Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-06-17T18:17:49Z No. of bitstreams: 1 2015_JavierRicardoAmarilloSoto.pdf: 6913365 bytes, checksum: d7a9a92746b2a68de47c0ac3938f3120 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-21T15:00:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_JavierRicardoAmarilloSoto.pdf: 6913365 bytes, checksum: d7a9a92746b2a68de47c0ac3938f3120 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T15:00:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_JavierRicardoAmarilloSoto.pdf: 6913365 bytes, checksum: d7a9a92746b2a68de47c0ac3938f3120 (MD5) / Devido à presença de substâncias tóxicas em alguns rejeitos de mineração é importante a impermeabilização do solo de fundação, para qual é comum a utilização de materiais naturais ou artificiais como é o caso das geomembranas. A presente pesquisa procura avaliar a integridade do material artificial impermeabilizante, neste caso uma geomembrana de PVC, com respeito à propriedade da resistência à tração devido à aplicação de cargas fornecidas pelo material acima, visando estabelecer a influência do possível dano mecânico proveniente da camada de drenagem sobre a resistência da geomembrana. Foram realizados ensaios de dano por compressão sobre geomembranas de PVC com espessura de 1 mm, a tensões de 100, 200, 300, 500 e 1000 kPa (24 amostras por tensão). Para isso, foi empregado um equipamento de média escala de compressão vertical para dano. Após feitos os ensaios de dano, foram realizados os ensaios de resistência à tração. No total, foram realizados 130 ensaios que compreendem as geomembranas danificadas e as geomembranas virgens, sendo a média destas últimas considerada a medida de referência. Com os resultados obtidos foi então realizada uma análise estatística que visou determinar se a variação obtida era alta ou não. A metodologia empregada foi baseada na determinação de um intervalo de confiança usando a distribuição “t” de Student. Se o valor se encontrava dentro deste intervalo não havia variação estadística e, portanto, seu fator de redução seria igual a 1. Caso contrário, o valor do fator de redução era obtido entre a divisão do valor médio da resistência da geomembrana virgem e o valor médio da resistência da geomembrana danificada. Este mesmo procedimento foi realizado para outras propriedades tais como o alongamento e rigidez secante a 5 e a 10 de deformação. Baseando-se nos resultados obtidos, foi encontrado que, para a configuração utilizada, não existiu uma redução na resistência à tração da geomembrana danificada para alguns valores de tensão aplicados. Por sua vez, o valor do alongamento apresentou uma diminuição com o aumento da tensão aplicada no ensaio de dano. Foram também analisados os resultados obtidos para rigidez secante e observou-se que houve um aumento nos seus valores. / The presence of toxic substances in some mining tailings makes the foundation sealing an important property. For this, it is common the use of compacted natural soil or artificial materials such as the geomembranes This study aims to evaluate the integrity of the waterproofing artificial material, in this case a PVC geomembrane, with respect to the property of tensile strength after the application of loads related to tailing material above it in order in order to determine the influence of mechanical damage on the strength of the geomembrane. Compression damage tests were performed in 120 samples of PVC geomembrane with 1 mm thickness aplling pressures of 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa, 500 kPa and 1000 kPa (24 samples per pressure). For this, a medium scale equipment was used. After the damage tests tensile strength tests were performed A total number of 130 trials were performed including damaged and virgin geomembranes and the average of the last was considered as standard value. The obtained results were analysed using a statistical analysis aiming to determine whether the obtained variation was significant or not. The methodology was based on the determination of a confidence interval using the Student´s "t" distribution. If the value was within this range, there was no significant variation and therefore its reduction factor is equal to one. Otherwise, the value of the reduction factor was obtained from the division of the average strength of the virgin geomembrane and the average value strength of the geomembrane after the damage test. This same procedure was performed for other properties such as elongation and secant stiffness at 5% and 10% deformation. Based on the results obtained, it was observed that for the used configuration there has been no reduction in tensile strength of the damaged geomembrane for some applied pressures. The value of the elongation showed a decrease with increasing applied pressure on the damage test. It was also analyzed the results obtained of the secant stiffness modulus and it was observed that there was an increase in their values.

O presente trabalho avalia a degradação de geomembranas de polivinil clorado - PVC e polietileno de alta densidade - PEAD (ou do inglês HDPE) após a imersão em aterros sanitários e após a exposição a temperaturas elevadas bem como a diferentes substâncias agressoras. As geomembranas submetidas ao envelhecimento natural foram amostradas do sistema de impermeabilização de um aterro sanitário experimental de resíduos sólidos urbanos, após 18 meses de sua construção, e de um aterro sanitário de resíduos classe I, após 12 anos de utilização. Além disso, algumas amostras foram colocadas na lagoa de chorume de um aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos por períodos de 5 a 8 meses. As geomembranas envelhecidas em laboratório constam de amostras expostas à temperatura de 75ºC em estufa por períodos de 1, 3, e 9 meses e amostras imersas em gasolina e óleo diesel por um período de 6 meses. A caracterização das mudanças ocorridas devido à degradação se deu através da realização de ensaios físicos, mecânicos e térmicos de acordo com as normas da ASTM. Na análise da influência na degradação através da exposição a elevadas temperaturas não foi possível identificar uma tendência de comportamento em função do tempo de exposição para dois materiais ensaiados. Mas, verificou-se que as membranas de PVC, quanto mais espessas, melhor resistiram ao efeito da temperatura, enquanto para as mantas de HDPE ocorreu o contrário em muitos parâmetros analisados. O contato com gasolina e óleo diesel afetou as duas geomembranas, com mais intensidades para amostras de PVC. Na análise da influência do envelhecimento natural, pode-se constatar que a geomembrana de PVC DE 1,0 mm apresentou um aumento de rigidez manifestado por um aumento do módulo de elasticidade, da ordem de 120%, enquanto as amostras de HDPE de mesma espessura praticamente não apresentaram variações. Por outro lado, a amostra de PVC retirada do aterro classe I, após 12 anos de utilização, praticamente não apresentou alteração, quando comparada a mostra virgem tomada como referência, podendo-se atribuir as variações encontradas aos próprios coeficientes de variação de ensaios. / This dissertation deals with degradation of Polyvinyl Chloride (PVC) and High Density Polyethylene (HOPE) after natural ageing and after exposition to high temperature, as well as to aggressive substances. The geomembranes submitted to natural ageing were exhumed from the liner systems of an urban waste experimental sanitary landfill, after 18 months of use and of a hazardous waste landfill, after 12 years of use. Besides that, some geomembranes were immersed in leachate during 8 months. The laboratory aged geomembranas were exposed to a temperature of 75°C during 1, 3 e 9 months and some were immersed in gasoline and diesel oil during 8 months. The analyses of degradation were performed through physical, mechanical and thermal tests following ASTM standards. The temperature changed to some extent the geomembranes properties, but the variation didn\'t follow a discemible trend in function oftime. However, it could be observed that for the PVC, the effect oftemperature tended to alter more severely the properties ofthe thinner membrane, while for the HDPE, the opposite occurred considering many of the analyzed properties. The gasoline and diesel oil affected both geomembranes, but this was more intense for the PVC geomembrane in order to prohibit its use with such substances. The 1,0 mm PVC geomembrane from the experimental landfill became stiffer and its modulus of elasticity increased about 120%. However that from the hazardous landfill didn\'t show any appreciable variation in the measured praperties. On the other hand, the HDPE geomembrane from experimental landfill was not appreciably affected after 18 months of use.

O presente trabalho avalia a degradação de geomembranas de polivinil clorado - PVC e polietileno de alta densidade - PEAD (ou do inglês HDPE) após a imersão em aterros sanitários e após a exposição a temperaturas elevadas bem como a diferentes substâncias agressoras. As geomembranas submetidas ao envelhecimento natural foram amostradas do sistema de impermeabilização de um aterro sanitário experimental de resíduos sólidos urbanos, após 18 meses de sua construção, e de um aterro sanitário de resíduos classe I, após 12 anos de utilização. Além disso, algumas amostras foram colocadas na lagoa de chorume de um aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos por períodos de 5 a 8 meses. As geomembranas envelhecidas em laboratório constam de amostras expostas à temperatura de 75ºC em estufa por períodos de 1, 3, e 9 meses e amostras imersas em gasolina e óleo diesel por um período de 6 meses. A caracterização das mudanças ocorridas devido à degradação se deu através da realização de ensaios físicos, mecânicos e térmicos de acordo com as normas da ASTM. Na análise da influência na degradação através da exposição