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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS
GIULLIANA MONDELLI
Integração de diferentes técnicas de investigação
para avaliação da poluição e contaminação de uma
área de disposição de resíduos sólidos urbanos
SÃO CARLOS
2008
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GIULLIANA MONDELLI
Integração de diferentes técnicas de investigação
para avaliação da poluição e contaminação de uma
área de disposição de resíduos sólidos urbanos
Tese apresentada à Escola de Engenharia
de São Carlos da Universidade de São
Paulo para obtenção do Título de Doutor em
Geotecnia.
Área de concentração: Geotecnia Ambiental
Orientador: Prof. Dr. Heraldo Luiz Giacheti
SÃO CARLOS
2008
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AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO,
PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Ficha catalográfica preparada pela Seção de Tratamento
da Informação do Serviço de Biblioteca – EESC/USP
Mondelli, Giulliana
M741i Integração de diferentes técnicas de investigação
para avaliação da poluição e contaminação de uma área de
disposição de resíduos sólidos urbanos / Giulliana
Mondelli ; orientador Heraldo Luiz Giacheti. –- São
Carlos, 2008.
Tese (Tese-Programa de Pós-Graduação e Área de
Concentração em Geotecnia) –- Escola de Engenharia de São
Carlos da Universidade de São Paulo, 2008.
1. Investigação geoambiental. 2. Solos tropicais.
3. Resíduos sólidos urbanos. 4. Monitoramento.
5. Resistividade Elétrica. 6. Atenuação. I. Título.
i
Á minha mãe Sarah, ao meu pai Antonio, ao meu querido
Rodrigo e aos meus irmãos Nico e Mariana e amigo Arnaldo, por
todo suporte e carinho, indispensáveis a mais esta
importantíssima etapa de minha vida. Também a todos aqueles
que um dia usufruírem das informações contidas aqui.
ii
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Heraldo Luiz Giacheti, pelos nove anos de trabalho, aprendizado e
sucesso. Sucesso este com o significado de que grandes valores - como esforço, vontade,
honestidade e seriedade - ainda trazem grandes conquistas.
Ao Prof. Dr. Lázaro Valentin Zuquette, por ter possibilitado a realização deste projeto
junto ao Depto. de Geotecnia, co-orientação e sempre presente na solução dos problemas mais
difíceis.
Ao Prof. Dr. John A. Howie pelo seu grande interesse e por possibilitar a realização do
estágio junto à University of British Columbia, Canadá.
Ao Prof. Dr. Vagner R. Elis, por mais uma indispensável participação na realização
deste projeto, sempre entendendo o significado da palavra “multidisplinariedade”.
Aos Profs. Drs. Loretta Li e James Atwater pelas preciosas contribuições e discussões
durante a realização do estágio junto à University of British Columbia, Canadá.
Ao Profs. Drs. Edmundo Rogério Esquível e Jorge Hamada, pela amizade,
disponibilidade e auxílio para resolução desse trabalho.
À Dra. Janaina Palma, pelas sempre bem-vindas sugestões durante o Exame de
Qualificação.
A todos os técnicos e funcionários do Departamento de Geotecnia, EESC/USP e
Departamento de Engenharia Civil, Unesp/Bauru, em especial Srs. Antonio e Felisberto, pela
paciência e disposição em sempre melhor atender os alunos e sem os quais não seria possível
a realização prática desse trabalho.
À Empresa Municipal de Desenvolvimento Urbano e Rural de Bauru (EMDURB), em
especial Sra. Solange e Sr. Mário, por permitir a realização dessa pesquisa junto à área do
aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru e por entender a importância da mesma.
iii
Aos Laboratórios de Saneamento e de Física Aplicada da USP - São Carlos pela
realização das análises químicas.
Aos demais professores da USP, Unesp e UBC pelo conhecimento adquirido e por
todo auxilio fornecido.
Aos maravilhosos amigos que me acompanharam e muito me ajudaram durante essa
longa e maravilhosa estrada, passando por Bauru, São Paulo, São Carlos e Vancouver.
À FAPESP e à CAPES pelas bolsas e auxílios concedidos.
iv
“Quando nada parece ajudar,
eu vou e olho o cortador de pedras
martelando sua rocha talvez cem vezes
sem que nem uma só rachadura apareça.
No entanto, na centésima primeira martelada,
a rocha se abre em duas,
e eu sei que não foi aquela a que conseguiu,
mas sim todas aquelas que vieram antes.”
Jacob Riis
v
RESUMO
MONDELLI, G. Integração de diferentes técnicas de investigação para avaliação da
poluição e contaminação de uma área de disposição de resíduos sólidos urbanos. 2008.
362 f. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo,
São Carlos, 2008.
Nos últimos anos, a preocupação com a poluição e a contaminação do subsolo provocadas pela
disposição de resíduos sólidos urbanos ou industriais tem crescido no Brasil, principalmente no
que diz respeito aos lixões e aterros controlados em operação ou desativados na maioria das
cidades brasileiras de pequeno e médio porte. A Tese apresenta os resultados de diversas
campanhas de investigação realizadas no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, situado no
centro do Estado de São Paulo e sobre o aqüífero Bauru, que aflora em cerca da metade de todo o
território paulista. O objetivo foi avaliar a poluição e a contaminação do entorno e do subsolo do
aterro, através da utilização de diferentes técnicas de investigação. Entre as técnicas utilizadas,
incluem-se: geofísica de superfície, poços de monitoramento, piezocone (CPTU), piezocone de
resistividade (RCPTU) e amostragem de solo e água. Ensaios de laboratório de caracterização,
resistividade elétrica e com percolação de chorume em amostras indeformadas de solo foram
realizados para confirmar e entender melhor o caminhamento e a interação das plumas de
contaminação com o meio. Uma revisão de todas as informações prévias sobre as características
físicas, hidrogeológicas e de operação do aterro, desde sua implantação, em 1992, foi fundamental
para a escolha dos locais para realização dos novos ensaios de campo e re-interpretação dos
mesmos. As principais contribuições são: a) Aplicação de novas técnicas de investigação em solos
tropicais contaminados; b) Desenvolvimento de um sistema em laboratório para estimativa de
parâmetros de transporte de poluentes e para medida de resistividade elétrica em solos tropicais;
c) Avaliação da resistividade elétrica como uma ferramenta promissora para investigação
geoambiental; d) Avaliação da contaminação e da poluição no aterro a partir de diferentes técnicas
de investigação; e) Orientação e sugestões para realização de futuras investigações, sejam na área
de estudo ou em outros solos tropicais. Os ensaios geofísicos facilitaram a visualização da
dimensão espacial e a detecção dos sentidos das plumas de contaminação existentes na área. Os
ensaios de piezocone confirmaram essa contaminação em alguns pontos, utilizando-se
amostradores especiais de solo e água. As campanhas de coleta de água dos poços de
monitoramento permitiram avaliar a evolução da pluma de contaminação com o tempo. As
medidas de resistividade em laboratório possibilitaram definir valores de referência para os solos
do aterro, confirmando a grande influência exercida pela mineralogia, intemperismo e grau de
evolução dos solos tropicais nos valores de resistividade. Os elevados valores de permeabilidade e
dispersividade explicam o aparecimento de mais de uma pluma de contaminação na área: uma
principal e permanente a oeste; uma ao sul do aterro, na região de disposição dos resíduos
hospitalares; uma a leste do sentido do fluxo subterrâneo, que sofria influencia dos elevados
níveis piezométricos de chorume dentro da massa de lixo; e pontos de contaminação centrais, que
ocorrem abaixo e a grandes profundidades da base do aterro. Os resultados confirmaram a
importância de se integrar diferentes técnicas de investigação geoambiental, diretas e indiretas,
para melhor avaliar casos de contaminação e poluição em solos tropicais, de gênese e
comportamento complexos, e presentes em grande parte do território brasileiro. Propostas para
melhoramento e realização de futuros ensaios na área, assim como de ordem prática para
recuperação, monitoramento e operação do aterro são apresentadas, a fim de melhorar a qualidade
das condições in situ locais.
Palavras-chave: Investigação Geoambiental; Solos Tropicais; Resíduos Sólidos Urbanos;
Monitoramento; Resistividade Elétrica; Atenuação.
vi
ABSTRACT
MONDELLI, G. Integration of different site investigation techniques to assess pollution
and contamination in a municipal solid waste disposal site. 2008. 362 p. Thesis (Doctoral)
– Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2008.
For the last years, the concern about pollution and contamination of the soil and groundwater
caused by the industrial and municipal solid waste disposal sites has increased in Brazil. Due
to the non-application of the environmental guidelines for landfill construction and operation,
dumps and controlled dumps in operation or deactivated, located in small and medium-size
Brazilian cities, have called the attention about this problem. This Thesis presents the results
of several tests carried out at the Bauru’s municipal solid waste disposal site, located in the
center of São Paulo State and above the Bauru’s Aquifer, which appears at approximately half
São Paulo State superficial area. The main objective was to assess the pollution and
contamination caused by this landfill, using different techniques for geoenvironmental site
investigation. These techniques included: superficial geophysics, monitoring wells, piezocone
(CPTU), resistivity piezocone (RCPTU) and soil and water sampling. Laboratory tests
including characterization, electrical resistivity measurements and pollutant transport in
undisturbed soil samples were conducted to verify and to better understand the contamination
plumes pathways and their interaction with the environmental site. A review of all existing
data about the site, hydrogeological characteristics and operation of the landfill, since it was
idealized in 1992, were also important for a better selection of new in situ tests and (re)
interpretation of them. The main contributions are: a) Application of new site investigation
techniques in contaminated tropical soils; b) Development of a system in laboratory for
pollutants transport parameters estimation and electrical resistivity measurements in tropical
soils; c) Evaluation of the electrical resistivity measures as a promising tool for
geoenvironmental researches; d) Pollution and contamination assessment of the site based on
the different techniques; e) Directions and suggestions for future site investigations at the
study site or in other tropical areas. The geophysical tests facilitated the visualization of the
spatial distribution and directions of the local contamination plumes. The piezocone tests
confirmed this contamination in some local spots, supported by special soil and water
samplers. Numerous groundwater samples collected from the permanent monitoring wells
allowed the assessment of the contamination plumes evolution as time passed by. The
resistivity measurements in laboratory detected background resistivity values for the local
soils, confirming the great influence of the mineralogy, weathering and degree of evolution of
the tropical soils. The high permeability and dispersivity values explain the occurrence of
more than one contamination plume at the site: a principal and permanent plume located to
the west side; on the south of the landfill, where medical wastes were disposed; to the east
side of the groundwater flow, caused by the high piezometric leachate levels inside the
landfill; and some central spots of contamination occurring below and deep inside the landfill.
The results confirmed the importance of the integration of different techniques for
geoenvironmental site investigation, using direct and indirect methods to better understand the
contamination and pollution in tropical soils, which have complex genesis and behavior, and
take place in a great part of the Brazilian territory. Practical proposals to improve and carry
out new tests at the site, as well as for recovering plans, monitoring and operation of the
landfill are presented in order to improve the local in situ conditions.
Keywords: Geoenvironmental Site Investigation; Tropical Soils; Municipal Solid Wastes;
Monitoring; Electrical Resistivity; Attenuation.
vii
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1. Influência da contaminação do solo nos receptores bióticos (YONG, 2001).
12
Figura 2.2. Diagrama esquemático mostrando plumas de contaminação formadas por
LNAPL e por DNAPL (YONG, 2001).
15
Figura 2.3. Diferentes etapas de investigação geoambiental de áreas potencialmente
contaminadas do Estado de São Paulo, Brasil (CETESB, 1999).
19
Figura 2.4. Esquema geral da proposta canadense para investigação de áreas potencialmente
contaminadas (CSMWG, 2000).
20
Figura 2.5. Definição das condições de contorno para investigação geoambiental de áreas
potencialmente contaminadas nos Estados Unidos (US EPA, 1996).
21
Figura 3.1. Arranjo de campo Schlumberger - Sondagem Elétrica Vertical (ELIS, 1999).
34
Figura 3.2. Disposição no campo do arranjo dipolo-dipolo - Caminhamento Elétrico (ELIS,
1999).
35
Figura 3.3. Esquema típico do método do geo-radar (AQUINO, 1999).
37
Figura 3.4. Método eletromagnético indutivo (AQUINO, 1999).
41
Figura 3.5. Interior do piezocone e suas principais medidas (SGI, 1995).
44
Figura 3.6. Carta de classificação de solos utilizando CPT elétrico (ROBERTSON et al.,
1986).
47
Figura 3.7. Proposta para classificação de solos tropicais com base em ensaios de cone
elétrico (DE MIO, 2005).
47
Figura 3.8. Desenho esquemático de um RCPTU (DAVIES; CAMPANELLA, 1995a).
51
Figura 3.9. Arranjo Wenner (ELIS, 1993).
51
Figura 3.10. Perfil esquemático de poço de monitoramento (CETESB, 1999; 2004).
56
Figura 3.11. Tipos de poços para monitoramento de níveis distintos (LAGREGA et al.,
1994).
57
Figura 3.12. Desenho esquemático de um amostrador de solo para uso na investigação
geoambiental (GIACHETI, 2001).
60
Figura 3.13. Sistema BAT de amostragem de água (TORSTENSSON, 1986).
61
Figura 3.14. Duplo engate rápido utilizado no UBC K-BAT (GIACHETI, 2001).
