Este trabalho apresenta a caracterização in situ de propriedades de interesse geotécnico de maciços de resíduos sólidos urbanos (RSU) e o estudo das propriedades de resistência ao cisalhamento de RSU com diferentes idades. Foram realizadas investigações por sondagens e com métodos geofísicos sísmicos no Aterro Sanitário de São Carlos (ASSC) e ensaios de cisalhamento direto de grandes dimensões (50x50 cm2) com amostras de diferentes idades de aterramento coletadas no ASSC, no Lixão Desativado de São Carlos e em Aterro Experimental construído nas proximidades do Lixão. As investigações realizadas no ASSC revelaram que as diferentes fases de operação do maciço (aterro controlado e aterro sanitário) produziram dois estratos com diferentes propriedades geotécnicas. A umidade, as velocidades de propagação de ondas sísmicas e o peso específico in situ dos dois estratos são distintos, sendo sempre menores e menos dispersos no estrato mais raso (operado como aterro sanitário) e maiores e mais dispersos no estrato mais profundo (operado como aterro controlado). Realizaram-se tentativas de determinação do peso específico in situ dos RSU com medição dos volumes escavados por substituição de volume. Notou-se que os furos tendiam a diminuir de diâmetro assim que a composição de sondagem era retirada e que o método adotado para avanço dos furos, com trado helicoidal de haste oca, promovia segregação dos componentes atravessados, realizando uma amostragem parcial dos mesmos. Foram calculados valores médios de peso específico in situ para o maciço investigado (9 a 15 kN/m3) e identificadas as principais limitações da aplicação deste método a aterros sanitários. A aplicação de métodos geofísicos sísmicos foi fundamental para a diferenciação dos dois estratos e permitiu que se calculasse o módulo de cisalhamento máximo (Go) dos resíduos, que variou significativamente de um estrato para outro. Foi possível comparar os resultados obtidos com a aplicação do método crosshole e do método multichannel analysis of surface waves (MASW) no mesmo aterro sanitário. A caracterização das seis amostras utilizadas nos ensaios de cisalhamento direto revelou que, apesar de elas representarem idades distintas de disposição dos resíduos (2 a 25 anos) e condições de aterramento variadas (formas de operação dos depósitos, ambientes de decomposição e condições de confinamento), a maioria delas se encontrava em estágio avançado de degradação (fase metanogênica) e apenas a mais recente (2 anos de aterramento) encontrava-se em estágio um pouco menos avançado de degradação (início da fase metanogênica). Todas elas exibiram curvas tensão-deslocamento semelhantes, sem pico ou valor de máxima resistência bem caracterizados. Os parâmetros de resistência ao cisalhamento foram obtidos a partir de níveis específicos de deslocamento. Avaliou-se a influência da amostragem, dos procedimentos de preparação das amostras e da composição gravimétrica de cada uma delas sobre os valores calculados para coesão e ângulo de atrito. Para deslocamentos de 100 mm o resíduo aterrado há dois anos apresentou coesão de 13,7 kPa e ângulo de atrito de 22º. Os resíduos mais degradados, com idades de disposição entre 5 e 25 anos, apresentaram coesão de 4,4 kPa e ângulo de atrito de 30º. Utilizaram-se tensões normais de 50, 150 e 250 kPa. Realizaram-se ainda ensaios de cisalhamento direto de grandes dimensões em uma das amostras com corpos de prova em duas posições: paralela e perpendicular à direção de compactação. Os resultados confirmaram que os RSU têm comportamento anisotrópico, sendo que os corpos de prova ensaiados com os componentes alinhados preferencialmente na posição vertical (rotacionados) têm comportamento de endurecimento ainda mais pronunciado que aqueles ensaiados com os componentes orientados preferencialmente no plano horizontal. / Field and laboratory tests were combined to characterize some in-place geotechnical properties of the waste body in the São Carlos Sanitary Landfill (SCSL). The investigation was carried out using hollow stem auger soundings and seismic geophysical methods in the field, and large-scale direct shear testing in the laboratory. The field investigation revealed two strata with different geotechnical properties and they could be related to the different operational phases of the landfill (controlled landfill and sanitary landfill). Moisture content, seismic wave velocities and in-place unit weight were systematically lower and less scattered in the upper stratum than in the lower stratum. The upper stratum was operated as a sanitary landfill and the lower stratum was operated as a controlled landfill. The investigations with geophysical seismic methods were essential for identifying the two strata and allowed for the calculation of the Poisson ratio and the small strain shear modulus (Go) of the waste body. The Poisson ratio showed no sensibility to the waste stratigraphy, but Go values were significantly higher in the lower stratum. Moreover, the results of two different geophysical methods, namely crosshole and multichannel analysis of surface waves (MASW), could be compared. An attempt was made to estimate overboring using a volume substitution method by filling the boreholes with gravel. This aimed at incorporating this aspect in the calculations of the MSW in-place unit weight. Nevertheless, the borings tended to cave in as soon as the augers were removed and this prevented the evaluation of the overboring. Moreover, the hollow stem auger tended to segregate the larger components of the waste and to bring only the smaller ones to the surface. Despite all these difficulties, average values for the MSW inplace unit weight were be calculated (9 to 15 kN/m3). In the laboratory, large-scale direct shear tests (500 x 500 mm2) were performed to provide an insight on the shear strength response of municipal solid waste (MSW) of different landfilling ages. The test samples were collected from the SCSL, a dumpsite and an experimental landfill. Their landfilling ages ranged from 2 to 25 years. Physico-chemical characterization of the samples revealed that most of them were subjected to the metanogenesis degradation phase, in spite of their different landfilling ages and burial conditions (operational characteristics of the deposits, decomposition environment and confining pressures). Only the newest one (2 years old sample) was subjected to an earlier stage of degradation. In the direct shear tests, all samples showed similar stress-strain curves, with continuous strain hardening and no identifiable maximum stress, despite the large displacements. The influence of sampling method, sample preparation and sample gravimetric composition on the calculated shear resistance parameters is discussed. For a 100-mm displacement the shear resistance of the less degraded waste (2 years of landfilling) is best characterized by cohesion = 13.7 kPa and friction angle = 22º. The more degraded wastes (5 to 25 years old samples) are best characterized by cohesion = 4.4 kPa and friction angle = 30º. The tests were performed with initial normal stresses of 50, 150 and 250 kPa. Specific large direct shear tests were performed to evaluate anisotropy in the MSW shear response. The test samples had the fibrous materials oriented perpendicular or parallel to the horizontal shear surface. Results confirmed the expected anisotropy by showing a hardening behaviour that was more pronounced when the fibrous materials were oriented perpendicular to the shear plan.

A caracterização geológica e geotécnica dos locais de implantação de aterros sanitários é fundamental, tanto para fornecer subsídios adequados ao projeto de instalação das células de deposição dos resíduos sólidos urbanos (RSU), quanto para que se conheçam as características da área antes de ser modificada pela obra. Neste sentido, o presente trabalho visou mostrar a contribuição que a geofísica, com o uso da técnica da eletrorresistividade e do potencial espontâneo, associado a informações de investigação geotécnica direta pode dar para o estabelecimento de um background da área de instalação do aterro sanitário da cidade de São Carlos-SP. Foram realizados 7 caminhamentos elétricos (CE) com o arranjo dipolo-dipolo com eletrodos espaçados de 10 metros e três sondagens elétricas verticais (SEV), utilizando o arranjo Schlumberger, com profundidade de investigação de até 100 metros. Para processamento dos modelos bidimensionais dos CE utilizou-se o programa RES2DINV, e enquanto que para as SEV foi utilizado o modelo unidimensional. A interpretação dos modelos geoelétricos foi aperfeiçoada pela confrontação com informações geológico-geotécnicas prévias da área, obtidas nos estudos de impacto ambiental (EIA/RIMA) e resultados de sondagens de simples reconhecimento (SPT), realizadas na fase de estudo para implantação do aterro sanitário. Com isso foi possível definir com clareza a profundidade do topo rochoso e das zonas de maior umidade nos CE e SEV. O conjunto de seções de CE foi georeferenciada com o auxílio de GPS de precisão, o que permitiu o tratamento espacial das informações e o estabelecimento dos mapas da superfície do topo rochoso, das zonas de fluxo de água subterrânea e da espessura dos materiais inconsolidados. O conjunto de informações obtido permitiu identificar locais possíveis para a instalação futura de poços de monitoramento, assim como os dados geoelétricos das várias camadas servirá como padrão para identificar eventuais contaminações do solo ou da água subterrânea no futuro. A identificação da presença do topo rochoso em pequena profundidade, em algumas áreas do aterro, permite o melhor planejamento das escavações para instalação das células de deposição do RSU. / The geological and geotechnical characterization of landfill implantation areas is crucial; even to provide appropriate subsidies of urban solid residues (USR) installation project of deposition cells and for knowing the characteristics of the area before being modified by the work. In this sense, the present work aimed to show the contribution that the geophysics, with the use of electrical resistivity technique and the spontaneous potential, associated with direct geotechnical investigation information can give to the establishment of a background of landfill installation area from São Carlos-SP city. Were performed 7 electrical imaging (EI) with the dipole-dipole array with electrodes spaced by 10 meters and three vertical electrical sounding (VES), using the Schlumberger array with depth research up to 100 meters. For processing of two-dimensional models of the EI was used the RES2DINV program and while for the vertical electrical sounding (VES)-was used one-dimensional model. Interpretation of geoelectric models was enhanced by the confrontation with geological and geotechnical information of prior area, obtained in the environmental impact assessment (EIA) and results of a simple reconnaissance probes, performed in the study phase for the landfill implementation. It was possible to clearly define the depth of the bedrock and the higher humidity areas in the EI and VES. The set of sections electrical Imaging (EI) was georeferenced with the aid of GPS accuracy that allowed the spatial treatment of Information and the setting maps of the bedrock surface, the groundwater flow zones and the thickness of the unconsolidated materials. The obtained set of information enabling identification of possible locations for the wells future monitoring installation, as well as the geoelectrical data from several layers will be use as a standard to identify possible contamination of the soil or groundwater in the future. The identification of bedrock presence in small depth, in some areas of landfill, allows better planning of excavation for installation of MSW deposition cells.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3923778 bytes, checksum: ba62a28da9d2b1f975d52fa2873cd0bc (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The growing importance and use of groundwater turns out to be necessary to evaluate the vulnerability of groundwater to contamination, which can be an important tool for environmental planning. Such evaluation requires a characterization of the physical environment, especially related to its soil and aquifers physical properties, among which the hydraulic conductivity stands out. In this context, this research aims to study the hydraulic conductivity of soils and the assessment of natural vulnerability to groundwater contamination of the Palmital stream watershed, based on a detailed characterization of the study area, located in the rural part of Viçosa city. Furthermore, the research seeks knowledge on the hydraulic conductivity of the soil classes present on the watershed, which are representative of Zona da Mata region, to landfill leachate, in order to verify the possibility of solid waste disposal in natural soil in landfills located in the region hilltops. The characterization of soils hydraulic conductivity at depth was done by the completion of permeability tests in boreholes, in six points on the watershed. The study of hydraulic conductivity of soils also involved the collection of undisturbed soil samples to about 1,0 m deep, at five points on the watershed, with subsequent determination of physical characteristics