Orientador: Ana Elisa Silva de Abreu

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências

Resumo: Entender o balanço hídrico nos aterros sanitários é importante, já que estimar a quantidade dos lixiviados é indispensável para projetar, construir e operar esses empreendimentos. Por este motivo há diversos modelos propostos na literatura para a realização desta estimativa. Nesta pesquisa...

Resumo: Entender o balanço hídrico nos aterros sanitários é importante, já que estimar a quantidade dos lixiviados é indispensável para projetar, construir e operar esses empreendimentos. Por este motivo há diversos modelos propostos na literatura para a realização desta estimativa. Nesta pesquisa foi utilizado o modelo computacional Moduelo V4, para verificar a possibilidade de sua aplicação a aterros já encerrados no Brasil. No aterro sanitário Delta A, em Campinas, SP, foi construída em 2012 uma célula experimental com as mesmas características do aterro sanitário em si, afim de representá-lo como um todo. Nesta pesquisa a camada de cobertura desta célula foi caracterizada, revelando se tratar de uma camada de 60 cm de silte-areno-argiloso, caracterizado como argila inorgânica de baixa plasticidade (CL), com presença do argilomineral expansivo montmorilonita. A umidade de saturação (18,30%), a capacidade de campo (17,35%), o ponto de murcha permanente (10,90%) e a umidade residual (2,66%) desta camada foram determinados pelo ensaio de curva de retenção à água. Esses resultados foram incorporados ao Moduelo V4, juntamente com a quantidade de resíduos disposta na Célula Experimental Delta A, a composição gravimétrica dos mesmos, a configuração morfológica da Célula e os dados climatológicos da região no período de simulação, que vai de 2014 a 2019. As análises de sensibilidade do modelo aos parâmetros de entrada foram realizadas em concomitância com a calibração, e revelaram que para os resíduos sólidos urbanos a umidade de saturação assim como, taxa de infiltração mínima e máxima da camada de cobertura final foram determinantes para redução da geração de lixiviado. Para calibração, estavam disponíveis medidas de vazão realizadas mensalmente em campo. Para otimização da calibração do modelo os parâmetros de entrada foram divididos em duas fases: Fase 1 e Fase 2. A Fase 1 refere-se a resíduos com até 5 anos de aterramento e a Fase 2 refere-se a resíduos com mais que 5 anos de aterramento, o que é condizente com relatos da literatura sobre variações das características dos RSU em função das alterações que eles sofrem após aterramento. A simulação com o modelo calibrado calculou 2.711 m³ de lixiviado para todo o período, o que corresponde a 15,2% da precipitação total (17.869 m³). Verificou-se que o modelo calibrado tende a superestimar os volumes de lixiviado produzidos pela célula, sendo este efeito mais acentuado na estação chuvosa do que na estação seca. Entretanto, o balanço hídrico da célula experimental não foi simulado adequadamente, havendo progressivo acúmulo de água no volume de controle na simulação, o que não é verificado por meio dos piezômetros instalados na célula experimental. Conclui-se que o Moduelo V4, da forma como foi aplicado nesta pesquisa, não é uma ferramenta capaz de simular de forma fidedigna os processos físicos que estão ocorrendo em um aterro encerrado, apesar de ter sido possível realizar a calibração do modelo para a previsão dos volumes de lixiviado gerados pela célula experimental Delta A após o seu encerramento

Abstract: Understanding the water balance in landfills is important, since estimating the quantity of leachate is essential to design, build and operate these projects. For this reason, there are several models proposed in the literature to carry out this estimate. In this research, the computer...

Abstract: Understanding the water balance in landfills is important, since estimating the quantity of leachate is essential to design, build and operate these projects. For this reason, there are several models proposed in the literature to carry out this estimate. In this research, the computer model Moduelo V4 was used to verify the possibility of its application to landfills already closed in Brazil. At the Delta A landfill in Campinas, SP, an experimental cell was built in 2012 with the same characteristics as the landfill itself, in order to represent it as a whole. In this research, the covering layer of this cell was characterized, revealing it to be a 60 cm layer of silty-sandy-clayey, characterized as inorganic clay of low plasticity (CL), with the presence of the expansive clay montmorillonite. The saturation humidity (18.30%), the field capacity (17.35%), the permanent wilt point (10.90%) and the residual humidity (2.66%) of this layer were determined by the water retention curve. These results were incorporated into Moduelo V4, together with the amount of waste disposed in the Delta A Experimental Cell, their gravimetric composition, the Cell's morphological configuration and the climatological data of the region in the simulation period, which runs from 2014 to 2019. The sensitivity analyzes of the model to the input parameters were carried out concurrently with the calibration, and revealed that for urban solid waste, saturation moisture as well as minimum and maximum infiltration rate of the final covering layer were decisive for reducing the leachate generation. For calibration, flow measurements made monthly in the field were available. To optimize the model calibration, the input parameters were divided into two phases: Phase 1 and Phase 2. Phase 1 refers to waste with up to 5 years of grounding and Phase 2 refers to waste with more than 5 years grounding, which is consistent with reports in the literature on variations in the characteristics of MSW due to the changes they undergo after grounding. The simulation with the calibrated model calculated 2,711 m³ of leachate for the entire period, which corresponds to 15.2% of the total precipitation (17,869 m³). It was found that the calibrated model tends to overestimate the leachate volumes produced by the cell, this effect being more pronounced in the rainy season than in the dry season. However, the water balance of the experimental cell was not properly simulated, with progressive accumulation of water in the control volume in the simulation, which is not verified by means of piezometers installed in the experimental cell. It is concluded that the Moduelo V4, as applied in this research, is not a tool capable of reliably simulating the physical processes that are occurring in a closed landfill, although it was possible to perform the model calibration for the forecast leachate volumes generated by the Delta A experimental cell after its closure

Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF