É crescente a demanda por materiais que atendam as exigências para construção de barreiras selantes (liners) em obras para disposição de resíduos. A utilização de solos tropicais para esta finalidade só não é maior por falta de conhecimento sobre muitas de suas características técnicas, principalmente a migração de contaminantes. Tentativas de melhoria das qualidades de solos supostamente inadequados também são importantes. Esta tese apresenta estudos sobre a migração dos íons \'CD POT.2+\', \'K POT.+\', \'CL POT.1-\' e \'F POT.-\' em latossolos residuais das formações Botucatu e Serra Geral e três diferentes misturas destes solos, com ênfase nos processos de sorção e difusão molecular. O potencial de retenção dos íons é avaliado através da construção de 33 isotermas de sorção resultantes de ensaios de equilíbrio em lote. Seus parâmetros são obtidos da adequação dos modelos linear, Freundlich e Langmuir as isotermas. O potencial de transporte dos íons é avaliado através de ensaios de difusão em colunas estanques, onde curvas teóricas produzidas no programa POLLUTE são ajustadas aos dados de concentração para a estimativa dos parâmetros de difusão. Os resultados dos estudos de retenção mostram que o \'CL POT.-\' experimenta sorção sob certas condições, o \'K POT.+\' e \'F POT.-\' possuem taxas semelhantes de retenção, e que a sorção do \'CD POT.2+\' se mostrou altamente dependente da composição da solução contaminante. Os ensaios de difusão resultaram em vários valores para o coeficiente de difusão efetiva (D*), mostrando que o fluxo difusivo dos íons diminui para solos mais argilosos. / There is a growing demand for materials that can be used in lining systems for waste disposal facilities. The use of tropical soils for this purpose is restricted due to the lack of technical knowledge about this type of material. Attempts to improve the quality of supposed unsuitable soils play also an important role. This thesis presents studies concerning the migration of the ions \'CD POT.2+\', \'K POT.+\', \'CL POT.-\' and \'F POT.-\' in latosoils from the Botucatu and Serra Geral formations and three different mixtures of these soils, with emphasis on sorption and molecular diffusion. Batch equilibrium tests were conduced to examine the retention capacity of the soils, and the sorption parameters are estimated by fitting the linear, Freundlich and Langmuir models to the experimental isotherm plots. The potential for these soils to transport ions is evaluated by diffusion tests, where theoretical curves produced in the POLLUTE code are used to estimate the effective diffusion coefficients (D*). The results show that the \'CL POT.-\' is sorbed under specific conditions and, therefore, it can not always be used as a conservative ion (i.e. nonreactive ion), \'K POT.+\' and \'F POT.-\' are sorbed in similar amounts, and that the \'CD POT.2+\' sorption is highly dependent on the contaminant solution composition. Several D* values are reported, showing that the diffusion rates are decreased for soils with more clay.

Os objetivos desta pesquisa incluem: (i) estudar as características de compactação dos resíduos sólidos urbanos (RSU); (ii) avaliar os mecanismos de compressão dos RSU e o efeito de sobrecarga (aterro experimental) em maciço sanitário existente; (iii) desenvolver programa computacional para previsão de recalques em aterros sanitários. Um aterro experimental com cerca de 24.400 \'M POT.3\' de RSU e altura de até 4 m, distribuído em área aproximada de 8.400 \'M POT.2\', foi construído em São Paulo para estudar os procedimentos de compactação de aterros sanitários. Ensaios in situ de grande dimensão foram executados para avaliar o peso específico do resíduo, após a compactação, em diferentes posições e camadas do experimento. Ensaios de umidade e composição dos resíduos foram realizados, assim como o levantamento das espessuras das camadas para cada etapa construtiva. O aterro experimental foi construído sobre aterro existente, criando a oportunidade para estudar a compressão do resíduo novo e antigo. Rigoroso programa de monitoração de recalques foi implantado, de forma que as deformações do aterro experimental pudessem ser isoladas das do aterro existente. Marcos superficiais foram posicionados interna e externamente à área do experimento, e placas de recalque instaladas na base do aterro experimental. O período de monitoramento envolveu cerca de 3 anos de medidas. A pesquisa resultou em: (i) novos subsídios e relações para a compactação dos RSU, incluindo as influências do equipamento de compactação, número de passadas, espessura das camadas, plano de compactação e teor de umidade, mostrando ser este último o parâmetro de maior impacto no processo de compactação; (ii) dados de peso específico e de sua relação com a profundidade, assim como do efeito da compactação na compressibilidade dos RSU e na geração de líquidos percolados em aterros sanitários; (iii) avaliação do desempenho de modelos de compressibilidade existentes na literatura; (iv) desenvolvimento de modelo compósito para compressibilidade dos RSU, considerando a compressão mecânica primária e secundária e a parcela devido a biodegradação dos resíduos; (v) desenvolvimento do programa MSWSET usando o modelo compósito para cálculo dos recalques de aterros como função do tempo. O modelo e programa desenvolvidos apresentaram elevado desempenho, constituindo importante ferramenta para previsão de recalques de aterros sanitários. / The objectives of this research were to: (i) study the compaction characteristics of municipal solid waste (MSW); (ii) evaluate the compression mechanisms of MSW and its response to a surcharge (waste test fill) over an existing landfill; (iii) develop a computer program for landfill settlement predictions. A waste test fill with a volume of about 24,400 \'M POT.3\' and a height up to 4 m, distributed over an area of approximately 8,400 \'M POT.2\', was constructed in Sao Paulo, to study compaction procedures for sanitary landfills. Large in situ tests were performed to evaluate the unit weight of waste immediately after compaction at several locations for each lift. Water content measurements and composition determinations were carried out, as well as thickness measurements of the waste layers after each construction (compaction) phase. The test fill was constructed over an existing landfill. Thus, the test fill provided opportunities to study the compression of the new and the old waste. A rigorous program of deformation monitoring was implemented in order to separate compression of the test fill from settlement of the underlying landfill. Benchmarks were located inside and outside of the experimental area, and settlement plates were installed at the bottom of the test fill. The monitoring period encompasses around 3 years of measurements. The research provided: (i) new guidelines and relationships for compaction of municipal solid waste, including the influences of compaction equipment, number of passes, lift thickness, water content, and compaction plane. The water content has presented larger response on the compaction process than the other variables; (ii) quantitative data regarding unit weight, the influence of depth on unit weight, water content, compressibility of MSW, and leachate generation; (iii) assessment of the performance of existing MSW compressibility models described in the literature; (iv) development of a composite model of MSW compressibility that considers primary compression, secondary mechanical compression, and compression from biodegradation; (v) development of the computer program MSWSET using the composite model of MSW compressibility to calculate landfill settlement as a function of time. The developed model and program has presented a high performance, being a powerful tool for landfill settlement prediction.

A destinação final dos resíduos sólidos domiciliares (RSD) constitui, em nosso país, um problema de graves proporções. Os impactos ambientais e sociais que representam as práticas de aterramento desses resíduos conjugam-se, nas grandes cidades, com a carência de áreas apropriadas a estas finalidades devido aos elevados (e crescentes) índices de concentração demográfica e de ocupação imobiliária. As práticas de aterramento dos RSD em lixões, aterros controlados ou em aterros sanitários constituem, em nosso país, o método fundamental de destinação final destes resíduos, causando graves alterações no espaço geográfico. Diante disso, existem, em operação há mais de três décadas em países da Europa e em outros locais, tecnologias avançadas de incineração dos RSD, que os transformam em energia térmica e elétrica. As justificativas ao fato de não existirem, ainda, em operação no nosso país essas usinas de incineração dos RSD remetem-se às dúvidas quanto à superioridade de seu desempenho econômico e ambiental em relação aos processos de aterramento destes resíduos. Este trabalho de pesquisa demonstra a superioridade econômica e ambiental dos modernos métodos de incineração dos RSD e questiona as políticas internacionais de transferência de tecnologias para o cuidado de questões ambientais preconizadas sob a égide do conceito de desenvolvimento sustentável. Faz-se uma crítica aos limites da Economia Ambiental, que atém-se aos aspectos de preservação ecológica sem definir horizontes econômicos a serem buscados através das atividades humanas, e demonstra-se alguns efeitos que o mercado internacional dos créditos de carbono, instituído a partir da ratificação do protocolo de Kyoto, vem exercendo na gestão dos RSD num país como o Brasil. / The final destination of domiciliar solid residues (DSR) triggers a problem of serious proportions in our country. Social and environmental impacts caused by earthing practices of these residues are combined, in big cities, with the lack of appropriate disposal areas due to escalating levels of demographic concentration and real estate occupation. Earthing practices of DSR in dumping grounds, controlled landfills or sanitary landfills constitute the main final destination method of residues, causing severe changes in the geographic space. Europe and other countries have been using, for more than three decades, advanced DSR incineration technics that transform the waste in thermic and electric energy. Our justification for not using the aforementioned units is due to the fact that there are doubts concerning the superiority of economic and environmental performances when compared to earthing processes. This research work displays the environmental and economic superiority of modern DSR incineration methods, and discusses international policies of transferring technology regarding environmental issues idealized on the concept of the sustainable development. Criticism is also mode towards the limits established by Environmental Economy, which clings to ecological preservation aspects without defining economic horizons to be achieved through the human activity. We finally demonstrate the influence of the carbon credits\' international market on the DSR management in a country like Brazil since the ratification of the Kyoto protocol.

