avaliaÇÃo do uso de manta de cobertura de pead no …

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

AVALIAÇÃO DO USO DE MANTA DE COBERTURA DE PEAD NO VOLUME

DE PERCOLADO EM UM ATERRO SANITÁRIO

ESTUDO DE CASO

LUIS GUILHERME FARIAS ALVES

2020

AVALIAÇÃO DO USO DA MANTA DE COBERTURA DE PEAD NO VOLUME


ESTUDO DE CASO

LUIS GUILHERME FARIAS ALVES

Projeto de Graduação apresentado ao curso

de Engenharia Civil da Escola Politécnica,

Universidade Federal do Rio de Janeiro,

como parte dos requisitos necessários à

obtenção do título de Engenheiro.

Orientador: Prof. Marcos Barreto de Mendonça

Co-orientador: Prof. Claudio Fernando Mahler

RIO DE JANEIRO

Janeiro de 2020

AVALIAÇÃO DO USO DA MANTA DE COBERTURA DE PEAD NO VOLUME


ESTUDO DE CASO

Luis Guilherme Farias Alves

PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE

ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO

RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A

OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL.

Examinado por:

______________________________________________

Prof. Marcos Barreto de Mendonça, D.Sc.

_______________________________________________

Prof. Claudio Fernando Mahler, D.Sc.

_______________________________________________

Engª. Katia Regina Alves Nunes, D.Sc.

_______________________________________________

Profª. Maria do Carmo Reis Cavalcanti, D.Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL 2020

IV

Alves, Luis Guilherme Farias

Avaliação do uso da manta de cobertura de PEAD no

volume de percolado em um aterro sanitário - Estudo de caso /

Luis Guilherme Farias Alves – Rio de Janeiro: UFRJ/Escola

Politécnica, 2020.

XV, 107 p.:il.; 29,7 cm.

Orientadores: Marcos Barreto de Mendonça

Claudio Fernando Mahler

Projeto de Graduação – UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de

Engenharia Civil, 2020.

Referências Bibliográficas: p. 80-85

1. Introdução 2. Revisão Bibliográfica 3. Aterro Vale I-

Estudo de Caso 4. Apresentação dos dados na aplicação dos

métodos empíricos 5. Conclusões e recomendações futuras

I. Mahler, Claudio Fernando; II. Mendonça, Marcos Barreto

de; III. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola

Politécnica, Curso de Engenharia Civil. IV. Avaliação do uso

de uma manta de cobertura de PEAD no volume de percolado

em um aterro sanitário - Estudo de caso

V

“Todos esses que aí estão

Atravancando meu caminho,

Eles passarão...

Eu passarinho!”

Mario Quintana

VI

AGRADECIMENTOS

Muitos são aqueles que contribuíram de maneira direta ou indireta para que eu

chegasse nessa etapa da conclusão de mais um ciclo da minha vida. Em primeiro lugar,

agradeço ao grupo de professores que me lecionaram as disciplinas de Geotecnia na

graduação, pois acredito, que vocês foram vitais no meu interesse por essa área, em

destaque: Marcos Barreto, Leonardo Becker, Alessandra Conde, José Couto, Bernardino

Borges, Ana Claúdia, e Fernando Danziger. Ressalto também, outros professores que

merecem destaque, não só pelo empenho em transmitir seus conhecimentos, como

também pelo carisma e poder de cativo: Iene Figueiredo, Isaac Volschan, Paulo Renato,

Monica Pertel, Kátia Dantas, Sandra Oda, Sergio Hampshire, Flavia Moll e Ricardo

Valeriano.

Agradeço também ao professor Claudio Mahler, pela paciência e compromisso

em me transmitir seus conhecimentos, além das orientações acerca de assuntos que

envolvem este trabalho. Agradeço novamente ao professor Marcos Barreto, por ter

aceitado esse desafio e buscar instigar em mim, o espírito de engenheiro e pesquisador.

Faço uma dedicação especial à Gustavo de Araújo Barud (em memória), pessoa

de exímia fibra moral que mesmo tendo nos deixado, permanece intacto em nossas

lembranças, pelo exemplo de ser humano que foi e pelo legado que deixou nesse mundo.

Outro responsável pela minha jornada acadêmica, é o Colégio Pedro II, exemplo

de colégio público que deveria servir de modelo para nosso país. Agradeço a todos os

professores e técnicos administrativos que conseguiram expandir meus horizontes, em

especial, à professora Solveig de Penteado Fava, pela paciência e vontade de ensinar.

Agradeço especialmente às pessoas da Alta Geotecnia, pelo conhecimento e

companheirismo durante esses anos de estágio, em especial ao Álvaro Vianna que me

permitiu ter essa experiência. Agradeço também aos meus colegas Rodrigo Condé,

Thiago Ornelas, João Pedro, Jéssica Castelo, Thamiris Meireles, Lucas Mendes, Eduardo

Guedes, Felipe Dias, Kadson Gomes, Gabriela Batalha, Yago Rodrigues e Vitor Borges.

Agradeço muito à Manuela Galindo e Caio Amendola, uma autarquia, pelas dicas e

orientações de como desenvolver este trabalho.

Por fim, dedico este trabalho à pessoa que sempre buscou me motivar na vida,

minha mãe, Lucimar Ribeiro de Farias, mulher que sempre me apoiou nos momentos

difíceis. Dedico também este trabalho final, ao meu irmão, Wilton Farias, por todo apoio

dado nestes anos e à minha irmã, Elaine Farias Silva, por ter me ajudado a ingressar no

Colégio Pedro II, um divisor de águas em minha vida.

VII

Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos

requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil.

AVALIAÇÃO DO USO DE MANTA DE COBERTURA DE PEAD NO VOLUME

DE PERCOLADO EM UM ATERRO SANITÁRIO - ESTUDO DE CASO


Janeiro de 2020

Orientadores: Claudio Fernando Mahler

Marcos Barreto de Mendonça

Com a Política Nacional de Resíduos Sólidos, sancionada em 2010, muitos municípios

da federação se viram obrigados a buscar alternativas para destinar os resíduos gerados

em seus territórios, sendo o mais empregado atualmente, a destinação final para aterros

sanitários. Este trabalho busca analisar a influência da colocação de uma manta de

cobertura de PEAD, em lugar de grama, na geração de lixiviado, através de medidas de

operação do aterro, comparadas com valores previstos através do emprego de métodos

empíricos. Ter um método confiável de previsão de quantidade de lixiviado é relevante

para a concessionária, tendo em vista os custos elevados causados pela sua coleta e

tratamento. Neste trabalho foi realizado um estudo de caso, no qual foram utilizados os

dados fornecidos pela própria concessionária da operação do aterro, buscando analisar

não só os diferentes métodos empíricos de previsão, mas o impacto da colocação de uma

manta de cobertura em lugar do tradicional uso de grama na geração de efluente líquido.

Foi observado que os parâmetros empregados nos métodos empíricos foram influenciados

pelo tipo de cobertura e, em paralelo, verificou-se uma diminuição do volume de

percolado medido no aterro.

Palavras-chave: Lixiviado; Chorume; Percolado; Aterro Sanitário; Método Suíço;

Balanço Hídrico; Método Racional, PEAD

VIII

Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Engineer.

EVALUATION OF USING HDPE COVERING IN THE PERCOLATED

VOLUME IN A SANITARY - CASE STUDY


January 2020

Advisers: Claudio Fernando Mahler

Marcos Barreto de Mendonça

With a National Solid Waste Policy sanctioned in 2010, many Brazilian cities had to seek

alternatives for the disposal of waste generated in their territories, being the most used

today, its sending towards the landfills. This research paper will analyze the placing

influence of HDPE plastic coverture, instead of grass, on leachate generation, through the

measurements realized from the landfill's operators, compared to with the results from

empirical methods. A reliable method of forecasting leachate quantity is relevant for a

landfill's concessionaire, due the high costs caused by its collection and treatment. In this

work, a case study was carried out, using the data provided by the landfill concessionaire

itself, with grass cover and with a HDPE geomembrane, seeking to analyze not only the

different empirical forecasting methods, but the impact of a plastic covering placing,

instead of a traditional grass covering in the liquid efluent generation. It was observed

that the parameters applied in the empirical methods were influenced by the type of

coverage and, in parallel, there was a decrease in the percolate volume measured in the

landfill.

Keywords: Leachate; Landfill; Swiss Method; Water Balance Method; Racional Method;

HDPE

IX

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIGURA 2.1 - FAIXA MARGINAL DE PROTEÇÃO DE RIOS (ADAPTADO DE CORRÊA, BARBOSA, ET AL., 2010)................... 4

FIGURA 2.2 - ESQUEMA DE ESCAVAÇÃO EM TERRENO NATURAL (FONTE: PRÓPRIO AUTOR). .............................................. 5

FIGURA 2.3 - ESQUEMA DE CONSTRUÇÃO DE DIQUE (FONTE: PRÓPRIO AUTOR). ................................................................. 5

FIGURA 2.4 - GBR-P E ARGILA COMPACTADA .................................................................................................................. 6

FIGURA 2.5 - GBR-P, GBT-C E ARGILA COMPACTADA .................................................................................................... 6

FIGURA 2.6 - EXEMPLO DE REVESTIMENTO DUPLO, COMPOSTO EM SISTEMA DE BARREIRAS DE FLUXO ............................... 6

FIGURA 2.7 - EXEMPLO DE REVESTIMENTO DUPLO, DUPLAMENTE COMPOSTO EM SISTEMA DE BARREIRAS DE FLUXO ......... 6

FIGURA 2.8 – ATERRO SANITÁRIO EM SANTO ANDRÉ, IMPERMEABILIZADO COM MANTA DE PEAD ................................... 7

FIGURA 2.9 - DISPOSIÇÃO DA MANTA DE PEAD SOBRE BASE DO ATERRO SANITÁRIO (FONTE: MEUCCI, 2014). .............. 7

FIGURA 2.10 – DRENO VERTICAL EXECUTADO ................................................................................................................. 7

FIGURA 2.11 - EXECUÇÃO DE DRENOS HORIZONTAIS ........................................................................................................ 7

FIGURA 2.12 - ESQUEMA DE DRENAGEM DE PERCOLADOS: (A) EM SEÇÃO; (B) EM PLANTA (TOZETTO, 2008). ................. 8

FIGURA 2.13 - ROLO COMPACTADOR COMPACTANDO CAMADA DE RESÍDUOS .................................................................... 9

FIGURA 2.14 – TRATOR DE ESTEIRA REALIZANDO NIVELAMENTO DA CAMADA DE RESÍDUO ............................................... 9

FIGURA 2.15 – DESCIDA HIDRÁULICA EM COLCHÃO DRENANTE (FONTE: ALTA GEOTECNIA)..................................... 10

FIGURA 2.16 – DESCIDA HIDRÁULICA EM MANTA DE PEAD (FONTE: ALTA GEOTECNIA). ........................................ 10

FIGURA 2.17 – PADRÃO DE CAMADAS DE UMA COBERTURA FINAL DE ATERRO (ADAPTADO DE BOSCOV, 2017). ............ 11

FIGURA 2.18 - FOTO DO PLUVIÔMETRO VILLE DE PARIS (FONTE: PRÓPRIO AUTOR). ......................................................... 12

FIGURA 2.19 - PROVETA GRADUADA MARCANDO A LÂMINA DE CHUVA (FONTE: PRÓPRIO AUTOR) ................................... 12

FIGURA 2.20 - MARCO SUPERFICIAL (FONTE: ALTA GEOTECNIA). ............................................................................ 13

FIGURA 2.21 - SEÇÃO DE UM PIEZÔMETRO SIFÂO – COTAS EM CENTÍMETROS (SCHULER, 2010). .................................. 14

FIGURA 2.22 - PIEZÔMETRO COM MANÔMETRO PARA LEITURA DA PRESSÃO DE GÁS (SCHULER, 2010). ........................ 14

FIGURA 2.23 - LEITURA DO NÍVEL PIEZOMÉTRICO (SCHULER, 2010). ........................................................................... 14

FIGURA 2.24 - CALHA PARSHALL (INCONTROL, 2016). .............................................................................................. 16

FIGURA 2.25 - CALHA PALMER-BOWLUS (INCCER, 2019) ........................................................................................... 16

FIGURA 2.26 - TENDÊNCIAS OBSERVADAS NA DECOMPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS COM RECIRCULAÇÃO DE LIXIVIADO ........... 19

FIGURA 2.27 – EVOLUÇÃO TÍPICA DA DEGRAÇÃO DOS RESÍDUOS E DA COMPOSIÇÃO DE GASES EM ATERROS SANITÁRIOS

(SCHALCH, 1992 APUD CARVALHO, 1999). .................................................................................................. 19

FIGURA 2.28 – ESQUEMA SIMPLIFICADO DO BALANÇO HÍDRICO NA GERAÇÃO DO PERCOLADO. ........................................ 20

FIGURA 2.29 - VARIAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE X PROFUNDIDADE ................................................................................ 24

FIGURA 2.30 - PESO ESPECÍFICO X IDADE DO ATERRO (AZEVEDO ET AL., 2003 APUD NASCIMENTO, 2007) ............. 24

FIGURA 2.31 – TEOR DE UMIDADE X IDADE DO ATERRO (CARVALHO ET AL., 2003 APUD ABREU, 2014) ................... 25

FIGURA 2.32 - SITUAÇÃO DE SOLOS EM DIFERENTES GRAUS DE UMIDADE (BRADY, 1989 APUD LINS, 2003). ............... 26

FIGURA 2.33 - ESQUEMA DE INTERPRETAÇÃO DA CAPACIDADE DE CAMPO (LINS, 2003). ............................................... 27

FIGURA 2.34 - BALANÇO HÍDRICO DE UM ATERRO SANITÁRIO, ADAPTADO DE ROCCA, NARCHI, ET AL., (1981)........... 29

FIGURA 3.1 - LOCALIZAÇÃO DA CTR E DO VALE I (FONTE: GOOGLE EARTH). ................................................................. 42

FIGURA 3.2 - VALE I EM JULHO/2004 ............................................................................................................................. 43

FIGURA 3.3 - VALE I EM JUNHO/2007 ............................................................................................................................. 43

FIGURA 3.4 - VALE I EM SETEMBRO/2013 ...................................................................................................................... 44

FIGURA 3.5 - VALE I EM FEVEREIRO/2014 ...................................................................................................................... 44

FIGURA 3.6 - VALE I EM NOVEMBRO/2014 ..................................................................................................................... 44

FIGURA 3.7 - VALE I EM MARÇO/2015 ........................................................................................................................... 44

X

FIGURA 3.8 - VISÃO GERAL DA CENTRAL DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS (FONTE: CTR). ................................................ 45

FIGURA 3.9 - QUANTIDADE DE RESÍDUOS RECEBIDOS E DISPOSTOS NO VALE I (FONTE: CTR) ......................................... 46

FIGURA 3.10 - QUANTIDADE E DISCRIMINAÇÃO DOS RESÍDUOS RECEBIDOS (FONTE: CTR) .............................................. 47

FIGURA 3.11 - AMPLITUDE TÉRMICA DO MUNICÍPIO DO ATERRO, ADAPTADO DE CLIMATE DATA, 2019. ............................ 48

FIGURA 4.1 - MÉDIA DA PLUVIOMETRIA. ........................................................................................................................ 50

FIGURA 4.2 - MÉDIA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADOS. ................................................................................... 51

FIGURA 4.3 – COMPORTAMENTO DA GERAÇÃO E DA ESTIMATIVA DO PERCOLADO (C VARIANDO 0,13-0,17). ................... 53

FIGURA 4.4 – ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DE PERCOLADO COM COBERTURA VEGETAL – BALANÇO HÍDRICO (C VARIANDO

0,13-0,17). ......................................................................................................................................................... 53

FIGURA 4.5 - COMPORTAMENTO DA GERAÇÃO E DA ESTIMATIVA DO VOLUME DE PERCOLADO (C=0,18 FIXO). ................. 54

FIGURA 4.6 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADO COBERTURA VEGETAL - MÉTODO SUÍÇO (K=0,21). 55

FIGURA 4.7 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADO COM COBERTURA VEGETAL - RACIONAL (C=0,20). 56

FIGURA 4.8 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADOS ATRAVÉS DE MÉTODOS EMPÍRICOS (ANO DE 2010).

........................................................................................................................................................................... 58

FIGURA 4.9 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADO COM COBERTURA PEAD – BALANÇO HÍDRICO

(C=0,30 FIXO). ................................................................................................................................................... 62

FIGURA 4.10 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADO COM COBERTURA PEAD - MÉTODO SUÍÇO

(K=0,12). ............................................................................................................................................................ 63

FIGURA 4.11 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADO COM COBERTURA PEAD - RACIONAL (C=0,32). .. 64

FIGURA 4.12 - ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADO COM COBERTURA PEAD – BALANÇO HÍDRICO +

SUÍÇO + RACIONAL (2014 A 2018). ..................................................................................................................... 65

FIGURA 4.13 – MÉDIA DAS ESTIMATIVAS DA GERAÇÃO DO VOLUME DE PERCOLADOS ATRAVÉS DE MÉTODOS EMPÍRICOS

(2014 A 2018)..................................................................................................................................................... 66

XI

LISTA DE TABELAS

TABELA 2.1 - FAIXA DE PROTEÇÃO MÍNIMA DOS CORPOS HÍDRICOS (SERLA, 2003). ........................................................ 4

TABELA 2.2 - VALORES DE PESOS ESPECÍFICOS PARA DIFERENTES FORMAS DE COMPACTAÇÃO (CARVALHO, 2006). .... 21

TABELA 2.3 - UMIDADE DE COMPONENTES DO RSU (CARVALHO, 1999). ................................................................... 23

TABELA 2.4 - QUADRO RESUMIDO DO BALANÇO HÍDRICO, ADAPTADO DE KOERNER E DANIEL (1997). ..................... 30

TABELA 2.5 - VALORES PARA O COEFICIENTE DE ESCOAMENTO (ADAPTADO DE FENN, HANLEY E DEGEARE, 1975).32

TABELA 2.6 - DURAÇÃO MÉDIA DA LUZ SOLAR INCIDENTE NO HEMISFÉRIO NORTE, CONSIDERANDO QUE UM DIA COMPLETO

POSSUI 12H DE INCIDÊNCIA SOLAR. (ADAPTADO DE THORNTHWAITE AND MATHER, 1957 APUD KOERNER E

DANIEL, 1997). ................................................................................................................................................ 33

TABELA 2.7 – DURAÇÃO MÉDIA DA LUZ SOLAR INCIDENTE NO HEMISFÉRIO SUL, CONSIDERANDO QUE UM DIA COMPLETO

POSSUI 12H DE INCIDÊNCIA SOLAR. (ADAPTADO DE THORNTHWAITE AND MATHER, 1957 APUD KOERNER E

DANIEL, 1997). ................................................................................................................................................ 34

TABELA 2.8 - CONTEÚDO VOLUMÉTRICO DA ÁGUA, VALORES EM MILÍMETROS/METRO DE SOLO ...................................... 36

TABELA 2.9 - VALORES DE K, PARA APLICAÇÃO DO MÉTODO SUÍÇO (ROCCA, NARCHI, ET AL., 1981). ........................ 40

TABELA 4.1 - REGISTRO DAS CHUVAS ACUMULADAS, INCIDENTES SOBRE O EMPREENDIMENTO (FONTE: CTR). ............... 50

TABELA 4.2 - VOLUME DE PERCOLADO MEDIDO EM CAMPO (FONTE: CTR E BORTOLAZZO, 2010) ................................... 51

TABELA 4.3 - COEFICIENTES ADOTADOS NO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO. ................................................................ 52

TABELA 4.4 - RESUMO DOS MÉTODOS EMPÍRICOS - COBERTURA VEGETAL. .................................................................... 57

4.5 EVOLUÇÃO DOS PARÂMETROS NOS CENÁRIOS CONSIDERADOS. ................................................................................. 67

