O sistema mais utilizado para o tratamento da água bruta disponível nos mananciais é a Estação de Tratamento de Água (ETA) convencional, conhecida também como estação de ciclo completo. Durante o processo de tratamento são produzidos os resíduos (lodos), originados principalmente da lavagem dos filtros e da descarga do decantador. Esses resíduos variam dependendo do tipo e quantidade de produto químico utilizado no tratamento e as características do manancial. O presente estudo teve como objetivo a análise de alternativas de tratamento dos resíduos gerados na ETA 06 de Palmas TO, com foco principal no desaguamento dos resíduos por meio da aplicação de polímeros sintéticos e filtração em geotêxtil. Primeiramente foram caracterizados os resíduos gerados na ETA 006, sendo em seguida feitos ensaios de bancada simulando condições de mistura rápida e clarificação/adensamento em jarteste e filtração em geotêxtil. Foram utilizadas diferentes dosagens de polímeros sintéticos não-iônico, catiônico e aniônico. Os resultados mostraram que o uso de polímeros no auxílio do desaguamento do lodo no geotêxtil foi eficiente, reduzindo valores de turbidez e teor de sólidos suspensos totais (SST) na amostra. O polímero que mostrou o melhor resultado no processo de desaguamento foi o catiônico. / The system most used for the treatment of raw water available in water sources is the conventional Water Treatment Plant (ETA), also known as full cycle station. During the treatment process are produced waste (sludge), originated mainly from filters wash and the discharge of the sedimentation tank. These wastes vary depending on the type and amount of chemical used in the treatment and water source characteristics. This study aimed to analyze the waste treatment alternatives generated in the ETA 006 of Palmas TO, with main focus on dewatering of waste through the application of synthetic polymers and geotextile filtration. First were characterized the waste generated at ETA 006, being then made bench tests simulating flash mixing conditions and clarification/consolidation in jar test and geotextile filtration. Were used different dosages of synthetic polymers non-ionic, cationic and anionic. The results showed that the use of polymers in the dewatering of sludge in the geotextile was efficient, reducing turbidity values and total suspended solids (SST) in the sample. The polymer that showed the best result in the dewatering process was the cationic.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma técnica construtiva inédita para dutos enterrados intitulada Geovala. Esta técnica consiste na instalação de um geossintético sobre uma vala, preenchida ou não com material fofo, localizado acima do duto com o principal objetivo de reduzir os esforços que atingem a estrutura. Para contribuir na avaliação do sistema proposto foi realizado um programa de ensaios em pequenas e grandes dimensões no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos EESC/USP. Neste programa de ensaios foi possível verificar que o sistema Geovala pode reduzir drasticamente as tensões na parede do duto e na envoltória de solo ao redor do duto. Além disso, um método analítico foi proposto para prever os deslocamentos verticais, deformações e esforços de tração gerados no geotêxtil, durante o rocesso construtivo e sobrecarga. Finalmente, verificou-se que os deslocamentos do geotêxtil previstos pelo método foram similares aos deslocamentos registrados nos ensaios experimentais. / This thesis presents the development of an unpublished constructive technique for buried pipes entitled Geovala. This technique comprises of the installation of a geosynthetic over a trench, filled or not with soft material, located above the pipe with the main objective of reducing the loads on the structure. To evaluate the proposed technique small and large scale testing programs were carried out at the laboratory of geosynthetics of the School of Engineering at Sao Carlos EESC/USP. In this testing program it was possible to verify that the Geovala system can reduce drastically the loads on the walls of the pipe and in the surrounding soil. Besides, an analytical method was proposed to predict the vertical displacement, deformations and tensile stress on the geosynthetic, during the constructive process and surcharge. Finally, it was verified that the displacements of the geotextile predicted by the analytical method were similar to the displacements recorded in the experimental tests.

Este trabalho apresenta resultados de ensaios de fluência de geotêxteis não tecidos executados em ensaios confinados. No equipamento utilizado, o reforço é confinado entre camadas de solo, permitindo que ambos os materiais tenham liberdade para apresentar deformações ao longo do tempo. Nesses ensaios, uma tensão vertical é aplicada ao solo que por sua vez solicita o reforço. Os ensaios foram realizados com três geotêxteis não tecidos, sendo dois de polipropileno e um de poliéster, e quatro tipos de solo confinante: três materiais granulares e uma argila silto-arenosa. Além disso, também foram executados ensaios de fluência não confinada para permitir comparação com os ensaios confinados. Os resultados indicaram que houve grande contribuição do confinamento na redução das deformações por fluência dos materiais ensaiados. Também foi avaliada a influência de alguns fatores na fluência confinada dos geotêxteis não tecidos, tais como: tipo de solo, tipo de geotêxtil e gramatura do reforço. Tais resultados são interessantes para avaliar o potencial de fluência do composto solo-geotêxtil que, normalmente, é baseado somente em ensaios no elemento isolado de reforço / This work presents results of creep tests on no woven geotextiles tested in confined lab tests. In the used equipment, the reinforcement is confined between two soil layers, allowing both materials to have freedom to deform with time. In those tests, a vertical stress is applied to the soil that transfers load to the reinforcement. The tests were performed using three no woven geotextiles, two of polypropylene and one of polyester, and four types of confining soil: three granular materials and sandy silty clay. Besides, unconfined creep tests were carried out to allow comparison with the confined tests. The results indicated that there was great contribution of the confinement in the reduction of the creep deformations of the tested materials. Also the influence of some factors was evaluated in the confined creep of the no woven geotextiles, such as: soil type, type of geotextile and mass per unit area of the reinforcement. Such results allow the evaluation of the potential of creep of the system soil-geotextile

Nas redes de distribuição de energia, as cruzetas sofrem uma exposição direta a intempéries, particularmente à ação da umidade, o que acelera seu processo de degradação. A higroscopicidade da madeira facilita a absorção de água, com significativa perda de suas características mecânicas e elétricas. Para minorar os problemas relacionados a absorção de umidade foi desenvolvido um novo processo de revestimento e impregnação da madeira e, neste trabalho, é apresentada uma investigação das características mecânicas e elétricas desse novo compósito. Para tanto, ensaios mecânicos de flexão estática foram executados em três materiais: na madeiras em estado natural (sem tratamento), na madeira resinada e no novo compósito; e, com intuito de estudar as características elétricas, ensaios de resistividade superficial e volumétrica foram realizados em amostras secas e molhadas. Também fez parte deste estudo o desenvolvimento de uma prensa mecânica para duas toneladas, cujo programa computacional pode ser facilmente adaptado para outras cargas. / In the electrical distribution system, the crossarms suffer direct exposure to weather conditions especially humidity, which can accelerates the degradation process. The hygroscopicity of wood facilitates the absorption of water, with significant loss of its mechanical and electrical characteristics. To reduce the problems listed above; we develop a new process of coating and impregnation of wood. Thus, we present in this work several studies on mechanical and electrical properties of these new composite. With this in mind, bending mechanical tests were performed in three materials: wood in natural state (no treatment), resin-impregnated wood also on the new composite. In addition, to study the electrical characteristics, tests of surface and volume resistivity were carried out in dry and wet samples. Furthermore, a two-ton mechanical press (whose computer program can be easily adapted for other tonnages) development was part of this work.

