resíduos sólidos - dcc.ufpr.brduos_sólidos.pdf · inflamado, queimar vigoroso e...

Geotecnia Ambiental 1

Resíduos Sólidos

NBR 10.004 Geotecnia Ambiental 2

Resíduo

• Qualquer matéria que é descartada ou

abandonada ao longo de atividades

industriais, comerciais, domésticas ou

outras.


Resíduospeculiariedades

• lodos provenientes de sistema de tratamento d’água

• lodos gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição

• líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgoto ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível


Periculosidade

• característica apresentada por um resíduo, que,

em função das propriedades físicas, químicas ou

infecto-contagiosas, pode apresentar:

– risco à saúde pública, provocando ou acentuando,

de forma significativa, um aumento de mortalidade

ou incidência de doenças; e/ou

– riscos ao meio ambiente, quando o resíduo é

manuseado ou destinado de forma inadequada


características infecto-contagiosas

• DL50 (oral, ratos) - dose letal para 50% da popu-lação dos ratos testados quando administrados por via oral

• CL50 (concentração letal 50) - concentração de uma substância que, quando administrada por via respiratória, acarreta a morte de 50% da população exposta

• DL50 (dérmica, coelhos) - dose letal para 50% da população de coelhos testados quando administrados em contato com a pele


classe dos resíduos

• Classe I - perigosos

• Classe II - não-inertes

• Classe III - inertes


Classe I -perigosos

• apresentam periculosidade ou uma das

seguintes características

– inflamabilidade

– corrosividade

– reatividade

– toxidade


inflamabilidade

• ser líquido e ter ponto de fulgor inferior a 600 C, excetuando-se as soluções aquosas com menos de 24% de álcol em volume

• não ser líquido e ser capaz, sob condições de temperatura e pressão de 250 C e 0,1 MPa, produzir fogo por fricção, absorção de umidade ou por alterações químicas espontâneas e, quando inflamado, queimar vigoroso e persistentemente, dificultando a extinção do fogo


inflamabilidade

• ser um oxidante definido como substância que pode liberar oxigênio e, como resultado, estimular a combustão e aumentar a intensidade do fogo em outro material


corrosividade

• aquoso e apresentar pH inferior ou igual a 2,

ou superior ou igual a 12,5

• líquido e corroer o aço (SAE 1020) a uma

razão maior que 6,35 mm ao ano, a uma

temperatura de 550 C, de acordo com o

método NACE (National Association of

Corrosion Engineers) TM-01-69 ou

equivalente


reatividade

• ser normalmente instável e reagir de forma violenta e imediata

• reagir violentamente com a água

• formar misturas potencialmente explosivas com a água

• gerar gases, vapores e fumos tóxicos em quantidades suficientes para provocar danos à saúde ou ao meio ambiente, quando misturados com água


reatividade

• possuir em sua constituição anions, cianeto ou sulfeto, que possa, por reação, liberar gases, vapores ou fumos tóxicos em quantidade suficientes para colocar em risco a saúde humana ou o meio ambiente

• ser capaz de produzir reação explosiva ou detonante sob ação de forte estímulo, ação catalítica ou da temperatura em ambientes confinados


reatividade

• ser capaz de produzir, prontamente, reação ou decomposição detonante ou explosiva a 250 C e 0,1 MPa

• ser explosivo, definido como substância fabricada para produzir um resultado prático, através de explosão ou de efeito pirotécnico, esteja ou não esta substância contida em dispositivo preparado para este fim


toxidade

• possuir quando testado, uma DL50, oral para ratos menor que 50 mg/kg ou CL50, inalação para ratos menor que 2 mg/L ou uma DL50, dérmica para coelhos menor que 200 mg/kg

• quando o extrato obtido de uma amostra contiver qualquer um dos contaminantes em concentração superiores aos valores constantes na listagem 7 (anexo G) da NBR 10.004 (arsênio, bário, cádmio, chumbo, cromo, fluoreto, mercúrio, prata, selênio, aldrin, clordano, DDT, dieldrin, endrin, etc.)


toxidade

• possuir uma ou mais substâncias constantes na

listagem 4 (anexo D) e apresentar

periculosidade

– alcatrão de carvão, aldrin, anilinam benzeno,

cádmio, cianeto, clorofórmio, cresoto, DDT,

endrin, éter clorometilmetílico, fenol, flúor, gás-

mostarda, mercúrio, naftaleno, nicotina,

nitroglicerina, piridina, prata, sacarina,

tolueno, etc.


toxidadeavaliação da periculosidade

• natureza da toxidez apresentada pelo

resíduo

• concentração do constituinte no resíduo

• potencial que o constituinte, ou qualquer

produto tóxico de sua degradação, tem de

migrar do resíduo para o ambiente, sob

condições impróprias de manuseio


toxidadeavaliação da periculosidade

• persistência que o constituinte ou qualquer produto tóxico de sua degradação

• potencial que o constituinte ou de qualquer produto tóxico de sua degradação, tem de se degradar em constituintes não perigosos, considerando a velocidade de degradação

• extensão que o constituinte, ou qualquer produto tóxico de sua degradação, é capaz de bioacumulação no sistema


toxidade (cont.)