and performance of variable head permeability tests at laboratory, using water and landfill leachate as fluids. The assessment of the aquifers pollution vulnerability was performed by applying the DRASTIC and GOD methods. The characterization of the study area revealed that the watershed is covered by gneiss residual soils and an unconfined aquifer. Regarding pedology, soils are classified as Red-Yellow Latosols, Red-Yellow Acrisols and Haplic Cambisols. The results obtained in field varied from 10-4 to 10-7 cm.s-1, demonstrating the heterogeneity in soil in relation to the hydraulic conductivity. The results of water permeability laboratory tests have shown that Acrisols have hydraulic conductivity of the order of 10-4 and 10-5 cm.s-1, lower than Latosols and Cambisols, which presented similar values, of the order of 10-3 and 10-4 cm.s-1. The results confirm the effect of the Latosols fabric in its hydraulic behavior compared with other soils with high clay content. The results of leachate permeability laboratory tests have shown that Cambisols have hydraulic conductivity of the order of 10-6 and 10-7 cm.s-1, lower than Latosols and Acrisols. The results of laboratory permeability tests have also demonstrate the hydraulic conductivity of studied residual soils to landfill leachate is lower than to water, mainly due to clogged pores, considering a leachate containing significant amounts of suspended solids. Regarding aquifers vulnerability assessment to contamination, the application of DRASTIC and GOD methods resulted in similar maps and showed the great influence of the depth to water table in the evaluation. The watershed is divided into areas of low and medium vulnerability, the latter being predominant in areas of lower altitude and less wavy relief, where the water table is shallow. In the medium vulnerability areas, there is a risk of groundwater contamination due to the improper disposal of domestic sewage and the presence of animal waste from pig sty, corrals and pastures show that, demonstrating the need for improvement in sanitary structure in the watershed. / A crescente importância e utilização das águas subterrâneas torna fundamental a avaliação da vulnerabilidade à contaminação de aquíferos, a qual pode constituir uma ótima ferramenta de planejamento ambiental. Tal avaliação exige uma caracterização do meio físico, especialmente relacionada às propriedades físicas dos solos e aquíferos, dentre as quais destaca-se a condutividade hidráulica. Nesse contexto, a presente pesquisa tem como objetivos o estudo da condutividade hidráulica dos solos e a avaliação da vulnerabilidade natural à contaminação dos aquíferos da sub-bacia do córrego Palmital, baseada em uma detalhada caracterização da área de estudo, localizada na Zona Rural do município de Viçosa. Além disso, a pesquisa visa o conhecimento sobre a condutividade hidráulica das classes de solo da sub-bacia, representativas da Zona da Mata, ao percolado de aterro sanitário, a fim de avaliar a possibilidade de disposição dos resíduos sólidos sem a adoção de impermeabilização de base em aterros sanitários localizados em topos de morro na região. A caracterização da condutividade hidráulica dos solos em profundidade foi feita através da realização de ensaios de permeabilidade (infiltração) em furos de sondagem, acima do nível d água, em seis pontos da sub-bacia. O estudo da condutividade hidráulica dos solos envolveu também a coleta de amostras indeformadas de solo a cerca de 1,0m de profundidade, em cinco pontos da bacia, com posterior determinação dos índices físicos e realização de ensaios de permeabilidade à carga variável em laboratório, usando água e percolado de aterro sanitário como fluidos. A avaliação da vulnerabilidade à contaminação dos aquíferos foi realizada utilizando os métodos GOD e DRASTIC. A caracterização da área de estudos mostrou que a sub-bacia é coberta por solos residuais de gnaisse e por um aquífero livre. Com relação à pedologia, os solos que cobrem a bacia são classificados em Latossolos Vermelho-Amarelos, Argissolos Vermelho-Amarelos e Cambissolos Háplicos. Os resultados obtidos em campo variaram de 10-4 a 10-7 cm.s-1, evidenciando a heterogeneidade da permeabilidade dos solos em profundidade. Os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade em laboratório utilizando água mostraram que os Argissolos possuem condutividade hidráulica da ordem de 10-4 e 10-5 cm.s-1, menores que os Latossolos e Cambissolos, os quais apresentaram valores próximos, da ordem de 10-3 e 10-4 cm.s-1. Os resultados obtidos nos ensaios de permeabilidade em laboratório utilizando percolado mostraram que os Cambissolos possuem condutividade hidráulica da ordem de 10-6 e 10-7 cm.s-1, menores que os Latossolos e Argissolos. Os resultados confirmam o efeito da estrutura dos Latossolos em seu comportamento hidráulico, se comparado com outros solos com elevada fração de argila. Os resultados dos ensaios de permeabilidade em laboratório mostraram ainda que a condutividade hidráulica dos solos residuais estudados ao percolado de aterro sanitário é menor do que à água, devido principalmente à obstrução dos poros, considerando percolados com quantidades significativas de sólidos em suspensão. Com relação à avaliação da vulnerabilidade de contaminação dos aquíferos da área, a aplicação dos métodos GOD e DRASTIC resultou em mapas parecidos e evidenciaram a grande influência da profundidade do lençol freático na avaliação. A sub-bacia é dividida em áreas de baixa e média vulnerabilidade, sendo as últimas predominantes nas áreas de menor altitude e relevo menos ondulado, onde o lençol freático é mais raso. Nas áreas de média vulnerabilidade, existe risco de contaminação das águas subterrâneas devido à disposição inadequada de efluentes domésticos e à presença de dejetos animais provenientes de pocilgas, currais e pastagens, demonstrando a necessidade de uma melhoria da estrutura sanitária na sub-bacia.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5949510 bytes, checksum: 7ce06d13b0ebac171f033bc9f3529dfb (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / The technical normative standards for small landfills, recently approved in Brazil, states that, when combined factors such as permeability coefficient of the local soil, water table depth and the organic fraction of waste landfilled, the surplus water not surpassing predetermined values, the construction of the waterproofing system base can be exempted. This research aimed to evaluate the occurrence of contamination by leachates in the solid waste deposit of the city of Bugre - MG, which has been recently built according to the guidelines established by the aforementioned technical standards. Geotechnical analyzes were performed consisting of percussion soundings, infiltration tests, combined granulometry and Atterberg limits.surveys consist of percussion, infiltration tests, grading joint and Atterberg limits. There were also a gravimetric characterization of waste and water balance for the determination of water surplus. Samples were collected from soil below the waste disposal trenches at different depths for analysis of pH, total organic carbon, ammonia nitrogen, fecal coliform, total coliform, arsenic, cadmium, copper, total chromium, lead, total iron, manganese, mercury, nickel and zinc. The results were compared to the guiding values for soil quality established by current laws and norms. It is concluded, in general, that the soil quality study area was altered by the passage of the leachates, since various samples had concentrations greater than those found for the soil which had no contact with the residues and their effluents. However, the change in soil quality has not characterized the contamination of the area, since only one sample detected cadmium concentration higher than the value of Investigation established by legislation, which was not confirmed with increasing depth. / A norma técnica de aterros sanitários de pequeno porte, aprovada recentemente no Brasil, estabelece que, quando conjugados fatores como coeficiente de permeabilidade do solo local, profundidade do freático e fração orgânica dos resíduos aterrados, o excedente hídrico não superar valores pré-determinados, a construção do sistema de impermeabilização de base poderá ser dispensada. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a ocorrência de contaminação por lixiviados no depósito de resíduos sólidos urbanos do município de Bugre MG, construído de acordo com as diretrizes estabelecidas pela supracitada norma técnica. Foram realizadas análises geotécnicas constituídas por sondagens à percussão, ensaios de infiltração, granulometria conjunta e limites de Atterberg. Realizaram-se, também, a caracterização gravimétrica dos resíduos e o balanço hídrico para determinação do excedente hídrico. Foram coletadas amostras de solo abaixo das valas de disposição de resíduos, em diferentes profundidades, para análise dos parâmetros pH, carbono orgânico total, nitrogênio amoniacal, coliformes fecais, coliformes totais, arsênio, cádmio, cobre, cromo total, chumbo, ferro total, manganês, mercúrio, níquel e zinco. Os resultados foram comparados aos valores orientadores de qualidade do solo estabelecidos na legislação vigente. Concluiu-se, de uma maneira geral, que a qualidade do solo da área de estudo foi alterada pela passagem dos lixiviados, uma vez que várias amostras apresentaram concentrações superiores aos valores encontrados para o solo que não teve contato com os resíduos e seus efluentes. No entanto, a alteração da qualidade do solo não caracterizou uma contaminação da área, visto que somente uma amostra detectou concentração de cádmio superior ao valor de investigação estabelecido na legislação, o que não se confirmou com o aumento da profundidade.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2107458 bytes, checksum: 33bc026ad736cdcc6165be287ecc12d1 (MD5) Previous issue date: 2009-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The increasingly population and the growth of the cities, allied to the natural desire of man to raise the level and quality of life, has resulted in problems such as water pollution and degradation of mangroves. In the state of Paraíba, the Sanhauá river, which composes the Paraíba do Norte river estuary, is located very close to downtown in the city João Pessoa, the capital of the state, in a fully urbanized area and therefore presents problems of degradation that directly affect the life quality of the residents in their sides. The former Roger´s open dump is also seated in this area and was decommissioned in 2003 after nearly 40 years of operation. This fact aggravates even more the environmental problems and public health of the population that lives nearby. Thus, the main objective of this study is the evaluation of the water quality and the existing conflicts of its use in the Sanhauá river estuary, in the area of influence of the former Roger open dump. To achieve this objective, it was done, over a period of two years, the collection of information and data of the study area. It was used as research resources, visual investigation and photographic record of polluting sources, the use of questionnaires with the residents directly affected by the former Roger´s open dump and monitoring the quality of superficial water at four collection points (two upstream and two downstream from the former open dump). The analysis of water were performed at the sanitation laboratory of the Federal University of Paraíba. The former Roger´s open dump is still producing leachate that flows to the Sanhauá River mangrove, nevertheless there were several points of pollution with discharge of domestic wastewater and solid waste directly into the river. Comparing the quality of the superficial water with the fresh water class III quality standards, in which is classified the Sanhauá river, and the class I standard of brackish water, it was found that the parameters of this water exceeds the limits recommended by the CONAMA resolution 357/05. It can be concluded that the former open dump is still a major pollution source of the Sanhauá river, but it is not the only one, since the communities included in its influence area are being deprived of sanitation, so the waste is released directly into the river. Furthermore, as the deposit of household waste in the river at the same time there were other activities such as fishing, navigation, recreation (river bath), which in itself shows conflicting uses of water. / O aumento da população e o crescimento das cidades, aliada ao desejo natural do homem de elevação do nível e da qualidade de vida têm resultado em problemas como a poluição da água e a degradação dos manguezais. No estado da Paraíba, o rio Sanhauá, que compõe o estuário do Paraíba do Norte, está situado bem próximo ao centro da cidade de João Pessoa, sua capital, numa área totalmente urbanizada e por isso apresenta problemas de degradação que afetam diretamente a qualidade de vida da população residente nas suas margens. Nessa área também se encontra assentado o antigo Lixão do Roger, desativado em 2003 após cerca de 40 anos de funcionamento. Esse fato agrava ainda mais os problemas ambientais e de saúde pública da população que reside nas proximidades. Dessa forma, o objetivo principal deste trabalho é a avaliação da qualidade da água e os conflitos existentes do seu uso no estuário do rio Sanhauá, na área de influência do antigo Lixão do Roger. Para tanto, foi realizado durante um período de dois anos, levantamento de informações e obtenção de dados da área de estudo. Foram utilizados como recursos a investigação visual e registro fotográfico das fontes poluidoras, a aplicação de formulários junto aos moradores das comunidades afetadas diretamente pelo antigo Lixão do Roger e o monitoramento da qualidade da água superficial em quatro pontos de coleta (dois a montante e dois a jusante do antigo Lixão). As análises da água foram realizadas no Laboratório de Saneamento da Universidade Federal da Paraíba. O antigo Lixão do Roger ainda continua produzindo chorume que escorre para o manguezal do rio Sanhauá, todavia foram observados vários pontos de poluição com lançamento de esgotos domésticos e de resíduos sólidos diretamente no rio. Comparando a qualidade da água superficial com os padrões da classe 3 de águas doces na qual está enquadrado o rio Sanhauá e com padrão de classe 1 de águas salobras, verificou-se que essa água supera os valores máximos permitidos preconizados pela Resolução do CONAMA 357/05. Pode-se concluir então, que o antigo Lixão ainda é um grande poluidor do rio Sanhauá, mas não é o único, pois, as comunidades inseridas na sua área de influência são desprovidas de esgotamento sanitário e os dejetos são lançados diretamente no rio. Também foi verificado o depósito de lixo doméstico no rio ao mesmo tempo em que se realizavam outras atividades como pesca, navegação, recreação (banho), o que por si só já demonstra usos conflitantes da água.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T20:13:37Z No. of bitstreams: 1 PABLLO DA SILVA ARAUJO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 6927035 bytes, checksum: 9da5e680617a44b7eff618d9c75ffcf3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T20:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PABLLO DA SILVA ARAUJO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 6927035 bytes, checksum: 9da5e680617a44b7eff618d9c75ffcf3 (MD5) Previous issue date: 2017-03-29 / Capes / Uma das formas de tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) que mais se destaca são os aterros sanitários, que possui como vantagens, a facilidade de operação, menor custo quando comparado às outras técnicas (triagem, tratamento biológico, incineração, entre outras) e a existência de um plano de monitoramento contínuo. O aterro sanitário utiliza uma camada de cobertura final de solo compactado com a finalidade de isolar os resíduos do meio externo, minimizar a entrada de água para o interior do maciço sanitário, reduzir as emissões de gases para a atmosfera, evitar a proliferação de roedores e vetores de doença, entre outras. As Normas Brasileiras não regulamentam o tipo de solo a ser utilizado, nem técnicas de execução de camadas de coberturas de aterros, nem a forma de monitoramento, possuindo como única exigência o atendimento de um coeficiente mínimo de permeabilidade à água. Diante disso, este trabalho tem como objetivo analisar o desempenho do solo compactado utilizado na camada de cobertura final de um aterro de resíduos sólidos, tendo como campo experimental o Aterro Sanitário de Campina Grande/PB. Para isso foi realizada a caracterização física do solo utilizado na camada, verificação de seus parâmetros quanto à viabilidade para uso em aterros sanitários, análise físico-química e mineralógica, obtenção da curva de retenção de água no solo e análise dos pontos experimentais da curva aos ajustes propostos na literatura. Foi verificado o comportamento do solo frente aos processos de umedecimento/secagem e expansão/contração, observação da relação entre a umidade ótima de compactação e o ponto de entrada generalizada de ar (GAE), além da verificação da variação da umidade do solo em um perfil experimental da camada de cobertura por meio de sensores capacitivos. Os resultados demonstraram que, o solo possui permeabilidade à água admissível para uso em aterros sanitários segundo as normas