Este trabalho apresenta resultados de ensaios de fluência de geotêxteis não tecidos executados em ensaios confinados. No equipamento utilizado, o reforço é confinado entre camadas de solo, permitindo que ambos os materiais tenham liberdade para apresentar deformações ao longo do tempo. Nesses ensaios, uma tensão vertical é aplicada ao solo que por sua vez solicita o reforço. Os ensaios foram realizados com três geotêxteis não tecidos, sendo dois de polipropileno e um de poliéster, e quatro tipos de solo confinante: três materiais granulares e uma argila silto-arenosa. Além disso, também foram executados ensaios de fluência não confinada para permitir comparação com os ensaios confinados. Os resultados indicaram que houve grande contribuição do confinamento na redução das deformações por fluência dos materiais ensaiados. Também foi avaliada a influência de alguns fatores na fluência confinada dos geotêxteis não tecidos, tais como: tipo de solo, tipo de geotêxtil e gramatura do reforço. Tais resultados são interessantes para avaliar o potencial de fluência do composto solo-geotêxtil que, normalmente, é baseado somente em ensaios no elemento isolado de reforço / This work presents results of creep tests on no woven geotextiles tested in confined lab tests. In the used equipment, the reinforcement is confined between two soil layers, allowing both materials to have freedom to deform with time. In those tests, a vertical stress is applied to the soil that transfers load to the reinforcement. The tests were performed using three no woven geotextiles, two of polypropylene and one of polyester, and four types of confining soil: three granular materials and sandy silty clay. Besides, unconfined creep tests were carried out to allow comparison with the confined tests. The results indicated that there was great contribution of the confinement in the reduction of the creep deformations of the tested materials. Also the influence of some factors was evaluated in the confined creep of the no woven geotextiles, such as: soil type, type of geotextile and mass per unit area of the reinforcement. Such results allow the evaluation of the potential of creep of the system soil-geotextile

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma técnica construtiva inédita para dutos enterrados intitulada Geovala. Esta técnica consiste na instalação de um geossintético sobre uma vala, preenchida ou não com material fofo, localizado acima do duto com o principal objetivo de reduzir os esforços que atingem a estrutura. Para contribuir na avaliação do sistema proposto foi realizado um programa de ensaios em pequenas e grandes dimensões no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos EESC/USP. Neste programa de ensaios foi possível verificar que o sistema Geovala pode reduzir drasticamente as tensões na parede do duto e na envoltória de solo ao redor do duto. Além disso, um método analítico foi proposto para prever os deslocamentos verticais, deformações e esforços de tração gerados no geotêxtil, durante o rocesso construtivo e sobrecarga. Finalmente, verificou-se que os deslocamentos do geotêxtil previstos pelo método foram similares aos deslocamentos registrados nos ensaios experimentais. / This thesis presents the development of an unpublished constructive technique for buried pipes entitled Geovala. This technique comprises of the installation of a geosynthetic over a trench, filled or not with soft material, located above the pipe with the main objective of reducing the loads on the structure. To evaluate the proposed technique small and large scale testing programs were carried out at the laboratory of geosynthetics of the School of Engineering at Sao Carlos EESC/USP. In this testing program it was possible to verify that the Geovala system can reduce drastically the loads on the walls of the pipe and in the surrounding soil. Besides, an analytical method was proposed to predict the vertical displacement, deformations and tensile stress on the geosynthetic, during the constructive process and surcharge. Finally, it was verified that the displacements of the geotextile predicted by the analytical method were similar to the displacements recorded in the experimental tests.

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.

Este trabalho apresenta um estudo sobre deformações de geotêxteis ao longo do tempo, considerando interações entre reforço e solo confinante em muros de solo reforçado. O programa experimental desenvolvido para esse fim envolveu duas etapas básicas. Na primeira etapa, um novo equipamento foi desenvolvido na Escola de Engenharia de São Carlos/USP, para a realização de ensaios de fluência com um elemento de solo reforçado. O equipamento desenvolvido permite simular o mecanismo típico de transferência de carga em estruturas de solo reforçado, isto é, o solo solicita o geotêxtil. Esse equipamento também possibilita que solo e geotêxtil apresentem deformações ao longo do tempo de forma interativa. Nessa etapa, o programa de ensaios foi conduzido utilizando-se uma areia pura e um geotêxtil de polipropileno. Na segunda etapa deste trabalho, modelos de muros de solo reforçado foram ensaiados em centrífuga na Universidade do Colorado em Boulder, EUA. Os referidos modelos foram construídos utilizando-se uma areia e mantas de poliéster e de polipropileno. Alguns modelos foram carregados até a ruptura com acréscimo de aceleração, enquanto outros foram observados, no decorrer do tempo, sob aceleração constante. Nos ensaios para investigação de fluência, deformações significativas foram observadas, ocorrendo, inclusive, a manifestação de ruptura em determinados modelos, após algumas horas de ensaio. Os ensaios realizados nas duas etapas do trabalho revelaram aspectos importantes relativos à interação solo-reforço. Com base na interpretação dos resultados experimentais, apresenta-se uma discussão sobre mecanismos de deformação, em função do tempo, em muros de solo reforçado. / This thesis presents a study on the time- ependent deformations of geotextiles in reinforced soil walls considering the long-term interactive behavior between the reinforcement and the confining soil. The experimental program comprised two distinct phases. In the first phase, a new equipment was designed and constructed at the School of Engineering at Sao Carlos/USP, Brazil, in an attempt to perform creep tests with an element of reinforced soil. This equipment simulates the typical load transfer mechanism in reinforced soil structures, that is, the load is transferred from the soil to the reinforcement. This equipment also allows long-term interactive deformations between the soil and the geotextile. The testing program of this phase was conducted using a pure dry sand and a polypropylene geotextile. In the second phase of this research, models of reinforced soil walls were tested in a centrifuge facility at the University of Colorado at Boulder, USA. The models were built using a pure dry sand and a polyester or polypropylene geotextile. The models were either loaded until failure increasing the centrifugal acceleration or tested under constant acceleration. Considerable strains were observed in the creep tests, and some of the models failed after a few hours. The testing programs carried out in this study revealed important aspects of the soil-reinforcement interaction. Based on the analyses of the experimental results a broad discussion on long-term deformation mechanisms in reinforced soil walls is made herein.

