Um dos desafios na elaboração de projetos de aterros sanitários é o equacionamento do destino/tratamento dos líquidos percolados em função das elevadas concentrações de poluentes, associadas a grandes variações, e seu abrandamento natural ao longo do tempo. Nesse sentido, o trabalho avalia, a partir da montagem de unidade piloto, a viabilidade do lançamento dos líquidos percolados gerados no aterro de sanitário, localizado no município de Piracicaba-SP, na Estação de Tratamento de Esgoto que dispõe de sistema australiano de lagoas. A unidade foi montada na própria estação e operada durante 18 meses, sendo avaliado o comportamento da eficiência para vazões crescentes de líquidos percolados. No trabalho foi investigado também a adequação dos métodos Suíço, Racional e do Balanço Hídrico na previsão da taxa de geração de líquidos percolados, a partir da comparação das estimativas obtidas pela aplicação dos métodos com a observada na prática. De maneira geral, pode-se dizer que é viável o lançamento de chorume em estações de tratamento de esgoto, sem prejuízo na eficiência do sistema. Com relação às estimativas das vazões de chorume pela aplicação dos métodos, os erros variaram desde menos 22% até mais 20% da vazão obtida na prática. / One of the challenges in the project of sanitary landfills is the solution of the destination/treatment of leachates due to the high concentration of pollutants, which is also associated to large variations and a natural reduction with time. This work evaluates, based on a pilot unit, the feasibility of the treatment of leachates, produced in sanitary landfills, in a wastewater treatment plant that uses a system of stabilization lagoons. The pilot unit was mounted in the wastewater treatment site and operated for 18 months, in which the performance was monitored for crescent flowrates of leachates. It was also investigated the prediction of leachate flowrates by different methods (Swiss, Rational and Hydric Balance) based on the comparison of predicted leachate generation rates with observed data. In general, it is possible to perform the treatment of leachates in wastewater treatment plants because there was no reduction of efficiency. Related to the prediction of leachate volumes, the errors of the tested methods range from -22% to + 20% of the observed flowrates.

Este trabalho teve como objetivo determinar as fases de decomposição das frações dos resíduos dispostos no aterro sanitário de São Carlos - SP a partir do estudo das características dos lixiviados gerados. Foram coletadas amostras do lixiviado gerado na parte mais antiga do aterro (encerrada a 10 anos) e nas 1ª, 2ª e 3ª ampliações (esta última em operação). A coleta foi dividida em dois períodos: seco (junho a setembro de 2009) e chuvoso (outubro a dezembro de 2009). As seguintes análises foram realizadas: pH, alcalinidade, ácidos voláteis totais, DQO, sólidos, metais, NTK e \'N\' amoniacal. Em todos pontos os valores de pH encontrados foram superiores a 8. A alcalinidade variou entre 4000 e 12000 mg/L \'CA\'\'CO IND.3\' enquanto os AVT apresentaram concentrações sempre inferiores a 700 mg/L \'CA\'\'CO IND.3\'. A DQO apresentou concentrações entre 3000 e 7000 mg/L durante o período seco, decaindo para 2000 e 4000 mg/L no período chuvoso. Os resultados encontrados sugerem que o lixiviado de todos os pontos encontram-se na fase metanogênica de decomposição da matéria orgânica. A partir dos resultados de NTK e \'N\' amoniacal ficou evidente que a amônia é o poluente presente em maior concentração no lixiviado - corresponde a mais de 70% do NTK. A biodegradabilidade foi investigada através das relações AVT/DQO e STV/ST e resultaram em valores menores que 0,25 e 0,3 respectivamente, indicando que o lixiviado do aterro de São Carlos possui baixa biodegradabilidade. / This work aimed to determine the stages of the decomposition of the waste disposed in São Carlos - SP landfill fractions through the study of the characteristics of the generated leachate. Samples were collected from the older area of the landfill (closed 10 years ago), and also from the first, second and third new built areas (garbage is still being dumped in the third one). The samples were collected in two periods: the dry one (from June to September 2009) and the rainy one (from October to December 2009). The concentration of pH, alkalinity, total volatile acids, COD, solids, metals, sodium and potassium, total nitrogen and ammonium-\'N\' were determined in the study. In all the points sampled the values of pH were higher than 8. The alkalinity ranged from 4000 mg/L to 12000 mg/L \'CA\'\'CO IND.3\', while the total volatile acids concentrations were less than 700 mg/L \'CA\'\'CO IND.3\'. The COD present concentrations between 3000 e 7000 mg/L in the dry period decaying to 2000 and 4000 mg/L in the rainy period. The results found suggest that all the leachate analyzed is in the methanogenic phase of the organic matter. From the total nitrogen and ammonium \'N\' results it turned out to be evident that ammonia is the major pollutant present in the leachate - more than 70% of the total nitrogen. The biodegradability was investigated through the relations VFA/COD and VS/TS and resulted in values lower than 0,25 and 0,3 respectively, indicating that the leachate from São Carlos landfill has low biodegradability.