62
Figura 3.15. Desenho esquemático do sistema UBC K BAT (WILSON; CAMPANELLA,
1997).
62
Figura 3.16. Sistema de amostragem de água Hydropunch
(http://www.conetec.com/Pdf/cpt_ground.pdf em 07/2002).
63
Figura 3.17. Pluma de contaminação e capacidade atenuação natural do solo (YONG,
2001).
66
Figura 3.18. Curvas de eluição típicas (YONG, 2001).
68
Figura 3.19
. Procedimento para realização dos ensaios de coluna com posterior
seccionamento das amostras (YONG, 2001).
70
Figura 3.20. Procedimento para realização do ensaio de difusão: a) Perfil de concentração
do reservatório; b) Perfil de concentração do solo (SHACKELFORD; DANIEL, 1991).
71
Figura 3.21. Procedimento para realização de ensaios de equilíbrio em lote (modificado de
YONG, 2001).
72
Figura 3.22. Diferentes tipos de isotermas de sorção (YONG, 2001).
75
Figura 3.23. Razão entre as resistividades do solo não saturado e saturado em função da
80
viii
saturação normalizada (FROHLICH; PARKE, 1989).
Figura 3.24. Câmara de sedimentação para medida da resistividade em laboratório
(JACKSON et al., 1978).
81
Figura 3.25. Fator de formação versus porosidade para amostras artificiais com esfericidade
decrescente (JACKSON et al., 1978).
82
Figura 3.26. Célula para medidas seqüenciais de resistividade, com oito eletrodos
(KALINSKY; KELLY, 1994).
82
Figura 3.27. Molde de compactação para medida da resistividade elétrica (ABU-
HASSANEIN; BENSON,1994).
83
Figura 3.28. Relação entre a resistividade e a saturação inicial de compactação para dois
tipos de solos argilosos (ABU-HASSANEIN; BENSON, 1994).
84
Figura 3.29. Resistividades elétricas horizontais e verticais medidas para um solo argiloso,
a diferentes teores de umidade e para dois diferentes esforços de compactação (ABU-
HASSANEIN et al., 1996).
84
Figura 3.30. Variação da resistividade elétrica medida para diferentes amostras de solo no
teor de umidade ótimo em função do índice de plasticidade (ABU-HASSANEIN et al.,
1996).
85
Figura 3.31. Variação da resistividade elétrica medida para diferentes amostras de solo no
teor de umidade ótimo em função da fração grossa (ABU-HASSANEIN et al., 1996).
86
Figura 3.32. Relação entre o índice de vazios e a resistividade elétrica para uma argila
pouco ativa (Kibushi Clay), usando corrente elétrica de 0,1 mA e 1000 Hz (FUKUE et al.,
1999).
87
Figura 3.33. Relação entre o índice de vazios e a resistividade elétrica para uma argila
bentonita, durante adensamento (FUKUE et al., 1999).
87
Figura 3.34. Relação entre a resistividade e o teor de umidade para a Kibushi Clay (FUKUE
et al., 1999).
88
Figura 3.35. Fator de formação versus porosidade para areias de praias de Niterói – RJ e
caulim (PACHECO, 2004).
91
Figura 3.36. Resultados de medida de resistividade em laboratório utilizando diferentes
solos e fluidos: (a) Variação do fator de formação; (b) Influência da concentração de
chorume (YOON et al., 2002).
92
Figura 3.37. Mini-sonda desenvolvida para medida da resistividade elétrica em laboratório
(KECHAVARZI & SOGA, 2002).
92
Figura 3.38. Curvas de calibração obtidas para três diferentes mini-sondas. Fator de
formação em função da saturação de uma areia pura (KECHAVARZI; SOGA, 2002).
92
Figura 3.39. Detalhe da caixa, ERB (a) e da sonda, ERP (b) utilizados em laboratório para
medida da resistividade elétrica de amostras deformadas e indeformadas (SCREEDEEP et
al., 2004).
93
Figura 3.40. Relação entre a resistividade elétrica e o grau de saturação para dois tipos de
solos diferentes da Índia (SCREEDEEP et al., 2004).
93
Figura 3.41. Efeito da variação do grau de saturação na resistividade (DANIEL et al.,
2002).
96
Figura 3.42
. Perfis de resistividade obtidos para a zona saturada do entorno do aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP. a) Ensaio RCPTU 15 realizado muito próximo ao
aterro; b) Ensaio RCPTU 3 realizado distante da cava preenchida com resíduos.
97
Figura 3.43. Relação entre resistividade e corrente elétrica obtida em laboratório por Fukue
et al. (2001): a) Para areia quartzosa; b) Para argila Kibushi.
99
Figura 3.44. Perfil de resistividade do cone obtido em laboratório com a variação de NaCl
99
ix
(FUKUE et al., 2001).
Figura 3.45. Efeito da contaminação com combustível na condutividade elétrica de um solo
granular (STRUTYNSKY et al., 1992).
100
Figura 4.1. Localização de Bauru no Estado de São Paulo e do aterro de resíduos sólidos
urbanos da cidade (http://www.vidagua.org.br
em 02/2004).
104
Figura 4.2. Mapa geológico do Estado de São Paulo (ROCHA, 2005).
111
Figura 4.3. Coluna estratigráfica provável para a região de Bauru-SP (CAVAGUTI, 1981).
112
Figura 4.4. Base e espessura saturada do Aqüífero Bauru no Estado de SP (MANCUSO;
CAMPOS, 2005).
114
Figura 4.5. Porcentagem, por município, de uso da água subterrânea para abastecimento
publico no Estado de SP (SÃO PAULO, 2006).
114
Figura 4.6. Mapa geológico da região de Bauru-SP (adaptado de IPT, 1981, segundo LAGO
et al., 2006).
116
Figura 4.7. Modelo digital do terreno mais atual, realizado em agosto de 2006, englobando
a área de localização do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP.
120
Figura 4.8. Modelo digital do terreno obtido através do levantamento topográfico realizado
em 2002.
120
Figura 4.9. Modelo digital do terreno antes da implantação do aterro de resíduos sólidos
urbanos de Bauru-SP.
121
Figura 4.10. Modelo digital do terreno atual e antes da implantação do aterro de resíduos
sólidos urbanos de Bauru-SP.
121
Figura 4.11. Localização de todos os ensaios realizados no aterro de resíduos sólidos
urbanos de Bauru-SP.
123
Figura 4.12. Modelo digital englobando a superfície atual do terreno, assim como as
principais camadas adjacentes a esta.
124
Figura 4.13. Seções de resistividade e cargabilidade da Linha 4, 1ª fase: a) Interpretada
qualitativamente; b) Interpretada quantitativamente (LAGO, 2004).
126
Figura 4.14. Resultados dos ensaios de piezocone de resistividade localizados a jusante do
aterro e sobre a Linha Geofísica 4.
127
Figura 4.15. Resultados dos ensaios de piezocone de resistividade localizados a jusante do
aterro, com coleta de água e solo.
127
Figura 4.16. Interpretação da SEV-3, localizada à jusante dos resíduos dispostos no aterro
de Bauru (LAGO, 2004).
130
Figura 4.17. Estimativa do fluxo subterrâneo atual com base nos níveis d’agua medidos a
partir dos poços de monitoramento em abril de 2008.
131
Figura 4.18. Representação esquemática de fluxo estimada para uma seção na direção
norte-sul, ligando os poços PP-13 (recarga) ao PP-1 (descarga).
132
Figura 4.19. Estimativa do fluxo subterrâneo atual com base na correção dos níveis d’água
medidos através dos poços de monitoramento em agosto de 2007 e abril de 2008 e com o
auxilio das sondagens elétricas verticais realizadas em 2003.
133
Figura 4.20. Mapa de resistividade do nível teórico 22 m do aterro de resíduos sólidos de
Bauru (LAGO et al., 2006).
134
Figura 4.21. Plumas de contaminação relacionadas à fonte e às condições físicas locais
(MCCARTHY; 1998).
139
Figura 5.1. Seção de resistividade aparente da Linha C1, 2ª fase interpretada
qualitativamente (LAGO, 2004).
145
Figura 5.2. Seção de resistividade “real” interpretada através do software de inversão
146
x
RES2DINV da Linha Geofísica 5. Sentido leste-oeste (LAGO, 2004).
Figura 5.3. Resultados obtidos para a SEV-10, localizada ao norte do aterro (MONDELLI
et al., 2008).
149
Figura 5.4. Resultados obtidos para o caminhamento elétrico dipolo-dipolo realizado ao
longo do perfil Norte-Sul (MONDELLI et al., 2008).
151
Figura 5.5. Foto aérea do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru com a localização do
levantamento 3-D (USTRA, 2008).
152
Figura 5.6. Síntese dos resultados obtidos com geofísica 3-D à oeste do aterro (modificado
de USTRA et al., 2008).
154
Figura 5.7. Representação esquemática e foto de piezocone de resistividade com quatro
eletrodos dispostos em arranjo Wenner.
157
Figura 5.8. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado a leste do aterro.
161
Figura 5.9. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado ao sul do aterro.
161
Figura 5.10. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado a oeste do aterro.
162
Figura 5.11. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado a oeste do aterro.
162
Figura 5.12. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
a oeste do aterro.
163
Figura 5.13. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
a oeste do aterro.
163
Figura 5.14. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
a oeste do aterro e próximo ao poço PP-3A (resíduos de saúde).
164
Figura 5.15. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
a oeste do aterro e próximo às erosões.
164
Figura 5.16. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
ao sul do aterro e próximo à nascente.
165
Figura 5.17. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
a oeste e próximo do aterro.
165
Figura 5.18. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado
a oeste e próximo do aterro.
166
Figura 5.19. Correlação entre a porcentagem de finos e o índice de material (Ic), obtida para
os solos do entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru.
169
Figura 5.20. Relação entre porcentagem de finos e índice de material (Ic) para diferentes
materiais.
170
Figura 5.21. Relação entre a resistividade elétrica do solo e a porcentagem de finos
aparente, utilizando-se os resultados dos ensaios de piezocone de resistividade na zona
saturada.
171
Figura 5.22. Relação entre a resistividade elétrica do solo e o índice de material (Ic),
utilizando-se os resultados dos ensaios de piezocone de resistividade na zona saturada.
172
Figura 5.23. Variação da resistividade elétrica para as camadas de solo saturadas com a
caracterização da fração fina dos solos coletados com o amostrador Geoprobe.
173
Figura 5.24. Perfil típico dos poços de monitoramento permanentes instalados no aterro de
resíduos sólidos de Bauru, em Setembro de 2002.
180
Figura 5.25. Perfil típico dos poços de monitoramento permanentes instalados no aterro de
resíduos sólidos de Bauru, em Fevereiro de 2006.
181
Figura 5.26. Perfil típico dos poços de monitoramento permanentes instalados no aterro de
resíduos sólidos de Bauru, em Agosto de 2006.
182
Figura 5.27. Rebaixamento do nível d’água de alguns poços ao longo do tempo.
196
xi
Figura 5.28. Valores de pH da água de alguns poços ao longo do tempo.
197
Figura 5.29. Valores de condutividade elétrica da água de alguns poços ao longo do tempo.
198
Figura 5.30. Valores de cálcio e cloretos para a água de alguns poços ao longo do tempo.
199
Figura 5.31. Concentrações de nitrogênio amoniacal e zinco na água de alguns poços ao
longo do tempo.
200
Figura 5.32. Concentrações de ferro e demanda química de oxigênio na água de alguns
poços ao longo do tempo.
202
Figura 5.33. Concentrações de sódio e potássio na água de alguns poços ao longo do tempo.
203
Figura 5.34. Resultado do ensaio de dispersão de cloretos obtido para o poço PP-10.
209
Figura 5.35. Resultado do ensaio de dispersão de cloretos obtido para o poço PP-10 –
Estimativa do coeficiente de permeabilidade (k).
210
Figura 5.36. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-10.
215
Figura 5.37. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-11.
216
Figura 5.38. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-12.
216
Figura 5.39. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-13.
217
Figura 5.40. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-3A.
217
Figura 5.41. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-5A.
218
Figura 5.42. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do
poço de monitoramento PP-5B.
218
Figura 5.43. Seção geológico-geotécnica Norte-Sul obtida através de vários ensaios e
levantamentos realizados no aterro de resíduos sólidos de Bauru desde 1992.
219
Figura 5.44. Seção geológico-geotécnica Leste-Oeste obtida através de vários ensaios e
levantamentos realizados no aterro de resíduos sólidos de Bauru desde 1992.
220
Figura 5.45. Características das amostras de solo obtidas durante a investigação realizada.
223
Figura 5.46. Curva de ATD obtida para a fração fina do arenito do Grupo Bauru.
235
Figura 5.47. Curva típica de ATD para os solos residuais pesquisados.
235
Figura 5.48. Difratograma de raios-X obtido para a amostra 3, arenito do Grupo Bauru.
236
Figura 5.49. Difratograma de raios-X obtido para a amostra 5, residual do Grupo Bauru.
237
Figura 5.50. Variação do pH em relação à razão solo-solução para a amostra 4 (areia
argilosa residual de arenito).
241
Figura 5.51. Variação da condutividade elétrica em relação à razão solo-solução para a
amostra 4 (areia argilosa residual de arenito).
241
Figura 5.52. Isoterma de sorção da amostra 4 (areia argilosa residual de arenito) obtida para
o ferro.