nacionais e internacionais. O ajuste da curva de Van Genuchten aos pontos experimentais da curva de retenção atendeu às condições de concordância a partir dos parâmetros estatísticos analisados. A umidade ótima de compactação do solo possui valor próximo ao GAE, onde se inicia a dessaturação do solo, no qual o ar começa a entrar nos maiores poros formados pela drenagem da água e perda de umidade. Deve-se realizar a compactação do solo na energia proctor normal obedecendo à adição de água suficiente para atingir a umidade ótima, em um intervalo aceitável de ± 2%. Pode-se concluir que, o tipo de camada de cobertura final (solo argiloso compactado) utilizado é inadequado para a região do aterro devido às características climatológicas a que o solo está submetido e a ausência de proteção vegetal superficial. A aplicação da energia proctor normal para compactação do solo da camada de cobertura do aterro sanitário proporciona condições favoráveis à redução da permeabilidade à água do solo. A curva de retenção de água no solo da camada de cobertura do aterro sanitário apresenta comportamento unimodal e possui características de um solo argiloso. A utilização de sensores capacitivos se mostrou como uma técnica eficaz para aquisição automática da umidade do solo e verificação da sua variação ao longo do tempo, bem como, o monitoramento da sucção pela espessura da camada de cobertura final de solo compactado. / One of the forms of treatment of Municipal Solid Waste (MSW) is the landfill, which has the advantages of ease of operation, lower cost when compared to other techniques (sorting, biological treatment, incineration, among others) and the existence of a continuous monitoring plan. The landfill uses a final cover layer of compacted soil to isolate residues from the external environment, minimize the entry of water into the landfill, reduce the emission of gases into the atmosphere, prevent the proliferation of rodent and vectors of disease, among others. The Brazilian Regulations do not regulate the type of soil to be used, nor techniques for implementing layers of landfills, nor the form of monitoring, having as sole requirement the attendance of a minimum coefficient of water permeability. The objective of this work is to analyze the performance of the compacted soil used in the final cover layer of a landfill, with the Landfill Campina Grande/PB as an experimental field. The physical characterization of the soil used in the layer, verification of its parameters regarding the feasibility for use in landfills, physical-chemical and mineralogical analysis, obtaining the water retention curve in the soil and analysis of the experimental points of the curve were performed adjustments proposed in the literature. The behavior of the soil was verified in relation to the wetting/drying and swell/contraction processes, observation of the relation between the optimum compaction humidity and the Generalized Air Entry (GAE), besides the verification of soil moisture variation in one experimental profile of the cover layer by means of capacitive sensors. The results showed that the soil has permeability to water admissible for use in landfills according to national and international standards. The adjustment of the Van Genuchten curve to the experimental points of the retention curve met the conditions of agreement from the statistical parameters analyzed. The optimum soil compaction humidity has a value close to GAE, where soil desaturation begins, in which the air begins to enter the larger pores formed by water drainage and moisture loss. Soil compaction must be carried out in normal proctor energy by adding sufficient water to achieve optimum moisture, within an acceptable range of ± 2%. It can be concluded that the type of final cover layer (compacted clay soil) used is unsuitable for the landfill region due to the climatological characteristics to which the soil is subjected and the absence of surface vegetation protection. The application of normal proctor energy to soil compaction of the landfill cover layer provides favorable conditions for the reduction of soil water permeability. The water retention curve in the soil of the final cover layer of the landfill presents unimodal behavior and has characteristics of a clay soil. The use of capacitive sensors proved to be an effective technique for automatic acquisition of soil moisture and verification of its variation over time, as well as the monitoring of suction by the thickness of the final cover layer of compacted soil.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo do estudo foi avaliar o processo de tratamento de lixiviados de aterros sanitários combinado com lodos de fossa séptica com o uso de geobags. Foram realizadas amostragens no Aterro Sanitário de Rio das Ostras, onde foram coletadas amostras do lixiviado bruto, da lagoa de mistura de lodo de fossa séptica e lixiviado que constitui o afluente dos geobags, do efluente dos geobags, da entrada do wetland e da saída do wetland. Todas as amostras foram submetidas a análises físico-químicas (pH, condutividade, DQO, COD, nitrogênio amoniacal, série de sólidos), e ensaio de toxicidade com organismos-teste pertencentes a três níveis tróficos diferentes (Danio rerio, Daphnia similis e Aliivibrio fischeri). Além disso, foi realizado teste de coagulação com o mesmo polímero utilizado no aterro e ensaio de equilíbrio em lote com o lodo do interior do geobag. Os resultados encontrados apontaram para uma eficiência de redução de 90% para o parâmetro DQO, 97% para sólidos suspensos totais e 52% para COD, após o tratamento pelo geobag. Foi observada uma redução na toxicidade para Danio rerio e Daphnia similis quando o lixiviado foi misturado com o lodo de fossa séptica. Para Aliivibrio fischeri, ocorreu redução na toxicidade no efluente