Este trabalho apresenta resultados de análises de estabilidade por métodos de equilíbrio limite e análises tensão-deformação para um aterro sanitário de grande porte reforçado com geossintéticos e alteado com diques periféricos sucessivos segundo o método de montante de barragens de rejeitos, visando a aumentar sua capacidade de armazenamento. Os valores dos parâmetros de resistência elásticos e elasto-plásticos dos materiais foram definidos com base na bibliografia, privilegiando-se os obtidos em campo. Os parâmetros dos reforços geossintéticos (geogrelhas) foram obtidos dos catálogos técnicos de empresa fabricante de geogrelhas. Nas análises equilíbrio-limite verificou-se também a influência das pressões neutras nos fatores de segurança por meio da variação do parâmetro de pressão ru de 0 a 0,3. Os resultados dos métodos de equilíbrio limite mostraram que a construção de diques periféricos sucessivos não aumenta significativamente o fator de segurança do aterro para qualquer altura e a de diques reforçados aumenta-o para alturas até 30m. Por outro lado, o reforço dentro do maciço aumenta consideravelmente o fator de segurança para qualquer altura do aterro. As pressões neutras no maciço podem reduzir significativamente o fator de segurança, em até 25% para as configurações propostas. O fator de segurança 1,5 é atingido para ru = 0,2, para as alturas de até 30m nas configurações com reforço no interior do maciço sanitário. As análises tensão-deformação mostraram que as deformações são principalmente verticais, sendo que as horizontais representam até 30% das totais. As deformações verticais máximas foram de 4%, valor muito inferior aos encontrados na bibliografia em aterros monitorados (10 a 40%), provavelmente porque as contribuições da decomposição da matéria orgânica e do creep ao longo do tempo superam o efeito do peso próprio do maciço. A análise conjunta das duas metodologias mostra que os fatores de segurança obtidos nas análises tensão-deformação são muito próximos aos obtidos nas análises equilíbrio-limite para ru =0,1; que o uso de reforços no interior do maciço sanitário proporciona um aumento no fator de segurança da ordem de 30%, o que justifica a continuação deste estudo focalizando aspectos práticos construtivos e operacionais; e que a configuração em diques sucessivos e maciço sanitário reforçado mostrou-se, dentre as alternativas estudadas, a mais eficiente e eficaz para a configuração de aterro estudada, uma vez que permitiu obter o fator de segurança desejado sem a necessidade de reforço dos diques de solos. / This paper presents results of stability analysis by limit-equilibrium methods and stress-strain analysis for a large sanitary landfill reinforced with geosynthetics and raising with perimeters soil dikes according to the method used in tailing dams in order to increase their ability to storage. The values of strength parameters, elastic and elasto-plastic materials were defined based on the literature, privileging those obtained in the field. The parameters of geosynthetic reinforcements (geogrids) were obtained from the catalogs of technical manufacturer of geogrid. The analyzes limit-equilibrium were verified also the influence of the factors of safety pore pressures by varying the parameter pressure ru 0 to 0.3. The results of limit-equilibrium methods showed that the construction of dikes successive peripheral does not significantly increase the safety factor of the landfill for any height and the use of reinforced dikes increases it to heights up to 30m. Moreover, the reinforcement into the mass increases substantially the safety factor for any height of the landfill. The pore pressures in mass can significantly reduce the safety factor in up to 25% for the proposed configurations. The safety factor of 1.5 is achieved for ru =0.2, for heights up to 30m with enhanced settings inside the massive sanitary. The stress-strain analyzes showed that the deformations are mainly vertical and the horizontal represent up to 30% of the total. The maximum vertical deformations were 4%, value that is much lower than those described in the bibliography for landfill sites monitored (10-40%), probably because the contributions of organic matter decomposition and \"creep\" over time outweigh the effect of self-weight of the massif. The joint analysis of the both methods show that safety factors obtained in the stress-strain analyzes are very near the limit-equilibrium analyses for ru =0.1, that the use of solid reinforcement inside the landfill provides a factor increase in security of the order of 30%, its which justifies the continuation of this study focusing on practical aspects of construction and operational and that the configuration in successive dikes and massive sanitary reinforced proved to be, among the alternatives studied, the most efficient and effective configuration of landfill studied, since it allowed to obtain the desired safety factor without the need to strengthen the soil dikes.