241
Figura 5.53. Variação dos coeficientes de permeabilidade determinados em água e em
solução salina com o número de volume de vazios percolados para a amostra 3(c).
247
Figura 5.54. Variação dos coeficientes de permeabilidade determinados em água e em
solução salina com o número de volume de vazios percolados para a amostra 5(d).
248
Figura 5.55. Variação dos coeficientes de permeabilidade com percolação de água e
chorume com o número de volume de vazios percolados para a amostra 3 (b).
249
xii
Figura 5.56. Variação dos coeficientes de permeabilidade com percolação de água e
chorume com o número de volume de vazios percolados para a amostra 5 (b).
249
Figura 5.57. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados
para a amostra 3 (c) – Água e Solução Salina.
252
Figura 5.58. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados
para a amostra 5 (d) – Água e Solução Salina.
252
Figura 5.59. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados
para a amostra 3 (b) – Água e Chorume.
253
Figura 5.60. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados
para a amostra 5 (b) – Água e chorume.
253
Figura 5.61. Curva de eluição obtida para a amostra 3 (c), percolada com solução salina.
255
Figura 5.62. Curva de eluição obtida para a amostra 5 (d), percolada com solução salina.
255
Figura 5.63. Curva de eluição obtida para a amostra 3 (b), percolada com chorume.
256
Figura 5.64. Curva de eluição obtida para a amostra 5 (b), percolada com chorume.
256
Figura 5.65. Curva de calibração obtida para o sistema de medida de resistividade em
laboratório – Condutividade elétrica.
264
Figura 5.66. Curva de calibração obtida para o sistema de medida de resistividade em
laboratório - Resistividade.
264
Figura 5.67. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 1 em
estado natural e percolada com água deionizada.
265
Figura 5.68. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 2 em
estado natural e percolada com água deionizada.
265
Figura 5.69. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 3 em
estado natural e percolada com água deionizada.
266
Figura 5.70. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 4
percolada com água deionizada.
266
Figura 5.71. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 5 em
estado natural e percolada com água deionizada.
267
Figura 5.72. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas
amostras de solo naturais e ensaiadas com água deionizada.
269
Figura 5.73. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas
amostras de solo ensaiadas com solução salina a 1000 ppm.
270
Figura 5.74. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas
amostras de solo percoladas com água de torneira.
271
Figura 5.75. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas
amostras de solo percoladas com solução salina a 200 ppm.
271
Figura 5.76. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas
amostras de solo percoladas com chorume.
273
Figura 5.77
. Detalhe da resistividade elétrica em função do grau de saturação para as
diversas amostras de solo percoladas com chorume.
273
Figura 5.78. Resistividade elétrica em função da umidade volumétrica para as diversas
amostras de solo percoladas com solução salina a 1000 ppm.
275
Figura 5.79. Resistividade elétrica em função da umidade volumétrica para as diversas
amostras de solo percoladas com chorume.
276
Figura 5.80. Estimativa do parâmetro “a” da Lei de Archie, utilizando-se solução salina a
1000 ppm como fluido de percolação.
276
xiii
Figura 5.81. Estimativa do parâmetro “a” da Lei de Archie, utilizando-se chorume como
fluido de percolação.
277
Figura 5.82. Variação da resistividade elétrica com as características físico-químicas das
amostras estudadas.
280
Figura 5.83. Estimativa do fator de formação médio para os solos estudados em laboratório
utilizando chorume e NaCl a 1000 ppm como fluidos de percolação.
282
Figura 5.84. Estimativa da concentração de sódio a partir da medida da condutividade
elétrica do solo em laboratório.
283
Figura 5.85. Relação entre os fatores de formação e as porosidades obtidas para os corpos
de prova quasi-saturados com NaCl a 1000 ppm e chorume.
284
Figura 5.86. Relação entre os fatores de formação e as umidades volumétricas obtidas para
os corpos de prova quasi-saturados com NaCl a 1000 ppm e chorume.
284
Figura 6.1. Faixa de variação dos valores de resistividade para o aterro de resíduos sólidos
urbanos de Bauru com base nos resultados dos ensaios de campo e laboratório.
290
Figura 6.2. Faixa de variação dos valores de cargabilidade para o aterro de resíduos sólidos
urbanos de Bauru com base nos resultados dos ensaios de campo.
291
Figura 6.3. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 1 (modificado de ELIS, 2008).
291
Figura 6.4. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 2 (modificado de ELIS, 2008).
292
Figura 6.5. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 3a (modificado de ELIS, 2008).
292
Figura 6.6. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 3b (modificado de ELIS, 2008).
293
Figura 6.7. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 4 (modificado de ELIS, 2008).
293
Figura 6.8. Seção de resistividade da Linha 5 (modificado de ELIS, 2008).
294
Figura 6.9. Resultados dos ensaios CPTU-4, RCPTU-1, 2, 3 e 9 realizados à oeste do aterro
de Bauru em diferentes épocas e a menos de 2 m de distancia entre eles (MONDELLI,
2004).
297
Figura 6.10. Mapas de resistividade e cargabilidade na profundidade 10 metros (modificado
de LAGO et al., 2006).
299
Figura 6.11. Mapas de resistividade e cargabilidade na profundidade 22 metros (modificado
de LAGO et al., 2006).
300
Figura 6.12. Monitoramento da resistividade elétrica das águas subterrâneas.
306
Figura 6.13. Monitoramento do pH das águas subterrâneas.
307
Figura 6.14. Monitoramento da concentração de ferro total nas águas subterrâneas.
308
Figura 6.15. Monitoramento da concentração de cálcio nas águas subterrâneas.
309
Figura 6.16. Monitoramento da concentração de sódio nas águas subterrâneas.
311
Figura 6.17. Monitoramento da concentração de cloretos nas águas subterrâneas.
312
Figura 6.18. Monitoramento da concentração de potássio nas águas subterrâneas.
314
Figura 6.19. Monitoramento da concentração de zinco nas águas subterrâneas.
315
Figura 6.20. Estimativa da concentração de sódio nas águas subterrâneas assumindo fator
de formação (FF) igual a 4,3.
318
Figura 6.21. Monitoramento da demanda química de oxigênio das águas subterrâneas.
319
Figura 6.22. Monitoramento da demanda bioquímica de oxigênio das águas subterrâneas.
320
Figura 6.23. Relação entre demanda bioquímica e química de oxigênio das águas
subterrâneas.
321
Figura 6.24. Representação das etapas e seqüência para investigação geoambiental de solos
tropicais.
331
xiv
LISTA DE FOTOS
Foto 3.1. Piezocone de resistividade com quatro eletrodos dispostos em arranjo Wenner.
51
Foto 3.2. Cone Sipper (http://tech.inel.gov/documents/Type_B_Probes/Vapor_Port/01-
GA51177-02.pdf, em 07/2002).
64
Foto 3.3. Foto do equipamento desenvolvido por Daniel (1997) para medida da resistividade
em laboratório para amostras compactadas.
88
Foto 4.1. Preparação da base do aterro: a) compactação do solo; b) Aplicação de imprimação
betuminosa.
107
Foto 4.2. Sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT realizadas em 1992.
108
Foto 4.3. Lagoa de chorume sobre os resíduos, em segundo plano, e transbordamento de
chorume pelo dreno vertical de gás, em primeiro plano (Agosto, 2005).
108
Foto 4.4. Vista geral da área escavada para futuro armazenamento de chorume. Destaque
para o perfil geológico mostrado através do talude, com continuidade para a área escavada da
lagoa.
109
Foto 4.5. Vista geral das lagoas de chorume sendo impermeabilizadas com geomembrana
(Agosto, 2007).
109
Foto 4.6. Vista geral das lagoas de chorume em funcionamento (Abril, 2008).
110
Foto 4.7. Imagens de satétite do solo (a) e do relevo (b), englobando a área onde está
localizado o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru (MIRANDA, 2005).
117
Foto 4.8. Foto aérea do local de implantação do aterro de resíduos sólidos de Bauru
(EMDURB, 2002).
118
Foto 4.9. Vista aérea do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru (EMDURB, 2006).
119
Foto 4.10. Erosão localizada à jusante do aterro de resíduos sólidos de Bauru, onde é possível
observar a heterogeneidade do solo que ocorre no local.
125
Foto 5.1. Levantamento geofísico 3-D sendo realizado na parte oeste do aterro de resíduos
sólidos urbanos de Bauru.
147
Foto 5.2. Equipamento Syscal Pro com 10 canais utilizado durante o levantamento 3-D.
147
Foto 5.3. Caminhamento elétrico sendo realizado sobre os resíduos.
147
Foto 5.4. Equipamento Syscal R-2 utilizado durante o caminhamento elétrico e a SEV.
148
Foto 5.5. SEV-10 sendo executada próxima ao poço PP-13 e do local onde foram coletadas
as amostras indeformadas 1 e 2.
148
Foto 5.6. Equipamento utilizado para realização dos ensaios de piezocone no aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru.
158
Foto 5.7. Poço de monitoramento sendo construído no aterro de resíduos sólidos de Bauru,
em Setembro de 2002.
179
Foto 5.8. Poço de monitoramento sendo construído no aterro de resíduos sólidos de Bauru,
em Fevereiro de 2006.
180
Foto 5.9. Detalhe do cravador dinâmico utilizado para a perfuração dos poços, em Fevereiro
de 2006.
181
Foto 5.10. Vala séptica escavada ao redor do aterro de Bauru para disposição de resíduos de
saúde.
181
xv
Foto 5.11. Hastes graduadas para medida da elevação do nível d’água após seu esgotamento
e bóia feita com garrafa de refrigerante PET de 2 litros.
205
Foto 5.12. Detalhe do ensaio de recuperação sendo realizado: a) Bomba utilizada para
esgotamento dos poços; b) Medida da recuperação do nível freático.
206
Foto 5.13. Detalhe do bailer utilizado durante as coletas de água dos poços, assim como
durante a realização do ensaio de dispersão no poço PP-10.
208
Foto 5.14. Algumas amostras coletadas durante a execução das sondagens de simples
reconhecimento com medida de SPT e dos poços de monitoramento.
214
Foto 5.15. Amostragem do arenito do Grupo Bauru na área do aterro de Bauru (Julho de
2006).
222
Foto 5.16. Ensaio de azul de metileno sendo executado e os resultados obtidos.
229
Foto 5.17. Equipamento utilizado para os ensaios de ATD, Departamento de Geotecnia,
EESC-USP.
230
Foto 5.18. Lâminas preparadas, durante secagem, para serem analisadas por difração de
Raios-X.
230
Foto 5.19. Ensaio para medida do pH dos solos (velocidade igual a 42 rpm por 30 min).
230
Foto 5.20. Diluição das amostras de solo em água deionizada para medida da condutividade
elétrica dos solos.
231
Foto 5.21. Ensaio de equilíbrio em lote em andamento e filtragem das amostras.
239
Foto 5.22. Sistema desenvolvido para realização de ensaios de coluna em amostras de solo
indeformadas e predominantemente arenosas.
245
Foto 5.23. Detalhe do sistema desenvolvido para medida de resistividade elétrica em
laboratório.
262
xvi
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Comparação entre as propostas vigentes no Brasil e no Canadá para avaliação
de áreas contaminadas.
18
Tabela 4.1 - Características gerais do Aqüífero Bauru – Escala Geológica (MANCUSO;
CAMPOS, 2005).
115
Tabela 4.2 - Estimativa do fator de formação do solo para amostras de água coletadas na
mesma época da realização dos ensaios RCPTU (MONDELLI et al., 2007).
130
Tabela 4.3 - Caracterização do chorume gerado e recirculado do aterro de resíduos sólidos
urbanos de Bauru.
140
Tabela 5.1 - Resultados dos ensaios de caracterização das amostras de solo coletadas com
amostrador Geoprobe (MONDELLI, 2004).
159
Tabela 5.2 - Análise obtida para as amostras de água subterrânea coletadas com amostrador
Geoprobe (MONDELLI, 2004).
160
Tabela 5.3 - Fatores de formação (FF) determinados a partir dos resultados de alguns
ensaios de piezocone de resistividade realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru utilizando amostradores Geoprobe.
175
Tabela 5.4 - Interpretação dos ensaios de dissipação do excesso de poro-pressão realizados
para camadas onde a penetração do piezocone foi não-drenada (adaptado de MONDELLI,
2004).
175
Tabela 5.5 - Resultados de todas as análises químicas realizadas para as águas subterrâneas
coletadas dos poços de monitoramento do aterro de resíduos sólidos de Bauru.
183-189
Tabela 5.6 - Análise química das águas superficiais localizadas ao sul do aterro.
193-194
Tabela 5.7 - Classificação dos solos existentes no Aterro de Bauru.
232
Tabela 5.8 - Índices físicos in situ e características químicas das amostras de solo coletadas.
232
Tabela 5.9 - Resultados obtidos a partir do ensaio de adsorção de azul de metileno.
233
Tabela 5.10 - Resultados dos ensaios de equilíbrio em lote realizados com chorume.
243
Tabela 5.11 - Coeficientes de permeabilidade (k) determinados para os diferentes materiais
coletados no entorno do aterro de Bauru, percolados com diferentes fluidos.
246
Tabela 5.12 - Estimativa dos parâmetros de transporte de poluentes com base nos resultados
dos ensaios de coluna.