7.1 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - PRIMEIRO SEMESTRE DE 2010 – COEFICIENTE C VARIANDO

PARA TERRENO ARGILOSO (0,17-0,13). ................................................................................................................ 80

7.2 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - SEGUNDO SEMESTRE DE 2010 - COEFICIENTE C VARIANDO

PARA TERRENO ARENOSO (0,17-0,13). ................................................................................................................. 81

7.3 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - PRIMEIRO SEMESTRE DE 2010 – COEFICIENTE C FIXO. ..... 82

7.4 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - SEGUNDO SEMESTRE DE 2010 – COEFICIENTE C FIXO. ..... 83

7.5 MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO – QUADRO RESUMO – COEFICIENTE C = 0,17 OU 0,13 (VARIÁVEL). ........................ 84

7.6 MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO – QUADRO RESUMO – COEFICIENTE C = 0,18 (FIXO). ............................................. 84

7.7 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO SUÍÇO – COEFICIENTE K = 0,20 E A = 99.600M². ................................................... 86

7.8 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO SUÍÇO – COEFICIENTE K = 0,21 E A = 99.600M². ................................................... 86

7.9 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO RACIONAL – A = 99.600M². .................................................................................. 88

7.10 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - PRIMEIRO SEMESTRE DE 2014 – COEFICIENTE C FIXO

(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 90

7.11 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - SEGUNDO SEMESTRE DE 2014 – COEFICIENTE C FIXO

(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 91


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 92


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 93


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 94


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 95

XII


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 96


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 97


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 98


(C=0,29). ........................................................................................................................................................... 99

7.20 MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO – QUADRO RESUMO DOS ANOS 2014 A 2018. ..................................................... 100

7.21 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO SUÍÇO – COEFICIENTE K = 0,12 E A = 99.600M². ............................................... 103

7.22 DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO RACIONAL – A = 99.600M². .............................................................................. 106

XIII

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABRELPE Associação Brasileira das Empresas de Limpeza Pública

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CTR Central de Tratamento de Resíduos

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

ETE Estação de Tratamento de Efluentes

INEA Instituto Estadual do Ambiente

IPEA Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada

NBR Norma Brasileira

OECA Órgão Estadual de Controle Ambiental

PEAD Polietileno de Alta Densidade

PNRS Plano Nacional de Resíduos Sólidos

RSS Resíduos de Serviço de Saúde

RSU Resíduos Sólidos Urbanos

SERLA Superintendência Estadual de Rios e Lagoas

XIV

SUMÁRIO

LISTA DE ILUSTRAÇÕES ..................................................................................................... IX

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... XI

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ........................................................................... XIII

SUMÁRIO .............................................................................................................................. XIV

1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1

CONTEXTO ........................................................................................................................ 1

MOTIVAÇÃO ..................................................................................................................... 1

OBJETIVO E METODOLOGIA ............................................................................................. 2

APRESENTAÇÃO DOS CAPÍTULOS ..................................................................................... 3

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................... 3

ATERRO SANITÁRIO – IMPLANTAÇÃO .............................................................................. 3

2.1.1 Terraplenagem ......................................................................................................... 4

2.1.2 Impermeabilização de fundo ................................................................................... 5

2.1.3 Drenagem de Gases e Percolados ............................................................................ 7

ATERRO SANITÁRIO – OPERAÇÃO E MONITORAMENTO .................................................. 8

2.2.1 Sistema de drenagem das águas pluviais ................................................................. 9

2.2.2 Cobertura superficial do aterro .............................................................................. 10

2.2.3 Monitoramento ...................................................................................................... 11

PERCOLADO .................................................................................................................... 16

2.3.1 Origem e geração do chorume ............................................................................... 17

2.3.2 Origem e geração do percolado ............................................................................. 19

2.3.3 Fatores que influenciam na geração de percolado ................................................. 20

MÉTODOS EMPÍRICOS DE ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DE PERCOLADO ........................... 27

2.4.1 Método do Balanço Hídrico .................................................................................. 28

2.4.2 Método Suíço ........................................................................................................ 39

2.4.3 Método Racional ................................................................................................... 40

3. ATERRO VALE I – ESTUDO DE CASO ..................................................................... 42

LOCALIZAÇÃO ................................................................................................................ 42

HISTÓRICO ...................................................................................................................... 43

CARACTERIZAÇÃO DA CLIMATOLOGIA .......................................................................... 48

DADOS DE MEDIÇÃO DO PERCOLADO DO ATERRO ......................................................... 48

4. APLICAÇÃO DOS MÉTODOS EMPÍRICOS ............................................................. 49

ATERRO COM COBERTURA VEGETAL ............................................................................. 49

XV


4.1.2 Método Suíço ........................................................................................................ 54

4.1.3 Método Racional ................................................................................................... 55

4.1.4 Resumo dos resultados .......................................................................................... 56

ATERRO COM COBERTURA DE MANTA DE PEAD ........................................................... 59


4.2.2 Método Suíço ........................................................................................................ 60

4.2.3 Método Racional ................................................................................................... 60

4.2.4 Resumo dos resultados .......................................................................................... 61

EFEITO DO USO DE PEAD E DE VEGETAÇÃO COMO COBERTURA DO ATERRO ............... 67

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES DE FUTURAS PESQUISAS ..................... 68

6. BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. 71

7. LISTA DE APÊNDICES ................................................................................................. 78

MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - COBERTURA VEGETAL ....................................... 79

MÉTODO SUÍÇO – COBERTURA VEGETAL .................................................................. 85

MÉTODO RACIONAL - COBERTURA VEGETAL ........................................................... 87

MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO - COBERTURA PEAD ............................................. 89

MÉTODO SUÍÇO – COBERTURA PEAD ...................................................................... 102

MÉTODO RACIONAL - COBERTURA PEAD ............................................................... 105

1

1. INTRODUÇÃO

CONTEXTO

Sancionada em 2010, a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) - Lei nº

12.305/2010 – passou a exigir que todos os municípios do país buscassem alternativas

sustentáveis de destinação dos resíduos gerados em seus territórios. Um estudo realizado pela

Associação Brasileira das Empresas de Limpeza Pública (ABRELPE, 2018), aponta que mesmo

com a crise econômica que o país atravessa, houve um leve crescimento tanto na geração de

Resíduos Sólidos Urbanos (RSU), quanto na coleta desses resíduos, entre os anos de 2016/2017.

Segundo estudo do Instituto de Pesquisa Econômica e Aplicada (IPEA, 2017), estima-

se que apenas 13% de todo o RSU gerado no país, vai para reciclagem. O restante é destinado

para um aterro sanitário, ou para lixões clandestinos.

O chorume possui uma elevada capacidade de poluição do meio ambiente. Uma

eventual percolação desse líquido, sem controle, para o meio externo ao aterro, poderia

provocar a poluição das águas subterrâneas e superficiais, além de reduzir o teor de oxigênio

dissolvido, culminando em prejuízos à fauna e a flora aquática (SILVA, 2002). A mistura de

chorume com fontes de água como a precipitação gera o percolado e, caso não seja drenado do

interior do aterro, pode levar à problemas de instabilidade.

MOTIVAÇÃO

De acordo com a NBR 8.419/1992, um aterro sanitário é construído a partir da

disposição de RSU’s no solo e utilizando os princípios da engenharia geotécnica, busca-se

confina-los na menor área e volume possíveis, cobrindo-os com uma camada de terra, à medida

que vão sendo dispostos. Com o passar do tempo, ocorre a degradação da matéria orgânica

presente nos resíduos sólidos, processo que gera um líquido denominado chorume, que ao se

misturar com outras fontes d’água, passa a ser denominado como percolado ou lixiviado.

Segundo BORTOLAZZO (2010), devido às altas concentrações de matéria orgânica e

quantidades consideráveis de metais pesados, o chorume se apresenta como um dos principais

fatores de risco para o meio ambiente. Por isso, quantificar o volume de percolado gerado pelos

resíduos dispostos é de suma importância aos operadores do aterro, uma vez que esse produto

2

precisa ser devidamente armazenado e tratado, evitando assim, a contaminação do solo de

fundação ou de corpos hídricos adjacentes.

Avaliar o tipo de cobertura de um aterro sanitário é importante não apenas do ponto de

vista estético, mas também do ponto de vista de manutenção. Uma cobertura menos permeável,

faz o escoamento superficial aumentar, ocasionando em dispositivos de drenagem maiores.

Todavia, coberturas permeáveis permitem que a água infiltre no aterro, aumentando a

quantidade de percolado produzido, requisitando da concessionária, soluções para o manejo do

efluente gerado.

OBJETIVO E METODOLOGIA

O objetivo principal desse trabalho é avaliar a influência da manta de PEAD na geração

do volume de percolados, a partir de estimativas calculadas através de métodos empíricos e dos

valores medidos no aterro sanitário em estudo. Na literatura científica, existem diversos

métodos empíricos para se estimar o volume de lixiviado gerado por um aterro, dentre eles,

destacam-se: o Método Suíço, o Balanço Hídrico e o Método Racional, os quais serão

considerados no presente trabalho.

Tem-se como objetivo específico, a comparação entre os valores das estimativas do

volume de percolado por meio dos métodos empíricos entre si e entre os valores medidos em

campo.

Para o desenvolvimento das estimativas, foram utilizados dados cedidos pela

concessionária que administra o aterro da Central de Tratamento de Resíduos (CTR), localizada

na Baixada Fluminense. Entre os dados cedidos, destacam-se as leituras pluviométricas, a área

do aterro, além do volume de percolado armazenado nas lagoas. Os métodos supracitados foram

aplicados e, posteriormente, os resultados foram comparados entre si e com o do volume total

medido.

Num primeiro cenário, as estimativas foram realizadas considerando o aterro com

cobertura vegetal, para o qual foi feita uma retro-análise dos parâmetros empregados em cada

método e eventuais ajustes. Posteriormente, no cenário do aterro com cobertura de PEAD,

foram desenvolvidas as mesmas estimativas, com posterior retro-análise dos mesmos

parâmetros avaliados no cenário anterior. Por fim, os dois cenários foram confrontados, através

dos volumes totais estimados com o valor do volume total de percolado medido no aterro.

3

APRESENTAÇÃO DOS CAPÍTULOS

O capítulo 2 apresenta as etapas que envolvem: a implantação e o funcionamento de um

aterro sanitário; processos relativos a geração de chorume e do percolado; além dos métodos

empíricos para se estimar geração do volume de percolados. Já o capítulo 3, abordar o histórico

do aterro sanitário em estudo, incluindo a apresentação dos dados que serão empregados neste

trabalho. O capítulo 4, mais voltado para o desenvolvimento das metodologias, contém a

aplicação prática dos métodos citados no capítulo 2, em duas situações: uma para o aterro com

cobertura vegetal, que serviu para avaliação dos parâmetros que envolvem cada método; e

outra, com cobertura da manta de PEAD, na qual foi avaliada sua influência na geração de

percolados. O capítulo 5 é voltado às conclusões finais, abordando considerações relativas a

esse trabalho, além de sugestões para trabalhos futuros.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

ATERRO SANITÁRIO – IMPLANTAÇÃO

O princípio básico de um aterro sanitário é evitar o contato de contaminantes oriundos

da disposição dos resíduos com a atmosfera, seja pelo solo, o ar ou a água (BOSCOV, 2008).

No Brasil, existe uma literatura nacional normatizada pela ABNT, que abrange desde os

processos para implantação do aterro, como estudo de impacto ambiental e licenças ambientais,

perpassando pelos projetos de engenharia para sua concepção e operação, além de contemplar

também, seu encerramento.

Há muitas considerações a serem elencadas na escolha de uma região para implantação

de um aterro sanitário. Segundo MONTAÑO et al. (2012), existem duas grandes abordagens

na análise da localização de um aterro sanitário: enquanto uma é de natureza técnico

operacional, que agrega a perfomance do empreedimento no que tange ao cumprimento dos

requisitos legais e de natureza econômica; a outra, de natureza socioambiental, busca englobar

o desempenho ambiental do aterro, no que diz respeito aos impactos ambientais potenciais aos

meios físico, biológico e antrópico, considerando o risco associado nas diferentes etapas da vida

útil do empreendimento (implementação, operação e desativação).

De acordo com a NBR 13.896/1997, o aterro sanitário deve ficar distante, no mínimo,

200m de qualquer corpo hídrico ou curso d’água. No caso do Estado do Rio de Janeiro, a

portaria de nº 324 de 28 de agosto de 2003, da extinta Superintendência Estadual de Rios e

4

Lagoas (SERLA) e atual Instituto Estadual do Ambiente (INEA), estabelece distâncias mínimas

ao longo de um curso d’água, proporcionais a suas larguras, conforme resumido na Tabela 2.1.

Tabela 2.1 - Faixa de proteção mínima dos corpos hídricos (SERLA, 2003).

Largura do Rio / Corpo hídrico FMP mínimo

Até 10m 30m

Maior que 10m e menor ou igual a 50m 50m



Maior que 600m 500m

Região de nascente 50m de raio no entorno da nascente

Lagos e Lagoas 30m a partir do alinhamento da orla

Essas distâncias mínimas, também referidas como faixa marginal de proteção (FMP),

são faixas delimitadas a fim de evitar ocupação irregular nas margens dos corpos d’água e

assim, proteger e conservar os sistemas fluviais e lacustres (Figura 2.1).

Figura 2.1 - Faixa marginal de proteção de rios (adaptado de CORRÊA, BARBOSA, et al., 2010).

2.1.1 Terraplenagem

Assim como a maioria das obras civis, os aterros sanitários necessitam de obras de

terraplenagem que vão desde escavação do solo natural, até construção de diques1, conforme

evidenciado nas Figuras 4 e 5. Para escolher qual técnica empregar, é necessária a realização

de ensaios de campo, de modo a definir não só a estratigrafia do solo, como também a

profundidade do nível d’água. Ainda com relação à terraplanagem, recomenda-se que a área

1 De acordo com a NBR 12.235/1992, dique é um maciço de terra, paredes de concreto ou outro material adequado,

que forme uma bacia de contenção.

5

onde o aterro será implantado possua solos naturalmente pouco permeáveis (NBR

15.849/2010).

Figura 2.2 - Esquema de escavação em terreno natural (Fonte: próprio autor).

Figura 2.3 - Esquema de construção de dique (Fonte: próprio autor).

2.1.2 Impermeabilização de fundo

Com o objetivo de evitar o contato direto do resíduo com o solo e, consequentemente, a

contaminação dos corpos hídricos, executa-se uma camada de impermeabilização no solo após

a terraplenagem, conforme estabelece a NBR 16.199/2013. Esta norma define os tipos de

impermeabilização de base, dependendo se uma eventual falha pode ou não causar dano

ambiental.

6

Um empreendimento do porte de um aterro sanitário, cuja falha na impermeabilização

pode causar danos, a norma o classifica como obra Tipo I. Nesse caso, a NBR recomenda a

utilização de sistemas compostos ou duplos que podem conter: argila compactada, GBR-P2

(geomembrana), GBR-C3 ou GCL (geocomposto bentonítico), elementos de proteção e

elementos drenantes, conforme detalhes presentes nas figuras de 2.4 a 2.7.

Figura 2.4 - GBR-P e argila compactada

(Fonte: NBR 16.199:2013).

Figura 2.5 - GBR-P, GBT-C e argila compactada

(Fonte: NBR 16.199:2013).

Figura 2.6 - Exemplo de revestimento duplo, composto

em sistema de barreiras de fluxo

(Fonte: NBR 16.199:2013).

Figura 2.7 - Exemplo de revestimento duplo,

duplamente composto em sistema de barreiras de fluxo

(Fonte: ABNT NBR 16.199:2013).

Cada fornecedor de geomembranas pode oferecer desde seu produto para

impermeabilização, montagem no local da obra e até ensaios para garantir a estanqueidade. As

figuras 2.8 e 2.9 apresentam a disposição da manta de PEAD na base de um aterro.

2 GBR-P: de acordo com a NBR 10.318-1:2018, a barreira geossintética polimérica, também chamada de

geomembrana, “é uma estrutura constituída de materiais geossintéticos, produzidos industrialmente em forma de

lâmina, na qual a função barreira é, essencialmente, desempenhada por polímeros”. 3 GBR-C: a NBR 10.318-1:2015 define a barreira geossintética argilosa como uma estrutura que é constituída de

materiais geossintéticos, produzidos em escala industrial no formato de lâminas, cuja função barreira é

desempenhada pela argila.

7

Figura 2.8 – Aterro sanitário em Santo André,

impermeabilizado com manta de PEAD

(Fonte: MEUCCI, 2014).

Figura 2.9 - Disposição da manta de PEAD sobre

base do aterro sanitário (Fonte: MEUCCI, 2014).

2.1.3 Drenagem de Gases e Percolados

A degradação da matéria orgânica contida nos resíduos sólidos gera chorume e gases

oriundos dos processos biológicos, que caso não sejam drenados do aterro, podem ocasionar

problemas de estabilidade ao maciço. Enquanto a Figura 2.10 apresenta um dreno vertical,

composto por uma tela metálica, preenchida com brita e rachão, contendo um tubo de PEAD

perfurado em seu interior. Já a Figura 2.11 evidencia a execução de um dreno horizontal

conectado a um vertical.

Figura 2.10 – Dreno vertical executado

(Fonte: ALTA GEOTECNIA, 2017).

Figura 2.11 - Execução de drenos horizontais


A Figura 2.12 resume o caminho percorrido pelos dois fluidos: o percolado, por

gravidade, é direcionado aos drenos verticais e posteriormente aos drenos horizontais,

terminando seu percurso ao chegar nas lagoas de acumulação; já os gases seguem pelos mesmos

drenos verticais, ascendendo à superfície conforme mencionado anteriormente, devendo ou

Brita + Rachão

envolto de tela

metálica

Dreno perfurado

Dreno horizontal

8

receber algum tratamento antes de serem lançados à atmosfera, ou purificados para serem

usados como biogás.

Figura 2.12 - Esquema de drenagem de percolados: (a) em seção; (b) em planta (TOZETTO, 2008).

ATERRO SANITÁRIO – OPERAÇÃO E MONITORAMENTO

Após a implantação e com as devidas licenças ambientais, tem-se o início da operação

propriamente dita, que pode ser resumida na compactação dos resíduos sólidos através de

equipamentos compactadores (Figura 2.13), tendo sempre controle da geometria das camadas

(DENARDIN, 2013). Outras máquinas como retroescavadeiras ou tratores de esteira também

são empregadas, de modo a conferir uma melhor conformação aos taludes do aterro sanitário

(Figura 2.14).

CATAPRETA (2008) comenta que a compactação dos resíduos sólidos visa promover

uma redução volumétrica e conferir entre outras vantagens ao maciço: aumento da vida útil do

9

aterro sanitário, redução do fluxo descontrolado de gases e líquidos lixiviados, além do aumento

da estabilidade dos taludes.

Figura 2.13 - Rolo compactador compactando

camada de resíduos


Figura 2.14 – Trator de esteira realizando

nivelamento da camada de resíduo


2.2.1 Sistema de drenagem das águas pluviais

Também chamado de sistema de drenagem superficial, tem a finalidade de coletar e

escoar as águas da chuva, evitando erosões tanto nos taludes, quanto nas vias de acesso do

aterro. REICHERT (2007) ressalta que esse sistema de drenagem busca captar não só a água

pluvial que incide diretamente sobre áreas do aterro já concluídas ou cobertas, mas também

como as águas oriundas de bacias de contribuição que, porventura, podem se localizar à

montante do aterro sanitário. Um sistema de drenagem eficiente ajuda a diminuir a quantidade

de água que se infiltra no maciço de resíduos, ocasionando na redução do volume de percolado

gerado

DENARDIN (2013) aponta que recalques diferenciais no aterro, podem provocar

inversão de declividades nos dispositivos de drenagem, ocasionando em problemas no

escoamento da chuva. SILVA (2016) destaca também, que dispositivos hidráulicos muito

rígidos, como de concreto por exemplo, podem apresentar eventuais trincas, devido à alta

deformabilidade da massa de resíduos, mesmo após o encerramento do aterro. Por isso,

recomenda-se a utilização de dispositivos flexíveis , tal como apontado nas figuras 2.15 e 2.16.

