Avaliação da eficiência da camada de impermeabilização de aterros sanitários

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.Apesar de a Política Nacional de Resíduos Sólidos considerar os aterros sanitários como formas de disposição final ambientalmente adequadas, eles têm o potencial de causar inúmeros impactos ambientais, como por exemplo, a contaminação dos recursos naturais por substâncias químicas presentes no lixiviado. Para evitar esse tipo de contaminação, é exigida uma camada de impermeabilização – ou liner de fundo –, a qual, normalmente, é composta por um solo de baixa permeabilidade compactado e um geossintético conhecido como geomembrana. Sua principal função é atenuar a percolação de contaminantes ao longo do solo de modo que suas concentrações permaneçam dentro dos limites de qualidade e não ofereçam riscos à saúde. Apesar disso, o mecanismo de transporte da difusão molecular ainda atua na transferência de substâncias químicas, pois ele é decorrente apenas do gradiente de concentração. O estudo tem intuito de analisar a eficiência da camada de impermeabilização de aterros sanitários por meio da modelagem do fluxo difusivo ao longo do solo e da geomembrana. Foi usado o software Wolfram Mathematica em todo o processo de modelagem. Foram analisados os contaminantes: cádmio, cobre, cloreto, níquel e cromo. Os modelos de difusão em solos e na geomembrana foram validados com dados do Aterro Sanitário de Brasília. Foi encontrado que a geomembrana não foi capaz de evitar a passagem dos íons de cloreto e cromo durante o período de vida útil de um aterro simulado. O liner de solo compactado mostrou-se eficiente na contenção de todos os contaminantes testados. As faixas encontradas de coeficientes de difusão molecular, com sorção, no solo foram: cromo entre 1,5 x 10-11 e 2,2 x 10-12 m2/s; cobre entre 1,2 x 10-12 e 6,8 x 10-15 m2/s; cloreto igual a 5,0 x 10-10 m2/s; cádmio entre 1,3 x 10-12 e 5,7 x 10-13 m2/s e níquel entre 2,6 x 10-12 e 6,4 x 10-12 m2/s. O estudo foi capaz de fornecer ferramentas de simulação do fluxo difusivo de alguns poluentes ao longo do tempo, que possibilita verificar o risco de contaminação e de desrespeito às normas de qualidade, além de auxiliar no dimensionamento de estruturas em aterros. Os resultados permitiram questionar a necessidade da geomembrana em empreendimentos de aterros sanitários, uma vez que o liner de solo se mostrou suficiente na contenção dos contaminantes.The Brazilian National Solid Waste Policy considers landfills as environmentally appropriate forms of final disposal. Even so, they still have the potential to cause numerous environmental impacts, such as the contamination of natural resources by the substances present in the leachate. In order to avoid this damage, the landfills require an attenuation layer as a barrier system against contaminant migration. This layer typically includes a geomembrane liner (GM) and either a compacted clay liner (CCL), and it is called composite liner. The intended function of the bottom liner is to impede advective contaminant migration and minimize the risk of environmental pollution and human health issues. Nevertheless, the molecular diffusion mechanism can still cause contaminant transportation through the bottom liner, since it depends only on the concentration gradient. This study analyses the efficiency of the composite liner as a barrier for the diffusive transport, using diffusive models for geomembranes and soil liners. The chemical species discussed were chrome, cadmium, copper, nickel and chloride and it the models were implemented in the software Wolfram Mathematica. The diffusion models were applied on the Brasília Sanitary Landfill, as a Case Study. It was found that the chrome and the chloride could readily diffuse through a 2 mm HDPE geomembrane in a few years. The CCL demonstrated to be an effective barrier against all the substances modelled. The diffusive transport in the soil liner was modelled and the diffusion coefficients obtained were: chrome between 1,5 x 10-11 and 2,2 x 10-12 m2/s; copper between 1,2 x 10-12 and 6,8 x 10-15 m2/s; chloride approximately 5,0 x 10-10 m2/s; cadmium between 1,3 x 10-12 and 5,7 x 10-13 m2/s and nickel between 2,6 x 10-12 and 6,4 x 10-12 m2/s. The study showed that the soil protection layer performed satisfactorily as a diffusive barrier for the contaminants simulated. It was concluded that the use of geomembrane in a bottom liner can be questioned, since the clay liner showed to be enough for the retention of the contaminants simulated