Em todo o mundo, as redes aéreas de distribuição de energia elétrica levam energia a todos os consumidores. Parte destas redes utilizam cruzetas como meio de sustentação mecânica para cabos. Estas cruzetas podem atualmente ser produzidas em fibra de vidro, plásticos reciclados (Polietileno, Polipropileno de primeira produção) e outros materiais híbridos, usando polímeros e barras de aço para inserir resistência mecânica. Os custos destes materiais ainda são elevados e o seu processo de reciclagem ainda apresenta problemas no processo de logística reversa, impondo custos elevados. Alguns países, como Noruega e Estados Unidos, usam cruzeta de madeira laminada com sucesso, como material alternativo em suportes de linhas de transmissão e de distribuição. A cruzeta tradicional de madeira nativa é ainda empregada no Brasil, com uso restrito às redes de distribuição de energia elétrica. A aplicação contínua da madeira é atribuída principalmente ao baixo custo comparado com o de outros materiais empregados nos elementos do sistema de energia elétrica. Entretanto, considerações ambientais e baixa estimativa de vida da madeira têm mudado esta situação, conduzindo ao aumento de pesquisa nesta área. Neste trabalho foram discutidas duas espécies de madeira de reflorestamento, Pinus elliottii e Eucalyptus citriodora, impregnadas com resinas poliuretanas derivadas do óleo de mamona e revestidas com manta geotêxtil. Durante a execução dos trabalhos, foi detectada fragilidades mecânicas na madeira Pinus elliottii. Apenas a madeira Eucalyptus citriodora atende plenamente as necessidades do produto final. É importante observar que a resina empregada é uma matéria prima totalmente nacional, e que esta pesquisa contribui para a sua aplicação no desenvolvimento de um novo produto (cruzetas de madeiras resinadas revestidas com geotêxtil), com tecnologia totalmente brasileira, utilizando-se madeiras de reflorestamento, tipo Eucalyptus Citriodora. Estas cruzetas, além de respeitarem as leis ambientais, também apresentaram um excelente desempenho mecânico e elétrico, com ótimas perspectivas de instalações na rede de distribuição de energia elétrica, a um custo competitivo. Este trabalho apresenta avanço significativo no aumento da vida útil destas madeiras, ampliando o tempo para substituições de cruzetas nas redes de distribuição de energia e contribuindo com a preservação da natureza. / Aerial distribution networks take energy to consumers worldwide. Part of these networks use cross arms as a means of mechanical support for cables. These cross arms can be currently produced on glass fiber, recycled plastics (polyethylene, polypropylene first production) and other hybrid materials, using polymers and inserting steel bars for mechanical strength. The costs of these materials are still elevated and its recycling process also presents problems in the reverse logistics process, imposing high costs. In some countries, like Norway and USA, wood laminated cross arms have been used as an alternative material to support transmission and distribution lines with success, whereas traditional native wood cross arms are still used in Brazil restricted to energy distribution networks. Wood application is continued mainly due to its low cost compared to other materials applied in the electric energy system. However, environmental considerations and low wood life time estimate have changed this situation leading to increased research in this area. In this work we discussed two types of wood reforestation, Pinus elliottii and Eucalyptus citriodora, impregnated with polyurethanes resins derived from castor oil and coated with a geotextile blanket. It is important to observe that the resin employed is a national raw material, and that this research contributes to its application in the development of a new product (cross arms of resinous woods lined with a geotextile blanket) with complete Brazilian technology, using reforested wood, type Eucalyptus citriodora. These cross arms not only comply with environmental laws, but also present an excellent mechanical and electrical performance with great installation perspectives in the electricity distribution network at a competitive cost. This paper presents a significant step forward in increasing the life of these woods, extending time to cross arm replacements in power distribution networks, and contributing to nature preservation.

Em todo o mundo, as redes aéreas de distribuição de energia elétrica levam energia a todos os consumidores. Parte destas redes utilizam cruzetas como meio de sustentação mecânica para cabos. Estas cruzetas podem atualmente ser produzidas em fibra de vidro, plásticos reciclados (Polietileno, Polipropileno de primeira produção) e outros materiais híbridos, usando polímeros e barras de aço para inserir resistência mecânica. Os custos destes materiais ainda são elevados e o seu processo de reciclagem ainda apresenta problemas no processo de logística reversa, impondo custos elevados. Alguns países, como Noruega e Estados Unidos, usam cruzeta de madeira laminada com sucesso, como material alternativo em suportes de linhas de transmissão e de distribuição. A cruzeta tradicional de madeira nativa é ainda empregada no Brasil, com uso restrito às redes de distribuição de energia elétrica. A aplicação contínua da madeira é atribuída principalmente ao baixo custo comparado com o de outros materiais empregados nos elementos do sistema de energia elétrica. Entretanto, considerações ambientais e baixa estimativa de vida da madeira têm mudado esta situação, conduzindo ao aumento de pesquisa nesta área. Neste trabalho foram discutidas duas espécies de madeira de reflorestamento, Pinus elliottii e Eucalyptus citriodora, impregnadas com resinas poliuretanas derivadas do óleo de mamona e revestidas com manta geotêxtil. Durante a execução dos trabalhos, foi detectada fragilidades mecânicas na madeira Pinus elliottii. Apenas a madeira Eucalyptus citriodora atende plenamente as necessidades do produto final. É importante observar que a resina empregada é uma matéria prima totalmente nacional, e que esta pesquisa contribui para a sua aplicação no desenvolvimento de um novo produto (cruzetas de madeiras resinadas revestidas com geotêxtil), com tecnologia totalmente brasileira, utilizando-se madeiras de reflorestamento, tipo Eucalyptus Citriodora. Estas cruzetas, além de respeitarem as leis ambientais, também apresentaram um excelente desempenho mecânico e elétrico, com ótimas perspectivas de instalações na rede de distribuição de energia elétrica, a um custo competitivo. Este trabalho apresenta avanço significativo no aumento da vida útil destas madeiras, ampliando o tempo para substituições de cruzetas nas redes de distribuição de energia e contribuindo com a preservação da natureza. / Aerial distribution networks take energy to consumers worldwide. Part of these networks use cross arms as a means of mechanical support for cables. These cross arms can be currently produced on glass fiber, recycled plastics (polyethylene, polypropylene first production) and other hybrid materials, using polymers and inserting steel bars for mechanical strength. The costs of these materials are still elevated and its recycling process also presents problems in the reverse logistics process, imposing high costs. In some countries, like Norway and USA, wood laminated cross arms have been used as an alternative material to support transmission and distribution lines with success, whereas traditional native wood cross arms are still used in Brazil restricted to energy distribution networks. Wood application is continued mainly due to its low cost compared to other materials applied in the electric energy system. However, environmental considerations and low wood life time estimate have changed this situation leading to increased research in this area. In this work we discussed two types of wood reforestation, Pinus elliottii and Eucalyptus citriodora, impregnated with polyurethanes resins derived from castor oil and coated with a geotextile blanket. It is important to observe that the resin employed is a national raw material, and that this research contributes to its application in the development of a new product (cross arms of resinous woods lined with a geotextile blanket) with complete Brazilian technology, using reforested wood, type Eucalyptus citriodora. These cross arms not only comply with environmental laws, but also present an excellent mechanical and electrical performance with great installation perspectives in the electricity distribution network at a competitive cost. This paper presents a significant step forward in increasing the life of these woods, extending time to cross arm replacements in power distribution networks, and contributing to nature preservation.