258
Tabela 5.13 - Parâmetros de cimentação (m) e saturação (s) da Lei de Archie estimados
para as amostras de solo estudadas em laboratório.
278
Tabela 5.14 - Faixa de variação dos valores de resistividade elétrica determinados para as
amostras de solo estudadas em laboratório.
279
Tabela 5.15 - Fatores de formação (FF) obtidos para as amostras percoladas com diferentes
fluidos.
281
Tabela 6.1 - Valores de resistividade elétrica de materiais conhecidos (ELIS, 1993).
288
Tabela 6.2 - Valores de resistividade e cargabilidade propostos a partir das sondagens
elétricas verticais realizadas no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
(ELIS, 2003b).
289
Tabela 6.3 - Valores de resistividade e cargabilidade típicos para o aterro de resíduos
sólidos urbanos de Bauru com base nos resultados dos ensaios de campo e laboratório.
290
Tabela 6.4 - Principais mecanismos de atenuação que afetam o comportamento de alguns
íons provenientes do chorume (CHRISTENSEN et al., 2001).
304
xvii
LISTA DE SIGLAS E ABREVIAÇÕES
ABGE Associação Brasileria de Geologia de Engenharia e Ambiental
ABMS Associação Brasileira de Mecânica dos Solos
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AC Área Contaminada
AC Corrente alternada
AGS Association of Geotechnical & Geoenvironmental Specialists
AP Área Potencialmente Contaminada
AS Área Suspeita de Contaminação
ASCE American Society of Civil Engineers
ASTM American Society for Testing and Materials
ATD Análise Térmica Diferencial
CAPES Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
CCME Canadian Council of Ministers of the Environment
CE Caminhamento Elétrico
CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CM-30 Asfalto diluído com cura média e viscosidade igual a 30
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
CPRM Companhia de Recursos Minerais - Serviço Geológico do Brasil
CPT Ensaio de Penetração do Cone
CPTU Ensaio de Penetração do Piezocone
CSMWG Contaminated Sites Management Working Group
DAIA Departamento de Avaliação de Impacto Ambiental
EC Condutividade Elétrica (Electrical Conductivity)
ECI Environmentally Conservative Isotherms
EESC Escola de Engenharia de São Carlos
EIA Estudo de Impacto Ambiental
EM Eletromagnético
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
EMDURB Empresa Municipal de Desenvolvimento Urbano e Rural de Bauru
EPI Equipamento de Proteção Individual
EPUSP Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
ER Eletrorresistividade
ERB Electrical Resistivity Box
ERP Electrical Resistivity Probe
FAPESP Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
FEB Faculdade de Engenharia de Bauru - Unesp
FIPAI Fundação para o Incremento da Pesquisa e Aperfeiçoamento Industrial
GPR Ground Penetration Radar
HDPE High Density Polyethylene
IAG Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
IP Polarização Induzida (Induced Polarization)
IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas
IQR Índice de Qualidade de Aterro de Resíduos
ISSMGE International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
ISTG In Situ Testing Group
LNAPL Light Non-Aqueous Phase Liquid
MCT Miniatura – Compactação – Tropical
xviii
MDT Modelo Digital do Terreno
NA Nível d’água
NaCl Cloreto de Sódio
NAPL Non-Aqueous Phase Liquid
NBR Norma Brasileira da ABNT
ND Não Determinado; Não Detectado
NE Não Existia
PET Politereftalato de etila
PNSB Pesquisa Nacional de Saneamento Básico
PP Poço de monitoramento permanente
PT Poço de monitoramento temporário
PVC Poli Cloreto de Vinila
RCPTU Piezocone de Resistividade
RIMA Relatório de Impacto do Meio Ambiente
RP Proctor Reduzido (Reduced Proctor)
RSS Razão solo-solução
RSU Resíduos Sólidos Urbanos
SBT Soil Behavior Type
SEV Sondagem Elétrica Vertical
SGI Statens Geotekniska Institut
SP Potencial Espontâneo (Spontaneous Potential)
SP Proctor Normal (Standard Proctor)
SPT Sondagem de Simples Reconhecimento (Standard Penetration Test)
SRTM Shuttle Radar Topography Mission
SSFA Selective Soil Fraction Addition
SSFR Selective Soil Fraction Removal
SSSA Soil Science Society of America
TDEM Time Domain Electromagnetics
TDR Reflectometria no Domínio do Tempo (Time Domain Reflectometry)
UBC University of British Columbia
Unesp Universidade Estadual Paulista
Unicamp Universidade Estadual de Campinas
US EPA United States Environmental Protection Agency
USP Universidade de São Paulo
UVIF-CPT Ultra Violet Induced Fluorescence Cone Penetration Test
xix
LISTA DE SÍMBOLOS
# Abertura padronizada de peneira
%F Porcentagem de finos (partículas menores que 0,075mm)
α
Constante relacionada à energia de ligação ou sorção da Isoterma de Langmuir
α
Fator empírico utilizado no cálculo de M a partir de q
c
α
Dispersividade dinâmica longitudinal
φ
Diâmetro
Δ
h
Carga altimétrica média para cada linha equipotencial
Δ
pH
Diferença entre os pHs da suspensão do solo em KCl e em água
Δ
t
Intervalo de tempo
Δ
V
Diferença de potencial
γ
w
Peso específico da água
ρ
Massa específica do solo
ρ
Resistividade elétrica
ρ
b
Resistividade elétrica integral do solo (bulk resistivity)
ρ
d
Massa específica seca do solo
ρ
f
Resistividade elétrica do fluido
ρ
nat
Massa específica natural do solo
ρ
s
Resistividade elétrica de superfície
ρ
s
Massa específica dos sólidos
ρ
sat
Resistividade elétrica do solo saturado
ρ
us
Resistividade elétrica do solo não-saturado
ρ
w
Massa específica da água
θ
Teor de umidade volumétrico
σ
Condutividade elétrica
σ
’
vo
Tensão vertical efetiva
σ
vo
Tensão vertical total
∀
1
Volume total de injeção de solução no poço
∀
2
Volume total bombeado do poço
a Distância entre eletrodos (arranjo Wenner)
a Fator de áreas desiguais do piezocone
a Fator de escala da Lei de Archie
a Área da seção transversal
A Índice de atividade do solo
A e B Eletrodos externos (eletrorresistividade)
Acb Quantidade de azul de metileno adsorvida para 100 g de argila
A
L
Área de influencia da ponta do cone
A
N
Área efetiva do cone
A
S
Área da luva de atrito
A
T
Área total da ponta do cone
A
U
Área de influencia da poro-pressão na luva de atrito
b Fator de correção geométrico do cone devido ao atrito lateral
B
q
Índice de poro-pressão
c Constante de calibração do sistema de resistividade
C Condutividade elétrica
C.O. Carbono orgânico total
c; C Concentração
C
0;
C
0
Concentração inicial de soluto na solução
CaCO
3
Carbonato de Cálcio
xx
c
e
Concentração de soluto no tempo de equilíbrio
CE Condutividade elétrica
c
h
Coeficiente de adensamento na direção horizontal
CH
4
Gás metano
CO
2
Gás carbônico
CTC Capacidade de troca catiônica
d Diâmetro; distância
D* Coeficiente de difusão
DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio
D
h
Coeficiente de dispersão hidrodinâmica
D
m
Dispersão mecânica
DQO Demanda Química de Oxigênio
Dr Densidade Relativa
e Índice de vazios
Eh Potencial de oxi-redução
F Razão de atrito normalizada
F
ponta do cone
Forca de reação na ponta do cone
F
a
Fator de formação aparente
Fc Força axial do cone
FF Fator de formação
F
i
Fator de formação intrínseco
F
luva
Força de reação na luva de atrito
Fs Força de atrito do cone
f
s
Atrito lateral
f
T
Atrito lateral corrigido
h Carga altimétrica
HCl Ácido clorídrico
HCO
3
-
Íon bicarbonato
h
i
Profundidade do nível d’água na posição i
i Gradiente hidráulico
I Corrente elétrica
Ic Índice de material
IP Índice de plasticidade
k Coeficiente de permeabilidade do solo a diferentes fluidos
K Constante proporcional à capacidade de sorção – Isoterma de Freundlich
k 20º C
Condutividade hidráulica corrigida para temperatura de 20
o
C
K, k
r
Fator geométrico que depende do espaçamento entre os eletrodos
K
b
Condutância total do meio
KCl Cloreto de potássio
k
d
Condutividade específica da fase dispersa (matriz granular)
K
d
Coeficiente de distribuição ou partição
K
d
Condutância das partículas de solo
k
f
Condutividade específica do fluido
K
f
Condutância do fluido
k
s
Condutividade específica da superfície dos grãos, que depende da resistividade,
da composição iônica, do pH do fluido e da capacidade de troca catiônica
K
s
Condutância devido à dupla camada elétrica
L Menor distância entre duas partículas de solo
L, l Comprimento
LA' Solo arenoso de comportamento laterítico
Lb Distância tortuosa entre duas partículas de solo
L
d
Distância de fluxo através das partículas de solo
LL Limite de liquidez
xxi
LP Limite de plasticidade
m Constante da Lei de Archie que depende do tipo e da cimentação do solo
M Razão entre resistividades de superfície e saturada
M Massa de solo seco no ensaio de equilíbrio em lote
M Cargabilidade
M Módulo de deformabilidade confinado
M e N Eletrodos internos (eletrorresistividade)
Ma Cargabilidade aparente
M
s
Massa de sólidos
M
w
Massa de água no solo
n Porosidade do solo
N Coeficiente dependente da declividade da Isoterma de Freundlich
N
Resistência à penetração (n
o
de golpes do SPT)
ne Número de equipotenciais
NH
4
Nitrogênio amoniacal
NO
2
Nitrogênio nitrito
NO
4
Nitrogênio nitrato
OCR Razão de sobre-adensamento
pH Potencial hidrogeniônico
pH
0
; P
esz
Ponto de efeito salino zero
PO
4
Fosfato
ppm Partes por milhão
Q Resistencia de ponta normalizada
q
c
Resistência de ponta
q
t
Resistência de ponta corrigida
r Raio
R
Resistência elétrica; Resistividade elétrica
R
1
Razão de injeção de solução no poço
R
2
Coeficiente de determinação
R
b
Resistência elétrica total do meio
R
d
Fator de retardamento
R
d
Resistência elétrica das partículas de solo
R
f
Razão de atrito
R
f
Resistência elétrica do fluido
Rho Resistividade elétrica
R
s
Resistência elétrica devido à dupla camada elétrica
RSS Razão solo-solução
s Constante de Lei de Archie que depende da mineralogia
S Grau de sorção e/ou adsorção
S Coeficiente que relaciona o comprimento do filtro e o raio do poço
SE Superfície específica dos grãos
SO
4
Sulfato
S
p
Área da superfície intersticial total dos poros por volume de poro de uma amostra
S
r
Grau de saturação
S
t
Sensibilidade
t Tempo
T Tortuosidade
T Fator tempo ou volume de poros percolados
u Velocidade específica
U, u Poro-pressão
U
1
; u
1
Poro-pressão gerada na ponta do cone
U
2
; u
2
Poro-pressão gerada imediatamente atrás da ponta do cone
U
3
; u
3
Poro-pressão gerada imediatamente atrás da luva de atrito
xxii
u
i
Pressão piezométrica na posíção i
u
o
Poro-pressão hidrostática
U
U
Poro-pressao corrigida devido à geometria da luva de atrito
v Velocidade de percolação
V Volume
V Voltagem
Vb Valor de azul de metileno consumido para 100 g de solo
V
s
Volume de sólidos
V
t
Volume total
V
v
Volume de vazios
V
w
Volume de água no solo
w Teor de umidade do solo
z Direção de fluxo
xxiii
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO............................................................................................................1
1.1 Geral...........................................................................................................................1
1.2 Objetivos.....................................................................................................................5
1.3 A Tese.........................................................................................................................7
2 ÁREAS CONTAMINADAS........................................................................................11
2.1 Definições.................................................................................................................11
2.2 Procedimentos Brasileiro e Norte-Americano para Investigação Geoambiental......16
3 INVESTIGAÇÃO GEOAMBIENTAL..........................................................................25
3.1 Definição...................................................................................................................25
3.2 Técnicas Aplicadas na Investigação de Áreas Contaminadas .................................28
3.2.1 Técnicas Aplicadas em Campo................................................................................29
3.2.1.1 Geofísica de Superfície.............................................................................................29
3.2.1.2 Ensaios de Piezocone..............................................................................................42
3.2.1.3 Amostragem e Monitoramento..................................................................................53
3.2.2 Ensaios de Laboratório.............................................................................................65
3.2.2.1 Ensaios de Coluna ...................................................................................................68
3.2.2.2 Ensaios de Difusão...................................................................................................70
3.2.2.3 Ensaios de Equilíbrio em Lote..................................................................................72
3.3 A Resistividade Elétrica na Detecção de Solos Contaminados................................75
3.3.1 Princípios Básicos e Interpretação...........................................................................76
3.3.2 Exemplos de Aplicação.............................................................................................80
3.3.2.1 Em Laboratório.........................................................................................................80
3.3.2.2 Ensaios de Campo ...................................................................................................94
4 O ATERRO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS DE BAURU............................103
4.1 Aspectos Gerais......................................................................................................103
4.2 Aspectos Geológicos, Hidrogeológicos e Topográficos..........................................110
4.3 Ensaios Realizados Anteriormente.........................................................................122
4.4 Caracterização da Fonte de Contaminação...........................................................135
4.5 Avaliação Geral Preliminar do Aterro......................................................................136
xxiv
5 METODOLOGIA E INTERPRETAÇÃO..................................................................141
5.1 Ensaios de Campo .................................................................................................141
5.1.1 Geofísica de Superfície...........................................................................................143
5.1.1.1 Metodologia e Ensaios Previamente Realizados....................................................143
5.1.1.2 Resultados e Discussão.........................................................................................148
5.1.1.3 Considerações Sobre a Geofísica de Superfície como Técnica de Investigação
Geoambiental..........................................................................................................155
5.1.2 Ensaios de Piezocone e Acessórios.......................................................................156
5.1.2.1 Metodologia e Ensaios Previamente Realizados....................................................156
5.1.2.2 Resultados e Discussão.........................................................................................158
5.1.2.3 Re-interpretação dos Ensaios de Piezocone..........................................................166
5.1.2.4 Considerações Sobre os Ensaios de Piezocone e seus Acessórios como Técnica
de Investigação Geoambiental...............................................................................176
5.1.3 Poços de Monitoramento do Aqüífero Freático .....................................................178
5.1.3.1 Construção dos Poços de Monitoramento..............................................................178
5.1.3.2 Análise Geral dos Resultados Obtidos...................................................................182
5.1.3.3 Evolução da Contaminação no Tempo...................................................................195
5.1.3.4 Ensaios de Recuperação e de Dispersão In Situ...................................................204
5.1.3.5 Considerações Sobre os Poços de Monitoramento como Técnica de Investigação
Geoambiental..........................................................................................................210
5.1.4 Ensaios Diretos de Investigação.............................................................................212
5.1.4.1 Perfil Geológico-Geotécnico...................................................................................212
5.1.4.2 Amostragem de Solo..............................................................................................222
5.1.4.3 Considerações Sobre os Ensaios Diretos como Técnica de Investigação
Geoambiental..........................................................................................................224
5.2 Ensaios de Laboratório...........................................................................................225
5.2.1 Ensaios de Caracterização.....................................................................................228
5.2.1.1 Metodologia............................................................................................................228
5.2.1.2 Resultados e Discussão.........................................................................................231
5.2.1.3 Considerações Sobre os Ensaios de Caracterização na Investigação
Geoambiental..........................................................................................................237
5.2.2 Ensaios de Equilíbrio em Lote................................................................................238
5.2.2.1 Metodologia............................................................................................................238
5.2.2.2 Resultados e Discussão.........................................................................................240
5.2.2.3 Considerações Sobre os Ensaios de Equilíbrio em Lote na Investigação
Geoambiental..........................................................................................................243
xxv
5.2.3 Ensaios de Coluna .................................................................................................244
5.2.3.1 Metodologia............................................................................................................244
5.2.3.2 Coeficiente de Permeabilidade (k) .........................................................................245
5.2.3.3 pH...........................................................................................................................251
5.2.3.4 Coeficientes de Dispersão Hidrodinâmica (D
h
) e de Retardamento (R
d
)................254
5.2.3.5 Considerações Sobre os Ensaios de Coluna na Investigação
Geoambiental..........................................................................................................260
5.2.4 Sistema para Medida da Resistividade Elétrica em Laboratório............................262
5.2.4.1 Metodologia e Calibração ......................................................................................262
5.2.4.2 Resultados e Discussão.........................................................................................264
5.2.4.3 Estimativa dos Parâmetros da Lei de Archie..........................................................274
5.2.4.4 Análise Geral dos Resultados.................................................................................278
5.2.4.5 Considerações Sobre a Medida da Resistividade Elétrica na Investigação
Geoambiental..........................................................................................................285
6 INTEGRAÇÃO DOS RESULTADOS.....................................................................287
6.1 Ensaios Indiretos....................................................................................................287
6.2 Ensaios Diretos.......................................................................................................302
6.3 Avaliação da Poluição e da Contaminação do Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos
de Bauru.................................................................................................................322
6.4 Orientação para Investigação Geoambiental de Solos Tropicais...........................328
7 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA CONTINUIDADE.....................................333
7.1 Conclusões Principais............................................................................................333
7.2 Sugestões para Continuidade de Operação e Pesquisas no Aterro de Resíduos
Sólidos Urbanos de Bauru......................................................................................340
7.3 Propostas para Atividades Futuras.........................................................................342
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................345
xxvi
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 Geral
Áreas com disposição inadequada de resíduos são um importante problema da
atualidade, podendo causar conseqüências adversas ao Meio Ambiente e à Saúde Pública.
Investigações e monitoramentos detalhados estão sendo realizados com maior freqüência
nessas áreas, com o objetivo de melhor caracterizar e quantificar os impactos ambientais e de
efetuar estudos para alternativas de remediação.
Os locais de disposição de resíduos sólidos urbanos ou industriais têm tido especial
atenção nos últimos anos, por serem potencialmente uma significativa fonte de contaminação
do solo, da água e do ar. Diversos são os locais em que os resíduos não estão dispostos
adequadamente, não observando as limitações impostas pelo ambiente e desobedecendo as
regras e as técnicas de manejo adequado.
O último Inventário Estadual de Resíduos Sólidos Domiciliares apresentado pela
CETESB (2004a) mostra que as condições de disposição dos resíduos domiciliares no Estado
de São Paulo melhorou muito durante o período de 1997 a 2003. Contudo, lembra-se que dos
645 municípios do Estado, ainda existem 179 que dispõem seus resíduos de forma inadequada
e 196 que dispõem de forma controlada. Já no Brasil, segundo a Pesquisa Nacional de
Saneamento Básico 2000 (IBGE, 2002), das 125.281 toneladas de lixo geradas diariamente,
30,5 % são destinadas em lixões a céu aberto, 22,3 % são levadas a aterros controlados e 47,1
% vão para aterros sanitários. Apesar da destinação adequada do lixo ter melhorado bastante
nos últimos anos (apenas 10,7 % do lixo gerado era disposto em aterros sanitários e/ou
controlados em 1989), 63,6 % dos municípios brasileiros ainda dispõe seus resíduos em
lixões.
Jucá (2004) observa que os dados apresentados pela PNSB 2000 indicam uma situação
exageradamente favorável no que se refere à quantidade de lixo disposto nas unidades de
2
destinação final, pois aproximadamente 73 % de todo o lixo coletado no Brasil estaria tendo
um destino final relativamente adequado, em aterros sanitários ou controlados. Porém, quando
se analisam as informações tomando-se por base o número de municípios, o resultado já não é
tão favorável, pois 63,1 % deles informam que depositam seus resíduos em lixões e apenas
13,7 % declaram que possuem aterros sanitários. Além disso, dos 5.561 municípios
brasileiros, 73,1 % têm população inferior a 20.000 habitantes. Nestes municípios, 68,5 % dos
resíduos gerados são dispostos em locais inadequados.
O grande número de indústrias e aterros desativados na Região Metropolitana de São
Paulo provocou o surgimento da Lei Estadual 9.999, de 9 e junho de 1998, que estabelece a
necessidade de realização de estudos sobre a qualidade do solo previamente à construção de
imóveis para uso residencial, comercial ou institucional nas chamadas zonas de uso
predominantemente industrial. Com isso, em 2003, a CETESB lançou o Guia para Avaliação
do Potencial de Contaminação de Imóveis, que tem como principal objetivo orientar os
interessados quanto às precauções que devem ser tomadas e aos procedimentos que devem ser
adotados, antes da realização de uma transação imobiliária, ou antes do início da implantação
de um empreendimento, para verificar se a área a ser ocupada apresenta contaminação que
coloque em risco a saúde humana e o meio ambiente.
Sánchez (2001) explica que a presença de áreas contaminadas dificulta o
desenvolvimento urbano e, para que a existência da contaminação seja confirmada, é
necessária a realização de investigações de campo, as quais podem representar um custo
significativo do valor do terreno.
Contudo, essas investigações de campo, podendo ser generalizadas para investigações
geoambientais, incluindo também ensaios de laboratório, são essenciais para caracterização e
quantificação da contaminação e/ou poluição possivelmente existentes, sendo fundamentais
3
na indicação de um reuso adequado do terreno, implicando em alternativas de remediação
viáveis.
Para que as atividades realizadas nas proximidades desses locais, urbanos ou rurais,
não sejam prejudicadas, e para que possa haver um aproveitamento futuro dessas áreas,
técnicas de investigação geoambiental são necessárias para a definição da(s) fonte(s), do
formato e extensão da área comprometida pela contaminação.
Os aspectos apresentados acima mostram a grande necessidade do desenvolvimento de
técnicas de investigação de áreas contaminadas, ou potencialmente contaminadas, de modo a
torná-las cada vez mais rápidas, práticas e de menor custo.
Recentemente, a utilização de ensaios de geofísica de superfície, seguidos da
realização de ensaios de piezocone de resistividade (RCPTU) e de poços de monitoramento
do aqüífero freático, têm proporcionado uma melhor caracterização geoambiental do subsolo,
especialmente em países desenvolvidos. Segundo Davies e Campanella (1995b), a
investigação geoambiental refere-se a uma representação sub e superficial do terreno,
indicando de forma aproximada as suas condições in situ. Esta representação é geralmente
obtida a partir de um programa de investigação que inclui tanto o reconhecimento superficial
como subsuperficial do terreno.
A aplicação desta proposta no Brasil é recente, principalmente no que diz respeito a
utilização de ensaios de piezocone de resistividade. Apenas casos recentes publicados na
literatura têm mostrado a aplicação da geofísica de superfície como etapa de investigação e
monitoramento de locais de disposição de resíduos. A prática de escavação direta a partir de
ensaios prévios para caracterização do terreno como a sondagem de simples reconhecimento
com medida de SPT e monitoramento a partir de poços de monitoramento da água subterrânea
e piezômetros são considerados tradicionais e correntes no Brasil. A presente Tese apresenta,
discute e propõe a utilização de outras práticas, principalmente no que diz respeito às técnicas
4
indiretas de investigação. Nesse sentido, grande esforço foi concentrado na medida da
resistividade elétrica, por ser uma propriedade bastante dependente da litologia e da
contaminação, fatores essenciais a serem detectados numa investigação geoambiental.
Bolinelli Jr. et al. (2005) apresentam resultados de ensaios RCPTU realizados em
solos do Estado de São Paulo e do litoral do Paraná. Os resultados mostram a forte influência
das diferentes características dos solos pesquisados nos valores de resistividade, como a
gênese, textura, o tipo de argilomineral presente na fração fina do solo e, principalmente, o
grau de saturação. Os autores concluem que em solos com nível d’água profundo, e que
contêm alguma quantidade de argila, a estimativa da contaminação do subsolo fica mais
complexa.
Estudos realizados por Nacci et al. (2003b) em Porto Alegre-RS, por Pacheco (2004)
no Rio de Janeiro-RJ e por Mondelli (2004) em Bauru-SP, mostram a importância da
realização de coletas discretas de água junto aos ensaios RCPTU, para que se possa estimar o
fator de formação do solo, conforme definido por Archie (1942). O fator de formação
contribuiria para a interpretação desses ensaios, e vem sendo estimado em laboratório para
areias puras saturadas a diferentes concentrações salinas e porosidades (NACCI et al., 2003a;
PACHECO, 2004).
Mondelli (2004) procurou identificar a poluição do entorno do aterro de resíduos
sólidos urbanos de Bauru-SP a partir da realização de ensaios RCPTU, os quais foram
interpretados com o auxilio de ensaios SPT, geofísicos e a partir da análise química de
amostras de solo e água subterrâneos. Mas para que a interpretação de ensaios de resistividade
na investigação de locais possivelmente contaminados se torne mais fácil, e assim, mais
prática e de menor custo, é necessário que estudos sejam realizados em solos tropicais não
saturados, que ocorrem em diferentes partes do Mundo.
5
Fukue et al. (2000) e Screedeep et al. (2004) procuraram relacionar valores de
resistividade a diferentes concentrações solutos orgânicos e inorgânicos, e graus de saturação,
respectivamente. Os resultados são promissores, mostrando a grande importância da correta
interpretação dos valores de resistividade na investigação de diferentes solos, e possivelmente
contaminados.
1.2 Objetivos
A fim de dar continuidade aos estudos iniciados por Mondelli (2004), o presente
trabalho tem como principal objetivo avaliar a poluição e a contaminação da área onde se
encontra o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, para que questões sobre o
caminhamento da pluma de contaminação do local possam ser melhor entendidas. A proposta
de utilização de uma metodologia que engloba ensaios geotécnicos, geofísicos e
geoambientais continuará sendo estudada e desenvolvida para que problemas de
contaminação causados pela disposição inadequada de resíduos sejam corretamente
solucionados. Esta metodologia de estudo a ser empregada nesse aterro poderá servir como
base e orientação para estudos em outros locais específicos com características geológico-
geotécnicas semelhantes (grande área abrangida pelo Aqüífero Bauru no Estado de São
Paulo), além de poder contribuir com futuras pesquisas a serem desenvolvidas em outras
partes do Brasil que tratam da problemática dos solos contaminados.
A seguir, os objetivos são explicitamente relacionados:
• Re-interpretar todos os resultados gerados em pesquisas realizadas anteriormente no aterro
de resíduos sólidos de Bauru e dar continuidade ao monitoramento da área a partir de
coletas periódicas de água e medição de nível dos poços de monitoramento instalados.