10

Figura 2.15 – Descida hidráulica em colchão

drenante (Fonte: ALTA GEOTECNIA).

Figura 2.16 – Descida hidráulica em manta de PEAD

(Fonte: ALTA GEOTECNIA).

2.2.2 Cobertura superficial do aterro

De modo geral, a cobertura tem por objetivo básico, evitar o contato dos resíduos, com

o meio ambiente ou com seres vivos. TCHOBANOGLOUS e KREITH (2002) mecionam dois

tipos de cobertura: a intermediária e a cobertura final do aterro.

A cobertura intermediária apresenta espessura variável entre 0,40m a 0,60m. É disposta

diariamente sobre os resíduos, sendo composta por material de solo natural. Apesar dessa

cobertura ser temporária, precisando ser retirada quando houver uma nova disposição de

resíduos, ela tem o objetivo de: i) diminuir a infiltração de água da chuva no interior do maciço;

ii) melhorar a aparência estética do aterro; e iii) suprimir a proliferação de vetores.

Já a camada de cobertura final possui finalidades similares à intermediária, incluindo:

iv) evitar o lançamento de gases nocivos na atmosfera; v) ter uma superfície adequada para

revegetação. Por ser uma cobertura empregada apenas no encerramento do aterro, ela tem uma

espessura mais considerável, uma vez que possui mais camadas, conforme o exemplo de

configuração apresentado na Figura 2.17. Além disso, ela deve resistir às condições climáticas

extremas e a instabilidades ou deformações causadas por sobrecargas atuantes sobre o maciço

(DANIEL, 1993).

11

Figura 2.17 – Padrão de camadas de uma cobertura final de aterro (adaptado de BOSCOV, 2017).

2.2.3 Monitoramento

CATAPRETA e SIMÕES (2016) pontuam que os objetivos do monitoramento de um

aterro sanitário incluem acompanhar não apenas o seu comportamento geomecânico, como

também, o seu desempenho ambiental. Deste modo, isso permitiria a identificação de alterações

no padrão de comportamento previsto e, em tempo hábil, levaria à proposição de medidas

preventivas e/ou corretivas.

Cepollina et al. (2004) apud BATISTA (2010) expõe que os monitoramentos

geotécnicos realizados no Brasil são restritos somente aos aterros sanitários de grande porte.

Verifica-se, por sua vez, uma ausência de padronização nos procedimentos de monitoramento,

seja pelo critério do tipo de instrumentação empregada, seja pela frequência de leituras desses

instrumentos.

No que concerne ao monitoramento de aterros, muitos instrumentos já consagrados pela

literatura são utilizados, com o objetivo de fornecer dados consistentes às ações desenvolvidas

em campo. Cabe ressaltar, que o dado medido por um instrumento precisa ser confrontado com

uma inspeção visual em campo, de modo a gerar uma modelagem mais fidedigna à realidade.

Entre os instrumentos de monitoramento, pode-se destacar:

12

a) Pluviômetro

É um recipiente, cujo volume deve ser suficiente para captar as maiores precipitações

num intervalo de tempo pré-estabelecido, baseado na frequência da aferição do dado (via de

regra, 24 horas). Sobre o recipiente, em geral, é colocado um funil com anel receptor que define

a área de intercepção (TUCCI, 2001). A Figura 2.18 apresenta um típico pluviômetro, cuja

medição é feita com auxílio de proveta graduada (Figura 2.19).

Figura 2.18 - Foto do pluviômetro Ville de Paris

(Fonte: próprio autor).

Figura 2.19 - Proveta graduada marcando a lâmina de

chuva (Fonte: próprio autor)

b) Marco superficial

Marcos superficiais ou também chamados de marcos topográficos são dispositivos

utilizados para medir deslocamentos superficiais horizontais e verticais (recalques). Podem ser

compostos, por exemplo, por parafusos de cabeça boleada, inseridos em pequenos blocos de

concreto enterrados no talude (Figura 2.20).

Conforme abordado no MANUAL DA GEO-RIO (2016), a leitura dos marcos é

realizada com base em pontos de referência fixos, denominados benchmarks, que por sua vez,

devem ser instalados em locais livres de qualquer movimento como recalques, inclinações,

movimentos térmicos, etc.

13

Figura 2.20 - Marco superficial (Fonte: ALTA GEOTECNIA).

c) Piezômetro

Os piezômetros são instrumentos que permitem medir a carga piezométrica da lâmina

de percolado, bem como a pressão dos gases dentro do maciço sanitário. Em aterros sanitários,

um tipo de piezômetro muito empregado é o do tipo sifão ou também chamado do tipo Vector.

Esse modelo evita a formação de bolhas de gás, que geralmente são observadas quando se

utiliza piezômetros convencionais de tubo aberto, o que compromete a leitura de nível

(SCHULER, 2010).

Os piezômetros do tipo Vector são constituídos de dois tubos concêntricos, cuja função

é evitar a influência dos gases, na leitura da pressão do líquido com a criação de um sifão interno

(ANDRADES, 2018). No esquema desse piezômetro, apresentado na Figura 2.21, observa-se

a pressão de gás atuando no espaço entre os dois tubos, que aflui até o sifão, podendo ser medida

com auxílio de um manômetro (Figura 2.22). Já no tubo interno, com menos interferência do

gás, a pressão da lâmina de percolado pode ser medida através de um indicador de nível d’água

elétrico (também chamado de “piu”), que é colocado dentro do piezômetro e ao encostar numa

superfície líquida, emite um sinal sonoro (Figura 2.23).

Marco superficial

14

Figura 2.21 - Seção de um piezômetro sifâo – Cotas em centímetros (SCHULER, 2010).

Figura 2.22 - Piezômetro com manômetro para leitura

da pressão de gás (SCHULER, 2010).

Figura 2.23 - Leitura do nível piezométrico

(SCHULER, 2010).

15

d) Medição da vazão de lixiviados

Existem diferentes maneiras de se medir a vazão de um efluente. No Brasil, a NBR

13.403/1995 não apenas estabelece alguns métodos, como também, elenca suas principais

vantagens e desvantagens. No que concerne à vazão de lixiviados, há três métodos mais

empregados e discriminados na norma:

Método volumétrico

É um método que verifica o tempo que o efluente leva para se acumular num

recipiente de determinado volume (balde ou copo medidor). É, geralmente,

empregado para medir pequenas vazões;

Método da calha Parshall

Utilizado mais para canais abertos, esse método emprega um dispositivo alocado

na direção do fluxo do efluente e apresenta: i) seção convergente com presença

de uma graduação numérica; ii) garganta, cuja seção é constante; iii) seção

divergente. A medida da vazão é obtida a partir da leitura que a lâmina do líquido

está marcando na graduação (Figura 2.24). É capaz de ler vários intervalos de

vazões, dependendo do modelo da calha;

Método da calha Palmer-Bowlus

Com um princípio de operação similar ao método anterior, porém, utilizado

quando se precisa medir a vazão em dispositivos tubulares, e o fluxo do líquido

no interior do tubo, esteja submetido a um regime não turbulento. Apresenta

formato semicircular sem necessidade de construção de canal, conforme

evidenciado na Figura 2.25. A medida da vazão é feita a partir da leitura da

marcação na qual se encontra a lâmina do efluente.

16

Figura 2.24 - Calha Parshall (INCONTROL, 2016).

Figura 2.25 - Calha Palmer-Bowlus (INCCER, 2019)

PERCOLADO

A NBR 8.419/1992 define percolado como “líquido que passou através de um meio

poroso”. Em outro ponto da norma, também é definido o conceito de “sumeiro” ou “chorume”,

que é: “líquido produzido pela decomposição de substâncias contidas nos resíduos sólidos, que

tem como características a cor escura, o mau cheiro e a elevada demanda bioquímica de

oxigênio (DBO4)”. Além disso, a mesma norma conceitua o termo lixiviação, que representa

“o deslocamento ou arraste, por meio líquido, de certas substâncias contidas nos resíduos

sólidos urbanos”.

SEGATO e SILVA (2000) definem o percolado como a fase líquida de uma massa

aterrada, que percola através dela, removendo materiais dissolvidos ou suspensos. É importante

ressaltar que a quantidade de lixiviado gerado é intrínseca a cada aterro sanitário, sendo bastante

influenciada pela camada de cobertura, disponibilidade de água, características dos resíduos,

condições climáticas e solo subjacente (EL-FADEL, FINDIKAKIS e LECKIE, 1997).

O lixiviado é gerado durante todo o ciclo de vida do aterro, sendo necessário monitorá-

lo e tratá-lo mesmo após o encerramento do empreendimento (FERREIRA, 2006).

PREUSSLER (2014) destaca que a composição do percolado engloba quantidades

consideráveis de contaminantes orgânicos e inorgânicos, tais como: amônia; hidrocarbonetos

em suspensão; alta concentração de sólidos suspensos; metais pesados; sais inorgânicos;

nitrogênio; fenol; e fósforo.

4 DBO: demanda bioquímica de oxigênio, representa a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar/degradar

a matéria orgânica, por processos biológicos.

17

Outro fator que influencia na geração de percolado, é a pluviometria, sendo diretamente

relacionada com o tipo de material de cobertura disposto em cima dos resíduos. SOUZA (2011)

pontua que a geração de percolados está atrelada ao índice pluviométrico, uma vez que nos

períodos de chuvas intensas, ocorre aumento da geração, enquanto que nos períodos de seca, o

balanço hídrico fica negativo, tornando a geração quase nula.

O chorume, portanto, representa o líquido oriundo da decomposição de resíduos

orgânicos biodegradáveis, enquanto o percolado ou lixiviado é definido como a mistura do

chorume com fontes de água interna (proveniente da umidade dos resíduos) ou externa, através

da infiltração de água no maciço, oriunda da precipitação. Nesse trabalho, tanto a palavra

lixiviado, quanto percolado serão consideradas como sinônimos, diferenciando-se de chorume.

2.3.1 Origem e geração do chorume

A origem do chorume, basicamente, vem da decomposição da matéria orgânica presente

nos RSU’s, tais como restos de alimentos, folhas e galhos oriundos de poda, além da carcaça

de animais. Dentre muitas divisões quanto às etapas da geração de gases e do chorume, o mais

trivial, é encontrá-la dividida nas primeiras quatro fases discriminadas a seguir, sendo a quinta,

uma contribuição de um trabalho específico:

I. Aeróbica

Na decomposição aeróbica ocorre o consumo do oxigênio (O2) presente nos resíduos,

no momento da disposição. A quantidade de dióxido de carbono (CO2) gerado é,

aproximadamente, proporcional à de O2 consumido. É um fenômeno de curta duração, de

poucas horas a uma semana. Ressalta-se que nessa fase, além da presença de oxigênio, o

nitrogênio também se encontra muito presente, porém, sem praticamente nenhuma reação

(FARQUHAR e ROVERS, 1973). Nessa etapa, ocorre degradação de 5% a 10% da matéria

possível de ser degradada;

II. Anaeróbica não-metanogênica ou Acidogênica

Essa etapa degrada algo entre 15% a 20% da matéria sólida disponível. Após a depleção

do oxigênio, a etapa anaeróbica se torna dominante, todavia, inicialmente, ainda não há

presença de gás metano (CH4). A degradação das moléculas de glicose, através da fermentação,

gera como produto: gás carbônico; hidrogênio gasoso (H2) e ácidos carboxílicos, sendo estes

18

os responsáveis pelo decréscimo do pH. Com o decorrer dessa fase, que dura em torno de um a

seis meses, a quantidade de CO2 aumenta até atingir um pico, assim como as concentrações dos

ácidos orgânicos também atingem seu apogeu (DANIEL, 1993).

III. Anaeróbica metanogênica acelerada

Com duração de três meses a três anos, essa fase se caracteriza pelo início da produção

acentuada de CH4, conforme apresentado na Figura 2.27. Os ácidos orgânicos e o hidrogênio

gasoso se transformam em metano e gás carbônico, elevando o pH do meio (figuras 2.26 e

2.27).

IV. Anaeróbica metanogênica desacelerada

Podendo variar de oito a quarenta anos ou mais, após a conversão de boa parte da

matéria orgânica em CO2 e CH4, a velocidade de geração desses gases diminui

consideravelmente. A composição geral dos produtos remanescentes do processo de

biodegradação, nesta etapa, engloba preponderantemente: 30% a 50% de matéria sólida

remanescente não degradada, conforme evidenciado na Figura 2.26; 50% a 70% de metano e

de 30% a 50% de gás carbônico (Figura 2.27);

V. Maturação final

BIDONE & POVINELI (1999) apud CARVALHO (1999) abordam mais essa fase que

consiste na estabilização da atividade biológica, com elevada inatividade, além de escassez de

nutrientes e paralisação da produção de gás. Ocorre também, o aumento do potencial oxidante

do ambiente, com o aparecimento de gás oxigênio. Conversão lenta da matéria orgânica

resistente aos microorganismos em substâncias húmicas (ácido fúvico, humina e ácido húmico).

Essa fase pode variar de um a oitenta anos;

19

Figura 2.26 - Tendências observadas na decomposição dos resíduos com recirculação de lixiviado

(Adaptado de DANIEL, 1993).

Figura 2.27 – Evolução típica da degração dos resíduos e da composição de gases em aterros sanitários

(SCHALCH, 1992 apud CARVALHO, 1999).

2.3.2 Origem e geração do percolado

A geração de percolado está totalmente atrelada à água proveniente de fontes externas,

seja através da chuva, seja pela umidade dos resíduos recém-dispostos. HAMADA (1997)

pontua que as principais fontes de formação do lixiviado são: i) a água que infiltra pela

superfície; ii) a umidade presente no lixo doméstico e; c) a umidade de lodo, quando disposto.

FARQUHAR, (1989) e SEGATO e SILVA, (2000) ressaltam que, de maneira

generalizada, o volume de percolado pode ser influenciado por eventos como os descritos a

seguir e esquematizados na Figura 2.28:

i) Precipitação que cai sobre o aterro;

ii) Infiltração no maciço sanitário;

20

iii) Escoamento superficial pela camada de cobertura;

iv) Evaporação da água próxima à superfície;

v) Transpiração quando houver cobertura vegetal;

vi) Água retida pelo resíduo (capacidade de campo);

vii) Umidade natural do solo adjacente.

Figura 2.28 – Esquema simplificado do balanço hídrico na geração do percolado.

Adaptado de FARQUHAR, (1989).

De modo geral, os esquemas que envolvem o balanço hídrico em aterros sanitários

tendem a desprezar a contribuição do chorume, oriunda da decomposição dos resíduos

orgânicos, frente às contribuições externas, como a pluviometria. Com o desenvolvimento

tecnológico das geomembranas, a umidade natural do solo, evidenciado na Figura 2.28, passa

a ter menos influência na geração de percolados, haja vista sua baixa permeabilidade.

2.3.3 Fatores que influenciam na geração de percolado

Este tópico buscará discorrer sobre alguns fatores que impactam na geração do

percolado. Alguns itens abordados a seguir servirão de base teórica, quando forem apresentados

os métodos empíricos para prever a geração de percolado.

a) Compactação

A compactação é uma das etapas vitais para o aterro, pois, além de influenciar no peso

específico dos resíduos (Tabela 2.2), impacta também sua vida útil. Dependendo da qualidade

da compactação, pode-se reduzir a migração descontrolada de gases e lixiviados no interior do

maciço, bem como melhorar o aspecto estético do aterro (CATAPRETA, 2008).

21

O peso específico compactado influencia na geração de percolado. De acordo com um

estudo realizado por EHRIG (1983), existe uma relação entre o tipo de maquinário empregado

na compactação e a geração do percolado, frente à precipitação anual acumulada, diferença essa

que varia de 15% a 50% , dependendo dos equipamentos empregados ao se compactar as

camadas de resíduos.

Tabela 2.2 - Valores de pesos específicos para diferentes formas de compactação (CARVALHO, 2006).

b) Pluviometria e Evapotranspiração

A pluviometria é uma das principais fontes externas na geração de percolado. LINS

(2003) comenta que é o parâmetro de maior relevância e que, na maioria dos casos, é a principal

fonte que contribui para a geração de percolados. Em geral, é aplicada em modelos no formato

de altura pluviométrica. Sendo expressa em milímetros, essa altura representa a espessura média

de uma lâmina d’água que recobriria uma região, sem apresentar perdas por infiltração,

evaporação ou escoamento fora dos limites adotados.

A evaporação ocorre quando a água, em geral no formato líquido, é convertida em vapor

e transferida à atmosfera. Na presença de vegetação do aterro, há o fenômeno de

evapotranspiração, que consiste na evaporação de água para o ambiente, através da transpiração

das plantas.

Segundo FENN, HANLEY e DEGEARE (1975), o fenômeno de evapotranspiração

varia conforme o tipo de solo e vegetação, que por sua vez, está associado aos fatores

22

climatológicos que modificam a capacidade de armazenamento de água no solo (precipitação,

temperatura e umidade).

c) Composição gravimétrica

A composição gravimétrica está relacionada aos tipos de materiais que compõem os

resíduos sólidos, além de seus teores percentuais, podendo variar devido a fatores sociais,

culturais, geográficos e climáticos. No Brasil, a NBR 10.007/2004 estabelece os procedimentos

para amostragem e análise dos resíduos sólidos.

Conhecer os tipos de materiais que compõe os RSU’s, bem como seus teores

percentuais, ajuda a compreender o comportamento do aterro, haja vista que cada grupo de

componentes influencia em diferentes parâmetros. GRISOLIA e NAPOLEONI, (1996)

discriminam os resíduos em três classes quanto ao comportamento:

Classe A: materiais inertes como vidro, metal, entulho. Fornecem ao aterro um

comportamento mais granular e mal graduado, aumentando atrito entre os

materiais;

Classe B: materiais muito deformáveis como plástico, papelão, tecidos,

borracha. Dão um comportamento anisotrópico, com possibilidade de absorver

ou incorporar líquidos internamente, podendo sofrer deformações de natureza

viscosa;

Classe C: matéria orgânica como restos de alimentos, poda, lodo. Esse grupo

sofre transformações físico-químicas num curto período. A decomposição

desses materiais afetam o comportamento mecânico, uma vez que causa redução

do volume com produção de gases e chorume.

d) Teor de umidade

Está atrelado à composição dos resíduos sólidos, condições climatológicas,

procedimentos de operação dos aterros, decomposição biológica e funcionamento do sistema

de coleta de lixiviado. O teor de umidade mais elevado em resíduos sólidos é resultado de uma

maior presença de matéria orgânica, tais como resíduos alimentares e poda ou jardinagem;

diferentemente de componentes inorgânicos, como metais e vidros que apresentam umidade

abaixo de 10% (SOARES, 2011).

NASCIMENTO (2007) comenta que o teor de umidade para resíduos sólidos pode ser

expresso tanto em base seca (Eq. 2.1), quanto em base úmida (Eq. 2.2), a depender da área de

23

estudo. Ressalta-se que para resíduos que acumulem pouca água, esses valores não diferem

muito, todavia, esses valores ficam bem díspares ao se tratar de resíduos como madeira, matéria

orgânica e têxteis (Tabela 2.3).

w(%) = (Mw MS⁄ ) × 100 Eq. 2.1

wW(%) = (Mw M⁄ ) × 100 Eq. 2.2

Onde,

w = teor de umidade em base seca;

wW = teor de umidade em base úmida;

MW = massa de água;

MS = massa de solo seco;

M = massa de solo seco + massa de água.

Tabela 2.3 - Umidade de componentes do RSU (CARVALHO, 1999).

Outro fator que pode influenciar no teor de umidade dos resíduos, compreende a

profundidade, pois conforme evidenciado na Figura 2.29, há uma tendência de aumento desse

fator à medida que se adentra no maciço sanitário. Contudo, ABREU (2014) comenta que não

há consenso quanto essa variação, citando tanto estudos no qual ocorre um aumento da umidade

com a profundidade, quanto outros que apontam um descréscimo.