• constituído por restos de embalagens

contaminadas com substâncias da listagem

5 (substâncias agudamente tóxicas)

• resíduos de derramamento ou produtos fora

de especificação de qualquer substância

constantes nas listagens 5 e 6 (substâncias

tóxicas)


patogenecidade

• um resíduo é caracterizado como

patogênico se uma amostra representativa

dele contiver microorganismos ou se suas

toxinas forem capazes de produzir doenças

• não se incluem nesse item os resíduos

sólidos domiciliares e aqueles gerados em

estações de tratamento de esgotos

domésticos


Classe II não-inerte

• são aqueles que não se enquadram nas

classificações de resíduos classe I

(perigosos) ou de resíduos classe III

(inertes)

• podem ter propriedades como combustibili-

dade, biodegrabilidade ou solubilidade em

água


Classe III inerte

• são os resíduos que, quando amostrados de forma

representativa e submetidos a um contato estático

ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à

temperatura ambiente, não tiverem nenhum de

seus constituintes solubilizados a concentrações

superiores aos padrões de potabilidade de água,

excetuando-se os padrões de aspecto, cor,

turbidez e sabor


Classe III inerteexemplos

• rochas

• tijolos

• vidros

• plásticos

• borrachas

Rejeitos da Mineração

• Minério: rocha que contém um mineral

valioso que pode ser explorado

economicamente;

• Mineração: lavra + beneficiamento.

• Lavra: retirada do minério da jazida

• Beneficiamento: preparar

granulometricamente, concentrar ou

purificar minériosNBR 10.004 Geotecnia Ambiental 23

Rejeitos da Mineração

• Estéreis: resíduo da lavra

• Rejeitos: resíduo do beneficiamento


Características e propriedades

geotécnicas

• Dependem do tipo de minério e do processo

de beneficiamento


DISPOSIÇÃO DE REJEITOS• REJEITOS FINOS: Barragens convencionais, núcleos

argilosos

• REJEITOS GRANULARES: barragens alteadas com os

próprios rejeitos

É o mais antigo, simples e

econômico método de construção

de barragens.

É o mais dispendioso, porém mais

seguro

É possível a utilização de zonas de

drenagem internas em todas as

fases de alteamento, o que

possibilita o controle da linha de

saturação.

DISPOSIÇÃO DE REJEITOS

• PILHAS DE REJEITOS

Características e propriedades

geotécnicas


• Transporte e disposição

• Caminhões: pasta

• Tubulações: fluidos

• Características dependem da deposição:

floculação, sedimentação e adensamento

• Floculação: partículas aumentam de

tamanho

• Sedimentação: partículas sedimentam no

fundo do reservatório

• Adensamento: partículas depositadas

transmitem tensões


TIPOS DE REJEITOS

• Em função do tipo de minério e do tratamento utilizado, os

rejeitos podem variar de materiais arenosos não plásticos

(rejeitos granulares) até solos de granulometria fina e alta

plasticidade (lamas).

Junho-2011

Rejeitos

Granulares

Areias finas

e médias

↑Permeabilidade

↑ Resistência ao

Cisalhamento

↓Compressibilidade

LamasSiltes e

Argilas

↑Plasticidade

↑ Compressibilidade

Difícil Sedimentação

Problemas e Acidentes


PROBLEMAS E ACIDENTES

• ESTABILIDADE

• VIDA ÚTIL DE BARRAGENS

• GALGAMENTO

• FUNDAÇÃO

• EROSÃO: Rejeitos granulares finos - sílica

• LIQUEFAÇÃO: Rejeitos granulares finos – saturados, dilatância,

ausência de coesão

– Barragens de montante onde há negligência de compactação e

drenagem;

• DRENAGEM ÁCIDA

Estabilidade e Vida Útil


Liquefação

• Rejeitos arenosos ou siltosos quando dispostos

hidraulicamente de forma inadequada em barragens alteadas

para montante, tendem a formar camadas com baixas

densidades, que apresentam suscetibilidade ao fenômeno

“fluxo por liquefação”.

• Liquefação: definido como um fenômeno gerado pelos

acréscimos rápidos de poropressões em materiais granulares

e/ou finos com baixa coesão, fofos e saturados, não passíveis

de dissipação imediata, que implicam em súbita redução da

tensão efetiva, caracterizando uma queda substancial na

resistência ao cisalhamento.


Drenagem Ácida

• A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é resultante da

oxidação natural de minerais sulfetados que ocorre

quando no processo de mineração estes são expostos

ao ar ou a água. A DAM caracteriza-se por ser um

efluente de elevada acidez e altas concentrações de

ânions sulfato de metais principalmente sulfato de

alumínio, de cobre, de ferro, de magnésio, de

manganês e de zinco) e compostos orgânicos.

• Esse efluente é considerado como um dos problemas

ambientais mais preocupantes para as agências

fiscalizadoras do meio ambiente e para as

mineradoras, pois acarreta conseqüências irreversíveis

ao meio ambiente, tais como: contaminação do solo e

de corpos hídricos, erosão, assoreamento de águas

superficiais, além de redução da biodiversidade dos

ecossistemas aquáticos e terrestres.


PARÂMETROS DE PROJETO

• Determinação e avaliação de parâmetros de projeto para análise de

estabilidade de minas a céu aberto, minas subterrâneas e barragens /

pilhas de rejeitos;

• Estudo e avaliação de características de compressibilidade e

resistência de rejeitos depositados sob forma de lama;

• Avaliação de parâmetros para o estudo de efeitos de infiltração de

efluentes de mineração em solos e rochas;

• Obtenção de parâmetros de projeto para avaliação de possíveis

vazamentos em reservatórios e outras análises de percolação.

Segurança ambiental visando prevenção de contaminações.

Junho-2011

OPERAÇÃO E CONTROLE

• Caracterização:

– Dispersão de índice de vazios, densidade, permeabilidade e resistência;

– Lançamento de polpa: floculação, sedimentação, adensamento;

– Segregação hidráulica;

– Alta variabilidade das propriedades > tratamento estatístico;

• Monitoramento geotécnico:

– Evolução de poro-pressão na fundação, dique inicial e no maciço

alteado;

– Pressões e recalques na galeria de fundo;

– Vazão dos drenos da fundação;

– NA do reservatório.

Resíduos da Construção Civil

• Resíduos da Construção e Demolição (RSD)

• CONAMA 307 (2002): materiais provenientes de

construções, reformas, reparos e demolições da construção

civil, e os resultantes da preparação e da escavação de

terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto,

solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e

compensados, forros, argamassas, gesso, telhas, pavimento

asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica e etc.

e são comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou

metralha.


Resíduos de Construção Civil

• 13% a 67% dos RSU´s

• Geração per capita no Brasil 500 kg

(hab./ano) (Curitiba: 2.467 t/dia)

• Resíduos sólidos inertes: grandes volumes e

a disposição irregular

• Não podem ser dispostos em aterros

sanitários


Resíduos de Construção Civil


Produção de RCD


Resíduos da Construção Civil

• 80% pode ser reciclado: agregado, base e

sub-base de pavimentos.

• Madeiras, embalagens e gesso: não são

recicláveis.


Reciclagem RCD

• Concentração: separação dos componentes

• Britagem ou moagem

• Peneiramento

• Transporte, secagem e homogeneização

• Grande variação das características!


Base e sub-base

• Centrais de reciclagem para obras de

pavimentação

• NBR 15.115 – Agregados reciclados de resíduos

sólidos da construção civil – execução de camadas

de pavimentação – Procedimentos (2004)

• NBR 15.116 – Agregados reciclados de resíduos

sólidos da construção civil – utilização em

pavimentação e preparo de concreto sem função

estrutural – Requisitos (2004).


Lodo de ETA


Produção de Lodo de ETA

Tipo de Manancial Produção de resíduos (g de sólidos

secos por m³ de água tratada)

Reservatórios de boa qualidade 12 – 18

Reservatórios de qualidade média 18 – 30

Rios com qualidade média 24 – 36

Reservatórios de qualidade ruim 30 – 42

Rios de qualidade ruim 42 – 54


Reutilização


Controle de odores - Esgotos sanitários


Cobertura de aterro sanitário


Recuperação de áreas degradadas


Incorporação em Blocos

cerâmicos


Resíduos Sólidos Urbanos

• São aqueles gerados nas residências, nos

estabelecimentos comerciais, nos

logradouros públicos e nas diversas

atividades desenvolvidas nas cidades,

incluindo os resíduos de varrição de ruas e

praças.


Projeto e operação dos aterros

sanitários

• Comportamento mecânico, hidráulico e

bioquímico da massa de resíduos

• RSU – nova unidade geotécnica, conceitos

da mecânica dos solos, incorporando

peculiaridades do material quando

necessário


RSU


Características RSUComponente Características

Resíduos alimentares Muito úmido, putrescível, rapidamente degradável,

compressível

Papel, trapos Seco a úmido, compressível, degradável, inflamável

Resíduos de jardinagem Úmido, putrescível, degradável, inflamável

Plástico Seco, compressível, pouco degradável, inflamável

Metais ocos Seco, corrosível, pode ser amassado

Metais maciços Seco, fracamente corrosível, rígido

Borracha Seco, inflamável, compressível, não pode ser amassado,

pouco degradável

Vidro Seco, pode ser esmagado, pouco degradável

Madeiras, espumas Seco, pode ser amassado, compressível, degradável,

inflamável

Entulho de construção Úmido, pode ser amassado, erodível, pouco degradável

Cinzas, pó Úmido, possui características de solo, compressível, pode

ser ativo quimicamente e parcialmente solúvelNBR 10.004 Geotecnia Ambiental 57

Classificação morfológica RSU

Dimensão Características Forma

0 Grãos (diâmetro < 8 mm)

1 Fibras

2 Folhas, objetos planos

3 Volumes

NBR 10.004Geotecnia Ambiental

58

Composição Gravimétrica


Teor de Umidade

Componente Teor de Umidade (%)

Metais 19,6

Papel 74,8

Vidro 5,9

Plástico 41,5

Borracha 24,5

Têxteis 55,0

Pedra 12,6

Madeira 69,8

Matéria putrescível 47,0


Velocidade de degradação

Desenvolvimento de pressões neutras

Recalques

Peso Específico

Fonte Peso Específico (kN/m³)

Benvenuto e Cunha (1991) Condição drenada:10

Condição não drenada: 13

Santos e Presa (1995) Resíduos recém lançados: 7

Após a ocorrência de recalques: 10

Kaimoto e Cepollina (1996) Resíduos novos, não decompostos e

pouco compactos: 5 a 7

Após compactação e ocorrência de

recalques: 9 a 13

Mahler e Iturri (1998) 10,5 (seção com 10 meses de

alteamento)

Abreu (2000) Resíduos soltos: 1,5 a 3,5

Resíduos medianamente densos: 3,5 a

6,5

Resíduos densos: 6,5 a 14


Geração de chorume e gases

• Degradação

– Aeróbica: poucas horas a um semana – geração de

gás carbônico, água e calor (60º.C). 5 a 10% da

matéria

– Anaeróbica ácida: 1 a seis meses – gás carbônico e

ácidos orgânicos. 15 a 20% da matéria

– Metanogênica acelerada: 3 meses a 3 anos – gás

metano

– Metanogênica desacelerada: até 40 anos – gás

metano. 50 a 70% da matéria


Estimativa de geração de metano

• Aproveitamento energético

• Comercialização dos créditos de carbono

• Biogás = metano + gás carbônico

• Vários modelos matemáticos

• Banco Mundial (2003):

– QCH4 = k.L0.mi.e-kt

– k-constante de velocidade de geração de metano

– L0-potencial de geração de metano

– mi-massa de resíduo depositado no ano i

– t-tempo após o fechamento


Estimativa de geração de chorume

• Chorume é o efluente da massa de resíduos

resultante da percolação de águas de

precipitação e da própria decomposição dos

resíduos

• Dimensionamento dos sistemas de coleta e

tratamento de chorume e para a análise da

estabilidade do maciço sanitário


Estimativa da geração de chorume

• Estimada por modelos que calculam o balanço

hídrico a partir de dados climatológicos locais

e das propriedades hidráulicas das camadas de

cobertura do aterro sanitário e da massa de

resíduos

• Programas computacionais: Help, Unsath-H,

Bowahald, SoilCover, Hydrus, etc.


Permeabilidade

• Eficiência do sistema de drenagem

• Baixas permeabilidades: formações de

bolsões de gás e chorume, desenvolvimento

de pressões neutras


resíduos sólidos - dcc.ufpr.brduos_sólidos.pdf · inflamado, queimar vigoroso e...

Documents