Tipos de camadas de cobertura

1. Coberturas resistivas Tipos de camadas de cobertura Asfalto, Geosynthetic Clay Liners (GCL) Coberturas especiais Evapotranspirativas

2. 2. Camadas de cobertura resistivas • - Barreira de argila • com condutividade • hidráulica menor que 10-5cm/s • Mais escoamento superficial • Evapotranspiração e • armazenamento de água não • são considerados Resíduos classe II (municipais)

3. Resíduos classe I (perigosos)

4. Compactação Porosidade diminui Curva de Compactação

5. Influência da energia de compactação

6. Efeito da compactação na condutividade hidráulica do solo Efeito da compactação na estrutura do solo Ramo úmido Ramo seco Ramo úmido Ramo úmido Ramo seco Ramo seco

7. Condutividade hidráulica Solo saturado Lei de Darcy

8. RESTRIÇÕES • Coberturas são compactadas no ramo úmido para diminuir condutividade hidráulica, por isso: • Dificuldades na construção, controle de compactação, emenda entre camadas, etc. • Custo • Fissuras durante ressecamento aumentam condutividade hidráulica • Fluxo em condições não-saturadas controlado pela gravidade e pela sucção matricial líquido pode se mover vertical e/ou lateralmente

9. A umidade favorece o alongamento das raízes que podem invadir a camada barreira. Caldwell and Reith (1993) reportam este tipo de problema num depósito de rejeitos de urânio em Shiprock, NM, USA (raízes de ‘summer cypress’ e ‘salt cedar’ na camada de solo compactado de 2 m de espessura) • Camadas de solo compactado são susceptíveis à ação de animais que criam macro-poros (burrowing animals) aumentando a condutividade hidráulica da camada barreira (Pratt 2000, Bowerman and Redente 1998, Johnson and Blom 1997, Hakonson 1986).

10. 3. COBERTURAS EVAPOTRANSPIRATIVAS Neste caso as coberturas funcionam como uma “esponja”que no período de chuvas absorvem e armazenam o líquido que infiltra para, durante o período de estiagem, liberar esta água retida por evapotranspiração. O solo pode ter condutividade hidráulica mais elevada As condições climáticas são importantes. Estas barreiras são mais apropriadas em climas áridos e semi-áridos

11. Barreiras Evapotranspirativas Monolíticas Coberturas ou barreiras monolíticas são feitas de uma camada única, espessa, de solo com granulometria fina e uma camada de cobertura vegetal. Solos normalmente utilizados são: siltes arenosos, siltes e siltes argilosos. Eles devem ter boa capacidade de armazenamento de água • A compactação do solo deve ser feita no ramo seco da curva de compactação. Isto acarreta: • Menores custos; • Controle de compactação mais fácil; • Menores problemas de fissuras por resecamento; • Maior capacidade inicial de armazenamento de água.

13. Barreiras Evapotranspirativas Capilares A presença da camada de solo mais grosso aumenta a capacidade de armazenamento de água da camada de solo mais fino (Stormont and Morris, 1998).

14. Vantagens (Stormont, 1997): • A camada acima da barreira capilar armazena mais água do que sem a barreira; • Esta água adicional favorece o crescimento de espécies vegetativas, aumentando a transpiração; • A camada barreira pode servir para drenagem de gases (aterros sanitários)

15. Balanço Hídrico da Camada de Cobertura

16. Fluxo em meio não-saturado Equação de Richards LEACHM (Hudson and Wagenet, 1992) UNSAT-H (Fayer and Jones, 1990) HYDRUS-2D (Simunek et al., 1996) SOILCOVER (Geo2000, 1997) Propriedades dos solos

17. Capacidade de armazenamento de água (Da) Da = Conteúdo de água volumétrico no estado natural – capacidade de campo Conteúdo de água volumétrico

18. Capacidade de campo Capacidade de campo conteúdo de água volumétrico a partir do qual inicia a percolação vertical

19. Determinação da capacidade de campo Diretamente

20. A partir da curva de retenção de água qcc patm/3 = 33.33 kPa

21. Placa de sucção Determinação da curva de retenção de água Placa de prressão Papel filtro

22. Placa de sucção Sucções até 80 kPa

23. Placa de pressão

24. Papel Filtro Curvas de calibração de diferentes lotes do papel filtro Whatman #42

27. Determinação da Condutividade Hidráulica de Solos Não-Saturados Condutividade diminui acentuadamente à medida que o solo deixa de estar saturado

28. Indiretamente por meio da curva de retenção de água e da condutividade hidráulica saturada No laboratório Permeâmetros especiais Determinação da Condutividade Hidráulica de Solos Não-Saturados Infiltrometros especiais No campo Permeâmetro de Guelph

29. No campo - Permeâmetro de Guelph

30. 4. EXEMPLOS

31. Zornberg, LaFountain and Caldwell (2003) – JGGE da ASCE Projeto camada cobertura Operating Ind., Inc, (OII Superfund site) Monterey Park (LA) Precipitação média anual 380mm Comparações CR e CET Estudo paramétrico Projeto CET (Programa LEACHM) Cobertura Resistiva Cobertura Evapotranspirativa

32. COMPARAÇÃO Cobertura ET Cobertura CR

33. COMPARAÇÃO

34. ESTUDO PARAMÉTRICO

35. ESTUDO PARAMÉTRICO

36. ESTUDO PARAMÉTRICO

37. EFEITO DA IRRIGAÇÃO (PRECIPITAÇÃO) 1000 mm/ano

38. “Water balance measurements and computer simulations of landfill covers” Dwyer, S. F., Ph.D. Thesis, University of New Mexico, USA, 2003. RCRA Subtitle D Cover (Landfill 1) GCL Cover (Landfill 3) RCRA Subtitle C Cover (Landfill 2) ET Capillary Barrier (Landfill 4) Anisotropic Barrier (Landfill 5) ET Monolythic Barrier (Landfill 6)

39. O experimento foi de maio/1997 a junho de 2002 Usando a infiltração (percolação) para avaliar a performance as coberturas alternativas funcionaram muito bem. A cobertura Subtítulo C foi a melhor, porém é a mais cara e difícil de ser construída. A cobertura Subtítulo D foi a pior, seguida da com GCL.