A exploração energética do biogás é dominada desde tempos remotos, e tem contribuído, mesmo que em pequena escala, para a diversificação das matrizes energéticas de muitos países, a partir da premissa da expansão no uso das energias renováveis. Mais recentemente, a necessidade de aprimoramento da gestão de resíduos e questões como a segurança no suprimento energético e mudanças climáticas impulsionaram o refinamento de técnicas de purificação de biogás, com o objetivo de produzir o biometano, potencial substituto do gás natural de origem fóssil. É de interesse desta pesquisa a purificação de biogás de aterros e sua utilização como combustível veicular e injeção em gasodutos, uma vez que o recente desenvolvimento de projetos no Brasil se dá a espelho do que ocorre em países desenvolvidos, apesar de os setores de saneamento e energia brasileiros apresentarem características distintas. O estágio de desenvolvimento atual da exploração do biometano na Alemanha, Reino Unido e Suécia foi identificado através de revisão de literatura e análise documental. O resultado foi confrontado com o contexto atual, perspectivas atuais e futuras para este recurso no Brasil, considerando em especial, a Política Nacional de Resíduos Sólidos, os planos de desenvolvimento do setor energético nacional, e políticas estaduais do Rio de Janeiro e São Paulo, que tratam especificamente da promoção do uso do biogás. As condicionantes verificadas em nível nacional e regional foram então classificadas enquanto barreiras e oportunidades para a exploração do biometano obtido a partir de gás de aterros. Como resultado, a pesquisa identificou que a implantação de mecanismos de incentivo e a definição dos usos finais selecionados em função da infraestrutura disponível foram indutores do desenvolvimento deste recurso nos países selecionados. A verificação do cenário atual de desenvolvimento do biometano de gás de aterros no Brasil demonstra que, apesar de não apresentar potencial energético significativo e a regulação em vigor limitar suas aplicações, seu desenvolvimento pode ser uma alternativa para, em última análise, contribuir para a melhoria das condições sanitárias vigentes no país. / Biogas as an energy source has been explored since ancient times, and has contributed, if only to a small degree, to diversify the energy mix of many countries, based on the increased use of renewable energy. Recently, the need to improve waste management and issues such as power supply safety and climate change, have driven the development of biogas purification techniques to produce biomethane, a potential substitute for fossil-based natural gas. The focus of this research is the purification of landfill biogas, its use as a fuel for vehicles and injecting it into gas pipelines, since the recent development of projects in Brazil reflect those in developed countries, even though the Brazilian sanitation and energy sectors present distinct characteristics. The current development stage of biomethane investigations in Germany, United Kingdom and Sweden, were analyzed by reviewing literature and examining documents. The result was compared with the actual situation of this resource in Brazil, as well as current and future perspectives based mainly on the National Solid Waste Policy, the development plans for the national energy sector and state policies for Rio de Janeiro and São Paulo that specifically deal with promoting the use of biogas. National and regional constraints were verified and classified in relation to challenges and opportunities for use of biomethane obtained from landfill gas. As a result, the research revealed that the implementation of incentive mechanisms and the definition of selected end uses based on the available infrastructure are drivers for the development of this resource in the selected countries. Analysis of the current scenario of biomethane development from landfill gas in Brazil demonstrates that, even though it does not present a significant energy potential and current regulations limit its applications, its development could be an alternative, at least, to help improve the prevailing sanitary conditions of the country.

O processo de industrialização e urbanização brasileiro está caracterizado por uma dinâmica de abandono (degradação) e reuso de áreas, que podem apresentar histórico de atividades com potencial de contaminação dos solos e águas superficiais e subterrâneas, concentrados em centros industriais, dentre os quais desponta o município de São Paulo. A disposição de resíduos sólidos urbanos está entre as atividades que contribuem para o surgimento de áreas contaminadas e apresenta algumas especificidades para a sua recuperação. O objetivo desta pesquisa compreende a identificação e avaliação da adequação técnica, ambiental e paisagística dos processos de conversão de aterros desativados, existentes no município de São Paulo, em parques urbanos. O trabalho aborda as origens dessas áreas, passando pelas fases de sua implantação e desativação, os processos envolvidos na sua efetiva requalificação como parques, dentro de suas respectivas inserções urbanas, assim como a avaliação de suas condições atuais, quanto à contaminação, ao potencial de conectividade na paisagem e aos projetos paisagísticos e planos de gestão propostos. A pesquisa trata de dois estudos de caso: o antigo aterro Raposo Tavares, situado na Subprefeitura do Butantã, zona oeste, atual Parque Raposo Tavares e o antigo aterro Jacuí, situado na Subprefeitura de São Miguel Paulista, zona leste, hoje em processo de requalificação como o Parque Jardim Primavera. O estudo dos conceitos e das classificações dos sistemas de gestão de áreas contaminadas e de áreas verdes permitiu a proposição dos termos área contaminada requalificada e parqueaterro. A análise espacial da paisagem dos parques-aterros, através do modelo de tomada de decisão por multicritérios (Multi Criteria Evaluation - MCE), deu origem aos mapas de potencial de conectividade, em dois diferentes cenários: mais otimista e mais conservador. Os resultados mostraram que a conexão da paisagem está mais favorecida junto ao Raposo Tavares. Observou-se, também, que as condições ambientais e a distância de influência dos critérios selecionados na avaliação são determinantes para a definição das zonas de amortecimento urbanas dos parques. Os estudos de caso representam duas épocas distintas do desenvolvimento tecnológico para a requalificação dessas áreas. O projeto paisagístico do parqueaterro Raposo Tavares não contemplou aspectos importantes para evitar problemas relacionados à sua gênese. Ao contrário, o projeto do parque-aterro Jardim Primavera incorporou os quesitos técnicos e ambientais atuais e incluiu a participação da comunidade. A particularidade da gênese dos parques-aterros e suas restrições orientaram as diretrizes propostas para os seus planos de gestão, especialmente quanto à revegetação e definição das suas zonas de amortecimento. Dessa forma, conclui-se que a implantação de parques-aterros deve ser encarada com precaução, em razão dos possíveis riscos à saúde dos trabalhadores da obra como dos seus futuros usuários e à flora e fauna locais. / The process of industrialization and urbanization of Brazil is characterized by a dynamic of abandonment (degradation) and reuse of areas, which may have a history of activities that could contaminate the soils and surface and ground water. These areas tend to be concentrated in industrial centers, one of the most noteworthy of which is São Paulo. The disposal of solid waste is one of the activities that contribute to the emergence of contaminated areas and they have to be recovered in a specific manner. The aim of this research is to identify and assess the suitability from a technical, environmental and landscape standpoint of processes of converting abandoned landfills into urban parks in the municipality of São Paulo. The study discusses the origins of these areas, from the stages of their implementation and deactivation, to the processes involved in their effective redevelopment as parks, within their respective urban insertions. It also evaluates their current situation in terms of contamination, their potential for connectivity in the landscape and examines their landscaping design and proposed management plans. The research includes two case studies: the former landfill site Raposo Tavares, located in the Subprefecture of Butantã in the West District, which is currently the Raposo Tavares Park; and the former landfill site Jacuí, located in São Miguel Paulista, in the Eastern District, currently under redevelopment as the Jardim Primavera Park. The study of the concepts and classifications of the management systems of contaminated areas and green areas led to the proposal of the terms requalified contaminated area and landfill-park. Spatial analysis of the landscape of the landfill-parks, using the Multi Criteria Evaluation - MCE model, enabled the creation of connectivity potential maps, with two different scenarios: one more optimistic and the other conservative.The results showed that the landscape connectivity is more favourable in Raposo Tavares. It was also found that the environmental conditions and distance of influence of selected criteria in the evaluation are crucial to the definition of urban buffer zones of the parks. The case studies represent two different eras of technological development for the requalification of these areas. The landscape project of the Raposo Tavares landfill-park did not include important aspects to avoid problems related to its genesis. On the contrary, the design of the Jardim Primavera landfill-park incorporated current environmental and technical issues and included community participation. The particularity of the genesis of landfill-parks and their constraints oriented the proposed guidelines for their management plans, especially regarding the definition of revegetation and their buffer zones. Thus, it was concluded that the implementation of landfill-parks should be viewed with caution because of possible health risks to construction workers, future users and their flora and fauna

Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência da rigidez do reforço em aterros sobre solos moles através da análise numérica utilizando o Método dos Elementos Finitos. Aborda questões gerais envolvendo este tipo de obra, como a investigação geotécnica e os diversos mecanismos de ruptura a serem considerados em projeto. Também destaca os diversos materiais envolvidos e suas propriedades, bem como os modelos constitutivos utilizados para uma conveniente representação. O trabalho apresenta uma validação do adensamento de Biot feita com o software Plaxis, em comparação com a solução analítica de Mandel. Também um estudo de caso. Visando avaliar a influência da rigidez do reforço em aterros sobre solos moles, o trabalho apresenta uma análise paramétrica para três diferentes tipos de solos sobre os quais foram construídos aterros. Detalha os casos de aterro sem reforço e com uma camada de reforço na base do aterro, bem como os casos com e sem berma de equilíbrio. Cinco diferentes níveis de rigidez do reforço foram estudados para cada tipo de solo, e gráficos dos deslocamentos verticais e horizontais, bem como os níveis de plastificação do aterro e do solo de fundação estão presentes para cada camada de aterro alteada. Finalmente, apresenta uma análise crítica sobre o comportamento observado trazendo sugestões de trabalhos futuros.

Este trabalho avalia o processo de colmatação biológica de geotêxteis utilizados como filtros em sistemas de drenagem de aterros sanitários. É conhecido que a sobrevivência das colônias de bactérias que se desenvolvem no interior do aterro está diretamente ligada às condições do meio e da idade dos resíduos dispostos. Células experimentais cilíndricas (0,58m de diametro) compostas por camadas de material drenante (0,25m de espessura), filtros geotêxteis e resíduo sólido com cerca de 0,45m de espessura, foram montadas com o propósito de avaliar o processo de formação do biofilme e a redução de permeabilidade dos geotêxteis ao longo do tempo. Dois tipos de geotêxteis tecidos e um geotêxtil não-tecido foram utilizados como elemento filtrante do sistema de drenagem das células experimentais. O período de monitoramento das células experimentais em campo durou 224 dias. Com o intuito de acelerar o processo de degradação do resíduo sólido, as células experimentais foram alimentadas com chorume tratado e não tratado, provenientes do aterro sanitário de São José dos Campos. Ao fim do período de monitoramento os filtros geotêxteis em processo de colmatação foram retirados e submetidos à análise de microscopia eletrônica de varredura e calcinação, para que fossem avaliados os biofilmes formados na superfície dos geotêxteis e em seu interior, para o caso de geotêxteis não-tecidos. A condutividade hidráulica do geotêxtil em processo de colmatação foi medida em laboratório e comparada com os valores de condutividade hidráulica inicial dos geotêxteis apresentando reduções significativas em relação ao produto virgem, variando entre 20 e 94% dependendo do corpo-de-prova e do tipo de geotêxtil analisado. Resultados de análises físico-químicas do chorume efluente coletado ao fim do período de monitoramento das células experimentais e leituras de temperaturas em três profundidades da massa de resíduo sólido são apresentadas e discutidas, complementando as análises dos fatores de influência no processo de formação do biofilme e de desempenho dos geotêxteis utilizados como filtro nos sistemas de drenagem das células experimentais.

Nesta dissertação é aplicado o modelo numérico bi-dimensional UNMOC (Charbeneau 1990) para avaliar o impacto do aterro sanitário de Taubaté sobre a qualidade das águas subterrâneas. UNMOC é um modelo numérico e analítico de fluxo e transporte de massa que combinado com dados químicos e cargas hidráulicas foi simultaneamente aplicado no aterro novo e no aterro inativo de Taubaté, numa área total de 265.700m2. Sabe-se que o amônio, cloreto, sódio, magnésio e cálcio contribuem para o aumento da mineralização da água subterrânea na área. Amônio e cloreto tornam-se indicadores particulares da poluição do lixo municipal. A evolução da pluma de de contaminação causada pelo aterro sanitário de Taubaté foi modelada através da substância cloreto, para o ano corrente e para os próximos 5 e 10 anos, mostrando que nenhuma contaminação pela água subterrânea será detectada próxima do rio. Outras simulações hipotéticas foram realizadas, mostrando a versatilidade do modelo para vários tipos de condutividade e espessuras do aquífero. Os resultados e validades da aplicação serão discutidos.