a elevadas temperaturas não foi possível identificar uma tendência de comportamento em função do tempo de exposição para dois materiais ensaiados. Mas, verificou-se que as membranas de PVC, quanto mais espessas, melhor resistiram ao efeito da temperatura, enquanto para as mantas de HDPE ocorreu o contrário em muitos parâmetros analisados. O contato com gasolina e óleo diesel afetou as duas geomembranas, com mais intensidades para amostras de PVC. Na análise da influência do envelhecimento natural, pode-se constatar que a geomembrana de PVC DE 1,0 mm apresentou um aumento de rigidez manifestado por um aumento do módulo de elasticidade, da ordem de 120%, enquanto as amostras de HDPE de mesma espessura praticamente não apresentaram variações. Por outro lado, a amostra de PVC retirada do aterro classe I, após 12 anos de utilização, praticamente não apresentou alteração, quando comparada a mostra virgem tomada como referência, podendo-se atribuir as variações encontradas aos próprios coeficientes de variação de ensaios. / This dissertation deals with degradation of Polyvinyl Chloride (PVC) and High Density Polyethylene (HOPE) after natural ageing and after exposition to high temperature, as well as to aggressive substances. The geomembranes submitted to natural ageing were exhumed from the liner systems of an urban waste experimental sanitary landfill, after 18 months of use and of a hazardous waste landfill, after 12 years of use. Besides that, some geomembranes were immersed in leachate during 8 months. The laboratory aged geomembranas were exposed to a temperature of 75°C during 1, 3 e 9 months and some were immersed in gasoline and diesel oil during 8 months. The analyses of degradation were performed through physical, mechanical and thermal tests following ASTM standards. The temperature changed to some extent the geomembranes properties, but the variation didn\'t follow a discemible trend in function oftime. However, it could be observed that for the PVC, the effect oftemperature tended to alter more severely the properties ofthe thinner membrane, while for the HDPE, the opposite occurred considering many of the analyzed properties. The gasoline and diesel oil affected both geomembranes, but this was more intense for the PVC geomembrane in order to prohibit its use with such substances. The 1,0 mm PVC geomembrane from the experimental landfill became stiffer and its modulus of elasticity increased about 120%. However that from the hazardous landfill didn\'t show any appreciable variation in the measured praperties. On the other hand, the HDPE geomembrane from experimental landfill was not appreciably affected after 18 months of use.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2006. / Submitted by Érika Rayanne Carvalho (carvalho.erika@ymail.com) on 2009-12-11T14:46:28Z No. of bitstreams: 1 2006_Janaina Provásio Colmanetti.pdf: 9166872 bytes, checksum: 25c4ababf0785d25e6c7e3eb431faa0c (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-12T19:33:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Janaina Provásio Colmanetti.pdf: 9166872 bytes, checksum: 25c4ababf0785d25e6c7e3eb431faa0c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-12T19:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Janaina Provásio Colmanetti.pdf: 9166872 bytes, checksum: 25c4ababf0785d25e6c7e3eb431faa0c (MD5) Previous issue date: 2006-03-02 / Esta tese aborda a utilização de geomembranas na impermeabilização da face de montante de barragens de enrocamento. Parte deste estudo consistiu no levantamento de todos os fatores que pudessem intervir na elaboração do projeto e instalação desse sistema. Assim, a revisão bibliográfica sobre o assunto ocupa parte significativa desta tese, tendo em vista a deficiência de publicações em língua portuguesa sobre o tema. As opções disponíveis na literatura quanto a detalhes de projeto, tipos de geomembrana, durabilidade etc., que mais se adequassem às barragens de enrocamento com face impermeável foram buscadas, contribuindo para que, ao final deste trabalho, algumas recomendações pudessem ser apresentadas visando orientar a elaboração de futuros projetos de Barragem de Enrocamento com Face de Geomembrana (BEFG) no Brasil. O programa de ensaios de laboratório conduzido na amostra piloto de geomembrana de Policloreto de Vinila com Plastificante (PVC-P) representa uma campanha de ensaios que deve ser adotada na caracterização e avaliação do desempenho desse material visando a sua aplicação em barragens. O envelhecimento artificial em estufa indicou a tendência de comportamento das propriedades analisadas, confirmadas posteriormente pela análise dos resultados das amostras exumadas. Embora um valor limite não tenha sido atingido para todas as temperaturas de incubação, o Modelo de Arrhenius pôde ser aplicado, considerando a extrapolação dos dados. A análise estatística dos dados obtidos nas amostras exumadas das barragens e reservatórios italianos possibilitou, ainda que de maneira preliminar, uma estimativa mais confiável do tempo de vida das geomembranas de PVC-P. Apesar da grande variabilidade nos resultados, o que já era esperado devido ao fato de as amostras corresponderem a diferentes estruturas, as análises estatísticas demonstraram com elevada confiabilidade se houve alteração nas propriedades avaliadas após os 22 anos de exposição da geomembrana ao ambiente. Ao final, tendo por base todas as informações coletadas durante esta tese: revisão bibliográfica, consultas a projetos executados e comunicação pessoal com projetistas e instaladores, associadas aos resultados do programa de ensaios conduzido na geomembrana de PVC-P, concluiu-se que a BEFG é uma alternativa tecnicamente viável para a realidade brasileira. Verificou-se também que a durabilidade das geomembranas de PVC-P é compatível com o tempo de vida útil esperado para barragens. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This thesis investigated the use of geomembranes as impervious layers at the face of rockfill dams. Part of the studied consisted on identifying relevant aspects regarding the design of such application as well as installation procedures for the geomembrane layer in the field. Thus, the literature review occupies a significant part of this thesis, as there are almost no publications in Portuguese on the subject. Aspects related to design details, types of geomembranes, durability etc, relevant to rockfill dams, were collected from the literature. This allowed the preparation of some recommendations on the use of geomembranes in dams presented at the end of this thesis, which aim to provide some guidelines for future projects of rockfill dams with geomembrane as part of the dam upstream impervious face. The laboratory programme on PVC-P geomembranes was aimed to characterise and evaluate the performance of this material for its use in dams. Woven artificial ageing indicated the trends of the properties investigated, that were confirmed afterwards by tests on exhumed geomembrane specimens. Although a threshold value has not been obtained for all incubating temperatures, the Arrhenius model was applied, taking into consideration the extrapolation of the data available. A statistical analysis of the data from specimens exhumed from Italian dams and reservoirs allowed an estimate on the lifetime of PVC-P geomembranes, although on a preliminary basis. In spite of the variability of the results due to the different specimen origins, the statistical study demonstrated with high level of confidence the intensity of geomembrane degradation after 22 years of service. Based on the data obtained from the literature review, data from real projects, personal contacts with designers and geomembrane installers, associated to the results obtained in the research programme on PVC-P geomembranes, it is demonstrated that the use of geomembranes in the upstream impervious face of rockfill dams is a technical alternative for Brazilian conditions. It was also observed that the durability of the PVC-P geomembranes was compatible with the expected dam lifetime.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-01-25T16:06:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) disserta natali. FINAL.pdf: 2684085 bytes, checksum: 8a4ca200d8713256adc6a25a36f5010c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T16:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) disserta natali. FINAL.pdf: 2684085 bytes, checksum: 8a4ca200d8713256adc6a25a36f5010c (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 / CNPq / Segundo a legislação brasileira (ABNT-NBR 10.004, 2004) define-se como resíduos sólidos os resíduos nos estados sólidos e semi-sólidos, que em função de sua periculosidade podem ser classificados em duas classes principais: Resíduos Classe I – Perigosos, Resíduos Classe II - Não Perigosos, esse subdividido em duas classes: Resíduos Classe II A - Não Inertes e Resíduos Classe II B - Inertes. Nesse contexto, inserimos o lodo gerado em Estação de Tratamento de Água - ETA, em problema comum da indústria do saneamento no Brasil, onde grande parte desse lodo, ainda se encontra sem o adequado tratamento e destino final, agravado pelo o estado semi-sólido, fator complicador para o transporte e disposição final. Para reduzir o volume de água do lodo existem tecnologias com o uso de adensador, filtro-prensa, centrífuga, secagem térmica e os tubos (bag) de geotêxtil, confeccionados em tecido de polipropileno de alta densidade e resistência, que podem promover uma redução superior à 90% da umidade do lodo. Neste estudo foi avaliado o lodo gerado na ETA Botafogo, localizada na região metropolitana de Recife – PE e gerenciada pela Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA). O lodo coletado no decantador foi acondicionado em bags, com e sem condicionamento de polímero, por um período de 3 meses. Foram realizadas análises de caracterização antes, durante e depois dos lodos presentes nos bags, além do líquido drenado. Após o completo preenchimento dos bags, realizou-se a metodologia de quarteamento para retirada de amostras de lodo que foram submetidas às análises para avaliação do teor de umidade (%) e dos metais Fe, Cu, Pb, Zn, Mn e Al. Dentre os metais presentes, o alumínio foi escolhido como objeto de estudo, devido o Sulfato de alumínio ser utilizado como coagulante na ETA em questão. Neste sentido, o uso do bag de geotêxtil para concentrar poluentes, que são lançados no solo ou nos recursos hídricos, se mostrou bastante eficiente, visto que o monitoramento da concentração de metais no lodo afluente, do lodo concentrado e do líquido drenado do bag mostrou que 99% do Fe, 98% do Cu, 99% do Pb, 47% do Mn, 100% do Zn e 100% do Al, ficaram retidos no lodo que recebeu a adição do polímero. Quando o lodo não recebeu o condicionamento com polímero, a retenção foi de 98%, 98%, 95%, 55%, 100% e 98% dos respectivos metais. Assim é possível desidratar e concentrar poluentes do lodo com o uso do geotêxtil, condicionado ou não com polímero, para posterior tratamento, reuso ou disposição final no meio ambiente de forma planejada e adequada. Em relação à DQO do permeado, foi observado que para o sistema sem polímero se comportou como o sistema com polímero a partir da segunda coleta. / According to Brazilian legislation (ABNT-NBR 10004, 2004) is defined as solid waste residues in solid and semi-solid states, which due to its danger can be classified into two main classes: Class I Waste - Hazardous, Waste Class II - Non Hazardous, this subdivided into two classes: Class II Waste - Waste Not Aggregates and Class IIB - Aggregates. In this context, we entered the sludge generated at the Water Treatment Plant - WTA, a common problem of sanitation industry in Brazil, where much of this type of sludge is still without proper treatment and disposal, aggravated by the state semi -solid complicating factor for transport and final disposal. To reduce the water volume of the sludge technologies exist with the use of filler, filter press, centrifuge, drying and heat pipes (bag) of geotextile made of polypropylene and high-density tissue strength, which can promote a greater reduction to 90% moisture sludge. In this study we evaluated the sludge generated at the WTP Botafogo, located in the metropolitan region of Recife - PE and managed by Pernambuco Sanitation Company (COMPESA). The sludge collected in the decanter was packed in bags with and without conditioning polymer, for a period of 3 months. Characterization analyzes were conducted before, during and after the sludge present in the bags in addition to the drained liquid. After complete filling of the bags, there was the quartering methodology for removal of sludge samples that were subjected to analyze for assessing the moisture content (%) and metals Fe, Cu, Pb, Zn, Mn and Al Among the metal content, aluminum was chosen as the object of study because aluminum sulfate is used as the coagulant WTA studied. In this sense, the use of geotextile bag to concentrate pollutants that are released into the soil or water resources, was very efficient, since the monitoring of the concentration of metals in the influent sludge, the concentrated sludge and liquid drained from the bag showed 99% Fe, 98% Cu 99% Pb, 47% of Mn, and Zn 100% 100% Al, were retained in the sludge which received the addition of the polymer. And when it has received sludge conditioning polymer, retention was 98%, 98%, 95%, 55%, 100% and 98% of the respective metals. Thus it is possible to dehydrate and concentrate pollutants from sludge using geotextile, conditioning or not polymer, for further treatment, reuse or disposal into the environment in a planned and appropriate.

Nos sistemas de revestimento de fundo de aterros sanitários e pilhas de rejeito de mineração, é comum utilizar geotêxtil não-tecido para a proteção ao puncionamento da geomembrana por objetos pontiagudos como a brita. Neste trabalho, realiza-se um estudo experimental a fim de avaliar a superfície deformada de geomembrana de PEAD, com 2 mm de espessura, em camada de proteção sujeita a carregamentos de 600 kPa e 1800 kPa ao longo de 100 h, com o objetivo de simular danos mecânico de operação. Para a leitura da superfície deformada da geomembrana utilizou-se um lençol de chumbo localizado sob a geomembrana e as suas deformações foram estimadas a partir de uma máquina de leitura por coordenadas, com grid de 4 mm. Além deste, foi estimada a superfície deformada da geomembrana para o grid de 1 mm, com a aplicação do método de interpolação chamado de triangulação. Ainda foram utilizados extensômetros elétricos para estimar deformações pontuais na geomembrana. A fim de prevenir o puncionamento da geomembrana e limitar a sua deformação, utilizou-se como camada de proteção quatro geotêxteis não tecidos