do geobag. Esses resultados mostraram que o potencial de utilização do geobag como parte integrante de sistemas de tratamento de lixiviados, considerando-se a especificidade do estudo (tratamento combinado com lodo de fossa séptica), pode contribuir para a solução de um dos principais problemas ambientais oriundos dos aterros sanitários em municípios de médio e pequeno porte. / The aim of the study was to evaluate the landfill leachate treatment process combined with sludge septic using geobags. Were conducted campaigns in Rio das Ostras landfill, where were collected samples of raw leachate, from the pond where it is mixed leachate and septic, which is the geobags affluent, the geobags effluent, the wetland affluent and wetland effluent. All the samples were submitted to physicochemical analysis (pH, conductivity, COD, DOC, ammonia, serial solids) and toxicity test with test organisms belonging to three different trophic levels (Danio rerio, Daphnia similis and Aliivibrio fischeri). In addition, clotting test was performed with the same polymer used in landfill and batch test with the sludge inside the geobag. The found results showed a 90% reduction in COD parameter, to 97% suspended solids and 52% for DOC after treatment by geobag. A reduction in toxicity to Daphnia similis and Danio rerio when the leachate was mixed with septic sludge was observed. To Aliivibrio fischeri, there was a reduction in toxicity in the effluent geobag. These results showed that the potential for using the geobag as part of leachate treatment systems, considering the specificity of the study (combined treatment with septic sludge), can contribute to solving one of the major environmental problems arising from landfills in medium and small municipalities.

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.

A geração de energia a partir do biogás do lixo em aterros sanitários é uma maneira de produzir energia elétrica renovável e limpa, reduzindo os impactos globais provocados pela queima dos resíduos sólidos urbanos. A contribuição ambiental mais relevante é a redução de emissões dos gases de efeito estufa (GEE), por meio da conversão do metano em dióxido de carbono, visto que o metano possui um potencial de aquecimento global cerca de 21 vezes maior, quando comparado ao dióxido de carbono (através da combustão do mesmo). De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os países ricos podem comprar créditos de carbono (CERs) dos países em desenvolvimento (que possuam projetos sustentáveis) para cumprir suas metas ambientais. O objetivo é transformar um passivo ambiental (destinação final dos resíduos sólidos urbanos) em um recurso energético, além do estudo da alternativa de obtenção de recursos financeiros através dos CERs. São analisadas as tecnologias de conversão energética (tecnologia de gás de lixo, incineração, entre outras), com a seleção da melhor alternativa para a geração de energia através do biogás de lixo em aterros sanitários. A metodologia utilizada é a recomendada pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA (2005). Serão apresentadas outras duas metodologias de cálculo da geração de metano: a do Banco Mundial e a do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas). São apresentados estudos comparativos demonstrando quando as turbinas a gás, motores de combustão interna (ciclos Otto ou Diesel) ou outras tecnologias de conversão energética serão viáveis na área técnica e econômica para implantação de Unidades Termoelétricas a biogás. No caso do Aterro de Gramacho, o projeto é viável com a utilização de motores a combustão interna e a obtenção de receitas com a venda da produção de energia e créditos de carbono. Por fim, será apresentada a alternativa do uso do biogás como substituto do gás natural para fins energéticos ou outros fins industriais. / The power generation through Biogas from wastes in landfill is a way to generate renewable and clean electric energy, reducing the global impacts provoked by the burning of urban solid wastes. The more important environmental contribution associated to this project is the reduction of greenhouse gases emissions (GHG), by means of the conversion of methane in carbon dioxide, since the methane has a potential of global warming about 21 times higher than carbon dioxide (through the combustion of the same). In accordance with the clean development mechanism (CDM), the industrialized countries can buy carbon credits from the developing countries (if they possess sustainable projects) to achieve their ambient goals. The objective is to transform environmental liability (final destination of the urban solid wastes) in an energetic resource, beyond the study of the alternative for obtaining financial resources through the CERs, that also is object of the present study. The technologies of energy conversion are analyzed (landfill gas, incineration, among others) with the selection of the best solution for the power generation through biogas from wastes in landifills. The methodology used is the recommended by the United States Environmental Protection Agency - USEPA (2005). Others two methodologies of calculation of the methane generation are presented: from World Bank and from IPCC (Intergovernamental Panel on Climatic Changes). Comparative studies are presented demonstrating when gas turbine, internal combustion engines (Otto or Diesel cycles) or other technologies for energy conversion have technical and economical feasibility for implantation of the power plant. In the case of Gramachos Landfill, the project is feasible with the use of internal combustion engines and incomes obtained with energy sales and carbon credits. Finally, they are presented the alternative of the use of biogas as substitute of the natural gas for energetic uses or other industrial ends.

A forma de tratamento e destinação final ainda mundialmente preponderante para os resíduos sólidos urbanos é o aterro sanitário, método que gera, além de uma massa sólida residual, parcialmente estabilizada, subprodutos finais líquidos e gasosos. O efluente líquido, conhecido como lixiviado, necessita tratamento específico, devido a sua elevada nocividade ao meio ambiente, em função, principalmente, de suas elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e de matéria orgânica, em elevado percentual, recalcitrante. O presente trabalho avaliou em escala de bancada o tratamento, via processo físico-químico, através de coagulação-floculação, de lixiviado bruto proveniente de aterro sanitário Central de Resíduos do Recreio (operado pela Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), desprovido de qualquer tratamento prévio, e de lixiviado pré-tratado biologicamente em reatores sequenciais em batelada (RSB). Para o processo de coagulação-floculação foram testados os coagulantes policloreto de alumínio (PAC), cloreto férrico, sulfato férrico e tanino. Sucessivas etapas foram planejadas para a determinação de dosagem e ajuste de pH ótimos, para cada coagulante empregado, e para a verificação da influência de tempos e gradientes de misturas, bem como foi testada a aplicação de polímeros auxiliares de floculação. As variáveis resposta utilizadas para o monitoramento e a avaliação de eficiências foram a cor verdadeira, turbidez (com e sem prévia filtração), DQO, volume de lodo gerado e pH. O uso de reator sequencial em batelada objetivou nitrificação/desnitrificação convencional das elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal e eventual oxidação de matéria carbonácea. Verificou-se que os diferentes tempos e gradientes de mistura testados, assim como a utilização de polímeros auxiliares, não produziram impactos nos resultados. Os coagulantes inorgânicos apresentaram elevadas eficiências de remoção, com destaque para o cloreto férrico, o qual na dosagem de 1102 mgFe+3/L e ajuste inicial de pH em 6,2 removeu 98% da cor verdadeira e da turbidez filtrada, 63% da DQO, 40% da DBO5, e 88% de turbidez não filtrada do lixiviado bruto. Apesar da recalcitrância de considerável fração da matéria orgânica do lixiviado, o RSB2 removeu 40% da DQO e 60% da DBO5 originais. A coagulação-floculação do efluente do RSB2 necessitou inferiores dosagens dos coagulantes em relação ao processo com lixiviado bruto. O cloreto férrico, em dosagem ótima de 826 mgFe+3/L e ajuste de pH em 6,3, removeu 95% da cor, 77% da DQO, 82% da DBO5, 94% da turbidez filtrada e 92% da turbidez não filtrada. Concluiu-se por elevada viabilidade técnica do processo de coagulação-floculação para o lixiviado com e sem pré-tratamento, a partir da otimização das condições de contorno do processo. O pré-tratamento em RSB, quando utilizado controle de pH, demonstrou grande potencial para nitrificação/desnitrificação e oxidação de significante parcela da matéria carbonácea do lixiviado bruto. / The form of treatment and disposal still prevalent worldwide for solid waste is the landfill, a method that generates, in addition to a solid mass residual partially stabilized, liquid and gas end products. The effluent liquid, known as leachate, requires specific treatment, due to its high harmfulness to the environment, due mainly to its high concentrations of ammonia nitrogen and organic matter in high percentage, recalcitrant. This study evaluated the treatment on bench scale, via physico-chemical process, by coagulation-flocculation, of raw leachate from Central de Resíduos do Recreio landfill (operated by Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos), devoid of any previous treatment, and biologically pretreated leachate reactors in sequential batch reactors (SBR). For the process of flocculation-coagulation were tested polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferric sulfate and tannin. Successive stages were designed for determining dosage and optimum pH adjustment for each coagulant employed and for verifying the influence of times and gradients mixtures, as well as tested in the application of polymers flocculation auxiliaries. The answers used for parametric monitoring and evaluation of efficiencies were the true color, turbidity (with and without prior filtration), COD, sludge volume and pH. The use of sequential batch reactor aimed conventional nitrification/denitrification of the high concentrations of ammonia nitrogen and eventual oxidation of carbonaceous matter. It was found that the different gradients and mixing times tested, as well as the use of auxiliary polymers, did not produce impact on the results. The inorganic coagulants showed high removal efficiencies, especially ferric chloride, which at a dose of 1102 mgFe+3/L and initial pH adjusted to 6.2, removed 98% of the true color and filtered turbidity, 63% of COD, 40% of BOD5 and 88% of unfiltered turbidity. Despite the considerable fraction of the recalcitrance of organic matter in the leachate, the SBR2 removed 40% of COD and 60% of BOD5 of the original. The coagulation-flocculation of the effluent from SBR2 required lower dosages of coagulants in relation to the similar process with raw leachate. Ferric chloride in optimum dosage of 826 mgFe+3/L and adjusting pH to 6.3, removed 95% of color, 77% of COD, 82% of BOD5, 94% of the filtered turbidity and 92% of unfiltered turbidity. It was concluded by high technical feasibility of the process of flocculation-coagulation for the leachate with and without pre-treatment, based on the optimization of the boundary conditions of the process. The pre-treatment with SBR, when pH control, demonstrated high potential for nitrification/denitrification and oxidation of a significant portion of the carbonaceous of the raw leachate.