Strength of solid urban waste as a function of the level of compaction and the presence of soft plastics

O aumento das taxas de geração de resíduos é um fenômeno que vem acontecendo em todo o mundo e passou a ser um problema que afeta a sociedade e o poder público. No Brasil, a forma de disposição do lixo ambientalmente adequada mais utilizada é o aterro sanitário. No entanto, a escassez de áreas para disposição de resíduos cria a necessidade do aumento da capacidade volumétrica de aterros sanitários em operação ou na reutilização de antigas áreas de disposição encerradas. Com isso, tem-se construído aterros cada vez mais altos, reduzindo o problema da demanda de resíduos e, por outro lado, gerando preocupações quanto à estabilidade destes maciços. Dentro desse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a relação que a compactação e o aumento do peso específico dos resíduos têm com os parâmetros de resistência e o efeito de reforço causado pela presença de plásticos moles nos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) do município de Viçosa. Para tanto, foi desenvolvido um equipamento que permite realizar o ensaio de talude de resíduos de forma que fosse possível definir com certa precisão o momento da ruptura, a tensão e a superfície de ruptura. Em seguida, eram feitas retroanálises dessas condicionantes por meio do uso do software de estabilidade de maciços SLIDE 2D e, assim, eram determinados os parâmetros de resistência. Ao todo foram realizados 23 ensaios, com 4 níveis de compactação diferentes e com os teores de plásticos em 0%, 3%, 6% e no teor natural encontrado na gravimetria do resíduo (11,2%). Ao final do trabalho foi possível observar que a compactação dos resíduos é um passo importante a ser adotado nos aterros sanitários, gerando um aumento na resistência dos taludes de resíduo, pois ao aumentar o peso específico de 4 kN/m³ para 7 kN/m³ houve um aumento de 1194% na tensão de ruptura média. Pôde-se notar que a presença de plásticos moles altera as características dos resíduos e confirma a teoria de que esse material atua como um tipo de fibra, aumentando a sua resistência ao cisalhamento, já que ao diminuir o teor de plásticos para 0% a tensão de ruptura média apresentou uma redução de 70% na resistência, quando comparamos com o teor de plásticos natural do RSU (11,2%). Nas retroanálises realizadas no software de estabilidade de maciços os valores encontrados para a coesão variaram de 0 a 2,5 kPa e o ângulo de atrito variou de 0º a 43,9º. Por fim, chegou-se à conclusão de que os fatores discutidos neste trabalho afetam diretamente a resistência dos resíduos e destaca-se que a grande dificuldade no estudo e na interpretação de resultados de ensaios com resíduos sólidos urbanos está associada com a heterogeneidade do material, o qual apresenta diferentes tipos e dimensões de constituintes e componentes que podem degradar com o tempo. Palavras-chave: Aterro Sanitário. Estabilidade de Taludes. Parâmetros de Resistência. Retroanálise.The increase in waste generation rates is a phenomenon that has been happening all over the world and has become a problem that affects society and public authorities. In Brazil, the most used form of disposal of waste that is environmentally adequate is the sanitary landfill. However, the shortage of areas for waste disposal creates the need to increase the volumetric capacity of landfills in operation or in the reuse of old closed disposal areas. With this, increasingly taller landfills have been built, reducing the problem of waste demand and, on the other hand, generating concerns about the stability of these masses. In this context, the objective of this work was to study the relationship that compaction and increased specific weight of waste have with the strength parameters and the reinforcement effect caused by the presence of soft plastics in Solid Urban Waste (USW) in the municipality of Viçosa. For this purpose, equipment was developed to carry out the residue slope test so that it would be possible to define with some precision the rupture moment, the tension and the rupture surface. Then, back-analysis of these conditions was carried out using the SLIDE 2D slope stability software and, thus, the resistance parameters were determined. A total of 23 tests were carried out, with 4 different compaction levels and with plastic contents at 0%, 3%, 6% and in the natural content found in the gravimetry of the residue (11.2%). At the end of the work, it was possible to observe that the compaction of waste is an important step to be taken in landfills, generating an increase in the resistance of the waste slopes, because when increasing the specific weight from 4 kN/m³ to 7 kN/m³ there was a 1194% increase in the average breaking strength. It can be noted that the presence of soft plastics alters the characteristics of the waste and confirms the theory that this material acts as a type of fiber, increasing its shear strength, since by decreasing the plastic content to 0% the tension of medium rupture showed a 70% reduction in strength, when compared with the natural plastics content of MSW (11.2%). In the retroanalyses carried out in the massif stability software, the values found for cohesion ranged from 0 to 2.5 kPa and the friction angle ranged from 0° to 43.9°. Finally, it was concluded that the factors discussed in this work directly affect the strength of the waste and it is highlighted that the great difficulty in the study and interpretation of test results with urban solid waste is associated with the heterogeneity of the material, which presents different types and dimensions of constituents and components that can degrade over time. Keywords: Landfill. Slope Stability. Strength Parameters. Back-Analysis.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic