Capítulo 2 Geossintéticos em aplicações ambientais
Capítulo 2 Geossintéticos em aplicações ambientais
(2002), Erickson & Thiel (2002), Lucas (2002), Sjöholm & Hämäläinen (2002), Chen et al. (2002), Peggs (2002) e Benson et al. (2004).
2.4.3 Propriedades hidráulicas
O desempenho hidráulico dos GCLs depende, na maioria dos casos, da sua condutividade hidráulica, a qual é otimizada pela hidratação da componente bentonita pela água. Porém, como os GCLs são frequentemente utilizados para conter fluidos outros que não a água, a compatibilidade química da bentonita com outras soluções ou líquidos permeantes deve ser avaliada. Além da compatibilidade química com o líquido permeante, uma série de outros aspectos tem sido investigada, em laboratório ou em campo, a fim de se aferir eficiência funcional do GCL como barreira hidráulica, tais como: fenômeno de trocas catiônicas, influência da pré-hidratação, grau de hidratação inicial, compatibilidade química com a água de hidratação e com outros líquidos hidratantes, tempo de equilíbrio químico (duração do ensaio), capacidade de auto- cicatrização, migração lateral de bentonita em zonas de concentração de tensões, erosão interna da bentonita pela força de percolação, estrutura do GCL, reatividade química, granulometria e teor de montmorilonita da componente bentonita, gradiente hidráulico, índice de vazios, tensão confinante, variação de temperatura, ciclos de gelo-degelo e umedecimento-secagem, taxas de vazamento através de sistemas Geomembrana-GCL danificados, taxas de vazamento através de zonas de sobreposição de GCLs, taxa de eficiência de sistemas de revestimento in situ.
Estes estudos podem ser encontrados em Narejo & Memon (1995), Fox et al. (1996), Petrov & Rowe (1997), Shackelford et al. (2000), Giroud & Soderman (2000), Mazzieri
& Pasqualini (2000), Fox et al. (2000), Lake & Rowe (2000a), Cazaux & Didier (2000), Sivakumar Babu et al. (2001), Egloffstein (2001, 2002), Egloffstein et al. (2002), Fairclough et al. (2002), Rowe et al. (2002), Fitzsimmons & Stark (2002), Didier & Al Nassar (2002), Al Nassar & Didier (2002), Shan & Lai (2002), Touze-Foltz et al.
(2002), Blümel et al. (2002), Koerner & Koerner (2002), Henken-Mellies et al. (2002a, 2002b), Melchior (2002), Gaidi & Alimi-Ichola (2002), Rowe & Orsini (2002, 2003), Dourado (2003), Shan & Chen (2003), Kolstad et al. (2004), Osicki et al. (2004), Rowe et al. (2004), Stark et al. (2004), Rowe et al. (2005), Pitanga & Vilar (2005), Bouazza et al. (2007), Touze-Foltz et al. (2006), Touze-Foltz & Barroso (2006), Dickinson &
Brachman (2006), Barroso et al. (2006),Saidi et al. (2006), Rowe et al. (2007), França et al. (2007), Pitanga & Vilar (2007).
A difusão é um processo químico que envolve a migração de contaminantes de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração, mesmo quando não existe nenhum fluxo líquido. A sorção compreende a capacidade da barreira de atenuar o potencial contaminante do permeante. Embora os GCLs sejam capazes de minimizar o transporte advectivo de contaminantes devido a sua baixa condutividade hidráulica, o transporte devido à difusão molecular pode ser um mecanismo importante. Como os GCLs têm uma espessura menor que os CCLs, é provável que ele tenha baixa capacidade de sorção e que o menor caminho difusivo implique um transporte significativo de solutos por difusão através da barreira.
Estudos relacionados à difusão de contaminantes orgânicos e inorgânicos em GCLs podem ser vistos em Rowe (1998), Lake & Rowe (2000b), Lake & Rowe (2002), Lake
& Rowe (2004), Moo-Young et al. (2004), Smith et al. (2004), Lorenzetti et al. (2005).
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Pesquisas relacionadas à sorção em GCLs podem ser vistas em Lake & Rowe (2004) e Lake & Rowe (2005).
2.4.4 Resistência ao cisalhamento
As resistências ao cisalhamento interna e de interface de GCLs são necessárias para as análises de estabilidade estática e sísmica de sistemas de revestimento que incorporam esse produto como barreira hidráulica. Particular atenção é dada a tais resistências porque a componente bentonita do GCL corresponde a um material de muito baixa resistência após hidratação, podendo, portanto, fornecer uma superfície preferencial de ruptura por cisalhamento. Dada a grande variabilidade dos resultados obtidos, é fortemente recomendado que os ensaios destinados a determinar os parâmetros de resistência de interesse sejam realizados considerando-se os materiais específicos de cada projeto, assim como condições similares àquelas que devem ser encontradas em campo.
Dentre os principais aspectos pertinentes à caracterização dessas propriedades resistentes, citam-se: resistência de pico, resistência residual, adoção da resistência de projeto, métodos de ensaio, velocidade de ensaio, procedimento de hidratação, líquido hidratante, influência do grau de hidratação da bentonita, resistência ao cisalhamento interna de produtos reforçados ou não reforçados, tipo de reforço, interfaces com solos e geossintéticos, extrusão de bentonita, correlação entre ensaios índice e ensaios de desempenho, comportamento sob fluência, desempenho a curto e a longo-prazo, degradação físico-química das fibras de reforço, magnitude da tensão confinante (camada de cobertura versus revestimento de fundo).
Estes estudos podem ser encontrados em Stark & Eid (1996), Eid & Stark (1997), Koerner et al. (1997), Eid et al. (1999), von Maubeuge & Ehrenberg (2000), Koerner et al. (2001), Eid (2002), Eichenauer & Reither (2002), Fox et al. (2002), Zelic et al.
(2002), von Maubeuge & Lucas (2002), Zanzinger & Alexiew (2002a, 2002b), Giroud et al. (2002), Hsuan (2002), Hsuan & Koerner (2002), Thomas (2002), Thies et al.
(2002), Chiu & Fox (2004), Gilbert et al. (2004), Fox et al. (2006), Bergado et al.
(2006), Hurst & Rowe (2006), com especial destaque para o estado da arte realizado por Fox & Stark (2004).
2.4.5 Suscetibilidade à dessecação
Sob condições específicas do clima e do terreno, a componente bentonita do GCL pode sofrer dessecação, conduzindo a trincas e a subseqüente percolação de líquidos e gases através do sistema de cobertura de aterros de resíduos. De forma similar, os processos de degradação biológica da massa de resíduos de um aterro sanitário são responsáveis pela geração de gradientes térmicos que podem comprometer o desempenho em longo prazo de sistemas de revestimento de fundo constituídos por GCLs. Essas condições adversas têm sido simuladas em laboratório com o propósito de se avaliar a eficiência funcional do GCL sob dessecação.
Estes estudos podem ser encontrados em Sivakumar Babu et al. (2002), Shan & Yao (2000), Southen et al. (2002), Southen & Rowe (2002), Reuter & Markwardt (2002), Markwardt (2002), Sporer & Gartung (2002a, 2002b), Southen & Rowe (2005), Adu- Wusu et al. (2007) e Southen & Rowe (2007).
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2.4.6 Equivalência de sistemas de revestimento composto
Conforme dito anteriormente, a maioria das regulações ambientais permite o emprego de projetos de sistemas de revestimento alternativos, contanto que seja demonstrada a sua equivalência funcional comparativamente ao sistema padrão. Assim, no que concerne ao GCL, faz-se necessário, em geral, provar a equivalência de sistemas do tipo Geomembrana-GCL comparativamente àquela do sistema de revestimento composto padrão Geomembrana-CCL. A avaliação de equivalência de diferentes sistemas de revestimento composto pode envolver considerações de questões práticas relacionadas à fase construtiva, ao desempenho hidráulico e ao impacto contaminante potencial através deste sistema. Informações podem ser obtidas em Ouvry et al. (2002), Fluet (2002), Olinic et al. (2002), Narejo et al. (2002) e Rowe & Brachman (2004).
2.4.7 Propriedades da bentonita
Pesquisa extensiva tem sido realizada com o propósito de se aferir a qualidade e subseqüente adequabilidade da componente bentonita do GCL suficientes para garantir o bom desempenho do produto durante a instalação e ao longo do período de projeto.
Adicionalmente aos ensaios prescritos por norma, uma série de outros ensaios tem sido sugerida com o objetivo de estabelecer características mínimas e auxiliar na identificação de bentonitas que sejam adequadas às exigências funcionais do produto.
Miles (2002), von Maubeuge (2002), Della Porta & Tresso (2002) e Bueno et al. (2002) discorrem sobre este assunto.
2.4.8 Regulamentações ambientais e normas de ensaio
Alguns trabalhos discutem as exigências prescritas por agências de proteção ambiental quanto ao emprego de GCLs em sistemas de revestimento, identificando um conjunto de critérios mínimos e recomendações técnicas que assegurem o desempenho adequado do produto nestes sistemas. Informações relacionadas à fabricação, às exigências de projeto, ao processo de instalação e ao controle de qualidade na fabricação e na instalação do produto são apresentadas. Essas informações podem ser vistas em Davies
& Legge (2002b), Heyer et al. (2002) e Marshall (2002).
Mackey (2002) apresenta as principais normas de ensaio relacionadas aos GCLs, aprovadas ou em fase de aprovação, desenvolvidas pela ASTM (American Society of Testing Materials), descrevendo a aplicabilidade de cada uma delas, conforme suas especificidades. Lima (2001) discorre sobre o papel desempenhado pelos dados de ensaios geossintéticos sobre os projetos de engenharia geo-ambiental, considerando o emprego de geomembranas e GCLs segundo as perspectivas das agências reguladoras brasileira e norte-americana, fornecendo uma lista das principais normas de ensaio destinadas à caracterização destes produtos na Europa (CEN), nos Estados Unidos (ASTM), no Canadá (CGSB) e no Brasil (ABNT), além das correspondentes normas ISO.