ecológico do estado de mato grosso e assistência técnica na formulação da 2ª aproximação. Aspectos das formações vegetais/ uso
e ocupação do solo - folha mir-320 – sinop - memória técnica Parte 2: Sistematização de Informações Temáticas nível compilatório. Cuiabá, 2001.
ROMANINI, A. ; FERREIRA, R. T. L. ; TODESCATTO JUNIOR, C. ; CRISPIM, F. A. . Resistência saturada
e durabilidade à molhagem e secagem de um solo tropical estabilizado com cimento. Anais do 14
Congresso Nacional de Geotecnia, 2014.
ROMANINI, A.; BENATTI, J. C. B. Correção da
permeabilidade de um solo tropical com adição de bentonita. Trabalho de Conclusão de Curso –
Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop, MT. 10 p. 2015.