Esta re-interpretação, considerando novas informações sobre os aspectos geológicos e
topográficos locais, facilitará o entendimento das informações previamente obtidas, no
6
presente e no futuro sobre a contaminação e a poluição da área, assim como orientar a na
locação de novos ensaios de campo na área;
• Determinar, coletar e caracterizar os materiais influenciados pela contaminação
proveniente do aterro;
• Implantar um sistema para medida da resistividade de amostras indeformadas de solo em
laboratório, visando estudar a variação da resistividade com o grau de saturação e com a
adição de chorume proveniente do aterro;
• Avaliar a aplicabilidade da Lei de Archie em solos tropicais a partir da estimativa dos
parâmetros a, m e s para os ensaios de resistividade realizados em campo e em
laboratório, a partir dos resultados dos ensaios descritos acima;
• Determinar os parâmetros hidráulicos, de fluxo, e de retenção de poluentes dos solos
estudados, a partir da realização de ensaios de coluna e de equilíbrio em lote. Os ensaios
de coluna, em especial, permitirão obter amostras de solo saturadas após a percolação de
água destilada, solução salina e o chorume coletado do aterro, as quais foram utilizadas
nos ensaios de resistividade de laboratório, descritos acima;
• Interpretar conjuntamente os resultados obtidos durante a execução das diversas
campanhas de ensaios no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, a fim de se obter
parâmetros representativos das condições de campo e avaliar a aplicabilidade e eficiência
de cada técnica;
• Re-interpretar os resultados provenientes dos ensaios de campo com base naqueles
provenientes do laboratório e de ensaios de campo anteriores à pesquisa de laboratório;
• Propor uma orientação para investigações geoambientais futuras em solos tropicais
potencialmente contaminados, com base na avaliação das diferentes técnicas aplicadas na
área do aterro de Bauru, sobre solos residuais e o arenito do Grupo Bauru.
7
• Sugerir melhorias para operação, monitoramento e medidas imediatas de recuperação do
aqüífero freático e superficial existente no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos
de Bauru, assim como para futuras pesquisas e investigações a serem realizadas na área.
1.3 A Tese
A idéia da presente Tese surgiu quando da necessidade de se entender melhor os
resultados gerados em pesquisas anteriores no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
(LAGO, 2004; BOLINELLI JR.; 2004, MONDELLI, 2004; CINTRA, 2004; LOPES, 2007;
USTRA, 2008). Apesar dos diversos estudos realizados, havia a necessidade de integrá-los de
modo a melhor entender o problema da contaminação e poluição provocadas pelo aterro e
pré-indicadas na área. Os resultados revelaram a complexidade do problema em questão, que
mesmo com o desenvolvimento de novas pesquisas na área, ainda necessita de mais ensaios e
estudos detalhados em laboratório e em campo, para que o real comportamento da pluma de
contaminação seja identificado e entendido. Estudos como esses necessitam de diferentes
especialistas em diferentes áreas do conhecimento, para que cada questão abordada nesta Tese
seja muito bem compreendida.
O estudo da contaminação provocada pelo aterro de Bauru envolveu, no período de
2002 a 2008, a participação de diferentes grupos de pesquisa no Brasil e no Canadá. Entre
eles:
1) Grupo de pesquisa em solos tropicais e resíduos sólidos da Unesp – Bauru, coordenado
pelos professores Heraldo L. Giacheti e Jorge Hamada e participação da professora Anna
Sílvia P. Peixoto;
2) Grupo de pesquisa em métodos elétricos do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências
Atmosféricas da USP – São Paulo, coordenado pelo professor Vagner R. Elis;
8
3) Grupo de pesquisa em Geotecnia Ambiental da Escola Politécnica da USP – São Paulo,
coordenado pela professora Maria E. G. Boscov;
4) Grupo de pesquisa em Geotecnia Ambiental da Escola de Engenharia de São Carlos da
USP – São Carlos, coordenado pelo professor Lázaro V. Zuquette;
5) Grupo de pesquisa em Geotecnia Ambiental da UBC – Vancouver, com a participação dos
professores John Howie, Loretta Li e James Atwater.
É importante salientar que a participação e o interesse de todos esses profissionais
contribuiu de forma decisiva no desenvolvimento e na conclusão da presente Tese. Ela está
estruturada de modo que uma abordagem geral fosse dada aos diferentes métodos de
investigação correntes e utilizados neste estudo de caso, que envolveu a investigação
geoambiental de um aterro de resíduos sólidos urbanos, situado em região tropical. Atenta-se
para o fato de que cada tópico apresentado aqui merece uma abordagem mais profunda e
quantitativa, para que esses resultados sejam confirmados ou até mesmo modelados
numericamente. Estudos como esse são raros no Mundo, pois além da hidrogeologia
complexa, aterros sanitários são grandes, variáveis, heterogêneos e possuem diversos tipos
contaminantes, que podem ser estudados caso a caso, com detalhe.
O Capítulo 2 apresenta a definição das áreas contaminadas, poluentes e contaminantes
como um todo, e o que se tem feito no Brasil para regulamentação e investigação dessas
áreas. Uma comparação com as legislações vigentes na América do Norte também é
apresentada e é proposta como exemplo. O Capítulo 3 apresenta a definição de investigação
geoambiental, assim como as técnicas de uso freqüente, suas aplicações e principais
inovações. Uma revisão sobre a resistividade elétrica e suas principais aplicações e resultados
experimentais em campo e em laboratório também é apresentada no Capítulo 3.
O Capítulo 4 apresenta um estudo geral sobre o aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru, englobando suas características gerais, geológicas, as campanhas de investigação
9
preliminares e as características do chorume local. O Capítulo 5 apresenta todas as
metodologias utilizadas, desenvolvidas e interpretadas, para que uma melhor avaliação da
contaminação do aterro fosse alcançada. As vantagens e desvantagens observadas sobre cada
técnica também são apresentadas nesse capítulo.
O Capítulo 6 apresenta uma interpretação geral e integrada de todos os resultados
obtidos para o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, dividindo-se em ensaios diretos e
indiretos, a fim de re-interpretar os resultados gerados em campo com base nos resultados
provenientes do laboratório. Além disso, apresenta uma abordagem geral da situação atual da
contaminação e da poluição existentes no aterro de Bauru e as diferentes plumas de
contaminação diagnosticadas na área. Uma orientação metodológica para investigação
geoambiental de áreas tropicais potencialmente contaminadas também é apresentada nesse
capítulo.
O Capítulo 7 apresenta as principais conclusões e sugestões sobre a metodologia
empregada no presente trabalho, assim como considerações sobre os resultados alcançados.
Também são propostas atividades para recuperação e continuidade de operação do aterro de
Bauru, mesmo para continuidade de pesquisas na área. Propostas para pesquisas futuras que
envolvem o termo “investigação geoambiental” finalizam a Tese. Todas as referências
bibliográficas citadas e consultadas durante a pesquisa encontram-se em seguida.
10
11
2 ÁREAS CONTAMINADAS
2.1 Definições
Uma área contaminada pode ser definida como um local onde há comprovadamente
poluição ou contaminação, causadas pela introdução de substâncias ou resíduos que nela
tenham sido depositados, acumulados, armazenados, enterrados ou infiltrados, de forma
planejada ou acidental. Nessa área, os poluentes ou contaminantes podem concentrar-se no ar,
nas águas superficiais, no solo, nos sedimentos, ou nas águas subterrâneas. Os poluentes ou
contaminantes podem ainda ser transportados a partir desses meios, propagando-se por
diferentes vias, como por exemplo o ar, o próprio solo, as águas subterrâneas e superficiais,
alterando suas características naturais ou qualidades e determinando impactos negativos e/ou
riscos sobre os bens a proteger, localizados na própria área ou em seus arredores (CETESB,
2004b).
Sánchez (2001) registra que a contaminação do solo apresenta dois agravantes quando
comparada com a poluição do ar e das águas: seu caráter cumulativo e a baixa mobilidade dos
poluentes. Ou seja, as substâncias nocivas acumuladas apenas uma vez no solo ali
permanecem e lentamente podem poluir as águas subterrâneas ou superficiais e afetar a biota.
A Figura 2.1 apresenta uma visão esquemática do que e como a contaminação do solo pode
afetar a saúde humana, direta ou indiretamente.
O termo solo contaminado costuma ser mais freqüentemente encontrado e utilizado na
literatura do que o termo solo poluído e, por isso, alguns autores utilizam ambos como
sinônimos. Outros autores procuram fazer alguma distinção entre poluentes e contaminantes,
mas de forma bastante singela. Yong (2001) e Yong e Mulligan (2004) comentam que o
termo poluente é utilizado para indicar que um dado contaminante, que está sendo discutido
ou investigado, é considerado como potencial fonte de risco à saúde humana e ao meio
12
ambiente. Deste modo, o termo contaminante se aplica de forma mais geral em considerações
sobre solos contaminados.
SOLO
CONTAMINADO
Atmosfera
Água
HOMEM
Biotas
Aquático e
Terrestre
Inalação
Deposição
Contato Direto
Ingestão
Deposição
Contato Direto
Ingestão
Inalação
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Figura 2.1. Influência da contaminação do solo nos receptores bióticos (YONG, 2001).
Em se tratando de águas poluídas, ou contaminadas, encontra-se um sentido diferente
dado pela literatura especializada. A contaminação, nesse caso, refere-se à transmissão de
substâncias ou microorganismos nocivos à saúde pela água, não implicando necessariamente
em um desequilíbrio ecológico do meio (BRAGA et al., 2002). A Lei nº 6.938/81, art. 3º, III
define poluição como
a degradação da qualidade ambiental resultante de atividade que direta ou indiretamente:
• prejudiquem a saúde, a segurança e o bem estar da população;
• criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
• afetem desfavoravelmente a biota;
• afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
• lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.
Nass (2002) comenta que uma característica que deixa clara a distinção entre poluição e
contaminação é a passividade comumente associada à primeira. O fator de poluição não
13
costuma agir ativamente sobre o ser vivo, mas indiretamente retira dele as condições
adequadas à sua vida, principalmente no meio aquático.
Observa-se que a distinção entre poluição e contaminação depende do ambiente que
está poluído ou contaminado, seja ele o ar, a água ou o solo. Sendo área contaminada o local
geográfico onde ocorre o solo poluído ou contaminado, adotar-se-á neste trabalho o termo
solo contaminado como forma mais geral, por ser mais comumente empregado no dia-a-dia e
adotado por alguns autores especializados, como Sánchez (2001) e Yong (2001).
A contaminação do solo pode ocorrer devido a diversos tipos de despejo, com
diferentes objetivos, situações e resíduos. São citadas a seguir algumas situações que podem
provocar a contaminação do solo:
• Contaminação do solo rural, devido ao emprego de fertilizantes sintéticos e defensivos;
• Despejo de águas residuárias no solo, podendo se caracterizar por um possível sistema de
tratamento ou como método apropriado de disposição final;
• Contaminação do solo urbano, proveniente dos resíduos gerados pelas atividades
econômicas que são típicas das cidades, como a indústria, o comércio e os serviços, além
dos provenientes do grande número de residências presentes em áreas relativamente
restritas;
• Contaminação do solo provocada por resíduos industriais, seus respectivos efluentes e
aerossóis, podendo ser citados aqui os óleos, detergentes, pesticidas, hidrocarbonos
aromáticos, solventes, além de demais resíduos perigosos.
Dependendo do tipo de local a ser investigado, diferentes tipos de poluentes deverão
ser estudados. Basicamente, os poluentes encontrados em áreas contaminadas podem ser
divididos em dois grupos (YONG, 2001):
• Substâncias inorgânicas: incluem principalmente os metais pesados, como o Pb, Cu, Cd,
Cr, Ni, Fe, Zn, Hg, Mn, As, além dos metais alcalinos e alcalinos terrosos, como o Na, Ca,
14
Mg, K etc. Os metais pesados são encontrados em elevadas concentrações em aterros de
resíduos perigosos, e em baixas concentrações em aterros de resíduos sólidos
domiciliares, devido à presença de materiais eletrônicos, latas, pilhas, baterias,
embalagens de tintas etc. Os metais alcalinos e alcalinos terrosos são encontrados em
elevadas concentrações no chorume, tendo como principais fontes os entulhos de
construção, cascas de ovos e materiais orgânicos;
• Compostos orgânicos: incluem os grupos dos hidrocarbonos, dos compostos halogenados
orgânicos e daqueles que contêm oxigênio na composição química, como os fenóis e
metanóis. Os compostos orgânicos incluem substâncias não-miscíveis mais leves que a
água (LNAPL), como gasolina e óleos, e mais densas que a água (DNAPL), como o 1.1.1-
tricloroetano, creosoto, tetracloreto de carbono, pentaclorofenóis, diclorobenzenos e
tetracloroetilenos. É importante saber distinguir entre os NAPLs (non-aqueous phase
liquids) leves e densos, pois o comportamento da pluma de contaminação se dará de modo
diferente para cada um deles: os primeiros tendem a permanecer sobre o nível freático e os
segundos tendem a migrar verticalmente sobre a influência da aceleração da gravidade,
como mostra a Figura 2.2.
A obtenção de valores de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e DQO (Demanda
Química de Oxigênio) auxilia na determinação da fase de decomposição que o aterro se
encontra, uma vez que são valores indicadores da quantidade de matéria orgânica presente em
um determinado volume de líquido, como por exemplo, o chorume. Para mais informações a
respeito do chorume e as diferentes fases de decomposição do lixo, consultar IPT/CEMPRE
(2000) e Christensen et al. (2001).
15
Nível d’água
Fonte de LNAPL
Fonte de DNAPL
Superfície
ROCHA
Pluma de contaminação
dissolvida na água
Sentido do fluxo da água
Topo da franja
capilar
Nível d’água
Fonte de LNAPL
Fonte de DNAPL
Superfície
ROCHA
Pluma de contaminação
dissolvida na água
Sentido do fluxo da água
Topo da franja
capilar
Figura 2.2. Diagrama esquemático mostrando plumas de contaminação formadas por LNAPL e por DNAPL
(YONG, 2001).
Nem todas as áreas contaminadas representam um risco para o meio ambiente ou à
saúde humana. Um aspecto fundamental, para a configuração de risco, em uma área
contaminada, é o uso e ocupação do solo no seu entorno. Um risco só existirá se as
concentrações de contaminantes excederem determinados limites considerados aceitáveis e se
existirem receptores sensíveis e a possibilidade de um evento adverso.
A CETESB (2001; 2005), a exemplo de países com tradição na questão do
monitoramento da qualidade de solos e águas subterrâneas e no controle de áreas
contaminadas, publicou uma lista preliminar de valores orientadores para proteção da
qualidade dos solos e das águas subterrâneas, os quais, sempre que possível, foram
estabelecidos com base em dados nacionais e em avaliação de risco à saúde humana. Estes
valores de referência de qualidade foram estabelecidos para serem utilizados como
instrumento ágil e de fácil aplicação no suporte às decisões para as ações de prevenção e
controle da poluição dos solos e das águas subterrâneas.
16
Muitas vezes, observa-se que os valores de intervenção para as águas subterrâneas
adotados pela CETESB (2001; 2005) podem ser muito rigorosos quando aplicados às águas
do entorno de um local de disposição de resíduos, uma vez estes foram determinados a partir
dos padrões de potabilidade para o consumo humano do Ministério da Saúde (Portaria 518).
A exemplo da Resolução do CONAMA nº 357, de 17/03/2005, que estabelece limites para
diferentes usos das águas superficiais, uma nova Resolução do CONAMA No 396, de
03/04/2008, estabelece limites para diferentes usos das águas subterrâneas brasileiras. Além
do consumo humano, sugere valores para dessedentação de animais, irrigação e recreação.
Apesar dos recentes avanços, nota-se ainda a inexistência de limites para alguns parâmetros
importantes na avaliação da poluição e da contaminação das águas subterrâneas, como a
DBO, DQO, alcalinidade, condutividade elétrica, etc.
Sánchez (2001) lembra que, apesar da facilidade, o uso de padrões de qualidade pode
originar situações rígidas em excesso ou mesmo insuficiente protetoras do meio em questão.
Ou seja, pode causar situações desnecessariamente protetoras da qualidade ambiental em
função do uso futuro do terreno, já que certos usos não exigem uma qualidade ótima do solo.
Por isso, o autor comenta que a análise de risco pode fornecer uma base mais confiável para
decisões de remediação e de uso futuro do solo.
2.2 Procedimentos Brasileiro e Norte-Americano para Investigação
Geoambiental
Para avaliação das metodologias de investigação geoambiental que vem sendo
empregadas no Brasil, incluindo aquela utilizada no aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru, a Tabela 2.1 apresenta uma comparação entre as regulamentações vigentes no Brasil e
no Canadá, que é considerado uma referência no controle e investigação de áreas
(potencialmente) contaminadas. Destaca-se que parte da presente Tese foi desenvolvida no
17
Canadá, onde pôde-se avaliar vários documentos relacionados à legislações vigentes naquele
país. As Figuras 2.3 e 2.4 apresentam um resumo desses precedimentos sugeridos pela
CETESB e pela CSMWG, respectivamente.
Os Estados Unidos (US EPA, 1996) possui um plano mais detalhado e numérico de
investigação, que prevê um conhecimento das condições de contorno da contaminação e do
terreno afetado (Figura 2.5). Esse é um modelo difícil de ser adotado em regiões tropicais,
onde na maioria das vezes é difícil a definição de um perfil estratigráfico detalhado e,
principalmente, a pluma de contaminação. Além da complexidade geológica existente em
regiões tropicais, existe o custo da investigação, que pode aumentar devido à grande
quantidade de coleta de amostras e de análises de laboratório, que segundo a proposta da US
EPA (1996), devem ser coletadas em superfície e a intervalos de até 60 cm de profundidade.
Por isso, acredita-se que as legislações vigentes no Canadá, mais gerais e que utilizam maior
quantidade de ensaios de campo, possam ser tomadas como referência e modelo a ser seguido
por países como Brasil.
Analisando-se a Tabela 2.1, verifica-se, primeiramente, que enquanto no Brasil a
preocupação com a avaliação e cadastramento de áreas pontencialmente contaminadas
iniciou-se há alguns anos a partir da CETESB, no Canadá esse já é um problema que possui
legislações para todas as províncias, e em escala Federal também. A preocupação com áreas
contaminadas no Estado de São Paulo foi iniciada devido ao grande interesse imobiliário
existente na Grande São Paulo, onde existem muitas indústrias desativadas. No Canadá, essa
preocupação se deve à preservação do meio ambiente, incluindo-se aí todos os seres vivos que
fazem parte ou necessitam do mesmo para sobreviverem. Inclui-se aí a saúde dos seres
humanos.
18
Tabela 2.1 - Procedimentos vigentes no Brasil e no Canadá para avaliação de áreas contaminadas.
BRASIL CANADÁ
Órgão
CETESB (Companhia de Tecnologia
de Saneamento Ambiental)
CCME (Canadian Council of Ministers of the
Environment)
Ano 1999 1997
Escala Estadual Federal
Interesse
Imobiliário e passo inicial para uma
legislação federal sobre o assunto
Governamental
Superposição
Estadual inclui regulamentos
nacionais, além de ser mais detalhada
Se existem regulamentos Provincial e Federal,
prevalece o mais criterioso
Objetivo
Gerenciar as áreas contaminadas no
Estado de SP
Se aproximar do ecossistema natural
Águas
Superficiais e
Subterrâneas
Federal (CONAMA e Ministério da
Saúde para consumo humano)
Provincial e Federal (para usos em agricultura,
consumo animal e humano e para vida aquática)
1ª questão ----- A remediação é necessária?
Problemas Quem é o responsável? Quem é o responsável?
Figura 2.3 Figura 2.4
1) Preliminar 1) Consulta ao sistema de classificação Federal
2) Ficha cadastral 2) Avaliação de toda informação existente da área
3) Confirmatória
- Geofísica
- Amostragem
- Caracterização em laboratório
3) Investigação de reconhecimento
- Geofísica
- Amostragem
- Caracterização em campo ou laboratório
- Investigação Hidrogeológica
- Modelagem de fluxo
- Avaliação biológica
4) Detalhada
- Características do contaminante
- Investigação Hidrogeológica
- Modelagem de fluxo
4) Detalhada: Identificar com detalhe os limites e
todos os caminhos da pluma de contaminação, para
dar todos os subsídios necessários ao plano de
remediação
5) Avaliação de Risco 5) Plano de Remediação
6) Investigação para Remediação 6) Execução da remediação
Fases de
Investigação
7) Execução da remediação -
Remediação
obrigatória
Priorizar as áreas mais afetadas e
próximas de grandes populações e de
reservas ecológicas
Diferentes níveis: agricultura, parques, zonas
residenciais, comerciais e industriais
Está sendo realizada, utilizando-se
técnicas de investigação nas
diferentes fases descritas. A base de
dados está sendo construída com base
em informações detalhadas sobre as
áreas de risco potencial.
Estudo realizado com base em informações já
existentes sobre as áreas. Existe base de dados e
informações disponíveis. Classificação numérica,
considerando as características dos contaminantes,
o caminho de transporte prováveis e os receptores
existentes ou não.
- Área suspeita de contaminação (AS) - Classe 1 (70 a 100 pontos): ação necessária
- Área potencialmente contaminada
(AP)
- Classe 2 (50 a 69,9 pontos): ação provavelmente
necessária
- Área contaminada (AC)
- Classe 3 (37 a 49,9 pontos): ação pode ser
necessária
___
- Classe N (< 37 pontos): ação provavelmente não
é necessária
Classificação
___
- Classe I (≥15 pontos): informação insuficiente
Outros
aspectos
___
- Cursos de treinamento para as pessoas que irão
trabalhar ou morar em áreas contaminadas e/ou
remediadas
- comunicação e plano de aviso à mídia e aos
cidadãos comuns e moradores da área
19
A) Investigação Preliminar
B) Investigação Confirmatória C) Investigação Detalhada
Figura 2.3. Diferentes etapas de investigação geoambiental de áreas potencialmente contaminadas do Estado de
São Paulo, Brasil (CETESB, 1999).
20
1) Identificação de área
suspeita de contaminação
2) Revisão histórica
3) Programa de
investigação inicial
4) Classificação
da área
5) Programa de
investigação detalhada
6) Re-classificação
da área
7) Desenvolvimento de estratégias de remediação e de avaliação de risco
8) Implementação da remediação e do gerenciamento de risco
9) Amostragem
confirmatória e
relatório final
10) Monitoramento a
longo prazo
1) Identificação de área
suspeita de contaminação
2) Revisão histórica
3) Programa de
investigação inicial
4) Classificação
da área
5) Programa de
investigação detalhada
6) Re-classificação
da área
7) Desenvolvimento de estratégias de remediação e de avaliação de risco
8) Implementação da remediação e do gerenciamento de risco
9) Amostragem
confirmatória e
relatório final
10) Monitoramento a
longo prazo
Figura 2.4. Esquema geral da proposta canadense para investigação de áreas potencialmente contaminadas
(CSMWG, 2000).
Com relação às fases de investigação de áreas potencialmente contaminadas, observa-
se que no Canadá já existe um cadastro das mesmas, assim como cadastros que contêm
informações do meio físico. Deste modo, é possível fazer uma pré-classificação da área, a
qual também está descrita na Tabela 2.1. No Estado de São Paulo, esse cadastro está sendo
realizado e a proposta de investigação visa principalmente a preservação da saúde humana e
das reservas ambientais.
21
1) Definição da área geográfica
de investigação
2) Definição dos
critérios de interesse
3) Divisão da área
4) Definição do plano de
amostragem sub e superficial
Condições de contorno
do terreno
Solo superficial (≅ 2 cm)
Solo subsuperficial
Solo superficial 2.000 m
2
Área
contaminada
(possível
fonte)
Área provavelmente
não contaminada
Solo subsuperficial
Fonte de
contaminação
Área com suspeita
de contaminação
NA (zona
saturada)
1) Definição da área geográfica
de investigação
2) Definição dos
critérios de interesse
3) Divisão da área
4) Definição do plano de
amostragem sub e superficial
Condições de contorno
do terreno
Solo superficial (≅ 2 cm)
Solo subsuperficial
Solo superficial 2.000 m
2
Área
contaminada
(possível
fonte)
Área provavelmente
não contaminada
Solo subsuperficial
Fonte de
contaminação
Área com suspeita
de contaminação
NA (zona
saturada)
Figura 2.5. Definição das condições de contorno para investigação geoambiental de áreas potencialmente
contaminadas nos Estados Unidos (US EPA, 1996).
Todas as agências ambientais optam pela investigação preliminar de pesquisa e
vistoria da área. A importância desta etapa foi confirmada no presente trabalho, para o
adequado desenvolvimento do mesmo. As etapas de investigação confirmatória e de
reconhecimento se distinguem um pouco entre Brasil e Canadá. Ambas as propostas
começam com a utilização da geofísica de superfície, que também se mostrou uma ferramenta
fundamental para investigação e monitoramento geoambientais no presente estudo. Além das
22
amostragens de solo e água e respectivas análises de laboratório, a proposta canadense ainda
inclui a opção de realização da caracterização das amostras em campo, e a realização da
modelagem de fluxo e de avaliação biológica.
A maior diferença fica por conta da investigação detalhada. Enquanto a legislação
canadense prevê a determinação de todos os subsídios necessários para a execução do plano
de remediação, a proposta da CETESB prevê a realização da modelagem de fluxo e a
caracterização hidrogeológica e dos contaminantes nesta fase. Somente após a etapa de
investigação para remediação é que será possível executar as medidas de remediação e/ou
recuperação.
O manual de avaliação da subsuperfície de áreas contaminadas do Canadá (CCME,
1994) apresenta as seguintes etapas de investigação: revisão de escritório; geofísica de
superfície e intrusiva; poços de monitoramento e conhecimento hidráulico e hidrogeológico;
amostragem de sólidos, líquidos e gasosos; análises químicas, biológicas, geoquímicas e
geotécnicas; modelagem matemática da pluma de contaminação; e investigação para
monitoramento do programa de remedição executado.
O Canadá possui experiência na investigação de áreas contaminadas, com o
desenvolvimento de técnicas modernas de investigação e análise, além da aplicação e
utilização das mesmas. Uma investigação bastante completa foi realizada num aterro sanitário
em Cambridge, Ontário, nos anos 70 (Dillon Lmt., 1989), em que as seguintes etapas foram
realizadas e que podem ser tomadas como referência:
1) Quais os possíveis alvos de contaminação?