Nesta tese estuda-se o comportamento mecânico de resíduos sólidos urbanos provenientes do aterro sanitário Bandeirantes (SP - Brasil) por meio de ensaios de campo e de laboratório, bem como, através de dados de monitoramento de recalques in situ. Os dados são analisados e algumas conclusões a respeito do comportamento do resíduo sólido urbano são apresentadas. Resultados de ensaios de campo, tais como, sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT (Standard Penetration Test), ensaios penetrométricos tipo CPT (Cone Penetration Test), ensaios de infiltração, sondagens a trado para coleta de amostras, ensaio cross-hole e ensaio de resistividade elétrica são apresentados e discutidos, enfatizando as dificuldades de execução e a faixa de valores obtidos. Os ensaios de laboratório foram executados em amostras remoldadas, coletadas em dois furos de trado (40 cm de diâmetro), até cerca de 30 m de profundidade. O resíduo tem cerca de 15 anos de aterrado e os ensaios físicos e químicos executados mostraram que este é composto de cerca de 50% de uma fração pastosa com baixos valores de DQO (demanda química de oxigênio) e STV (sólidos totais voláteis), os quais demonstram que o resíduo já atingiu um avançado grau de decomposição. A resistência ao cisalhamento do resíduo foi avaliada a partir de ensaios triaxiais não drenados (CU) e drenados (CD), utilizando corpos de prova saturados e não saturados de grandes dimensões (15 x 30 cm e 20 x 40 cm). Desses ensaios obteve-se que os parâmetros de resistência ao cisalhamento do resíduo sólido urbano são largamente dependentes da deformação da amostra, e não foi observado nenhum pico ou valor último nas curvas tensão-deformação. Os valores obtidos estão de acordo com alguns resultados disponíveis na literatura para ensaios de laboratório e retro-análise. Os ensaios de compressão confinada, executados num consolidômetro de grande diâmetro (385 mm), mostraram uma rápida compressão inicial e primária e uma grande compressão secundária. As medidas de campo também mostraram deformações dessa natureza, as quais podem ser divididas em duas etapas: a primeira, relacionada à fase inicial do aterro e a segunda, associada, principalmente, à degradação química e biológica do resíduo. / This thesis deals with the mechanical behavior of urban solid waste from Bandeirantes sanitary landfill (São Paulo, Brazil). Field and laboratory tests, as well as data from field instrumentation (settlement) were obtained and used in the analysis. Results of in situ tests such as standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT), infiltration tests, auger boring for sampling, cross-hole test and electric resistivity are presented and discussed focusing on the difficulties in performing them as well as their potential as a source of design parameters. Laboratory tests were performed using remolded samples collected in two boreholes about 30 m in depth. The waste is about 15 years old and physical and chemical tests showed that about 50% of it is composed of organic past with low values of COD and TDS, which denote that it is degraded to a large extent. Shear strength of waste was studied by means of consolidated-drained (CD) and consolidated-undrained (CU) triaxial compression tests on large specimens, tested both at natural water content and saturated. It is shown that shear strength properties are largely dependent on deformation, since no peak or ultimate value was achieved on stress-strain curves. The values obtained are in accordance with some of the few results available in the literature, either from laboratory and back analysis. Confined compression tests carried out on large samples (385 mm diameter) showed quick initial and primary consolidation and large secondary compression. This in accordance with the field behavior, although in this case secondary compression seems to be composed of two parts: the first, related to the early stages of the fill and second one, which seems to be commanded mainly by chemical and biological degradation.

O gerenciamento adequado dos resíduos sólidos contribui de forma inequívoca com a sustentabilidade urbana e com a saúde ambiental e humana. São conhecidas as dificuldades na destinação final adequada dos resíduos sólidos urbanos em todo o Brasil, principalmente em municípios de pequeno porte, nos quais estão 98% dos 2.906 lixões existentes no país (MMA, 2011). Assim, alguns Estados vêm adotando soluções simplificadas e economicamente viáveis à realidade destes municípios. Destaca-se, no Estado de São Paulo, um programa de governo, que, desde 1999, fomentou a implantação dos denominados Aterros em Valas. Ressalta-se, porém, que estes sistemas simplificados não dispõem de todos os dispositivos de proteção ambiental utilizados em aterros sanitários convencionais, como impermeabilização e sistemas de drenagem de gases e lixiviados. Os principais critérios à utilização destes aterros estão relacionados à escolha de áreas adequadas em relação ao meio físico. Esta simplificação é questionada no meio técnico, principalmente quanto à eventual contaminação ambiental. Assim, esta pesquisa objetivou efetuar a avaliação de aterros sanitários de pequeno porte em valas, quanto ao potencial de alteração da qualidade das águas subterrâneas e do solo. Para tanto, foram selecionados três aterros em valas do Estado de São Paulo, situados nos municípios de Angatuba, Jaci e Luiz Antônio, os quais são considerados adequados, segundo o Inventário Estadual de Resíduos Sólidos (CETESB, 2011). Os resultados indicam que, para as taxas de aplicação de resíduos nessas áreas, variando de 8.000 a 15.000 t/ha, os solos locais têm sido capazes de promover a atenuação natural dos contaminantes. Não foram verificadas alterações significativas na qualidade do solo e das águas subterrâneas, corroborando, até o momento, a adequação da concepção proposta para os aterros sanitários de pequeno porte em valas. Esta tecnologia mostra-se viável como alternativa transitória, considerando-se um processo de melhoria contínua, que visa inicialmente à erradicação dos lixões. Assim, podem ser consideradas boas as perspectivas de se alcançar o objetivo da disposição final ambientalmente adequada dos resíduos sólidos gerados nos municípios de pequeno porte, por meio da utilização desses sistemas / The proper management of solid waste contributes in an unequivocal form with urban sustainability as well as with environmental and human health and well being. The adequate final disposal of solid waste throughout Brazil is recognized as being a problem, especially in the smaller municipalities, which account for 98% of the 2,906 existing waste dumps in the country (MMA, 2011). Therefore, some states are adopting simplified and economically viable solutions for those municipalities. In the State of São Paulo, stands out a government program that has been implemented since 1999, supporting the implantation of so-called landfills in ditches. However, must be pointed out that these simplified systems do not provide all the devices used for environmental protection, as in the conventional landfills, such as adequate liners and drainage systems of gas and leachate. The main criteria for employment of these landfills are related to the appropriate characteristics of the site, mainly with respect to soil type and depth of the groundwater. This simplification is questionable on technical merits, especially regarding possible environmental pollution. Therefore, this study seeks to make an assessment on landfill in ditches, with respect to their potential for altering the quality of both soil and underground water. For this, it was selected three landfill in ditches in the State of São Paulo, located in the municipalities of Angatuba, Jaci and Luiz Antônio, which are considered \"suitable\", according to the State Inventory for Solid Wastes (CETESB, 2011). The results indicate that for the applied loading rates of 8,000 to 15,000 tons per hectare of waste in these areas, the local soil was capable of providing natural attenuation for contaminants. Until now, no significant changes were observed in the soil and groundwater quality, sustaining the proposed concept to small landfills in ditches. The technology shows itself to be viable as a transitional alternative and can be considered as the first step of the continuous improvement processes of waste management and disposal, aimed in short terms the eradication of dumps. Therefore, it was conclude that can be considered good the prospects of achieving the goal of an environmentally acceptable waste disposal, without burdening the small municipalities, within the principles of a required sustainability

O gerenciamento adequado dos resíduos sólidos contribui de forma inequívoca com a sustentabilidade urbana e com a saúde ambiental e humana. São conhecidas as dificuldades na destinação final adequada dos resíduos sólidos urbanos em todo o Brasil, principalmente em municípios de pequeno porte, nos quais estão 98% dos 2.906 lixões existentes no país (MMA, 2011). Assim, alguns Estados vêm adotando soluções simplificadas e economicamente viáveis à realidade destes municípios. Destaca-se, no Estado de São Paulo, um programa de governo, que, desde 1999, fomentou a implantação dos denominados Aterros em Valas. Ressalta-se, porém, que estes sistemas simplificados não dispõem de todos os dispositivos de proteção ambiental utilizados em aterros sanitários convencionais, como impermeabilização e sistemas de drenagem de gases e lixiviados. Os principais critérios à utilização destes aterros estão relacionados à escolha de áreas adequadas em relação ao meio físico. Esta simplificação é questionada no meio técnico, principalmente quanto à eventual contaminação ambiental. Assim, esta pesquisa objetivou efetuar a avaliação de aterros sanitários de pequeno porte em valas, quanto ao potencial de alteração da qualidade das águas subterrâneas e do solo. Para tanto, foram selecionados três aterros em valas do Estado de São Paulo, situados nos municípios de Angatuba, Jaci e Luiz Antônio, os quais são considerados adequados, segundo o Inventário Estadual de Resíduos Sólidos (CETESB, 2011). Os resultados indicam que, para as taxas de aplicação de resíduos nessas áreas, variando de 8.000 a 15.000 t/ha, os solos locais têm sido capazes de promover a atenuação natural dos contaminantes. Não foram verificadas alterações significativas na qualidade do solo e das águas subterrâneas, corroborando, até o momento, a adequação da concepção proposta para os aterros sanitários de pequeno porte em valas. Esta tecnologia mostra-se viável como alternativa transitória, considerando-se um processo de melhoria contínua, que visa inicialmente à erradicação dos lixões. Assim, podem ser consideradas boas as perspectivas de se alcançar o objetivo da disposição final ambientalmente adequada dos resíduos sólidos gerados nos municípios de pequeno porte, por meio da utilização desses sistemas / The proper management of solid waste contributes in an unequivocal form with urban sustainability as well as with environmental and human health and well being. The adequate final disposal of solid waste throughout Brazil is recognized as being a problem, especially in the smaller municipalities, which account for 98% of the 2,906 existing waste dumps in the country (MMA, 2011). Therefore, some states are adopting simplified and economically viable solutions for those municipalities. In the State of São Paulo, stands out a government program that has been implemented since 1999, supporting the implantation of so-called landfills in ditches. However, must be pointed out that these simplified systems do not provide all the devices used for environmental protection, as in the conventional landfills, such as adequate liners and drainage systems of gas and leachate. The main criteria for employment of these landfills are related to the appropriate characteristics of the site, mainly with respect to soil type and depth of the groundwater. This simplification is questionable on technical merits, especially regarding possible environmental pollution. Therefore, this study seeks to make an assessment on landfill in ditches, with respect to their potential for altering the quality of both soil and underground water. For this, it was selected three landfill in ditches in the State of São Paulo, located in the municipalities of Angatuba, Jaci and Luiz Antônio, which are considered \"suitable\", according to the State Inventory for Solid Wastes (CETESB, 2011). The results indicate that for the applied loading rates of 8,000 to 15,000 tons per hectare of waste in these areas, the local soil was capable of providing natural attenuation for contaminants. Until now, no significant changes were observed in the soil and groundwater quality, sustaining the proposed concept to small landfills in ditches. The technology shows itself to be viable as a transitional alternative and can be considered as the first step of the continuous improvement processes of waste management and disposal, aimed in short terms the eradication of dumps. Therefore, it was conclude that can be considered good the prospects of achieving the goal of an environmentally acceptable waste disposal, without burdening the small municipalities, within the principles of a required sustainability

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T17:26:46Z No. of bitstreams: 1 CLÁUDIO LUIS DE ARAÚJO NETO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 21031066 bytes, checksum: 32162af2172e4ac7647d56edf4a788b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T17:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLÁUDIO LUIS DE ARAÚJO NETO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2016.pdf: 21031066 bytes, checksum: 32162af2172e4ac7647d56edf4a788b9 (MD5) Previous issue date: 2016-04 / Capes / Os aterros sanitários são obras de engenharia de alta complexidade, devido, principalmente, à natureza heterogênea do material, às variadas dimensões de suas partículas e à perda de massa sólida durante a biodegradação dos resíduos. Um dos indicadores que melhor expressa o comportamento dos resíduos ao longo do tempo, em aterros sanitários, é o recalque, que corresponde à redução da altura e volume da massa de resíduos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de compreender o comportamento dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) para desenvolvimento e validação de modelos estatísticos que expressam as deformações de aterros sanitários. Foi realizada a caracterização dos RSU em termos gravimétricos, volumétricos, granulométricos e densimétricos. Construiu-se e instrumentou-se uma célula experimental de 3,5 m de altura preenchida com RSU da cidade de Campina Grande – PB para monitoramento da magnitude e velocidades dos recalques, assim como das deformações específicas ocorridas no maciço. Também, foram executados ensaios de compressão confinada dos RSU em uma prensa e do métrica automatizada com inibição da biodegradação, para obtenção das deformações mecânicas ocorridas no maciço sanitários. Com estas informações foi possível desenvolver modelos estatísticos para previsão de deformação específica de RSU ao longo do tempo e validá-los através de monitoramentos realizados por outros autores. Os resultados de caracterização dos resíduos indicaram que em termos gravimétricos, 46,5% dos RSU produzidos em Campina Grande – PB são materiais putrescíveis, passiveis a degradação ao longo do tempo. O alto percentual, em termos volumétricos, de recicláveis favoreceu os recalques mecânicos e retardou e/ou inibiu os biológicos. O comportamento dos recalques ao longo do tempo foi influenciado pelas características dos resíduos. A velocidade das deformações decresceu com o tempo, porém apresentou uma elevação durante a retroalimentação,o que era esperado devido ao acréscimo de carga. Os resultados dos ensaios de compressão confinada permitiram conhecer e entender melhor o comportamento mecânico dos resíduos sólidos urbanos. A partir das análises dos resultados, foi possível desenvolver novos modelos de previsão de deformações para maciços sanitários. E, finalmente, verificou-se que a aplicação dos novos modelos é satisfatória na simulação de deformações em maciços sanitários, porém faz-se necessário o incremento de outras condições de contorno. / Landfills are complex engineering constructions mainly due to the heterogeneous nature of the material, the various dimensions of its particles and the loss of solid mass during biodegradation. One of the best indicators that expresses the behavior of waste over time is the settlement. Waste settlement represents the geotechnical term that corresponds to the reduction in height and volume (deformation) of thewaste mass. This study was conducted in order to understand the behavior of Municipal SolidWaste (MSW) for the development and validation of statistical models for landfill deformations. The MSW were characterized in terms of gravimetric and volumetric composition, particle size distribution and density. An experimental cell with 3.5m of height was built, instrumented and filled with MSW from the city of Campina Grande – PB in order to monitor the waste settlement and specific deformations. Also, consolidation tests were performed by the means of an automated equipment, in which the MSW biodegradation was inhibited, so that mechanical deformations were obtained. Based on this information, statistical models were developed to predict the specific deformation of MSW over time. To prove their consistency, the results were compared with other author’s data. The waste characterization indicated that, in gravimetric terms, 46.5% of the MSW produced in Campina Grande - PB is composed of putrescible materials. The high percentage, in volumetric terms, of recyclable materials enabled the mechanical waste settlement and inhibited the biological ones. The behavior of settlement over time was influenced by the physical, chemical and biological characteristics of the waste. In addition, the deformations velocity decreased with time, but it presented an increase during the refilling phase, which is expected since the loads were increased. The results of confined compression tests allowed knowing and understandingthe mechanical behavior of municipal solid waste under the influence of an applied load. From the analysis of the results, it was possible to develop new models to predict landfill deformations. Finally, it was verified that the application of new models to simulate landfill deformations is satisfactory. However, it is necessary the increment of other boundary conditions.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-24T11:49:53Z No. of bitstreams: 1 DANIELA LIMA MACHADO DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 1711823 bytes, checksum: c48feb8c7f2a334be9eb3ff6467dc92c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-24T11:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELA LIMA MACHADO DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 1711823 bytes, checksum: c48feb8c7f2a334be9eb3ff6467dc92c (MD5) Previous issue date: 2018-03-19 / Nos aterros sanitários, a camada de base usada para a impermeabilização deve garantir que não haja migração de poluentes para o meio ambiente, sendo denominada de liner. A avaliação dos mecanismos que regem o transporte de contaminantes nos materiais geológicos pode ser realizada em laboratório por meio de ensaios de equilíbrio em lote, que consiste em uma forma rápida de estimar a adsorção de cátions metálicos pelos solos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a adsorção de metais tóxicos em dois liners de solos compactados, com composições diferentes, utilizando os ensaios de equilíbrio em lote. Os solos estudados compreendem ao liner da base de uma célula experimental, que simula um aterro sanitário, e um liner da base de um aterro em escala real, localizado no município de Campina Grande-PB. O liner usada na célula experimental é composta por solo natural compactado, enquanto que no aterro sanitário, foi realizada a adição de bentonita ao solo local, sendo essa mistura, posteriormente, compactada. As amostras de solos do liner da célula experimental foram coletadas em uma jazida localizada no município de Boa Vista-PB, a qual encontra-se situado a 50 km do município de Campina Grande-PB. O solo do liner usado no aterro sanitário, foi coletado na área do próprio aterro, que se localiza em Catolé de Boa Vista, distrito de Campina Grande-PB. As amostras dos respectivos liners foram coletadas, armazenadas no Laboratório de Geotecnia Ambiental, do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Campina Grande, e preparadas para a caracterização geotécnica, físico-química e mineralógica. No ensaio de equilíbrio em lote foram utilizadas soluções com proporção solo-solução 1: 12,5 (4g de solo seco para 50 mL de solução). As isotermas experimentais obtidas foram ajustadas estatisticamente aos modelos físico-químicos de adsorção linear, de Langmuir e Freundlich. Os ajustes das curvas experimentais foram realizados pelo método interativo de Gauss-Newton. A ferramenta utilizada foi o software STATISTICA 8.0, utilizando modelos não-lineares e empregando o método dos mínimos quadrados, considerando como critério o maior coeficiente de determinação (R2). O modelo de Langmuir e de Freundlich se ajustaram melhor às isotermas do solo do liner da célula experimental, enquanto que a adsorção ocorrida no liner do aterro sanitário foi melhor ajustada ao modelo de Langmuir. Os diferentes solos estudados neste trabalho apresentaram propriedades adsortivas para todos os metais, o que o viabiliza para ser empregado em camadas de base de solo compactado para aterros sanitário, além de outras aplicações em geotecnia ambiental. Dentre os metais pesquisados, o chumbo se destacou por apresentar a maior adsorção em relação aos demais metais em ambos os solos. A caracterização geotécnica, físico-química e mineralógica, bem como o comportamento adsortivo dos solos, verificado por meio de ensaio de equilíbrio em lote, indica que os materiais estudados apresentam um relevante potencial para o uso em liners para aterros sanitários. / In sanitary landfills, the base layer used for waterproofing should ensure that there is no migration of pollutants into the environment and is called a liner. The evaluation of the mechanisms governing the transport of contaminants in the geological materials can be carried out in the laboratory by means of equilibrium tests in lot, which consists of a quick way of estimating the adsorption of metallic cations by the soils. The objective of this work was to evaluate the adsorption of toxic metals in two liners of compacted soils, with different compositions, using the equilibrium assays in lot. The studied soils comprise the base liner of an experimental cell, which simulates a sanitary landfill, and a liner from the base of a real-scale landfill, located in the municipality of Campina Grande-PB. The liner used in the experimental cell is composed of compacted natural soil, while in the sanitary landfill, the addition of bentonite was carried out to the local soil, and this mixture was later compacted. Soil samples from the liner of the experimental cell were collected in a field located in the municipality of Boa Vista-PB, which is located at 50 km from the city of Campina Grande-PB. The soil of the liner used in the sanitary landfill was collected in the landfill site, which is located in Catolé de Boa Vista, a district in Campina Grande-PB. The samples of the respective liners were collected, stored in the Laboratory of Environmental Geotechnics, from the Department of Civil Engineering in the Federal University of Campina Grande, and prepared for the geotechnical, physical-chemical and mineralogical characterization. In the equilibrium assay in lot, solutions with 1: 12,5 soil-solution ratio (4g of dry soil for 50 ml solution) were used. The experimental isotherms obtained were statistically adjusted to the physical-chemical models of linear adsorption, Langmuir and Freundlich. The adjustments of the experimental curves to the models were performed using the STATISTICA 8.0 software, applying the nonlinear regression of the least squares method, using the Gauss-Newton algorithm. Considering the R2 ≥ 0.7 criterion, the Langmuir and Freundlich model were better fitted to the liner soil isotherms of the experimental cell, while the adsorption occurred in the liner of the sanitary landfill was better fitted to the Langmuir model. The different soils studied in this work presented adsorptive properties for all metals, which makes it feasible to be used in compacted soil base layers for sanitary landfills, as well as other applications in environmental geotechnics. Among the metals studied, the Pb was distinguished by the higher adsorption in relation to the other metals in both soils. The geotechnical, physical-chemical and mineralogical characterization, as well as the adsorptive behavior of the soils, verified by means of a balance test in lot, indicates that the studied materials present a relevant potential for the use in liners for sanitary landfills.

