Avaliação qualitativa de registros de monitoramento geotécnico e modelagem numérica de um aterro sanitário experimental
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Míriam de Fátima Carvalho Machado
Cícero Antônio Antunes Catapreta
Cícero Antônio Antunes Catapreta
Resumo
O monitoramento de aterros sanitários é uma ferramenta importante, pois permite acompanhar seu comportamento geomecânico e o desempenho ambiental, permitindo a identificação de alterações nos comportamentos previstos e a proposição de medidas preventivas e corretivas, orientando os trabalhos de conservação e manutenção. A interpretação dos registros de programas de monitoramento geotécnico e ambiental, quando obtidos de forma sistemática e contínua, possibilita o entendimento do comportamento e a avaliação contínua do desempenho dos aterros sanitários, principalmente com relação à segurança geotécnica (estabilidade) e ambiental (contaminação do meio ambiente), além de contribuir para o estabelecimento e a calibração de modelos de comportamento para os aterros sanitários. Os resíduos sólidos urbanos são um material muito heterogêneo e de comportamento geomecânico e hidráulico complexo. Sob o ponto de vista geotécnico, a principal característica dos RSU, que dificulta a avaliação do seu comportamento, é a biodegradabilidade, que tem como consequência a constante alteração de suas propriedades geomecânicas e hidráulicas. Nesse contexto, essa dissertação analisou dados de 13 anos de monitoramento de um aterro sanitário experimental para: calibrar modelos e prever recalques a longo prazo; avaliar qualitativamente relações entre a precipitação, a vazão e os níveis de líquidos acumulados no interior de um aterro; avaliar a aplicabilidade de modelos computacionais para a previsão das emissões de longo prazo dos aterros sanitários, com destaque para os recalques e a geração e a qualidade dos líquidos lixiviados. Os resultados da análise qualitativa indicam uma diminuição das vazões e um aumento dos níveis mínimos de líquidos, que podem estar relacionados à uma redução da permeabilidade dos resíduos e à colmatação do sistema de drenagem. Os resultados dos modelos de previsão de recalques confirmaram a necessidade de utilização de longos períodos de registros de monitoramento para a previsão de valores mais próximos aos observados em campo. Os resultados obtidos pelos modelos hiperbólico e reológico subestimaram significativamente os recalques, independentemente do período de registros utilizado na calibração. Os melhores ajustes foram obtidos com o modelo compósito. O modelo computacional HMB mostrou que é capaz de produzir resultados semelhantes aos observados em campo.
Abstract
Landfill monitoring is an important tool because it allows to assess its geomechanical behavior
and environmental performance, enabling the identification of changes in predicted behavior
and the proposition of preventive and corrective measures, guiding the work of conservation
and maintenance. Interpretation of geotechnical and environmental monitoring data, when
obtained in a systematic and continuous way, allows the understanding of the behavior and a
continuous assessment of landfill performance, mainly concerning geotechnical (stability) and
environmental (contamination of the environment) safety, as well as contributes to the
development of models for landfill behavior. Municipal solid waste is a very heterogeneous
material with complex geomechanical and hydraulic behavior. From the geotechnical point of
view, the main feature of MSW that makes it difficult to study its behavior, is the
biodegradability, which causes a continuous change in geomechanical and hydraulic properties.
In this context, this work analyzed data from 13 years of monitoring of an experimental sanitary
landfill aiming to calibrate models and predict long-term settlements; evaluate qualitatively the
relationships between precipitation, flow and the levels of liquid accumulated within a landfill;
assess the applicability of computational models to predict long-term emissions of landfills,
emphasizing settlements and the generation and quality of leachate. The results of the
qualitative analysis indicated a reduction of discharges and an increase in minimum liquids
levels in time, which may be related to a reduction of waste permeability and clogging of the
drainage system. The results of the settlements models confirmed the need of using long periods
of monitoring data to predict values closer to those observed in field. The results obtained with
hyperbolic and rheological models significantly underestimate the settlements, regardless the
period of data used in the calibration. The best fits were obtained with the composite model.
The computational HBM model showed that it is able to produce results similar to those
observed in the field.
Assunto
Transportes, Aterro sanitário, Solos - Lixiviação, Resíduos sólidos - Aspectos ambientais
Palavras-chave
Aterro sanitário, Recalque, Líquidos lixiviados, Resíduos sólidos urbanos, Monitoramento, Modelo HBM
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