24

Figura 2.29 - Variação do teor de umidade x profundidade

(KNOCHENMUS et al, 1998 apud CARVALHO, 1999).

e) Idade dos aterros sanitários

A idade do aterro é um item que se encontra disseminado na literatura. Muitas vezes, é

associada à variação de outros parâmetros que podem influenciar na geração de percolados.

AZEVEDO et al (2003), citado por NASCIMENTO (2007) apresentaram uma

correlação da idade dos resíduos com a variação do peso específico, no qual demonstraram que

quanto mais antigo, maior é esse parâmetro (Figura 2.30). Em outro trabalho, CARVALHO et

al (2003), citado por ABREU (2014) correlaciona a diminuição da umidade com a idade do

aterro, conforme consta na Figura 2.31, comentando que isso é decorrente da decomposição

dos resíduos e, em consequência, da menor capacidade de retenção de água.

Figura 2.30 - Peso específico x Idade do aterro (AZEVEDO et al., 2003 apud NASCIMENTO, 2007)

25

Figura 2.31 – Teor de umidade x Idade do aterro (CARVALHO et al., 2003 apud ABREU, 2014)

f) Capacidade de campo

Pode ser definida como a quantidade de água que uma amostra de solo é capaz de reter,

após inteiramente inundada e deixada drenar livremente sob ação da gravidade, por um

intervalo de tempo.

COSTA (2013) comenta que a capacidade de campo dos resíduos sólidos pode ser

influenciada por composição, granulometria dos materiais e pelo teor de umidade inicial. A

fórmula da capacidade de campo pode ser definida como a relação entre o volume de líquido

retido em condições de livre drenagem e o volume total do resíduos (HIRSCH et al, 2001 apud

LINS, 2003):

θCC = VW

VT Eq. 2.3

Onde

θCC = capacidade de campo;

VW = volume de água retida pela amostra;

VT = volume total

Quando todos os poros do solo estão preenchidos com água, diz-se que ele está na

condição saturada, na sua capacidade máxima de retenção (Figura 2.32). Depois de uma chuva

intensa, a água vai infiltrando no solo, até chegar um certo equilíbrio no qual as forças matriciais

(forças capilares e de adsorção) começam a desempenhar um papel nesse fluxo. O movimento

da água continuará a ocorrer por fluxo não saturado, a uma taxa muito lenta, ocorrendo,

principalmente, devido às forças capilares.

O ponto de murcha, possui esse nome, devido à associação feita com as plantas, quando

o solo se encontra nesse estado, a vegetação possui mais dificuldade de extrair água. Na situação

26

denominada efeito higroscópico, a água se encontra em forma de películas, retida com uma

grande sucção, devido aos materiais coloidais presentes no solo (argila e húmus).

A Figura 2.33 apresenta um esquema do que representa a água disponível no solo. A

água útil ou água armazenada ou disponibilidade hídrica, é a diferença entre a capacidade de

campo de um solo e seu respectivo ponto de murcha. Geralmente, expresso em

‘milímetros/metro de profundidade de solo’, é um parâmetro muito aplicado nas ciências

agrícolas para cálculo de irrigação de culturas vegetais.

Figura 2.32 - Situação de solos em diferentes graus de umidade (BRADY, 1989 apud LINS, 2003).

27

Figura 2.33 - Esquema de interpretação da capacidade de campo (LINS, 2003).

MÉTODOS EMPÍRICOS DE ESTIMATIVA DA GERAÇÃO DE PERCOLADO

São métodos empregados para determinar a quantidade do volume de percolado gerado

num aterro sanitário, sendo fundamentados em equações empíricas e modelos matemáticos,

além de variáveis que englobam todo o sistema de formação e geração de lixiviado. Devido à

dificuldade encontrada em se obter alguns parâmetros, existem tanto métodos mais

simplificados como o Método Suíço, quanto o Método do Balanço Hídrico, baseado num

desenvolvimento mais sofisticado, uma vez que considera vários componentes (SOBRINHO,

2000).

É importante ressaltar, que nenhum dos métodos empíricos considera a geração de

chorume, oriundo da decomposição dos resíduos orgânicos, muito menos consideram a

capacidade de campo dos resíduos dispostos num aterro sanitário.

28

2.4.1 Método do Balanço Hídrico

O método do balanço hídrico foi desenvolvido por FENN, HANLEY e DEGEARE

(1975), baseado nos estudos climatológicos do professor Charles Warren Thornthwaite, da

Universidade de Michigan, e que posteriormente foram aperfeiçoados pelo professor John

Russell Mather, da Universidade de Delaware. Esse método é aplicado, mediante algumas

hipóteses:

A cobertura do aterro deve ser composta por um solo compactado com 60cm de

espessura e inclinação de 2% a 4%;

Toda a percolação começa quando o aterro estiver finalizado;

A área do aterro deve possuir uma grande área verde vegetada, destinada ou para

fins de pastagem ou para fins de recreação;

A superfície do aterro deve ser completamente vegetada com gramas, com raízes

moderadamente profundas, a ponto de extrair água da camada de cobertura e não

dos resíduos sólidos;

Toda a infiltração é proveniente da precipitação que incide diretamente sobre o

aterro. A água oriunda do escoamento superficial de áreas adjacentes deverá ser

drenada, de modo a impedir que atinja a área do aterro;

O solo de cobertura e o resíduo compactado possuem características hidráulicas

uniformes em todas as direções;

A profundidade do aterro é muito menor que sua extensão horizontal, de modo,

que o movimento da água é predominantemente vertical.

Quanto ao procedimento de cálculo, diversos parâmetros são englobados e se encontram

resumidos na Figura 2.34.

29

Figura 2.34 - Balanço Hídrico de um aterro sanitário, adaptado de ROCCA, NARCHI, et al., (1981).

Onde:

P = precipitação;

ES = escoamento superficial;

ER = evapotranspiração real;

CAS = capacidade de armazenamento de água no solo ou disponibilidade hídrica do solo;

CAR = capacidade de armazenamento de água no resíduo ou disponibilidade hídrica do

resíduo;

L = lixiviado.

A maior parte da literatura a respeito do método do Balanço Hídrico recomenda que ele

seja desenvolvido para o intervalo de um ano fechado, discriminado mês a mês. KOERNER e

DANIEL, (1997) organizaram seu desenvolvimento conforme apresentado na Tabela 2.4.

30

Tabela 2.4 - Quadro resumido do Balanço Hídrico, adaptado de KOERNER e DANIEL (1997).

Linha Parâmetro Referência Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez TOTAL

A Temp. média mensal (°C) Dado de entrada

B Índice mensal de calor (Hm) Eq. 2.4 ou Eq. 2.5

C

Potencial Diário de

Evapotranspiração não-ajustado

(UPET), mm

Eq. 2.7, Eq. 2.8 ou Eq. 2.9

Índice de calor anual (Ha) Eq. 2.6

Fator empírico adimensional (a) Eq. 2.10

D Duração Mensal dos Raios de Sol (N) Tabela 2.6 ou Tabela 2.7

E Potencial de Evapotranspiração

(PET) Eq. 2.11

F Precipitação (P) (mm) Dado de entrada

G Coeficiente de Escoamento (C) Tabela 2.5

H Escoamento (ES), mm Eq. 2.12

I Infiltração (IN), mm Eq. 2.13

J Água remanescente (IN-PET), mm Linha I – Linha E

K Perda de água acumulada (WL), mm Eq. 2.14

L Água Armazenada (WS), mm WSMAX, Eq. 2.15, Eq. 2.16 ou

Eq. 2.17

M Variação de Água Armazenada

(CWS), mm Eq. 2.19

N Evapotranspiração Real (AET), mm Eq. 2.20, Eq. 2.21 ou Eq. 2.22

O Percolação (PERC), mm Eq. 2.23 ou Eq. 2.24

P Checagem (CK), mm Eq. 2.25

Q Taxa de Percolação (F), m/s Eq. 2.26

R Volume de percolado gerado (V), m³ Eq. 2.27

31

A seguir são descritos os parâmetros para o cálculo da geração de lixiviado pelo método

do Balanço Hídrico, de acordo com a abordagem de KOERNER e DANIEL (1997):

A) Temperatura mensal média (T)

Dado de entrada que representa a temperatura média dos meses do ano. No intervalo de

um ano, dependendo da região, podem ocorrer períodos intercalados entre chuvas intensas e

estiagem. Termo expresso na unidade de graus Celsius.

B) Índice Mensal de calor (Hm)

É um parâmetro empírico empregado para estimar a evapotranspiração. Esse índice é

calculado, levando em consideração a temperatura média da região:

Hm = [0,2 × T]1,514 (T > 0°) Eq. 2.4

Hm = 0 (T ≤ 0°) Eq. 2.5

No qual T é a temperatura média de cada mês. Somando o índice mensal de calor dos

meses que compõe o ano, obtém-se o índice anual de calor (Ha), que porventura, é empregado

no cálculo do parâmetro posterior.

Ha = ∑ Hmi

12

i=1

Eq. 2.6

C) Potencial diário de evapotranspiração não-ajustado (UPET)

O UPET se refere à evapotranspiração máxima que poderia ocorrer num solo, estando na

condição saturada, sendo expresso em milímetros. O termo “não ajustado” é empregado pois a

quantidade real de evapotranspiração dependerá da água contida no solo.

UPET = 0 (T ≤ 0°) Eq. 2.7

UPET = 0,53 (10 × T

Ha)

a

(0°C < T < 27°C) Eq. 2.8

UPET = −0,015T2 + 1,093𝑇 − 14,208 (T ≥ 27°C) Eq. 2.9

No qual o fator empírico adimensional – a – é calculado pela Eq. 2.10:

a = (6,75 × 10−7) × Ha3 − (7,71 × 10−5) × Ha

2 + 0,01792 × Ha + 0,49239 Eq. 2.10

32

D) Duração mensal da luz solar (N)

É um fator adimensional que considera um dia completo, o equivalente a 12 horas de

incidência de luz solar. A duração mensal da luz solar é uma correção do UPET, que leva em

consideração a incidência solar nas diferentes latitudes do planeta.

Observa-se que nos períodos de solstício de verão, a duração mensal da luz solar é

maior, quando comparada com os solstícios de inverno. Esse fator é tabelado e leva em

consideração o hemisfério do planeta (norte ou sul), a latitude e o mês do ano, conforme Tabela

2.6 ou 2.7.

E) Potencial de Evapotranspiração (PET)

É o produto do potencial de evapotranspiração não ajustado (UPET) com a duração

mensal média da luz solar (N). Parâmetro expresso em milímetros.

PET = UPET × N Eq. 2.11

F) Precipitação (P)

É o dado de entrada que representa a precipitação acumulada média de um mês.

Preferencialmente, esse dado deve ser coletado de uma estação pluviométrica a mais próxima

possível da área de estudo. Esse termo é expresso em milímetros.

G) Coeficiente de escoamento (C)

Também chamado de coeficiente de runoff, é um coeficiente adimensional que define a

taxa que de escoamento de um determinado volume pluviométrico. A Tabela 2.5 apresenta

alguns valores para o coeficiente, levando em consideração o tipo do terreno de cobertura, a

declividade e a estação na qual se encontra o mês considerado.

Tabela 2.5 - Valores para o coeficiente de escoamento (Adaptado de FENN, HANLEY e DEGEARE, 1975).

Tipo de Solo Declividade Coeficiente C

Estação Seca Estação Úmida

Arenoso 0% - 2% 0,05 0,1

Arenoso 2% - 7% 0,1 0,15

Arenoso ≥ 7% 0,15 0,2

Argiloso 0% - 2% 0,13 0,17

Argiloso 2% - 7% 0,18 0,22

Argiloso ≥ 7% 0,25 0,35

H) Escoamento superficial (ES)

É o produto da precipitação pelo coeficiente de escoamento considerado (Tabela 2.5). Também

expresso em milímetro.

ES = P × C Eq. 2.12

33

Tabela 2.6 - Duração média da luz solar incidente no hemisfério norte, considerando que um dia completo possui

12h de incidência solar. (Adaptado de Thornthwaite and Mather, 1957 apud KOERNER e DANIEL, 1997).

34

Tabela 2.7 – Duração média da luz solar incidente no hemisfério sul, considerando que um dia completo possui

12h de incidência solar. (Adaptado de Thornthwaite and Mather, 1957 apud KOERNER e DANIEL, 1997).

35

I) Infiltração (IN)

Diferença entre a precipitação (P) e o escoamento superficial (ES). Expresso em

milímetros.

IN = P − ES Eq. 2.13

J) Água remanescente (IN-PET)

A diferença entre a infiltração e o potencial de evapotranspiração indica, quando

positiva, acumulação de água na cobertura do solo (infiltração predomina sobre a evaporação);

quando negativa, indica que o solo está seco.

K) Perda de água acumulada (WL)

A perda de água acumulada é o somatório dos valores negativos mensais da Água

remanescente, desde o início do ano. Começando com janeiro, por exemplo, caso essa diferença

seja positiva, a perda de água acumulada é igual a zero. Seguindo para o próximo mês, fevereiro,

se IN-PET for negativo, inicia-se o somatório e, caso o mês subsequente seja positivo, repete-

se o valor do mês anterior, caso contrário, prossegue-se com o somatório. Em resumo:

I. Se IN – PET ≥ 0, utilizar o mesmo valor de WL do mês anterior, no mês analisado;

II. Se IN – PET < 0, somar esse valor negativo ao WL do mês anterior.

WL = ∑(IN − PET)𝑖

12

i=1

(se, e somente se, (IN − PET)𝑖 < 0) Eq. 2.14

L) Água armazenada ou água disponível (WS)

A água armazenada na zona radicular é definida como a quantidade de água (em

milímetros), armazenada na camada de cobertura, que pode ser aproveitada pelas raízes das

plantas, caso haja, evapotranspiração. O cálculo da água armazenada na zona radicular é pela

seguinte equação:

WS = θ × H𝑧𝑜𝑛𝑎 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 Eq. 2.15

Onde:

θ = disponibilidade hídrica (Tabela 2.8);

H𝑧𝑜𝑛𝑎 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 = profundidade da zona radicular (m)

36

Tabela 2.8 - Conteúdo volumétrico da água, valores em milímetros/metro de solo

(FENN, HANLEY e DEGEARE, 1975).

Tipo de Solo Capacidade de

campo

Ponto de

murcha

Disponibilidade

hídrica

Areia fina 120 20 100

Areia argilosa 200 50 150

Silte Argiloso 300 100 200

Argila Siltosa 375 125 250

Argila 450 150 300

No intervalo de um ano, qualquer mês pode ser usado para iniciar o procedimento de

cálculo para estimar a água armazenada no solo. Quando o mês desejado for escolhido, de

preferência, aquele cuja diferença IN – PET seja maior que zero, assume-se que a água

armazenada seja igual a disponibilidade hídrica (mm) multiplicada pela espessura da camada

de cobertura.

No estado do Rio de Janeiro, como o período chuvoso começa em meados de novembro

ou dezembro, pode-se iniciar o cálculo da água armazenada por um deles e, depois, seguir para

o início do ano de análise do balanço hídrico, calculando as demais disponibilidades hídricas,

conforme procedimentos de cálculo evidenciados a seguir. Ressalta-se ainda que neste trabalho,

cada ano de análise pelo método do Balanço Hídrico foi considerado independente um do outro,

uma vez que, conforme já mencionado, esse método estima a geração de percolados no intervalo

de um ano fechado.

O procedimento de cálculo dos meses subsequentes vai variar, de acordo com o sinal do

resultado de IN – PET:

I. Se IN – PET ≤ 0, então a zona radicular estará seca no mês de interesse. A quantidade

de umidade retida no solo vai depender do potencial de evapotranspiração e da

capacidade máxima de armazenamento de água no solo (WSMAX). O montante de

água que evapora é menor que (IN – PET) e à medida que solo fica mais seco, mais

difícil fica para se evaporar água dele. Nesse caso, a água armazenada é calculada

pela equação:

WS = WSMAX × 10b × (IN−PET) Eq. 2.16

Onde:

WSMAX = capacidade máxima de armazenamento de água no solo (mm)

b = Coeficiente calculado pela Eq. 2.17.

37

b =0,455

WSMAX Eq. 2.17

II. Se IN – PET > 0, a infiltração excede o potencial de evapotranspiração. Logo, deve-

se somar o valor de (IN – PET) do mês atual com o do mês anterior. Todavia, caso

a quantidade de água armazenada exceda a capacidade máxima de armazenamento

(WSMAX), o valor adotado para o mês será WSMAX.

WSATUAL = WSANTERIOR + (IN − PET) Eq. 2.18

Caso o objetivo seja estimar a lâmina máxima de percolado gerada pelo método, o mais

conservador é iniciar o procedimento de cálculo da água armazenada (WS), no primeiro mês

do período chuvoso, uma vez que o solo estará com a sua disponibilidade hídrica atingida,

garantindo assim, alguma geração no sistema.

M) Variação da água armazenada (CWS)

O cálculo da variação da água armazenada começa no mesmo mês que foi escolhido

para se estimar a água armazenada na zona radicular (WS), iniciando com o valor igual a zero.

A variação (CWS) é calculado subtraindo o valor de WS do mês anterior do atual (Eq. 2.19).

CWS = WSMÊS ATUAL − WSMÊS ANTERIOR Eq. 2.19

Caso o CWS seja negativo, o solo perdeu água da zona radicular, em contraposição, se

o resultado for positivo, o solo acumulou água.

N) Evapotranspiração real (AET)

A evapotranspiração real representa a real quantidade de água evaporada durante um

dado mês. Quando a umidade do solo está esgotada, a taxa de evapotranspiração decresce para

uma taxa menor que o seu potencial, resultando assim, em uma evapotranspiração real (AET)

menor que sua correspondente potencial (PET).

I. IN – PET ≥ 0 a taxa de evapotranspiração não está limitada pela disponibilidade

de umidade no solo, logo:

AET = PET Eq. 2.20

II. IN – PET < 0 a taxa de evapotranspiração está limitada pela umidade disponível

no solo, logo, por conservação de massa:

38

AET = PET + [(IN − PET) – CWS)] Eq. 2.21

AET =IN – CWS Eq. 2.22

O) Percolação (PERC)

É a quantidade de água drenada (em lâmina) da zona radicular e é calculada como

dependente da quantidade de água infiltrada e do potencial de evapotranspiração. Expressa em

milímetros:

I. IN – PET ≤ 0 não há percolação

PERC = 0 Eq. 2.23

II. IN – PET > 0 há geração de percolado

PERC = IN − AET − CWS Eq. 2.24

P) Checagem (CK)

Os procedimentos de cálculo, que envolvem os conceitos do método do Balanço

Hídrico, são oriundos da precipitação atuante na cobertura do aterro. Por isso, os cálculos

devem ser checados para cada mês. De acordo com o balanço de massa, a lâmina pluviométrica

deve ser igual à soma dos seguintes parâmetros: percolado, evapotranspiração real, variação da

água armazenada e escoamento superficial, conforme equação abaixo:

P = CK = PERC + AET + CWS + ES Eq. 2.25

Q) Taxa de percolação (F)

A taxa de percolação é o fluxo de água que atravessa a cobertura do solo, calculada para

meses nos quais a lâmina de percolação (PERC) é diferente de zero.

F =PERC

1.000 × t Eq. 2.26

Onde:

F = fluxo de percolado (m/s);

PERC = lâmina de percolado (mm);

t = tempo equivalente a um mês (s)

39

R) Volume de percolado (VPERC)

O volume de percolado estimado a partir do método pode ser calculado multiplicando a

lâmina (PERC) pela área 2D total (A) de cobertura do aterro.

VPERC =PERC × A

1.000 Eq. 2.27

Onde:

VPERC = volume de percolado (m³);

PERC = lâmina de percolado (mm);

A = área do aterro (m²).

2.4.2 Método Suíço

É um método que associa a geração da vazão de percolado mais intrinsecamente à

compactação dos resíduos sólidos e ao índice pluviométrico. Foi desenvolvido pelo suíço Hans

Jurgen Ehrig, ao estudar a influência da precipitação e os tipos de máquinas empregadas na

operação de aterros.

Para efeito de projeto e, em virtude das dificuldades para calcular o volume de percolado

produzido num aterro sanitário, comumente, são empregados coeficientes empíricos que

correlacionem a produção de percolado com a pluviometria (ORTH, 1981). A fórmula para

estimar a vazão de percolado, é apresentada por ROCCA, NARCHI, et al., (1981):

Q = 1

t × P × A × k Eq. 2.28

Onde:

Q = vazão média de líquido percolado (L/s)

P = precipitação média do período (mm)

A = área do aterro (m²)

t = número de segundos no intervalo do período

k =

coeficiente dependente do grau de compactação dos RSU’s, cujos valores

recomendados estão contidos na

Tabela 2.9

40

Tabela 2.9 - Valores de k, para aplicação do Método Suíço (ROCCA, NARCHI, et al., 1981).

Intensidade da compactação Valores de k

Aterros fracamente compactados com peso específico 0,4t/m³ a 0,7t/m³ 0,25 a 0,50

Aterros fortemente compactados com peso específico igual ou superior a 0,7t/m³ 0,15 a 0,25

É importante ressaltar que a sensibilidade do Método Suíço está na compactação dos

resíduos, uma vez que seu coeficiente dependente domina a incerteza combinada, mesmo

aumentando a ordem de grandeza dos demais parâmetros, logo, este é o procedimento que deve

ser priorizado. Todavia, o coeficiente de compactação dos resíduos carrega uma imprecisão

considerável, ocasionando numa incerteza combinada de, aproximadamente, 30% na estimativa

da geração de percolado (SEELIG, THOMAZONI, et al., 2013).

2.4.3 Método Racional

De acordo com MARTINS JR. (1977) apud BORTOLAZZO (2010), é um método

utilizado na hidrologia para estimar a vazão de escoamento máximo, de uma intensidade

máxima de precipitação que atua sobre uma área delimitada, em geral, menor que 500ha, num

determinado tempo de concentração. O cálculo da vazão superficial, através do método

racional, leva em consideração três parâmetros, conforme equação a seguir:

Q = C × i × A Eq. 2.29

Onde:

Q = vazão superficial máxima (m³/s)

C = coeficiente de escoamento ou runoff (ad.)

i = intensidade média da chuva (m³)

A = área da bacia receptora da chuva (ha)

Com objetivo de se calcular a parcela da precipitação que infiltra, é preciso subtrair o

volume escoado (calculado pelo método racional), do volume total do precipitado que incide

sobre o aterro, para o mesmo intervalo de tempo, além de subtrair a parcela de água

evapotranspirada:

QPERC. = [(P − (C × P) − EP] ×A

t Eq. 2.30

Onde:

41

QPERC. = vazão superficial máxima (m³/s)

P = precipitação (m)

A = área de contribuição (m²)

t = número de segundos no mês (s)

EP = evapotranspiração potencial (m)

C = coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente de runoff (ad,)

A adoção de coeficiente de escoamento para aterros sanitários precisa englobar

características intrínsecas como: concepção do projeto; operação; espessura da camada de

cobertura; e presença de cobertura vegetal – pois, esses fatores influenciam diretamente os

efeitos de infiltração, evaporação e retenção hídrica. Por envolver variáveis de fácil acesso, o

método racional pode ser aplicado para estimar a geração de lixiviados (CASTRO, 2001).

42

3. ATERRO VALE I – ESTUDO DE CASO

LOCALIZAÇÃO

O aterro sanitário que é objeto de estudo deste trabalho está localizado no bairro de

Adrianópolis, às margens da Estrada de Adrianópolis, no município de Nova Iguaçu, na

Baixada Fluminense (Figura 3.1). Situada a 800m BR-493, a região da central de tratamento de

resíduos possui uma área total de aproximadamente 700.000m².

Figura 3.1 - Localização da CTR e do Vale I (Fonte: Google Earth).

CTR

ESTRADA DE

ADRIANÓPOLIS

BR-493

VALE I

43

HISTÓRICO

De modo a atender às diretrizes estabelecidas pelo PNRS, a prefeitura do município, no

qual se encontra o aterro, planejou o encerramento do antigo lixão de Marambaia e, em paralelo,

através de uma Parceria Público Privada (PPP), buscou alternativas ambientalmente corretas

para a disposição final de resíduos sólidos no município. Para isso, elaborou um edital de

licitação que contemplasse uma central de tratamento de resíduos, na qual diferentes

tecnologias para o tratamento e disposição final seriam empregadas (BORTOLAZZO, 2010).

No ano de 2001, foi concedida à empresa responsável, a exploração do biogás

proveniente da decomposição dos resíduos, por um período de 20 anos. A operação do aterro

foi iniciada em 2003, com a disposição iniciada no Vale I, conforme figuras 3.2 e 3.3.

Figura 3.2 - Vale I em julho/2004

(Fonte: Google Earth).

Figura 3.3 - Vale I em junho/2007


A disposição de resíduos, no Vale I, foi até o mês de junho/2013 quando,

posteriormente, ele recebeu uma cobertura vegetal e instalação de dispositivos de drenagem

pluvial (Figura 3.4). No início de 2014, como não havia perspectivas de operação dessa região,

no curto e médio prazo, a administração da CTR decidiu cobri-lo com uma manta de PEAD,

visando diminuir a geração de lixiviados, trabalho esse que viria a ser concluído no mesmo ano.

As figuras de 3.4 a 3.7 apresentam a evolução da cobertura do Vale I, iniciado pelos taludes

laterais e frontais do aterro, até alcançar as cotas mais elevadas.

44

Figura 3.4 - Vale I em setembro/2013


Figura 3.5 - Vale I em fevereiro/2014


Figura 3.6 - Vale I em novembro/2014


Figura 3.7 - Vale I em março/2015


Com o desenvolvimento da central de tratamento de resíduos, outros vales foram criados

para atender à demanda e, hoje, a disposição se concentra nessas novas áreas. Uma visão geral

do aterro, mais recente, é apresentada na Figura 3.8, com destaque para a localização dos vales

que estão contemplados dentro da região do empreendimento. Atualmente, a CTR recebe

resíduos de vários municípios da Baixada Fluminense.

COBERTURA

VEGETAL

INÍCIO DA

DISPOSIÇÃO DA

MANTA DE PEAD

DISPOSIÇÃO DA

MANTA DE PEAD COBERTURA COM

MANTA DE PEAD

45

Figura 3.8 - Visão geral da central de tratamento de resíduos (Fonte: CTR).

Evidenciada na Figura 3.9, a quantidade de resíduos recebidos mensalmente atingiu um

pico em meados do ano de 2005 e, posteriormente, a quantidade disposta no Vale I não

apresentou patamares equivalentes. Na mesma figura, a quantidade total que foi disposta nessa

área é da ordem de 2,8 milhões de toneladas.

A partir do mês de outubro/2006, outros vales entraram em operação e passaram a

receber, também, os resíduos da CTR, conforme a discrepância observada na Figura 3.9 e

assinalada no gráfico da Figura 3.10. Ainda nesta mesma imagem, é apresentada a

caracterização dos resíduos recebidos, na qual se destacam em maiores quantidades,

respectivamente: resíduo geral de grandes geradores (“G.G. Geral”); domiciliar ordinário e

público a granel.

VALE I

VALE III

VALE II

VALE IV

46

Figura 3.9 - Quantidade de resíduos recebidos e dispostos no Vale I (Fonte: CTR)

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000ab

r-03

jul-

03

ou

t-03

jan

-04

ab

r-0

4

jul-

04

ou

t-04

jan

-05

ab

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jul-

05

ou

t-05

jan

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ou

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jan

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ou

t-07

jan

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ou

t-08

jan

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jul-

09

ou

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jan

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ab

r-10

jul-

10

ou

t-10

jan

-11

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jul-

11

ou

t-11

jan

-12

ab

r-12

jul-

12

ou

t-12

jan

-13

ab

r-13

TO

TA

L D

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UM

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QU

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TID

AD

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E R

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ÍDU

OS

RE

CE

BID

OS

(t/

mês

)

Resíduos dispostos no Vale I Total de resíduos recebidos Resíduos Acumulados do Vale I

47

Figura 3.10 - Quantidade e discriminação dos resíduos recebidos (Fonte: CTR)

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000a

br-

03

jul-

03

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t-06

jan

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07

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jul-

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t-08

jan

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jul-

09

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t-09

jan

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jul-

10

ou

t-10

jan

-11

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jul-

11

ou

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jan

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ab

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jul-

12

ou

t-12

jan

-13

ab

r-13

QU

AN

TID

AD

E D

E R

ES

ÍDU

OS

RE

CE

BID

OS

(t/

mês

)

DOMICILIAR ORDINÁRIO PÚBLICO GRANEL VARRIÇÃO ENTULHO LIMPO RSS LODO G.G. RSS G. G. GERAL

RESÍDUOS COMEÇAM A SER

DISPOSTOS EM OUTROS VALES,

A PARTIR DESSE MÊS.

48

CARACTERIZAÇÃO DA CLIMATOLOGIA

De acordo com o portal Climate Data, a classificação do clima conforme Köppen &

Geiger5 é Aw, que se refere a um clima tropical com inverno seco e alta pluviometria durante

o verão. A temperatura média é de 23,4° C, com média anual de pluviosidade de 1.408mm.

O mês mais quente do ano é fevereiro, com temperatura média para o mês de 26,8° C,

já o mês mais frio é julho, cuja temperatura média beira os 20,4° C, conforme apresentado na

Figura 3.11

Figura 3.11 - Amplitude térmica do município do aterro, adaptado de Climate Data, 2019.

Quanto a pluviometria, existem dados de Outubro/2011 até Junho/2019 da estação da

CTR, cujos valores estão contidos na Tabela 4.1. Ressalta-se que o mês com maior intensidade

pluviométrica, em geral, é janeiro, enquanto o mais seco é agosto (Figura 4.1).

DADOS DE MEDIÇÃO DO PERCOLADO DO ATERRO

A administração do aterro mede a vazão do percolado que chega à lagoa de acumulação

através do método volumétrico, cuja medição é realizada todos os dias, na parte da manhã. Essa

vazão é multiplicada de modo a se estimar o volume de percolado gerado no dia. Os dados mais

recentes datam integralmente dos anos compreendidos entre 2014 até 2018. Outros dados estão

5 Sistema de classificação climático global, desenvolvido pelo climatologista alemão Wladimir Köppen e revisado

por Rudolf Geiger. Muito empregado nas áreas de geografia, climatologia e ecologia, esse sistema de classificação

é baseado no pressuposto de que a vegetação natural de cada grande região da Terra, é essencialmente uma

expressão do clima predominante.

49

disponíveis no trabalho de BORTOLAZZO (2010), que apresenta os volumes de percolado

acumulado por mês, entre 2003 e 2010. O resumo desses dados se encontram na Tabela 4.2 e a

média mensal na Figura 4.2. Vale ressaltar que a vazão de percolado que chega à lagoa é

referente apenas ao aterro do Vale I, não recebendo contribuição de nenhum outro vale.

4. APLICAÇÃO DOS MÉTODOS EMPÍRICOS

Os métodos empíricos discriminados neste trabalho foram desenvolvidos, utilizando o

programa Excel do pacote Microsoft Office. Para isso, num primeiro momento, os métodos

foram aplicados à condição do aterro com cobertura vegetal, de modo a averiguar o quão eles

se aproximam do volume efetivamente gerado no aterro sanitário. Posteriormente, os métodos

foram aplicados à condição na qual o aterro se encontra hoje, totalmente coberto por uma

geomembrana de PEAD.

ATERRO COM COBERTURA VEGETAL

Com o intuito de se refinar os parâmetros a serem empregados nos métodos empíricos,

no período no qual o aterro se encontra coberto com uma manta de PEAD, é preciso antes,

estimar esse volume quando há apenas a cobertura vegetal, situação essa para a qual os métodos

foram desenvolvidos.

Analisando imagens históricas, através do programa Google Earth, o Vale I apresentou

cobertura vegetal até meados de 2014. Para o período de 2004 a 2009 não existe medição de

pluviometria nessa região, enquanto que nos anos de 2011 a 2013, não há dados da vazão de

percolado da lagoa.

O ano de 2010 (de janeiro a dezembro) foi escolhido para as análises, uma vez que

possui tantos dados pluviométricos, quanto leituras da vazão de lixiviado das lagoas. A área

empregada nos métodos foi de, aproximadamente, 99.600m², valor esse extraído da superfície

topográfica levantada pela administradora do aterro.

50

Tabela 4.1 - Registro das chuvas acumuladas, incidentes sobre o empreendimento (Fonte: CTR).

Ano/Mês Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro

2010 356,2 145,9 193,9 165,0 25,6 19,4 65,9 10,8 56,9 94,2 144,0 336,4

2011 73,4 104,5 261,4 103,3 113,0 52,7 37,2 25,4 9,0 145,3 152,5 215,1

2012 270,6 37,3 170,8 130,5 84,7 117,7 38,8 14,4 48,1 44,4 142,0 175,5

2013 609,4 145,9 199,3 171,2 197,3 128,4 99,9 5,7 60,7 105,2 248,6 435,4

2014 99,9 104,2 202,9 150,6 43,7 25,2 69,4 21,2 7,2 53,4 134,6 63,0

2015 280,4 265,1 223,5 53,0 19,2 66,8 11,1 5,4 127,5 53,8 177,6 138,3

2016 474,0 262,5 261,3 18,9 38,5 83,9 0,0 54,8 46,9 77,0 263,3 273,0

2017 246,8 190,8 254,5 144,3 48,3 89,5 16,1 50,0 10,9 74,9 125,7 114,8

2018 334,9 409,2 228,8 79,8 37,8 21,9 31,7 71,6 74,8 181,1 198,9 115,6

2019 175,1 320,7 280,1 245,9 104,2 52,0 - - - - - -

Média 292,1 198,6 227,7 126,2 71,2 65,7 41,1 28,8 49,1 92,1 176,4 207,5

Figura 4.1 - Média da pluviometria.

0

50

100

150

200

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300

350

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Plu

vio

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ria

acu

mu

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a (

mm

)

51

Tabela 4.2 - Volume de percolado medido em campo (Fonte: CTR e Bortolazzo, 2010)

Ano/Mês Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro

2004 1.529,0 2.039,0 2.229,0 2.074,0 1.723,0 2.022,0 1.598,0 2.475,0 2.551,0 3.540,0 4.069,0 4.234,0

2005 4.856,0 4.510,0 4.579,0 4.545,0 4.640,0 4.095,0 3.750,0 3.586,0 4.797,0 5.833,0 5.733,0 4.521,0

2006 3.916,0 3.619,0 4.217,0 4.177,0 3.303,0 3.040,0 2.755,0 2.798,0 2.747,0 3.522,0 3.592,0 3.355,0

2007 4.052,0 3.814,0 3.599,0 3.599,0 3.536,0 3.452,0 3.165,0 3.023,0 2.553,0 3.371,0 3.472,0 4.263,0

2008 4.640,0 5.355,0 5.650,0 4.797,0 4.724,0 3.559,0 3.370,0 3.016,0 3.083,0 3.903,0 5.168,0 7.822,0

2009 8.912,0 9.993,0 6.278,0 6.912,0 3.211,0 1.903,0 1.552,0 1.764,0 1.656,0 2.529,0 2.725,0 2.668,0

2010 5.290,0 2.047,0 6.750,0 4.114,0 2.227,0 1.709,0 1.141,0 2.272,0 1.773,0 2.178,0 1.960,0 2.236,0

2011 - - - - - - - - - - - -

2012 - - - - - - - - - - - -

2013 - - - - - - - - - - 1.939,3 5.979,8

2014 3.391,7 1.809,8 2.234,1 2.817,0 1.757,6 1.547,9 1.957,9 1.573,0 1.381,9 1.396,2 1.233,4 789,0

2015 1.777,2 1.480,0 1.314,4 1.229,0 1.083,4 976,9 821,5 727,8 1.131,3 988,2 1.719,8 2.040,7

2016 2.346,7 1.760,8 1.614,8 1.236,9 1.044,4 1.261,7 841,0 914,4 840,1 980,1 2.073,4 3.142,1

2017 1.532,6 1.479,6 1.641,7 1.358,2 1.036,1 690,7 581,5 689,7 858,2 1.210,4 1.341,0 1.305,6

2018 2.727,5 1.304,2 1.425,4 1.377,1 1.202,3 1.192,2 1.006,2 1.018,5 1.112,8 1.299,6 1.275,5 1.560,3

Média 3.747,6 3.267,6 3.461,0 3.186,3 2.457,3 2.120,8 1.878,3 1.988,1 2.040,3 2.562,5 2.792,4 3.378,2

Figura 4.2 - Média da geração do volume de percolados.

0

1000

2000

3000

4000

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Per

cola

do

med

ido

(m

³/m

ês)

52


O desenvolvimento desse método, com os resultados dos cálculos de cada parâmetro

indicado no item 2.4.1 a cada mês, se encontra discriminado nas tabelas de 7.1 a 7.4 do

apêndice. Em função das maiores temperaturas e, em consequência, o potencial de

evapotranspiração ser maior no primeiro e último mês do ano, a precipitação tende a apresentar

maiores índices nesse período.

A disponibilidade hídrica do solo de cobertura foi estimada a partir de descrições feitas

em trabalhos pretéritos, nos quais o definiam como sendo um solo areno argiloso, de espessura

de, aproximadamente, 40cm (BORTOLAZZO, 2010). Diante desses dados e utilizando da, a

classificação de areia argilosa, tem-se uma disponibilidade hídrica de 150mm/m, conforme

Tabela 2.8. A capacidade máxima de armazenamento de água no solo (WSMÁX) será o produto

da espessura da camada por sua respectiva capacidade de campo: WSMÁX = 150 × 0,4 =

60mm. Esse valor é o limite máximo que o solo consegue armazenar nos períodos em que a

pluviometria preponderar sobre a evapotranspiração.

O cálculo da água armazenada foi iniciado pelo primeiro mês do período chuvoso,

conferindo-lhe o valor da capacidade máxima de água armazenada pelo solo (WSMÁX = 60mm),

além de atribuir na parte de variação de água armazenada (CWS), valor nulo. Assim sendo, o

cálculo da água armazenada foi iniciado pelo mês de novembro de 2010, que apresentou

precipitação acumulada de 144mm, seguindo posteriormente para o mês de dezembro, cuja

precipitação chegou aos 336,4mm e, depois, seguiu-se com os cálculos para o mês de janeiro

de 2010 e os demais subsequentes até fechar o ano completo em outubro.

Em relação ao coeficiente de escoamento (C), foram consideradas duas situações: a

primeira com o C variando, conforme os valores relativos a um solo argiloso, com declividades

entre 0% e 2% (Tabela 4.3); e a segunda situação, foi com o C fixo, no qual, através de uma

retro análise, buscou-se chegar o mais próximo possível do volume de percolado total medido.

Tabela 4.3 - Coeficientes adotados no Método do Balanço Hídrico.

Precipitação [P] Coeficiente adotado (C)

P ≥ PET 0,17 – período úmido

P < PET 0,13 – período seco

A Figura 4.3 apresenta as variações sazonais e as respectivas quantidades acumuladas

da geração de lixiviados, prevista pelo método e, medidas em campo. O volume de percolado

53

total medido no ano de 2010 (Acumulado PM) foi de 33.697m³, enquanto que o valor total

previsto pelo método do balanço hídrico (Acumulado BH) foi em torno de 35.071m³. A

diferença percentual entre esses dois valores, conforme apresentada na tabela 7.5 do apêndice,

ficou em torno de 4,1%, no caso do coeficiente de escoamento variável.

Já a Figura 4.4 evidencia a variação temporal do volume de percolado durante o ano de

2010, em paralelo com a precipitação e potencial de evapotranspiração (PET). A geração de

lixiviados pelo balanço hídrico é mais concentrada nos meses de maior intensa pluviometria,

diferentemente do volume percolado medido, que se apresenta mais bem distribuído.

Figura 4.3 – Comportamento da geração e da estimativa do percolado (C variando 0,13-0,17).

Figura 4.4 – Estimativa da geração de percolado com cobertura vegetal – Balanço Hídrico (C variando 0,13-0,17).

54

O outro cenário vislumbrado para esse método, foi tornar o coeficiente de escoamento

fixo no decorrer do ano, buscando diminuir a diferença do valor acumulado de percolado

medido e estimado. Empregando o comando Solver do Excel, variou-se o coeficiente C, de

modo que o lixiviado acumulado no ano de 2010 fosse próximo ao medido.

Apresentado no apêndice 7.1, mais especificamente na Tabela 7.6, o valor encontrado

da retro análise foi de, aproximadamente, C = 0,18, solo enquadrado como arenoso, conforme

Tabela 2.5. A diferença dos valores totais de percolado medido e estimado, nesse caso, foi

inferior a 0,5% (Figura 4.5). Já a distribuição do volume percolado estimado pelo balanço

hídrico no decorrer do ano de 2010, com o coeficiente escoamento constante, se manteve com

as mesmas características do C variável.

Figura 4.5 - Comportamento da geração e da estimativa do volume de percolado (C=0,18 fixo).


Para o desenvolvimento desse método, foram pensados dois cenários com variação do

coeficiente de compactação (k), parâmetro esse que não é medido em campo, mas está

relacionado com o peso e características do equipamento, bem como seu uso, empregado na

compactação. Adotando-se, inicialmente, k=0,20, valor intermediário considerando um aterro

fortemente compactado, volume total estimado de percolado (QMENSAL) ficou bem próximo do

55

volume total medido em campo (PM), cujos resultados se encontram discriminados mês a mês

no apêndice 7.2.

No caso de aterro fortemente compactado, a diferença do volume total estimado

(QMENSAL) para o volume total de percolado medido (PM) foi de 4,6%.

Adotando-se valores de k para o caso fracamente compactado (0,25 < k < 0,50), ambos

os valores extremos superestimaram a geração, cuja diferença percentual variou entre 19,3% e

138,6%, respectivamente.

Testando outros valores de k (0,19 e 0,21), verificou-se que para o valor de k=0,21,

conforme planilha contida no apêndice já mencionado, o valor do volume total de percolado

estimado se apresenta levemente maior que o medido, mas com diferença percentual, em

módulo, menor que 0,2%.

Independentemente do valor k adotado, conforme Figura 4.6, a estimativa da geração

pelo método Suíço é mais distribuída, se concentrando nos períodos de precipitações mais

expressivas.

Figura 4.6 - Estimativa da geração do volume de percolado cobertura vegetal - Método Suíço (k=0,21).


As entradas para esse método são as mesmas já discriminadas nos anteriores:

pluviometria, volume de percolados medidos em campo e o potencial de evapotranspiração já

calculado pelo método do balanço hídrico. Verificou-se que valores baixos do coeficiente de

0

50

100

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350

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0

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16.000

Plu

vio

met

ria

(m

m)

Vo

lum

e d

e p

erco

lad

o (

m³/

mês

)

Índice Pluviométrico Método Suíço Percolado medido

56

escoamento superestimam a geração do volume de percolado, enquanto que valores mais

elevados ocasionam um efeito inverso.

Os valores que deixaram mais próximos o valor total do percolado estimado, para o

medido, encontram-se no intervalo do solo tipo argiloso, com declividades entre 2% e 7%, nas

situações descritas da Tabela 2.5. Portanto, foi empregado um C=0,20, cuja diferença

percentual entre o percolado previsto e o medido ficou em torno de 1,7%, apêndice 7.3.

Assim como no método do balanço hídrico, a distribuição do lixiviado previsto é mais

acentuada em períodos de intensa pluviometria, que coincidem com a precipitação superando

o potencial de evapotranspiração (PET), conforme evidenciada na Figura 4.7.

Figura 4.7 - Estimativa da geração do volume de percolado com cobertura vegetal - Racional (C=0,20).

4.1.4 Resumo dos resultados

A Figura 4.8 apresenta todos os métodos compilados, além do volume de percolado

medido e os dados climatológicos empregados neste estudo. Observa-se que tanto o Método

Racional quanto o Balanço Hídrico apresentam valores mais substanciais de geração de

lixiviados, quando a pluviometria supera valor do potencial de evapotranspiração (PET),

enquanto que nos meses “mais secos”, a geração é praticamente nula.

Todavia, no que concerne à média da geração, todos os métodos apresentam valores

muito próximos, conforme Tabela 4.4 abaixo. O método Suíço, por não considerar a

0

50

100

150

200

250

300

350

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0

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4.000

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Pre

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ita

ção

e P

ET

(m

m)

Volu

me d

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erco

lad

o (

m³/

mês

)

Precipitação PET Racional Percolado medido (PM)

57

evapotranspiração, apresenta uma geração mais distribuída no decorrer do ano, se restringindo

apenas aos meses em que há incidência de chuvas.

Tabela 4.4 - Resumo dos métodos empíricos - Cobertura Vegetal.

Percolado acumulado

Ano 2010

Volume de

percolado (m³)

Diferença em módulo (%)

D = (Medido-Previsto)/Medido

Média mensal

(m³/mês)

Percolado Medido 33.697,0 - 2.808

Balanço Hídrico (C = 0,13 // 0,17) 35.070,5 4,1% 2.923

Balanço Hídrico (C = 0,18) 33.770,5 0,2% 2.814

Suíço (k=0,20) 32.154,9 4,6% 2.680

Suíço (k=0,21) 33.762,6 0,2% 2.814

Racional (C = 0,20) 33.127,6 1,7% 2.761

58

Figura 4.8 - Estimativa da geração do volume de percolados através de métodos empíricos (Ano de 2010).

0

100

200

300

400

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10000

2.000

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8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

jan/10 fev/10 mar/10 abr/10 mai/10 jun/10 jul/10 ago/10 set/10 out/10 nov/10 dez/10

Pre

icp

ita

ção

/ P

ET

(m

m)

Vo

lum

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e p

erco

lad

o (

m³/

mês

)

Percolado medido Precipitação PET Balanço Hídrico (C variável) Suíco (k=0,21) Racional

59

ATERRO COM COBERTURA DE MANTA DE PEAD

A manta de PEAD começou a ser implementada no início ano de 2014 e terminou ao

final dele. Buscando compreender a influência desse sistema de cobertura, o ano de aplicação

também será incluído nas análises. Logo, para o desenvolvimento dos métodos, foi escolhido o

período entre os anos de 2014 a 2018, começando em janeiro/2014 e terminando em

dezembro/2018.


Para esse método, foi considerado o coeficiente de escoamento C constante. Num

primeiro momento, empregou-se o mesmo utilizado para a situação com cobertura vegetal,

porém o valor total de percolado superestimou o medido em 1,6 vezes.

Buscou-se então, retroanalisar o coeficiente de escoamento (C), conforme processo

realizado na situação de cobertura vegetal. Foi adotado um mesmo coeficiente para todos os

meses avaliados, de modo que o volume total de percolado estimado fosse o mais próximo do

total medido. O valor que atendeu essa premissa foi C=0,29, cuja diferença percentual, em

módulo, entre o medido e o estimado foi de 0,3%.

Essa variação do coeficiente de escoamento de 0,18 (cobertura vegetal) para 0,29

(cobertura PEAD) pode ser fisicamente traduzida como um aumento do volume de chuvas que

escoou sobre a manta de cobertura

As tabelas de desenvolvimento do método do Balanço Hídrico, que estão contidas no

apêndice 7.4, apresentam o desenvolvimento semestral, enquanto que no final desse mesmo

apêndice, a tabela 7.20 traz um resumo do método, evidenciando as diferenças percentuais mês

a mês.

A Figura 4.9 apresenta a estimativa do balanço hídrico em contraste com o volume de

percolado medido. É possível verificar uma geração excessiva nos períodos de chuvas intensas,

enquanto há ausência de geração de percolado nos períodos secos.

60


Empregando o mesmo coeficiente de escoamento da situação com cobertura vegetal

k=0,21, observou-se que a geração total de percolados ficou superestimada, apresentando valor

1,8 vezes maior que o volume total medido. Por isso, a partir de uma retro-análise, buscou-se

variar o coeficiente de compactação k, de modo que o valor do volume estimado fosse o mais

próximo do medido.

O valor encontrado para o coeficiente k, no qual se obteve a menor diferença relativa,

em módulo, foi k=0,12, cuja diferença percentual entre o volume total de percolado medido e

estimado ficou em torno de 3,5% (tabela do apêndice 7.5). Essa variação do coeficiente de

k=0,21 (cobertura vegetal) para k=0,12 (cobertura de PEAD), pode ser traduzida fisicamente

pelo método, como decorrente de uma maior compactação do aterro, gerando um aumento do

peso específico da cobertura e, em consequência, menos água infiltrando no maciço sanitário.

Caso o ano de 2014 fosse desconsiderado e a retro-análise aplicada apenas entre

janeiro/2015 e dezembro/2018, o coeficiente k que apresentaria uma menor diferença

percentual (0,7%) seria de k=0,10.

O volume de percolado estimado plotado na Figura 4.10, evidenciou uma boa

distribuição no decorrer dos meses e observa-se uma tendência cíclica da geração, cujos maiores

valores estão alinhados com as maiores precipitações. O destaque vai para julho/2016 que

apresentou geração estimada nula, em virtude da ausência de chuvas nesse mês, porém, ressalta-

se que houve medição de percolado nesse período, apresentando volume de percolado medido

em torno de 841m³.


Empregando o mesmo coeficiente de escoamento utilizado na situação da cobertura

vegetal (C=0,20), o volume total de percolado ficou superestimado em 1,7 vezes. Logo, através

de uma retro-análise buscou-se um coeficiente de escoamento C, cujo valor do volume total de

percolado medido fosse próximo do total estimado.

O valor de C=0,32 apresentou a menor diferença percentual entres os volumes totais

que foi de, aproximadamente em módulo, 0,5% (tabela do apêndice 7.6). Essa variação do

coeficiente de escoamento de C=0,20 (cobertura vegetal) para C=0,32 (cobertura PEAD), pode

61

ser traduzida fisicamente como um maior percentual de água escoando pela superfície do aterro

e, em decorrência, menos água infiltrando no maciço.

Quanto a distribuição da estimativa do método Racional, ficou similar ao do Balanço

Hídrico, apresentando geração apenas quando a pluviometria supera consideravelmente a

evapotranspiração (Figura 4.11).

Destaca-se os meses de janeiro/2016 e fevereiro/2018, os dois maiores picos de geração

estimada por esse método, nos quais a precipitação foi, respectivamente, 474mm e 409mm,

praticamente quatro vezes o valor do potencial de evapotranspiração.

4.2.4 Resumo dos resultados

Ao empregarmos os mesmos parâmetros da cobertura vegetal, na condição da manta de

PEAD, os volumes de percolados estimados atingiram níveis bem maiores. Esse fato motivou

a aplicação de retroanálise, objetivando avaliar os parâmetros empregados em cada método

empírico.

Observando o gráfico da Figura 4.12, não é possível comparar, adequadamente, o

volumes medidos com os estimados por cada método, numa mesma escala, logo, utilizou-se a

média anual de cada método, incluindo a média do percolado medido em campo (Figura 4.13).

É possível observar nessa imagem que, praticamente, em todos os anos considerados, a média

anual de geração do volume estimado pelo Método Suíço ficou acima da média anual do volume

de percolados medidos.

Ainda na mesma figura, destaca-se que os anos de 2016 e 2018, no qual tanto o método

do Balanço Hídrico, quanto o método Racional ficaram acima do método Suíço, esse fato é

devido a maiores precipitações que ocorreram nesses anos, no início dos respectivos anos.

A grande ressalva vai para o ano de 2014, no qual todos os métodos subestimaram a

geração de lixiviados. Esse fato pode ter relação com as intervenções realizadas no Vale I, em

decorrência do processo de implantação da nova manta de cobertura.

62

Figura 4.9 - Estimativa da geração do volume de percolado com cobertura PEAD – Balanço Hídrico (C=0,30 fixo).

0

125

250

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5.000

10.000

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25.000

30.000

35.000

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)

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ês)

Precipitação PET Percolado medido Balanço Hídrico (C fixo)

63

Figura 4.10 - Estimativa da geração do volume de percolado com cobertura PEAD - Método Suíço (k=0,12).

0

100

200

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(m

³/m

ês)

Índice Pluviométrico Método Suíço Percolado medido

64

Figura 4.11 - Estimativa da geração do volume de percolado com cobertura PEAD - Racional (C=0,32).

0

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250

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500

625

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25.000

30.000

35.000

40.000ja

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ês)

Precipitação PET Racional Percolado medido

65

Figura 4.12 - Estimativa da geração do volume de percolado com cobertura PEAD – Balanço Hídrico + Suíço + Racional (2014 a 2018).

0

125

250

375

500

625

750

875

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5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000ja

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15

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m³)

Percolado medido Precipitação PET Balanço Hídrico (C fixo) Suíco Racional

66

Figura 4.13 – Média das estimativas da geração do volume de percolados através de métodos empíricos (2014 a 2018).

0

125

250

375

500

625

750

875

10000

1.000

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3.000

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5.000

6.000

7.000

8.000ja

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/17

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8ju

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nov/1

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Méd

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o (

m³)

Percolado medido Precipitação PET Média M. Balanço HídricoMédia M. Suíço Média M. Racional Média Percolado Medido

67

EFEITO DO USO DE PEAD E DE VEGETAÇÃO COMO COBERTURA DO

ATERRO

Através dos resultados gerados, observou-se que os volumes totais acumulados anuais

estimados pelos métodos empíricos se aproximaram bastante dos valores medidos em campo,

o que possibilitou uma análise mais concisa dos parâmetros, face a estudos pretéritos realizados

nesse mesmo aterro. Esse primeiro cenário serviu de base para as estimativas que

posteriormente viriam a ser desenvolvidas na condição do aterro coberto com geomembrana.

Na situação já com a cobertura de PEAD, ao empregarmos os mesmos parâmetros de

cobertura vegetal, verificou-se uma discrepância elevada entre os valores do volume total do

percolado estimado e do volume total medido em campo, fator esse que levou a uma nova retro-

análise dos parâmetros, de modo a avaliar a influência da manta de PEAD.

Quanto aos coeficientes retro-analisados, tanto no Balanço Hídrico quanto no Racional,

o coeficiente de escoamento sofreu um aumento, cuja interpretação física é de que mais água

passou a escoar e menos água passou a infiltrar no maciço sanitário. No mesmo raciocínio, pelo

método Suíço, o coeficiente ligado ao grau de compactação, ao sofrer um decréscimo, se traduz

fisicamente como um aumento do peso específico, devido a um maior grau de compactação do

aterro, ocasionando em um menor percentual do precipitado que infiltra e, em consequência,

gera menos percolado.

4.5 Evolução dos parâmetros nos cenários considerados.

Método empírico Coeficiente

Cobertura Vegetal

Coeficiente

Cobertura PEAD

Balanço Hídrico [C] 0,18 0,29

Suíço [k] 0,21 0,12

Racional [C] 0,20 0,32

68

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES DE FUTURAS PESQUISAS

Este trabalho buscou avaliar a influência de uma manta de cobertura de PEAD na geração

de lixiviados, ao comparar, o volume de percolado gerado, com o volume estimado através de

métodos empíricos: Balanço Hídrico, Suíço e Racional.

Os resultados obtidos no primeiro cenário, com cobertura vegetal, foram satisfatórios, uma

vez que apresentaram diferenças percentuais inferiores a 5%, além das médias mensais estarem

muito próximas, seja dos estimados pelos métodos, seja do percolado medido. Todavia, nem o

Balanço Hídrico, nem o Método Racional apresentaram uma boa distribuição no decorrer do ano

de 2010, que se traduziu com períodos de geração nula (baixa intensidade pluviométrica) e períodos

de geração muito expressiva, como nos meses de janeiro e dezembro. O método Suíço, apesar de

mais simplificado, apresentou uma maior distribuição, com destaque também, para os meses de

maior volume de chuvas.

Cabe ressaltar, que na situação com a cobertura vegetal, mesmo o aterro não estando

finalizado e possuindo uma espessura de solo para vegetação de 40cm (<60cm), situações que estão

em dissonância com as premissas do Método do Balanço Hídrico, os valores estimados por esse

modelo apresentaram muita consonância seja quando comparado com os outros métodos empíricos,

seja com os decorrentes das leituras do percolado medido.

Outro ponto a ser destacado no método do Balanço Hídrico, é que o cálculo do potencial de

evapotranspiração apesar de considerar a incidência de luz solar numa determinada latitude do

planeta, o cálculo do método em si não considera a umidade do ar. Este fator, pode contribuir para

potencializar ou dirimir o potencial de evapotranspiração, levando em conta se o ar se encontra mais

seco ou mais úmido.

No caso do aterro com cobertura vegetal, o coeficiente de compactação empregado no

método Suíço (k=0,21), está enquadrado no critério de aterros fortemente compactados, cujo peso

específico é igual ou superior a 7kN/m³. Este fato corrobora com os valores encontrados por

BORTOLAZZO (2010), nas amostras de resíduos ensaiadas, cujos valores encontrados foram

superiores a 12kN/m³.

Já no caso da cobertura de PEAD, o valor do coeficiente de compactação, k=0,12, apesar

de ainda indicar que o aterro está fortemente compactado, esse valor está abaixo do limite mínimo

estipulado pelo método Suíço para aterros nessa categoria (0,15<k<0,25).

69

A maioria dos exemplos de desenvolvimento do Balanço Hídrico na literatura adotam a

água armazenada no solo sempre constante, com variação nula de um mês para o outro. Essa

hipótese também foi considerada nesse trabalho, porém, seus resultados não apresentaram

diferenças muito consideráveis, seja no volume final, seja na distribuição da geração estimada.

Ao se observar o período do aterro, já com a manta de PEAD, percebe-se uma diminuição

da geração de lixiviados, em relação à 2010. Vários fatores podem ter influenciado esse

acontecimento, como: idade do aterro, processo de decomposição em estágio avançado dos

resíduos, menor teor de umidade dos resíduos, ou até mesmo a aplicação da cobertura de PEAD,

que possui baixa permeabilidade.

Ao avaliarmos o gráfico da Figura 4.12, que consta o volume total de percolado estimado

em comparação com o medido, esse último grupo de dados fica ofuscado, em virtude dos valores

elevados da geração estimada, motivo esse que levou a buscar-se comparar também, suas

respectivas médias. Ainda nesse mesmo gráfico, observa-se uma tendência cíclica do volume de

lixiviado estimado, muito atrelado aos períodos nos quais a precipitação atinge valores mais

elevados, superando a evapotranspiração.

Já no gráfico da Figura 4.13, no qual aparece as médias dos métodos empíricos, no período

de 2014 a 2018, há de se ressaltar alguns comportamentos. Em primeiro lugar, o método Suíço

apresentou médias superiores às do percolado medido, assumindo inclusive o comportamento da

média do percolado medido.

Nos anos de 2015 e 2017, a média do volume estimado pelo método Racional e do Balanço

Hídrico subestimou a geração de percolados. Como esses anos foram relativamente mais secos e,

como esses métodos consideram a evapotranspiração, isso tendeu a diminuir suas estimativas de

geração.

Entretanto, em 2016 e 2018 os mesmos métodos tiveram uma maior previsão de volume de

percolado, em termos de média, superando as do Suíço. Esse fato pode ser explicado através da

condição climatológica, pois nesses anos, a pluviometria superou, e muito, o valor da

evapotranspiração, ocasionando numa estimativa mais considerável pelos dois métodos que

empregam esses parâmetros. Embora o método Suíço não considere o potencial de

evapotranspiração, a precipitação é minorada com base no coeficiente k, que é atrelado ao grau de

compactação.

O ano de 2014 foi o mais destoante na comparação dos volumes de percolado estimados

com os medidos, uma vez que todos os métodos subestimaram a geração. Tal comportamento pode

ter sua origem em perturbações decorrentes da intervenção realizada no aterro para implantação da

70

cobertura de PEAD, dentre elas: passagem de maquinário pesado, escavação da antiga cobertura,

aspersão de água visando diminuir as partículas de solo em suspensão no ar, ou até mesmo mudança

temporária na capacidade de campo do solo de cobertura.

Se por um lado, esse dado traz algo de positivo do ponto de vista ambiental, porque menos

passivo fora produzido; por outro, não se pode afirmar que houve uma economia financeira. Pois a

água que infiltra no aterro, também contribui para a geração de gases, que por sua vez, são vendidos

tanto para obtenção de crédito de carbono, quanto para geração de energia.

Os valores dos parâmetros retroanalisados e expostos na tabela 4.5 evidenciam uma

influência da manta de PEAD. Aquele referente ao Método do Balanço Hídrico e Racional, no caso,

o coeficiente de escoamento, mostra um aumento dele o que em termos práticos sinaliza menos

água infiltrando no aterro. Já o método Suíço, tem um aumento do seu coeficiente k, evidenciando

também, menos precipitação contribuindo na geração de percolados.

É importante ressaltar que a manta de PEAD, apesar de possuir baixa permeabilidade, ela

não garante a ausência de infiltração de água pela a superfície do aterro, pois apresenta furos perto

das instrumentações. Além disso, ainda é constatado uma geração de percolados que dentre outras

origens, pode ser oriunda da pouca água que infiltra no maciço ou até mesmo da água que não é

evaporada para o meio ambiente, devido a manta.

Apesar dos métodos empíricos terem apresentado estimativas relativamente condizentes

com a realidade do aterro, é preciso salientar que eles desconsideram algumas contribuições

importantes que impactam na geração de percolado, tais como: chorume produzido pela degradação

da matéria orgânica; umidade do ar; umidade e capacidade de campo dos resíduos sólidos; além da

temperatura dos resíduos.

Como sugestões para novos trabalhos, recomenda-se o estudo do método experimental

empírico da Capacidade de Campo, proposto por LINS (2003), além de métodos computacionais,

tais como o HELP ou o HYDRUS. É preciso também estudar a influência parâmetros que são

desconsiderados pelos métodos empíricos apresentados, como a umidade dos resíduos e degradação

da matéria orgânica, evento esse que gera o chorume.

Outra proposta de estudo, seria uma análise que avaliasse a influência da manta na geração

de biogás. Com essa análise, seria possível fazer um estudo quantitativo/financeiro que confrontasse

a venda do biogás e o custo do tratamento do percolado e, se o presente cenário do aterro, coberto

com geomembrana, gerou um déficit ou superávit nas finanças da concessionária.

71

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78

7. LISTA DE APÊNDICES

79

MÉTODO DO

BALANÇO HÍDRICO -

COBERTURA VEGETAL

80

7.1 Desenvolvimento do Método do Balanço Hídrico - Primeiro semestre de 2010 – Coeficiente C variando para terreno argiloso (0,17-0,13).

Linha Parâmetro Referência Jan Fev Mar Abr Mai Jun

0 Percolado medido (m³) [PM] Dado de entrada 5.290,0 2.047,0 6.750,0 4.114,0 2.227,0 1.709,0

A Temp. média mensal (°C) Dado de entrada 26,6 26,8 25,6 23,8 22,1 21,0

B Índice mensal de calor [Hm] Hm = (0,2T)1,514 12,56 12,70 11,85 10,61 9,49 8,78

C

Índice de calor anual [Ha] Ha = ΣHm 124,67 124,67 124,67 124,67 124,67 124,67

Fator empírico adimensional [a] a = (6,75×10-7)×Ha3 -(7,71×10-5)×Ha2 +0,01792×Ha +0,49239 2,84 2,84 2,84 2,84 2,84 2,84

Potencial Diário de Evapotranspiração não-

ajustado [UPET] UPET = 0,53 x (10 x T / Ha)a 4,55 4,64 4,08 3,32 2,69 2,33

D Duração Mensal dos Raios de Sol [N] Tabela 4 - [Latitude 22º - Nova Iguaçu RJ] 34,50 30,00 31,50 29,10 28,50 27,00

E Potencial de Evapotranspiração [PET] (mm) PET = UPET x N 156,9 139,3 128,5 96,5 76,6 62,8

F Precipitação [P] (mm) Dado de entrada 356,2 145,9 193,9 165,0 25,6 19,4

G Coeficiente de Escoamento [C] Tabela 5 0,17 0,17 0,17 0,17 0,13 0,13

H Escoamento [ES] (mm) ES = P x C 60,6 24,8 33,0 28,1 3,3 2,5

I Infiltração [IN] (mm) IN = P - ES 295,6 121,1 160,9 137,0 22,3 16,9

J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E 138,8 -18,2 32,5 40,4 -54,3 -45,9

K Perda de água acumulada [WL] (mm) WL = Σ (IN – PET)i 0,0 -18,2 -18,2 -18,2 -72,6 -118,5

L Água Armazenada [WS] (mm)

Primeiro mês com intensa pluviometria: WS = θ x HRADICULAR 60,0 60,0 60,0

b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03

IN – PET ≤ 0 → WS = WSMAX x 10 b x (IN-PET) 42,5 22,7 26,5

IN – PET > 0 → WSATUAL = WSANTERIOR + (IN – PET)

M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 0,0 -17,5 17,5 0,0 -37,3 3,7

N Evapotranspiração Real [AET] (mm) IN - PET < 0 → AET = PET + [(IN-PET)-CWS)]

IN - PET ≥ 0 → AET = PET 156,9 137,1 128,5 96,5 58,3 12,2

O Percolação [PERC] (mm) IN - PET ≤ 0 → PERC = 0

IN - PET > 0 → PERC = (IN - PET) - CWS 135,23 0,00 13,07 38,79 0,00 0,00

P Checagem [CK] (mm) CK → P = PERC + AET + CWS + ES ok ok ok ok ok ok

Q Taxa de Percolação [F] (L/s) F = PERC / (1000 x t) 4,36 0,00 0,42 1,29 0,00 0,00

R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 13.468,50 0,00 1.302,03 3.863,21 0,00 0,00

81

7.2 Desenvolvimento do Método do Balanço Hídrico - Segundo semestre de 2010 - Coeficiente C variando para terreno arenoso (0,17-0,13).

Linha Parâmetro Referência Jul Ago Set Out Nov Dez




C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E -5,7 -60,8 -29,1 -14,1 8,8 148,0

K Perda de água acumulada [WL] (mm) WL = Σ (IN – PET)i -124,2 -185,0 -214,1 -228,2


Primeiro mês com intensa pluviometria: WS = θ x HRADICULAR 60,0 60,0

b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03

IN – PET ≤ 0 → WS = WSMAX x 10 b x (IN-PET) 53,7 20,5 34,4 43,2


M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 27,2 -33,1 13,8 8,9 0,0 0,0


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 26,8 42,0 32,8 68,4 110,8 131,2





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 0,00 0,00 0,00 0,00 729,41 14.407,31

82

7.3 Desenvolvimento do Método do Balanço Hídrico - Primeiro semestre de 2010 – Coeficiente C fixo.





C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E 135,2 -19,7 30,5 38,8 -55,6 -46,9




b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 0,0 -18,2 18,2 0,0 -41,9 4,8


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 0,0 -17,5 17,5 0,0 -37,3 3,7



P Checagem [CK] (mm) CK → P = PERC + AET + CWS + ES 135,23 0,00 13,07 38,79 0,00 0,00

Q Taxa de Percolação [F] (L/s) F = PERC / (1000 x t) ok ok ok ok ok ok

R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 4,36 0,00 0,42 1,29 0,00 0,00

83

7.4 Desenvolvimento do Método do Balanço Hídrico - Segundo semestre de 2010 – Coeficiente C fixo.





C















b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 27,2 -33,1 13,8 8,9 0,0 0,0


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 26,8 42,0 32,8 68,4 110,8 131,2





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 0,00 0,00 0,00 0,00 729,41 14.407,31

84

7.5 Método do Balanço Hídrico – Quadro Resumo – Coeficiente C = 0,17 ou 0,13 (variável).

Mês Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm)

PET

(mm)

QMENSAL

(m³/mês)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/10 5.290,0 356,2 156,9 13.823,3 -8.533,28 -161%

fev/10 2.047,0 145,9 138,0 0,0 2.047,00 100%

mar/10 6.750,0 193,9 128,5 1.604,5 5.145,50 76%

abr/10 4.114,0 165,0 96,5 4.027,6 86,45 2%

mai/10 2.227,0 25,6 62,4 0,0 2.227,00 100%

jun/10 1.709,0 19,4 11,4 0,0 1.709,00 100%

jul/10 1.141,0 65,9 23,8 0,0 1.141,00 100%

ago/10 2.272,0 10,8 47,1 0,0 2.272,00 100%

set/10 1.773,0 56,9 29,9 0,0 1.773,00 100%

out/10 2.178,0 94,2 67,7 0,0 2.178,00 100%

nov/10 1.960,0 144,0 118,9 872,8 1.087,17 55%

dez/10 2.236,0 336,4 131,2 14.742,4 -12.506,36 -559%

Total 33.697,0 35.070,5 -1.373,52 -4,1%

7.6 Método do Balanço Hídrico – Quadro Resumo – Coeficiente C = 0,18 (fixo).


(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm)

PET

(mm)

QMENSAL

(m³/mês)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/10 5.290,0 356,2 156,9 13.468,5 -8.178,50 -155%

fev/10 2.047,0 145,9 138,0 0,0 2.047,00 100%

mar/10 6.750,0 193,9 128,5 1.302,0 5.447,97 81%

abr/10 4.114,0 165,0 96,5 3.863,2 250,79 6%

mai/10 2.227,0 25,6 62,4 0,0 2.227,00 100%

jun/10 1.709,0 19,4 11,4 0,0 1.709,00 100%

jul/10 1.141,0 65,9 23,8 0,0 1.141,00 100%

ago/10 2.272,0 10,8 47,1 0,0 2.272,00 100%

set/10 1.773,0 56,9 29,9 0,0 1.773,00 100%

out/10 2.178,0 94,2 67,7 0,0 2.178,00 100%

nov/10 1.960,0 144,0 118,9 729,4 1.230,59 63%

dez/10 2.236,0 336,4 131,2 14.407,3 -12.171,31 -544%

Total 33.697,0 33.770,5 -73,46 -0,2%

85

MÉTODO SUÍÇO –

COBERTURA VEGETAL

86

7.7 Desenvolvimento do Método Suíço – Coeficiente k = 0,20 e A = 99.600m².


(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s) 𝐐(𝐋

𝐬⁄ ) = 𝟏

𝐭(𝐬) × [𝐏] × 𝐀 × 𝐤

QMENSAL = (Q x t) / 1.000

(m³/mês)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/10 5.290,0 356,2 2,678E+06 2,65 7.095,5 -1.805,5 -34,13%

fev/10 2.047,0 145,9 2,419E+06 1,20 2.906,3 -859,3 -41,98%

mar/10 6.750,0 193,9 2,678E+06 1,44 3.862,5 2.887,5 42,78%

abr/10 4.114,0 165,0 2,592E+06 1,27 3.286,8 827,2 20,11%

mai/10 2.227,0 25,6 2,678E+06 0,19 510,0 1.717,0 77,10%

jun/10 1.709,0 19,4 2,592E+06 0,15 386,4 1.322,6 77,39%

jul/10 1.141,0 65,9 2,678E+06 0,49 1.312,7 -171,7 -15,05%

ago/10 2.272,0 10,8 2,678E+06 0,08 215,1 2.056,9 90,53%

set/10 1.773,0 56,9 2,592E+06 0,44 1.133,4 639,6 36,07%

out/10 2.178,0 94,2 2,678E+06 0,70 1.876,5 301,5 13,84%

nov/10 1.960,0 144,0 2,592E+06 1,11 2.868,5 -908,5 -46,35%

dez/10 2.236,0 336,4 2,678E+06 2,50 6.701,1 -4.465,1 -199,69%

- 33.697,0 - - - 32.154,9 +1.542,1 4,6%



(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s) 𝐐(𝐋

𝐬⁄ ) = 𝟏

𝐭(𝐬) × [𝐏] × 𝐀 × 𝐤

QMENSAL = (Q x t) / 1.000

(m³/mês)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/10 5.290,0 356,2 2,678E+06 2,78 7.450,3 -2.160,3 -40,84%

fev/10 2.047,0 145,9 2,419E+06 1,26 3.051,6 -1.004,6 -49,08%

mar/10 6.750,0 193,9 2,678E+06 1,51 4.055,6 2.694,4 39,92%

abr/10 4.114,0 165,0 2,592E+06 1,33 3.451,1 662,9 16,11%

mai/10 2.227,0 25,6 2,678E+06 0,20 535,4 1.691,6 75,96%

jun/10 1.709,0 19,4 2,592E+06 0,16 405,8 1.303,2 76,26%

jul/10 1.141,0 65,9 2,678E+06 0,51 1.378,4 -237,4 -20,80%

ago/10 2.272,0 10,8 2,678E+06 0,08 225,9 2.046,1 90,06%

set/10 1.773,0 56,9 2,592E+06 0,46 1.190,1 582,9 32,88%

out/10 2.178,0 94,2 2,678E+06 0,74 1.970,3 207,7 9,54%

nov/10 1.960,0 144,0 2,592E+06 1,16 3.011,9 -1.051,9 -53,67%

dez/10 2.236,0 336,4 2,678E+06 2,63 7.036,1 -4.800,1 214,68%

33.697,0 33.762,6 -65,61 -0,2%

87

MÉTODO RACIONAL -

COBERTURA VEGETAL

88

7.9 Desenvolvimento do Método Racional – A = 99.600m².


(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s)

ETP

(mm)

Coeficiente

C

ES (mm)

= P x C 𝐐𝑷𝑬𝑹𝑪(𝐋

𝐬⁄ ) = (𝐏 − 𝐄𝐓𝐏 − 𝐄𝐒) × 𝐭 × 𝐀

𝟏. 𝟎𝟎𝟎

QMENSAL (m³/mês)

= (QPERC x t)/1.000

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/10 5.290,0 356,2 2,68E+06 156,86 0,20 71,24 4,76 12.758,95 -7.468,95 -141%

fev/10 2.047,0 145,9 2,42E+06 139,33 0,20 29,18 0,00 2.047,00 100%

mar/10 6.750,0 193,9 2,68E+06 128,47 0,20 38,78 0,99 2.654,36 4.095,64 61%

abr/10 4.114,0 165,0 2,59E+06 96,51 0,20 33,00 1,36 3.534,53 579,47 14%

mai/10 2.227,0 25,6 2,68E+06 76,61 0,20 5,12 0,00 2.227,00 100%

jun/10 1.709,0 19,4 2,59E+06 62,79 0,20 3,88 0,00 1.709,00 100%

jul/10 1.141,0 65,9 2,68E+06 60,41 0,20 13,18 0,00 1.141,00 100%

ago/10 2.272,0 10,8 2,68E+06 70,23 0,20 2,16 0,00 2.272,00 100%

set/10 1.773,0 56,9 2,59E+06 78,58 0,20 11,38 0,00 1.773,00 100%

out/10 2.178,0 94,2 2,68E+06 96,02 0,20 18,84 0,00 2.178,00 100%

nov/10 1.960,0 144,0 2,59E+06 110,76 0,20 28,80 0,17 442,56 1.517,44 77%

dez/10 2.236,0 336,4 2,68E+06 131,20 0,20 67,28 5,13 13.737,20 -11.501,20 -514%

Total 33.697,00 33.127,60 569,40 1,7%

89

MÉTODO DO

BALANÇO HÍDRICO -

COBERTURA PEAD

90

7.10 Desenvolvimento do Método do Balanço Hídrico - Primeiro semestre de 2014 – Coeficiente C fixo (C=0,29).





C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E -85,9 -65,3 15,6 10,4 -45,6 -44,9

K Perda de água acumulada [WL] (mm) WL = Σ (IN – PET)i -85,9 -151,3 -151,3 -151,3 -196,9 -241,8


Primeiro mês com intensa pluviometria: WS = θ x HRADICULAR

b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03


IN – PET > 0 → WSATUAL = WSANTERIOR + (IN – PET) 34,8 45,2

M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 0,1 5,8 15,6 10,4 -18,1 0,3


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 70,8 68,2 128,5 96,5 49,1 17,6






91

7.11 Desenvolvimento do Método do Balanço Hídrico - Segundo semestre de 2014 – Coeficiente C fixo (C=0,29).


0 Percolado medido (m³) [PM] Dado de entrada 1.957,9 1.573,0 1.381,9 1.396,2 1.233,4 789,0



C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E -11,1 -55,2 -73,5 -58,1 -15,2 -86,5




b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03

IN – PET ≤ 0 → WS = WSMAX x 10 b x (IN-PET) 49,4 22,9 16,6 21,7 46,0 13,3


M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 22,0 -26,5 -6,3 5,1 0,0 -32,8


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 27,3 41,6 11,4 32,8 95,6 77,5






92






C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E 42,2 48,9 30,2 -58,9 -63,0 -15,4

K Perda de água acumulada [WL] (mm) WL = Σ (IN – PET)i 0,0 0,0 0,0 -58,9 -121,9 -137,2



b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 26,3 0,0 0,0 -38,5 -1,5 25,9


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 156,9 139,3 128,5 76,2 15,1 21,5





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 1.587,42 4.869,84 3.011,55 0,00 0,00 0,00

93



0 Percolado medido (m³) [PM] Dado de entrada 821,5 727,8 1.131,3 988,2 1.719,8 2.040,7



C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E -52,5 -66,4 11,9 -57,8 15,3 -33,0



Primeiro mês com intensa pluviometria: WS = θ x HRADICULAR 60,0

b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03


IN – PET > 0 → WSATUAL = WSANTERIOR + (IN – PET) 30,8

M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR -21,9 -5,2 11,9 -8,9 0,0 -26,3


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 29,8 9,0 78,6 47,1 110,8 124,5





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 0,00 0,00 0,00 0,00 1.527,80 0,00

94






C















b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 0,0 0,0 0,0 -45,9 11,3 31,3


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 156,9 139,3 128,5 59,3 16,0 28,2






95



0 Percolado medido (m³) [PM] Dado de entrada 841,0 914,4 840,1 980,1 2.073,4 3.142,1



C















b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR -35,8 13,8 -7,5 1,9 0,0 0,0


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 35,8 25,1 40,8 52,7 110,8 131,2





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 0,00 0,00 0,00 0,00 7.588,87 6.239,02

96






C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E 18,3 -3,9 52,2 5,9 -42,3 0,8




b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03

IN – PET ≤ 0 → WS = WSMAX x 10 b x (IN-PET) 56,1 28,7

IN – PET > 0 → WSATUAL = WSANTERIOR + (IN – PET) 43,5 29,4

M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 18,3 12,6 3,9 0,0 -31,3 0,8


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 156,9 122,9 128,5 96,5 65,6 62,8





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 0,00 0,00 4.812,21 591,65 0,00 0,00

97



0 Percolado medido (m³) [PM] Dado de entrada 581,5 689,7 858,2 1.210,4 1.341,0 1.305,6



C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E -49,0 -34,7 -70,8 -42,8 -21,5 -49,7




b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03

IN – PET ≤ 0 → WS = WSMAX x 10 b x (IN-PET) 25,5 32,7 17,4 28,4 41,2 25,2


M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR -3,9 7,2 -15,3 11,0 0,0 -16,0


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 15,3 28,3 23,0 42,2 89,2 97,5






98


Linha Parâmetro Referência Jan Fev Mar Abr Mai Jan




C















b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 34,6 0,0 0,0 -30,1 -4,8 1,1


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 156,9 139,3 128,5 86,7 31,6 14,4






99






C











J Água remanescente [IN-PET] (mm) Linha I – Linha E -37,9 -19,4 -25,5 32,6 30,5 -49,1




b = 0,455 / (WSMAX) 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03 7,58E-03



M Variação de Água Armazenada [CWS] (mm) CWS = WSMÊS ATUAL – WSMÊS ANTERIOR 4,7 11,8 -4,3 21,5 0,0 -34,6


IN - PET ≥ 0 → AET = PET 17,8 39,0 57,4 96,0 110,8 116,6





R Volume de percolado gerado no mês [Q] (m³) VPERC = PERC x A → (A=99.600m²) 0,00 0,00 0,00 1.097,06 3.034,05 0,00

100

7.20 Método do Balanço Hídrico – Quadro Resumo dos anos 2014 a 2018.

Mês/

Ano

Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P]

QMENSAL (m³)

C=0,29 (fixo)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL_2

D/PM

(%)

jan/14 3.391,7 356,2 0,0 3.391,7 100%

fev/14 1.809,8 145,9 0,0 1.809,8 100%

mar/14 2.234,1 193,9 0,0 2.234,1 100%

abr/14 2.817,0 165 0,0 2.817,0 100%

mai/14 1.757,6 25,6 0,0 1.757,6 100%

jun/14 1.547,9 19,4 0,0 1.547,9 100%

jul/14 1.957,9 65,9 0,0 1.957,9 100%

ago/14 1.573,0 10,8 0,0 1.573,0 100%

set/14 1.381,9 56,9 0,0 1.381,9 100%

out/14 1.396,2 94,2 0,0 1.396,2 100%

nov/14 1.233,4 144 0,0 1.233,4 100%

jan/15 1.777,2 280,4 0,0 789,0 100%

fev/15 1.480,0 265,1 1.587,4 189,8 11%

mar/15 1.314,4 223,5 4.869,8 -3.389,9 229%

abr/15 1.229,0 53,0 3.011,6 -1.697,1 129%

mai/15 1.083,4 19,2 0,0 1.229,0 100%

jun/15 976,9 66,8 0,0 1.083,4 100%

jul/15 821,5 11,1 0,0 976,9 100%

ago/15 727,8 5,4 0,0 821,5 100%

set/15 1.131,3 127,5 0,0 727,8 100%

out/15 988,2 53,8 0,0 1.131,3 100%

nov/15 1.719,8 177,6 0,0 988,2 100%

dez/15 2.040,7 138,3 1.527,8 192,0 11%

jan/16 2.346,7 474,0 0,0 2.040,7 100%

fev/16 1.760,8 262,5 17.897,7 -15.551,1 663%

mar/16 1.614,8 261,3 4.682,4 -2.921,6 166%

abr/16 1.236,9 18,9 5.682,5 -4.067,7 252%

mai/16 1.044,4 38,5 0,0 1.236,9 100%

jun/16 1.261,7 83,9 0,0 1.044,4 100%

101

Mês/

Ano

Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P]

QMENSAL (m³)

C=0,29 (fixo)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL_2

D/PM

(%)

jul/16 841,0 0,0 0,0 841,0 100%

ago/16 914,4 54,8 0,0 914,4 100%

set/16 840,1 46,9 0,0 840,1 100%

out/16 980,1 77,0 0,0 980,1 100%

nov/16 2.073,4 263,3 7.588,9 -5.515,5 266%

dez/16 3.142,1 273,0 6.239,0 -3.096,9 99%

jan/17 1.532,6 246,8 0,0 1.532,6 100%

fev/17 1.479,6 190,8 0,0 1.479,6 100%

mar/17 1.641,7 254,5 4.812,2 -3.170,5 193%

abr/17 1.358,2 144,3 591,7 766,5 56%

mai/17 1.036,1 48,3 0,0 1.036,1 100%

jun/17 690,7 89,5 0,0 690,7 100%

jul/17 581,5 16,1 0,0 581,5 100%

ago/17 689,7 50,0 0,0 689,7 100%

set/17 858,2 10,9 0,0 858,2 100%

out/17 1.210,4 74,9 0,0 1.210,4 100%

nov/17 1.341,0 125,7 0,0 1.341,0 100%

dez/17 1.305,6 114,8 0,0 1.305,6 100%

jan/18 2.727,5 334,9 4.614,8 -1.887,3 69%

fev/18 1.304,2 409,2 15.060,0 -13.755,8 1055%

mar/18 1.425,4 228,8 3.384,2 -1.958,8 137%

abr/18 1.377,1 79,8 0,0 1.377,1 100%

mai/18 1.202,3 37,8 0,0 1.202,3 100%

jun/18 1.192,2 21,9 0,0 1.192,2 100%

jul/18 1.006,2 31,7 0,0 1.006,2 100%

ago/18 1.018,5 71,6 0,0 1.018,5 100%

set/18 1.112,8 74,8 0,0 1.112,8 100%

out/18 1.299,6 181,1 1.097,1 202,6 16%

nov/18 1.275,5 198,9 3.034,1 -1.758,6 138%

dez/18 1.560,3 115,6 0,0 1.560,3 100%

Total 85.462,9 85.681,2 -218,3 -0,26%

102

MÉTODO SUÍÇO –

COBERTURA PEAD

103


Mês/

Ano

Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s) 𝐐(𝐋

𝐬⁄ ) = 𝟏

𝐭(𝐬) × [𝐏] × 𝐀 × 𝐤

QMENSAL = Q x t

(m³/mês)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/14 3.391,7 99,9 2,678E+06 0,45 1.194,0 2.197,7 64,80%

fev/14 1.809,8 104,2 2,419E+06 0,51 1.245,4 564,4 31,18%

mar/14 2.234,1 202,9 2,678E+06 0,91 2.425,1 -191,0 -8,55%

abr/14 2.817,0 150,6 2,592E+06 0,69 1.800,0 1.017,0 36,10%

mai/14 1.757,6 43,7 2,678E+06 0,20 522,3 1.235,3 70,28%

jun/14 1.547,9 25,2 2,592E+06 0,12 301,2 1.246,7 80,54%

jul/14 1.957,9 69,4 2,678E+06 0,31 829,5 1.128,4 57,63%

ago/14 1.573,0 21,2 2,678E+06 0,09 253,4 1.319,6 83,89%

set/14 1.381,9 7,19 2,592E+06 0,03 85,9 1.295,9 93,78%

out/14 1.396,2 53,39 2,678E+06 0,24 638,1 758,1 54,30%

nov/14 1.233,4 134,64 2,592E+06 0,62 1.609,2 -375,8 -30,47%

dez/14 789,0 62,96 2,678E+06 0,28 752,5 36,5 4,62%

jan/15 1.777,2 280,4 2,678E+06 1,25 3.351,2 -1.574,0 -88,57%

fev/15 1.480,0 265,1 2,419E+06 1,31 3.168,5 -1.688,5 -114,09%

mar/15 1.314,4 223,5 2,678E+06 1,00 2.671,6 -1.357,2 -103,26%

abr/15 1.229,0 53,0 2,592E+06 0,24 633,5 595,5 48,46%

mai/15 1.083,4 19,2 2,678E+06 0,09 229,5 853,9 78,82%

jun/15 976,9 66,8 2,592E+06 0,31 798,4 178,5 18,27%

jul/15 821,5 11,1 2,678E+06 0,05 132,7 688,9 83,85%

ago/15 727,8 5,4 2,678E+06 0,02 64,5 663,3 91,13%

set/15 1.131,3 127,5 2,592E+06 0,59 1.523,9 -392,6 -34,70%

out/15 988,2 53,8 2,678E+06 0,24 643,0 345,1 34,93%

nov/15 1.719,8 177,6 2,592E+06 0,82 2.122,7 -402,8 -23,42%

dez/15 2.040,7 138,3 2,678E+06 0,62 1.653,0 387,7 19,00%

jan/16 2.346,7 474,0 2,678E+06 2,12 5.665,5 -3.318,8 -141,43%

fev/16 1.760,8 262,5 2,506E+06 1,25 3.136,8 -1.376,0 -78,15%

mar/16 1.614,8 261,3 2,678E+06 1,17 3.123,1 -1.508,2 -93,40%

abr/16 1.236,9 18,9 2,592E+06 0,09 225,7 1.011,3 81,76%

mai/16 1.044,4 38,5 2,678E+06 0,17 460,2 584,2 55,94%

jun/16 1.261,7 83,9 2,592E+06 0,39 1.002,3 259,4 20,56%

104

Mês/

Ano

Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s) 𝐐(𝐋

𝐬⁄ ) = 𝟏

𝐭(𝐬) × [𝐏] × 𝐀 × 𝐤

QMENSAL = Q x t

(m³/mês)

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jul/16 841,0 0,0 2,678E+06 0,00 0,0 841,0 100,00%

ago/16 914,4 54,8 2,678E+06 0,24 654,9 259,5 28,38%

set/16 840,1 46,9 2,592E+06 0,22 560,5 279,5 33,27%

out/16 980,1 77,0 2,678E+06 0,34 920,3 59,8 6,10%

nov/16 2.073,4 263,3 2,592E+06 1,21 3.147,1 -1.073,7 -51,79%

dez/16 3.142,1 273,0 2,678E+06 1,22 3.263,0 -120,9 -3,85%

jan/17 1.532,6 246,8 2,678E+06 1,10 2.949,2 -1.416,5 -92,43%

fev/17 1.479,6 190,8 2,419E+06 0,94 2.280,4 -800,9 -54,13%

mar/17 1.641,7 254,5 2,678E+06 1,14 3.041,8 -1.400,1 -85,28%

abr/17 1.358,2 144,3 2,592E+06 0,67 1.724,7 -366,5 -26,98%

mai/17 1.036,1 48,3 2,678E+06 0,22 577,3 458,9 44,29%

jun/17 690,7 89,5 2,592E+06 0,41 1.069,7 -379,0 -54,88%

jul/17 581,5 16,1 2,678E+06 0,07 192,4 389,1 66,91%

ago/17 689,7 50,0 2,678E+06 0,22 597,6 92,1 13,35%

set/17 858,2 10,9 2,592E+06 0,05 130,3 727,9 84,82%

out/17 1.210,4 74,9 2,678E+06 0,33 895,2 315,2 26,04%

nov/17 1.341,0 125,7 2,592E+06 0,58 1.502,4 -161,4 -12,03%

dez/17 1.305,6 114,8 2,678E+06 0,51 1.372,1 -66,5 -5,09%

jan/18 2.727,5 334,9 2,678E+06 1,49 4.002,1 -1.274,6 -46,73%

fev/18 1.304,2 409,2 2,419E+06 2,02 4.890,8 -3.586,6 -275,00%

mar/18 1.425,4 228,8 2,678E+06 1,02 2.734,6 -1.309,2 -91,84%

abr/18 1.377,1 79,8 2,592E+06 0,37 953,8 423,4 30,74%

mai/18 1.202,3 37,8 2,678E+06 0,17 451,8 750,5 62,42%

jun/18 1.192,2 21,9 2,592E+06 0,10 261,7 930,5 78,05%

jul/18 1.006,2 31,7 2,678E+06 0,14 378,9 627,3 62,34%

ago/18 1.018,5 71,6 2,678E+06 0,32 855,8 162,7 15,98%

set/18 1.112,8 74,8 2,592E+06 0,34 894,0 218,8 19,66%

out/18 1.299,6 181,1 2,678E+06 0,81 2.164,5 -864,9 -66,55%

nov/18 1.275,5 198,9 2,592E+06 0,92 2.377,3 -1.101,8 -86,38%

dez/18 1.560,3 115,6 2,678E+06 0,52 1.381,7 178,6 11,45%

85.462,88 88.488,07 -3.025,19 -3,5%

105

MÉTODO RACIONAL -

COBERTURA PEAD

106

7.22 Desenvolvimento do Método Racional – A = 99.600m².

Mês/

Ano

Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s)

ETP

(mm)

Coeficiente

C

ES (mm)


𝐬⁄ ) = (𝐏 − 𝐄𝐓𝐏 − 𝐄𝐒) × 𝐭 × 𝐀

𝟏. 𝟎𝟎𝟎

QMENSAL (m³/mês)

= QPERC x t

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jan/14 3.391,7 99,9 2,68E+06 156,86 0,32 31,97 0,0 3.391,74 100%

fev/14 1.809,8 104,2 2,42E+06 139,33 0,32 33,34 0,0 1.809,75 100%

mar/14 2.234,1 202,9 2,68E+06 128,47 0,32 64,93 0,35 946,4 1.287,68 58%

abr/14 2.817,0 150,6 2,59E+06 96,51 0,32 48,19 0,23 587,2 2.229,85 79%

mai/14 1.757,6 43,7 2,68E+06 76,61 0,32 13,98 0,0 1.757,59 100%

jun/14 1.547,9 25,2 2,59E+06 62,79 0,32 8,06 0,0 1.547,94 100%

jul/14 1.957,9 69,4 2,68E+06 60,41 0,32 22,21 0,0 1.957,91 100%

ago/14 1.573,0 21,2 2,68E+06 70,23 0,32 6,78 0,0 1.573,01 100%

set/14 1.381,9 7,2 2,59E+06 78,58 0,32 2,30 0,0 1.381,88 100%

out/14 1.396,2 53,4 2,68E+06 96,02 0,32 17,08 0,0 1.396,17 100%

nov/14 1.233,4 134,6 2,59E+06 110,76 0,32 43,08 0,0 1.233,40 100%

dez/14 789,0 63,0 2,68E+06 131,20 0,32 20,15 0,0 788,97 100%

jan/15 1.777,2 280,4 2,68E+06 156,86 0,32 89,72 1,26 3.367,2 -1.590,00 -89%

fev/15 1.480,0 265,1 2,42E+06 139,33 0,32 84,83 1,69 4.077,7 -2.597,75 -176%

mar/15 1.314,4 223,5 2,68E+06 128,47 0,32 71,53 0,88 2.343,6 -1.029,22 -78%

abr/15 1.229,0 53,0 2,59E+06 96,51 0,32 16,96 0,0 1.228,95 100%

mai/15 1.083,4 19,2 2,68E+06 76,61 0,32 6,14 0,0 1.083,42 100%

jun/15 976,9 66,8 2,59E+06 62,79 0,32 21,38 0,0 976,90 100%

jul/15 821,5 11,1 2,68E+06 60,41 0,32 3,55 0,0 821,53 100%

ago/15 727,8 5,4 2,68E+06 70,23 0,32 1,73 0,0 727,83 100%

set/15 1.131,3 127,5 2,59E+06 78,58 0,32 40,80 0,31 808,3 322,99 29%

out/15 988,2 53,8 2,68E+06 96,02 0,32 17,22 0,0 988,15 100%

nov/15 1.719,8 177,6 2,59E+06 110,76 0,32 56,83 0,38 997,1 722,70 42%

dez/15 2.040,7 138,3 2,68E+06 131,20 0,32 44,26 0,0 2.040,70 100%

jan/16 2.346,7 474,0 2,68E+06 156,86 0,32 151,69 6,15 16.481,4 -14.134,70 -602%

fev/16 1.760,8 262,5 2,51E+06 139,33 0,32 83,98 1,56 3.898,2 -2.137,44 -121%

mar/16 1.614,8 261,3 2,68E+06 128,47 0,32 83,62 1,83 4.901,7 -3.286,91 -204%

abr/16 1.236,9 18,9 2,59E+06 96,51 0,32 6,04 0,0 1.236,91 100%

mai/16 1.044,4 38,5 2,68E+06 76,61 0,32 12,32 0,0 1.044,40 100%

jun/16 1.261,7 83,9 2,59E+06 62,79 0,32 26,84 0,0 1.261,69 100%

107

Mês/

Ano

Percolado medido

(m³/mês) [PM]

Pluviometria

(mm) [P] t (s)

ETP

(mm)

Coeficiente

C

ES (mm)


𝐬⁄ ) = (𝐏 − 𝐄𝐓𝐏 − 𝐄𝐒) × 𝐭 × 𝐀

𝟏. 𝟎𝟎𝟎

QMENSAL (m³/mês)

= QPERC x t

Diferença (m³)

D = PM - QMENSAL

D/PM

(%)

jul/16 841,0 0,0 2,68E+06 60,41 0,32 0,00 0,0 841,03 100%

ago/16 914,4 54,8 2,68E+06 70,23 0,32 17,53 0,0 914,38 100%

set/16 840,1 46,9 2,59E+06 78,58 0,32 15,01 0,0 840,06 100%

out/16 980,1 77,0 2,68E+06 96,02 0,32 24,64 0,0 980,14 100%

nov/16 2.073,4 263,3 2,59E+06 110,76 0,32 84,26 2,62 6.802,1 -4.728,75 -228%

dez/16 3.142,1 273,0 2,68E+06 131,20 0,32 87,36 2,02 5.423,3 -2.281,17 -73%

jan/17 1.532,6 246,8 2,68E+06 156,86 0,32 78,96 0,41 1.088,8 443,79 29%

fev/17 1.479,6 190,8 2,42E+06 139,33 0,32 61,06 0,0 1.479,58 100%

mar/17 1.641,7 254,5 2,68E+06 128,47 0,32 81,44 1,66 4.441,2 -2.799,47 -171%

abr/17 1.358,2 144,3 2,59E+06 96,51 0,32 46,18 0,06 160,5 1.197,71 88%

mai/17 1.036,1 48,3 2,68E+06 76,61 0,32 15,46 0,0 1.036,14 100%

jun/17 690,7 89,5 2,59E+06 62,79 0,32 28,64 0,0 690,66 100%

jul/17 581,5 16,1 2,68E+06 60,41 0,32 5,15 0,0 581,49 100%

ago/17 689,7 50,0 2,68E+06 70,23 0,32 16,00 0,0 689,67 100%

set/17 858,2 10,9 2,59E+06 78,58 0,32 3,49 0,0 858,20 100%

out/17 1.210,4 74,9 2,68E+06 96,02 0,32 23,97 0,0 1.210,37 100%

nov/17 1.341,0 125,7 2,59E+06 110,76 0,32 40,22 0,0 1.341,00 100%

dez/17 1.305,6 114,8 2,68E+06 131,20 0,32 36,74 0,0 1.305,61 100%

jan/18 2.727,5 334,9 2,68E+06 156,86 0,32 107,15 2,63 7.055,7 -4.328,15 -159%

fev/18 1.304,2 409,2 2,42E+06 139,33 0,32 130,94 5,72 13.837,3 -12.533,14 -961%

mar/18 1.425,4 228,8 2,68E+06 128,47 0,32 73,22 1,01 2.700,6 -1.275,13 -89%

abr/18 1.377,1 79,8 2,59E+06 96,51 0,32 25,54 0,0 1.377,12 100%

mai/18 1.202,3 37,8 2,68E+06 76,61 0,32 12,10 0,0 1.202,32 100%

jun/18 1.192,2 21,9 2,59E+06 62,79 0,32 7,01 0,0 1.192,22 100%

jul/18 1.006,2 31,7 2,68E+06 60,41 0,32 10,14 0,0 1.006,17 100%

ago/18 1.018,5 71,6 2,68E+06 70,23 0,32 22,91 0,0 1.018,49 100%

set/18 1.112,8 74,8 2,59E+06 78,58 0,32 23,94 0,0 1.112,76 100%

out/18 1.299,6 181,1 2,68E+06 96,02 0,32 57,95 1,01 2.701,8 -1.402,15 -108%

nov/18 1.275,5 198,9 2,59E+06 110,76 0,32 63,65 0,94 2.439,7 -1.164,24 -91%

dez/18 1.560,3 115,6 2,68E+06 131,20 0,32 36,99 0,0 1.560,29 100%

Total 85.462,88 85.059,85 403,03 0,5%

avaliaÇÃo do uso de manta de cobertura de pead no …

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