do tipo PP com massa por unidade de área variando entre 550 e 1300 g/m2, e uma camada de 10 cm de argila. Para a carga de 600 kPa, todas as camadas de proteção foram eficientes para evitar o puncionamento da geomembrana e limitar a sua deformação em 6%. Na carga de 1800 kPa, para proteção de geotêxtil, as configurações duplas tiveram melhor desempenho com valores de deformações menores que 6%, e a camada de 10 cm de argila foi ainda mais eficaz. Por fim, o trabalho mostrou que a superfície deformada decorrente do tipo de proteção adotado também é influenciada pelo grau de compactação do solo, o tipo de brita, a carga aplicada e as propriedades físicas do elemento de proteção. / In landfill backfill systems and mining tailings piles, it is common to use nonwoven geotextiles to protect geomembrane punctures by sharp objects such as gravel. In this work, an experimental study was carried out to evaluate the deformed HDPE geomembrane surface, with a thickness of 2 mm, under a protective layer subjected to loads of 600 kPa and 1800 kPa over 100 h, with the objective of Simulate mechanical damage of operation. To read the deformed surface of the geomembrane was used a sheet of lead located under the geomembrane and its deformations were estimated from a machine of reading by coordinates, with grid of 4 mm. Also, the deformed surface of the geomembrane was estimated for the grid of 1 mm, with the application of the interpolation method called triangulation. Electrical extensometers were also used to estimate point deformations in the geomembrane. In order to prevent the puncture of the geomembrane and to limit its deformation, four non-woven PP-type geotextiles with a mass per unit area ranging from 550 to 1300 g/m2 and a layer of 10 cm of clay. At the load of 600 kPa, all the layers of protection were efficient to avoid the puncture of the geomembrane and to limit its deformation in 6%. In the vertical load of 1800 kPa, for geotextile protection, the double configurations had better performance with deformation values lower than 6%, and the 10 cm layer of clay was even more effective. Finally, the work showed that the deformed surface resulting from the type of protection adopted is also influenced by the degree of soil compaction, the type of gravel, the applied load and the physical properties of the protection element.

O presente trabalho avalia a degradação de geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD) e de poli cloreto de vinila (PVC) após exposição a diversos agentes agressivos. Foram utilizadas geomembranas de PEAD com espessuras de 0.8, 1.0, 1.5 e 2.5 mm e de PVC com espessuras de 1.0 e 2.0 mm. As amostras foram expostas à intempérie, lixívia, calor (estufa convencional e com fluxo de ar), radiação UV, resíduo de nióbio (a 50°C) e água (a 65° e 85°C). As análises foram realizadas periodicamente através da avaliação de suas propriedades físicas e mecânicas. Análises térmicas também foram realizadas para a quantificação da degradação em nível molecular. As variações nas propriedades ocorreram em função do tipo e dos tempos de exposição. A exposição ao calor em estufa, por exemplo, ocasionou perda de deformabilidade com conseqüente aumento de rigidez nas geomembranas de PVC. Por outro lado, as geomembranas de PEAD tornaram-se mais dúcteis. Após exposição à intempérie e lixívia, verificou-se diminuição de deformabilidade para o PVC e aumento para o PEAD. A rigidez aumentou para o PVC enquanto que para o PEAD ocorreram oscilações principalmente nas maiores espessuras que apresentaram tendência de diminuição da propriedade ao final do período de análise. Os ensaios de OIT e MFI foram bastante úteis na quantificação da degradação dos materiais. / This work evaluates the degradation of high density poly ethylene (HDPE) and polyvinylchloride (PVC) geomembranes after exposure to a variety of aggressive agents. HDPE (0.8, 1.0, 1.5 and 2.5 mm) and PVC (1.0 and 2.0 mm) geomembranes were exposed to weathering, leachate, heat (conventional and air oven), UV radiation, niobium (50°C) and water (65° and 85°C). The analyses were performed periodically with measurements of physical and mechanical properties. Thermal analyses were also carried out to quantify the variations at molecular level. Properties varied in function of the type of exposure and incubation period. Exposure to heat, for example, leads to decreases in deformability with increases in stiffness for the PVC geomembranes. Conversely, the HDPE geomembranes became softener. After exposure to weathering and leachate, deformability decreased for the PVC and increased for the HDPE. The PVC became stiffer while some oscillations in the rigidity occurred for the HDPE. These oscillations occurred mainly for the thicker specimens that showed trends of decreases in this property at the last period of observation. MFI and OIT tests were very useful in the quantification of the degradation processes.

A eficiência das geomembranas como barreiras para controle e desvio de fluxo está diretamente relacionada com a integridade de sua superfície. Nos sistemas de impermeabilização basal, como utilizados em aterros sanitários, as geomembranas podem entrar em contato com materiais perfurantes e cortantes, como a brita do sistema de drenagem. Para prevenir perfurações e outros danos em geomembranas, são empregadas camadas de proteção, como geotêxteis não-tecidos e areia. Este estudo avalia o desempenho de geotêxteis não-tecidos de fibras curtas de poliéster (PET) e de polipropileno (PP), além de uma configuração com areia, como camadas de proteção para geomembranas de policloreto de vinila (PVC) e de polietileno de alta densidade (PEAD). Foram realizados ensaios índices, ensaios de puncionamento hidrostático e ensaios de carregamento estático em grande escala, para verificar os mecanismos de ruptura das geomembranas e o comportamento da resistência ao puncionamento com a adoção de camadas de proteção. Os resultados demonstraram desempenho superior, como elemento de proteção, dos geotêxteis de maior resistência mecânica e mecanismos de rupturas diferenciados entre geomembranas de PEAD e de PVC. / The efficiency of geomembranes as barriers for flow diversion is directly related to its integrity. In basal lining systems, such as those used in landfills and waste disposal lagoon, geomembranes can get into contact with sharp materials, such as gravel from the drainage system, which can induce excessive deformation and holes. To prevent geomembrane damage, nonwoven geotextiles and sand are usually employed as protective layers. This paper deals with the performance of polyester (PET) and polypropylene (PP) nonwoven geotextiles and a sand layer, as protective layers for polyvinyl chloride (PVC) and high density polyethylene (HDPE) geomembranes. Index, hydrostatic puncture and large-scale uniaxial compression tests were performed and have allowed understanding the geomembrane damage mechanism and the influence of protective layers properties in increasing the geomembrane performance against puncture. The test results have shown that the behavior in puncture protection is related to the mechanical resistance of geotextile and that the rupture mechanism is different for the different types of geomembrane used in the study.

Investiga-se neste trabalho a resistência ao cisalhamento em interfaces geomembrana-solo, utilizadas nos sistemas de impermeabilização de aterros e lagoas de efluentes. Foram realizados ensaios de ring shear envolvendo solos arenosos e argilosos, em condição seca e inundada. Os ensaios foram realizados utilizando uma areia de granulometria grossa a média e um solo argiloso proveniente do aterro sanitário de Piracicaba- SP. Neste trabalho foram utilizadas geomembranas de polivinil clorado, polietileno linear de média densidade e polietileno de alta densidade, com diferentes níveis de rugosidade. Os resultados mostraram que a resistência ao cisalhamento depende das características das geomembranas utilizadas, como flexibilidade e rigidez, além de outras. Conforme esperado, observou-se que as geomembranas texturizadas apresentaram maiores valores de ângulo de atrito do que as geomembranas lisas; enquanto as geomembranas flexíveis mostraram maiores valores de ângulo de atrito que as rígidas. Este comportamento foi verificado em ambos os tipos de interface. Verificou-se também que o efeito da compacidade dos materiais granulares e da saturação dos materiais mostrou-se pouco acentuado na resistência de interface areia/geomembrana. Nos ensaios de interface com solo argiloso foi verificado que a inundação influencia na resistência de interface, fornecendo menores valores de ângulos de atrito do que nos ensaios não inundados. Além deste aspecto, verificou-se que a resistência de interface em ensaios não inundados depende da umidade de compactação do solo argiloso. Este fato não foi verificado nos ensaios inundados. / This paper deals with the shear strength in the geomembrane-soil interfaces used in landfill and waste pond liners. Modified ring shear tests were carried out using sandy and clayey soils, in dry and saturated conditions. The tests were performed using a coarse to medium graded sand and a clayey soil from a sanitary landfill in Piracicaba - SP. In this work, polyvinyl chloride geomembranes, medium density linear polyethylene and high-density polyethylene, with different roughness levels, were used. The test results showed that the shear strength depends on several geomembrane characteristics, such as roughness and stiffness. As it was expected, texturized geomembranes showed higher friction angle values than smooth geomembranes; flexible geomembranes showed higher friction angle values than the stiff ones. Such behavior was verified in both interface types. Also, it was verified that the sand compaction and the material saturation have little influence on the sand-geomembrane interface shear strength. The interface shear strength tests, performed with a clayey soil, showed that the wetting condition affects the interface shear strength. Friction angle for wetted samples were smaller than those for non-wetted samples. In addition, it has been verified that the interface shear strength in non-wetted tests depends on the moisture content of the clayey soil. This fact has not been verified in the wetted tests.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). / Tendo em vista uma necessidade cada vez maior de redução de impactos ambientais envolvendo a construção de obras geotécnicas, torna-se relevante o emprego de materiais geossintéticos. Especificamente na execução de aterros sanitários, o aumento da inclinação dos taludes e da profundidade das células contribuem para o incremento da instabilidade das massas de solo e dificultam a realização de soluções de impermeabilização das células. Nesse contexto, os geossintéticos são considerados uma boa solução para redução desses tipos de problemas. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre alguns aspectos que influenciam a aderência entre geossintéticos e diferentes materiais. Para isso, estudaram-se várias interfaces entre geotêxtil não tecido/geomembrana, solo/geomembrana, solo/geotêxtil não tecido, concreto fresco/geotêxtil não tecido e concreto fresco/geomembrana. Como materiais utilizados, foram empregados: (i) areia, (ii) dois geotêxteis não tecidos agulhados de diferente massa por área (300 g/m² e 800 g/m²), (iii) cinco geomembranas de 2 mm de espessura (4 de PEAD e 1 PEBDL), sendo uma lisa, três texturizadas de matriz balão e uma texturizada de matriz plana e (iv) concreto fresco com três abatimentos (40 mm, 60 mm e 80 mm). As interfaces foram testadas com ensaios de cisalhamento direto para áreas de contato quadradas (de lado 100 mm e de lado 300 mm); já a maior área, com dimensões 1920 mm x 470 mm (comprimento x largura), foi estudada por meio de ensaio de plano inclinado sobre base rígida. Nos ensaios foram empregados valores de tensões normais baixos (≤ 6 kPa) e altos (25, 50 e 100 kPa). Para as análises, foram definidas as características geométricas da microtopografia das geomembranas – por meio de microscópio digital –, quantificando a altura das asperezas e outros parâmetros de rugosidade para cada tipo de geomembrana. Como resultados, foram obtidas variações no comportamento resistente das interfaces, alcançando-se valores menores para a maior área de contato ensaiada. A resistência ao cisalhamento das interfaces foi maior com o aumento da altura das texturas e maior concentração (geomembranas de PEAD com matriz balão). Foi obtida uma aderência menor com o aumento do abatimento do concreto fresco. Nas interfaces com geotêxtil, a gramatura não influenciou significativamente nos valores do ângulo de atrito. Por outro lado, a caracterização microtopográfica mostrou diferenças significativas entre as geomembranas empregadas. / Considering an increasing need to reduce environmental impacts involving the construction of geotechnical works, the use of geosynthetic materials becomes relevant. Specifically, in the execution of landfills, increasing slope and cell depth contribute to increase the instability of soil masses and waterproofing solutions of cells. In this context, geosynthetics are considered a good solution to reduce these types of problems. This work presents a study of some aspects that influence the adhesion between geosynthetics and different materials. For this, several interfaces among non-woven geotextile/geomembrane, soil/geomembrane, soil/non-woven geotextile, fresh concrete/non-woven geotextile and fresh concrete/geomembrane were studied. The following materials were used: (i) sand, (ii) two needled nonwoven geotextiles of different mass per area (300 g/m² and 800 g/m²), (iii) five geomembranes with 2 mm of thick each (4 of HDPE and 1 of LLDPE), being one smooth, three textured by blown film and one textured by flat die matrix, and (iv) fresh concrete in three consistencies (40 mm, 60 mm and 80 mm). The interfaces were tested using direct shear tests for square contact areas of 100 mm side and 300 mm side, while the largest area with dimensions 1920 mm x 470 mm (length x width) was studied using inclined plane test on rigid base. In the tests, low values (≤ 6 kPa) and high values (25, 50 and 100 kPa) of confining stresses were employed. For the analysis, the geometric characteristics of the geomembrane micro-topographies were defined using a digital microscope, quantifying the height of the asperities and other parameters of roughness for each type of geomembrane. As results were obtained variations in the resistant behavior of the interfaces, smaller for greater area of §contact tested. The shear strength of the interfaces was higher with increasing height of the textures of higher concentration (HDPE geomembranes with blown film matrix). A minor adherence was obtained with the reduction of the consistency of fresh concrete. In the geotextile interfaces, the mass per area did not significantly influence the friction angle values. While the microtopographic characterization showed significant differences between the geomembranes employed.