O objetivo do presente estudo é a comparação do processo de incineração de resíduos sólidos de serviços de saúde em aterros sanitários com a alternativa de desinfecção térmica a vapor utilizada atualmente para o tratamento de resíduos infectantes na área do aterro. Os resíduos sólidos químicos, infectantes e anatômicos, que são gerados nos estabelecimentos de saúde, oferecem um grande risco à saúde pública e ao meio ambiente com necessidade de tratamento diferenciado dos demais resíduos para reduzirem-se os riscos e para o cumprimento das leis, normas e resoluções. A pesquisa apresenta alguns aspectos sobre o gerenciamento de resíduos, as legislações, as alternativas para o tratamento de RSS, grande abrangência sobre o aterro sanitário e o projeto MDL e o estudo comparativo entre as tecnologias de incineração e de desinfecção térmica a vapor. Foi verificado que o processo de incineração é vastamente utilizado nos países desenvolvidos, apresenta os custos para investimento e tratamento inferiores e confere a oportunidade para tratar resíduos sólidos infectantes, químicos e anatômicos. Dessa forma, conclui-se que a incineração é mais flexível e economicamente mais interessante, mas causa maior impacto ao meio ambiente devido às emissões de gases tóxicos. Além disso, foi apresentada a questão da responsabilidade do município e dos órgãos fiscalizadores para o cumprimento do aspecto legal, tendo em vista que no Rio de Janeiro há resíduos sólidos de serviços de saúde sendo encaminhados aos lixões por empresas de destinação contratadas pelos estabelecimentos de saúde. Os municípios, órgãos fiscalizadores e os estabelecimentos de saúde são apresentados como os principais responsáveis pela ausência de iniciativas de investimento, já que o preço final para o tratamento torna-se alto, comparando-se com o valor cobrado pelas empresas responsáveis pela destinação final dos resíduos. A expectativa é que o desenvolvimento de novas pesquisas torne a solução aqui proposta mais atrativa para investimentos que contribuam para a melhoria da saúde pública. / The objective of this study is the comparison of the incineration process regarding solids waste in landfills provided by health services with the alternative of thermal disinfection with vapor currently used for the treatment of infectious wastes in a landfill. The chemical, infectious and anatomical solid wastes that are generated in health establishments offer a great risk to the public health and, also to the environment, providing a necessity of different treatment in order to reduce the risk and to be in compliance with the laws, norms and guidelines. The research presents some aspects on the management of wastes, the laws, the alternatives for the treatment of solid wastes of the health establishments, great boarding of the landfill and the MDL project and the comparative study between the technologies incineration and thermal disinfection with vapor. It was verified that the incineration process is widely used by developed countries; it presents the costs for inferior investment and treatment and provides the opportunity to treat infectious, chemical and anatomical wastes. Of this form, the conclusion is that the incineration is more flexible and economically more interesting, but cause bigger impact with the toxic emissions of gases. Moreover, it was shown the cities and fiscal agencies responsibilities to be in compliance with legal aspects, considering that in Rio de Janeiro, there are solid wastes of the health service being disposed in the lixões, that are sites to the solids wastes with disposal directly on the ground, by destination companies contracted by the health establishments. The cities, fiscal agencies and health establishments are the main responsible of lacking on investment initiatives, regarding that the final price for the treatment becomes great, compare with the charge price by the responsible companies for the final destination of the solid waste. The expectation is that the development of new researches besides the proposal solution becomes more attractive to investments that contribute to the improvement of public health.