A análise de estabilidade de aterros reforçados com geossintéticos construídos sobre solos moles é o foco deste trabalho. O tema é abordado de forma ampla, sendo a análise de estabilidade à ruptura global discutida com maior ênfase. Um procedimento de análise que considere o ganho de resistência do solo de fundação pelo adensamento é proposto. Este ganho gradativo da resistência não-drenada do solo mole é concatenado com a perda de resistência do reforço sintético pela fluência, considerando-se assim o efeito do tempo. São apresentados os conceitos do procedimento e resultados de análises de casos ilustram e detalham sua aplicação. Análises paramétricas são efetuadas para possibilitar a discussão das hipóteses e limitações do procedimento proposto. Para todas as análises são apresentados resultados de dimensionamento de duas geogrelhas (uma de filamentos de poliéster e uma de filamentos de polipropileno) com níveis de suscetibilidade à fluência distintos, para comparação e análise da importância deste fenômeno. A idealização do procedimento proposto balizou-se, essencialmente, no objetivo de se apresentar uma sugestão de seqüência de análises não complexas, cujas ferramentas pudessem ser acessíveis, e que certamente trouxesse ganhos econômicos - claro, sem perda de confiabilidade técnica. Mostra-se através dos resultados obtidos nas análises apresentadas que ambos os processos, o ganho de resistência do solo mole pelo adensamento e a perda de resistência do geossintético de reforço pela fluência, têm grande influência nos resultados finais de dimensionamentos pelo procedimento proposto, mesmo para períodos de tempo relativamente curtos. Outra conclusão do trabalho: o instante ao longo do período de serviço da estrutura para o qual deve ser efetuado o dimensionamento de um aterro reforçado sobre solo mole é, em geral, diferente dos instantes inicial e final. Pelas análises efetuadas, o procedimento proposto mostrou-se adequado para diversas situações típicas em projetos de aterros sobre solos moles reforçados com geossintéticos. A economia em termos da resistência necessária por parte do reforço, pelo emprego do procedimento proposto, mostrou-se, em geral, muito significativa.

In this dissertation, the behavior of geosynthetic reinforced embankments constructed on soft cohesive foundations under undrained and partially drained conditions is examined by conducting a rigorous numerical analysis using the finite element method for some particular case studies. Special attention is given to the mobilized strains in the geosynthetic reinforcement at embankment failure, short and long-term working conditions state and during staged construction considering the influence of the time-dependency of the system in terms of construction rate, excess pore pressure dissipation and viscous deformations in the soil foundation (i.e., creep). The effects of reinforcement stiffness and adopted constitutive model are also investigated. The obtained results highlight the importance of assessing the allowable compatible reinforcement strain at failure and taking into account this soil-reinforcement interaction. It is illustrated the significant combined influence of consolidation process and soft soil creep deformation on the numerically observed embankment performance at working conditions, particularly in terms of mobilized reinforcements strains. Finally, an approximate approach for studying numerically staged constructed embankments is presented, pointing out the adequate definitions of Limit States for the considered stages and the effects of time in the embankment behavior.

Os aterros reforçados sobre solo mole de resistência crescente com a profundidade, podem apresentar problemas durante o processo construtivo com respeito às rupturas e aos recalques inesperados. O presente trabalho visa avaliar o comportamento dos aterros reforçados a través de um estudo numérico, levando aos aterros até a ruptura sob condição não-drenada devido ao carregamento rápido, com o objetivo de estimar a influência da rigidez do reforço nas deformações, além disso, estudar o mecanismo da interação solo-reforço para um aterro reforçado. Foi utilizada a metodologia apresentada por Hinchberger & Rowe (2003), que leva em conta os recalques imediatos durante e após a construção. As análises numéricas de tensão-deformação foram realizadas pelo software PHASE 2, a calibração do programa foi feita com a literatura de aterros reforçados. Pretendeu-se mostrar a influência de uma camada superficial de areia sobre a argila mole na altura de ruptura e na deformação do reforço. Pelo método de elementos finitos foi definida uma metodologia para calcular as deformações do reforço para uma altura determinada e avaliar a estabilidade mediante o método de equilíbrio limite. Além disso, essa metodologia pode ser empregada para dimensionar o reforço requerido para um determinado fator de segurança. / Reinforced embankments on soft clayey soil where the strength increases with depth may present problems during construction process relative to failure and unexpected settlements. This study aims to evaluate the embankments behavior with a numerical study; the embankments were taken to failure in the undrained shear strength condition due to rapid upload to study the effect of reinforcement tensile stiffness on the reinforcement strains. Besides, it aimed to study the mechanism of soil-reinforcement interaction for a reinforced embankment. The method of Hinchberger & Rowe (2003) was used, which considers the displacements before and post construction. The numeric analysis of stress-strain was performed by the software PHASE 2; the calibration of the software was made according to published reinforced embankment literature. The study intends to show the influence of a sand layer above the clayey soil, on the failure height and reinforcement strains. Based on finite elements methods, a methodology was defined to estimate the reinforcement strains for a required design height and to study the stability by performing limit equilibrium analysis. Furthermore, this methodology could be used to specify the required reinforcement stiffness for a specific factor of safety.