Performance of geotextiles in filtration of suspension water - soil

Os geotêxteis não-tecidos desempenham, dentre outras funções, papel relevante na filtração e drenagem de solos. Nesta função, necessitam ter vazios suficientemente grandes para permitir a livre passagem de água e, ao mesmo tempo, vazios suficientemente pequenos para impedir o arraste de partículas, de sorte a evitar a erosão interna do solo. Critérios de dimensionamento para atender a ambos os requisitos estão disponíveis na literatura e são utilizados com sucesso há vários anos. Uma situação menos estudada e compreendida refere-se ao desempenho desses geotêxteis na filtração de água com sólidos em suspensão. Trata-se de uma situação tida como crítica, pela possibilidade de colmatação do geotêxtil por essas partículas, de acordo com diferentes mecanismos. Neste trabalho, verifica-se o desempenho, em laboratório, de geotêxteis não-tecidos frente à filtração de suspensões de solo em água, tal qual poderia ocorrer por ocasião de enxurradas. Nessa perspectiva, tenta-se verificar qual poderia ser o desempenho desses geotêxteis quando utilizados para compor sistemas de proteção da entrada de estruturas de captação de água, como bocas de lobo e bueiros. O trabalho utiliza um geotêxtil não tecido de fibras curtas, fabricado a partir de poliéster e suspensões contendo bentonita e uma areia fina argilosa, solo típico da região de São Carlos, em diferentes concentrações. Estabelecem-se correlações entre diferentes características e propriedades dos geotêxteis estudados e estuda-se o mecanismo de colmatação, que em geral ocorreu para todos os geotêxteis, em intervalos de tempo associados às características do geotêxtil e à concentração de solo na suspensão. As severas condições de colmatação observadas e o comprometimento da permeabilidade dos geotêxteis sugerem que para as concentrações de solo utilizadas, os geotêxteis não seriam capazes de cumprir com a proteção da entrada de estruturas de drenagem.Nonwoven geotextiles play an important role in filtration and drainage of soils, among other functions. In these functions, they need to have large enough internal voids to allow free passage of water and at the same time these voids should be small enough to prevent the passing of particles and preventing piping formation or erosion of soil. Design criteria to satisfy both requirements are available in the literature and have been used successfully for many years. A topic that has not been deeply addressed refers to the performance of geotextiles on filtration of water with suspended solids since the possibility of geotextile clogging is real, impairing its behavior. In this work, the performance of nonwoven geotextiles in laboratory tests designed to observe the filtration of water containing solid particles in suspension is addressed. The tests were devised trying to understand what could be the performance of these geotextiles when used to compose inlet protection systems for drainage structures, such as culverts. The study used nonwoven short-fibers geotextile, made of polyester and suspensions containing bentonite and clayey fine sand, a typical soil of São Carlos area, Brazil, in different concentrations. The laboratory test results show that there exist correlations among different characteristics and properties of geotextiles studied and allowed to evaluate the mechanism of clogging, which generally occurred for all geotextiles, in time intervals associated to some characteristics of the geotextile and to the soil concentration in suspension. The severe clogging observed and the reduction of permeability of geotextile suggest that, for the solids concentration used, the geotextiles could not protect the entrance of drainage structures