2) O que era a área antes da disposição dos resíduos?
3) O que já foi depositado no aterro?
4) Topografia, Hidrologia, Geologia (rochas e depósitos), Hidrogeologia (aqüíferos e
poços de abastecimento urbano).
23
5) Programa de investigação de campo (poços de monitoramento dentro e fora do aterro,
multiníveis ou não, amostragem de água, solo e chorume, ensaios hidráulicos de
campo e caracterização em laboratório).
6) Perfil Estratigráfico (geológica, textural, do nível d’água e dos resíduos).
7) Gradientes hidráulicos, condutividades hidráulica (fórmula de Hazen, bombeamento
do aqüífero rochoso e recuperação de nível nos poços), velocidades de fluxo, fluxo
superficial e subterrâneo.
8) Monitoramento do gás metano (interessante para estudo do caminhamento da pluma
na zona não saturada).
9) Análise orgânica e inorgânica do chorume.
10) Balanço hídrico do chorume.
11) Avaliação da vegetação.
12) Avaliação de impacto ambiental (interpretação).
13) Conclusões e recomendações.
24
25
3 INVESTIGAÇÃO GEOAMBIENTAL
3.1 Definição
A investigação geoambiental é um tema recente que vem sendo abordado no campo
das Geociências e da Geotecnia. Existem diferentes interpretações para o significado do termo
“geoambiental”. Desta maneira, pode ser entendido como "o campo de estudo que faz a
ligação entre geologia, geotecnia, engenharia ambiental e ciências correlatas, para dar origem
a uma área de interesse que inclui todas as preocupações ambientais dentro do meio geológico
natural ou modificado" (DAVIES; CAMPANELLA, 1995b).
Almeida e Miranda Neto (2003) definem a investigação geoambiental como uma
coleta sistemática de dados que visa determinar o grau de contaminação de uma área. Esses
dados podem ser obtidos não apenas por amostragens e ensaios, mas também por pesquisa
documental, entrevistas, visitas de reconhecimento, inspeções e levantamentos. Os autores
alertam que a investigação geoambiental deve levar em consideração o contexto da análise de
risco, pois o contrário pode acarretar na coleta de dados errados ou desnecessários sobre a
cadeia fonte-caminho-alvo. O conhecimento desta cadeia é essencial para a determinação do
quanto se deverá intervir sobre a área contaminada e do risco que ela oferece.
Deste modo, o objetivo principal da investigação geoambiental é promover
informações suficientes sobre a fonte, os caminhos e os alvos para permitir uma avaliação de
risco tal que seja possível delinear ações de remediação, ou dispensá-las. E ainda, conforme
sugerido por Petts et al. (1997), a investigação geoambiental tem como objetivos:
• Determinar a natureza, forma, extensão e distribuição de qualquer contaminação presente
na área investigada;
• Caracterizar o meio físico, determinando o contexto geológico, hidrológico, geotécnico e
suas características relevantes;
26
• Entender a natureza dos potenciais alvos da contaminação e a relação entre a fonte e seus
efeitos;
• Dar suporte às decisões gerenciais e de remediação.
Nem sempre o termo “geoambiental” é encontrado na literatura brasileira. Em se
tratando da avaliação do comportamento de aterros sanitários ao longo do tempo, fala-se em
monitoramento geotécnico (ou geomecânico) e em monitoramento ambiental, de forma
separada, conforme encontrado em Jorge et al. (2004) e em Cepollina et al. (2004). O
primeiro tem por objetivo analisar comportamento deformacional do maciço de lixo e
identificar feições de degradação, de instabilidade e de situação de risco quanto à perda ou
redução da estabilidade global do maciço e de seus taludes. O segundo, visa identificar
alterações nos padrões de qualidade ambiental dos solos e das águas subterrâneas e
superficiais decorrentes da instalação do aterro.
A AGS (2000) propõe a realização conjunta de investigações geotécnicas e
geoambientais para detecção de contaminação, com as primeiras visando as propriedades
físicas e mecânicas do solo e as segundas visando a definição da composição química do solo,
da água e dos gases. Brandl e Robertson (1997) comentam que os objetivos da investigação
geoambiental podem ser bastante diferentes da investigação geotécnica tradicional, pois em
empreendimentos geoambientais, além das características geotécnicas, a distribuição e a
composição dos contaminantes também devem ser identificadas. Nesses empreendimentos, as
etapas de monitoramento e de amostragens devem ser planejadas em longo prazo, englobando
as etapas de implantação, desativação e remediação.
Em se tratando de locais de disposição de resíduos sólidos urbanos, Jewell et al.
(1993) dão especial atenção à evolução do impacto hidrogeológico, uma vez que, a poluição,
atingindo o aqüífero, pode se espalhar de diferentes maneiras, dependendo do tipo de poluente
27
(miscível ou não, denso ou não) e das características do aqüífero. Deste modo, uma
caracterização detalhada do meio hídrico deve compreender:
• Avaliação da geologia regional e local, incluindo o perfil geotécnico, estruturas e
principais litologias, decomposição das rochas e depósitos superficiais;
• Avaliação da hidrologia superficial local, incluindo balanço hidrometeorológico,
escoamentos principais e afluentes, nível d’água e contribuição do lençol freático ao
fluxo;
• Identificação das unidades hidrogeológicas principais presentes (aqüíferos);
• Avaliação dos prováveis mecanismos de fluxo de água subterrâneo;
• Identificação de feições locais que possam controlar o fluxo de água subterrâneo;
• Medida dos níveis de água subterrânea para o cálculo do gradiente hidráulico local;
• Medida da condutividade hidráulica das principais unidades hidrogeológicas identificadas;
• Avaliação das características de atenuação dos materiais presentes nas zonas saturada e
não saturada;
• Análise química da água do lençol freático;
• Identificação de algum potencial uso benéfico da água subterrânea;
• Identificação de lençóis subterrâneos e águas superficiais susceptíveis à contaminação.
• Em termos práticos, lembra-se que durante a etapa de investigação de campo nem sempre
se consegue obter todos os fatores delineados acima, o que vai depender diretamente dos
custos envolvidos, dos objetivos a serem alcançados, das características geológicas,
hidrogeológicas e geotécnicas do local, que podem limitar ou não o emprego de algumas
técnicas importantes de investigação.
Boscov (2008) define o termo “Investigação e Monitoramento Geoambiental” como
parte da Geotecnia Ambiental, sendo que os trabalhos geotécnicos e ambientais estão
inseridos dentro do mesmo. Na presente Tese, considera-se que o termo “Investigação
28
Geoambiental” engloba todos os ensaios de campo e laboratório, monitoramentos e pesquisas,
visando um melhor entendimento das condições in situ dos diferentes materiais, aqüíferos e
contaminantes presentes na área estudada. Cabe salientar que a diferença entre os termos
“investigação” e “monitoramento” é evidente, sendo o primeiro relacionado ao fato de
“descobrir” e caracterizar as condições existentes in situ, e o segundo relacionado ao controle
ao longo do tempo das variáveis do problema, seja com base na avaliação das técnicas de
remediação, investigação e/ou soluções estruturais empregadas na área em questão. Por isso,
o termo “monitoramento” pode ser inserido dentro do termo “investigação”, sendo este último
considerado mais amplo.
3.2 Técnicas Aplicadas na Investigação de Áreas Contaminadas
Dentre os diferentes tipos de técnicas empregadas na investigação geoambiental de
áreas contaminadas, existem aquelas realizadas in situ, e aquelas realizadas em laboratório em
amostras de solo coletadas em campo. Com exceção dos trabalhos correntes de caracterização
e monitoramento geoquímicos, químicos e geotécnicos, que fazem parte da fase de
investigação confirmatória, os ensaios de laboratório que envolvem a estimativa de
parâmetros de transporte de poluentes fazem parte da etapa de investigação detalhada, visando
quantificar e/ou estimar a evolução da pluma de contaminação com o tempo.
A seguir, são apresentadas as principais técnicas de investigação geoambiental que
vêm sendo aplicadas na detecção de plumas de contaminação para diferentes tipos de fonte,
mas principalmente para casos de contaminação provocada por aterros sanitários e lixões.
29
3.2.1 Técnicas Aplicadas em Campo
3.2.1.1 Geofísica de Superfície
Segundo Greenhouse et al. (1995), geofísica é a aplicação dos princípios físicos no
estudo da Terra. Sua tarefa fundamental é detectar um alvo em subsuperfície, o que dependerá
do contraste entre as propriedades físicas do alvo e do meio em que ele está. Deste modo, os
resultados obtidos a partir da geofísica proporcionam a distribuição no tempo ou no espaço de
algumas propriedades físicas do meio em estudo, como a condutividade ou resistividade
elétrica, a permissividade e a constante dielétrica, a susceptibilidade magnética, densidade,
velocidades sísmicas, entre outras.
Os ensaios geofísicos englobam uma série de métodos aéreos, superficiais e dentro de
furos visando a investigação do subsolo. Eles podem ser empregados nos mais diversos
ambientes, como rios, solos, resíduos e até corpos d’água congelados. Benson e Yuhur (1995)
comentam que o método a ser utilizado deve ser cuidadosamente selecionado, de acordo com
as condições específicas do local e dos objetivos a serem alcançados pela investigação.
Entre todos os métodos geofísicos existentes, os superficiais são os mais aplicados e
difundidos em todo o Mundo, incluindo o Brasil. Uma das principais vantagens da aplicação
dos métodos geofísicos de superfície em relação aos métodos tradicionais de investigação de
subsuperfície como, por exemplo, as sondagens e a perfuração de poços, é a rapidez na
avaliação de grandes áreas com menor custo (CETESB, 1999; 2004). Além disso, são fáceis
de operar e relativamente rápidos.
Aquino (1999) define os métodos geofísicos como técnicas indiretas de investigação
do subsolo a partir da aquisição em superfície de dados instrumentais, caracterizando-se,
portanto, como métodos não invasivos ou não destrutivos.
Segundo Elis (2003a), a utilização da geofísica na caracterização de uma área afetada
por substâncias poluentes consiste na obtenção de informações a respeito da detecção e
30
mapeamento da extensão da área afetada, profundidade da zona saturada, direção do fluxo
subterrâneo e profundidade do substrato rochoso inalterado. Em alguns casos informações
mais específicas podem ser importantes, como velocidade de fluxo, presença de fraturas e
fluxo na zona saturada, avaliação de interação entre os poluentes e o meio físico, detecção de
tipos específicos de materiais em áreas de disposição de resíduos, definição da espessura e
estrutura de depósitos de resíduos.
A realização dos levantamentos geofísicos pode ser efetuada nas diferentes etapas de
atividades estabelecidas para o gerenciamento de áreas contaminadas (CETESB, 1999; 2004):
• Na etapa de investigação confirmatória, os métodos geofísicos são utilizados para
localizar os pontos de amostragem e de sondagens mais adequados, através da
determinação de anomalias que representam os locais com maiores concentrações de
contaminantes;
• Quando da investigação detalhada e para remediação, os métodos geofísicos podem ser
empregados para o mapeamento e monitoramento da propagação da contaminação;
• Na fase de remediação de áreas contaminadas, estes métodos podem ser aplicados na
avaliação da eficiência dos trabalhos de recuperação pela confirmação das reduções das
concentrações dos contaminantes.
Existe uma variedade de métodos geofísicos de superfície que podem ser utilizados em
estudos geoambientais. Entre eles, destacam-se: o Geo-radar (GPR), os Eletromagnéticos
(Indutivo-EM e Domínio do Tempo-TDEM), a Eletrorresistividade (ER), a Magnetometria,
os Sísmicos (reflexão e refração), o Potencial Espontâneo (SP) e a Polarização Induzida (IP).
Para avaliação geológica e hidrogeológica, praticamente todos os métodos
mencionados acima podem ser aplicados com eficiência, cada um com uma particularidade,
dependendo dos objetivos a serem alcançados pela investigação e das características do
próprio meio (profundidade, saturação, fraturas, tipo de solo, etc). Para detecção e
31
mapeamento de cavas, tanques, limites de aterros sanitários e resíduos e condutos enterrados,
os métodos eletromagnéticos, o geo-radar e a magnetometria podem ser aplicados com grande
eficiência, conforme explicam Benson e Yuhur (1995). Já para detecção e mapeamento de
plumas de contaminação e vazamentos em liners, os autores destacam os métodos elétricos,
como a eletrorresistividade, potencial espontâneo e polarização induzida para detecção de
plumas inorgânicas. Para detecção de plumas orgânicas, principalmente de NAPLs, o geo-
radar tem demonstrado grande aplicação.
Pereira van Elk et al. (2007) apresentam um interessante trabalho sobre a estimativa da
compressibilidade e dos recalques em função do tempo, a partir de ensaios sísmicos com base
na medida da velocidade das ondas P e S.
A aplicação de dois ou mais métodos geofísicos distintos aumenta a precisão das
interpretações, sendo que a natureza dos contaminantes e a geologia local são os fatores
decisivos na seleção dos métodos geofísicos a serem utilizados (AQUINO, 1999).
Atualmente, vários são os trabalhos encontrados na literatura que utilizam dois ou mais
métodos geofísicos, com medidas de propriedades físicas distintas, para explicar
ambigüidades de medida que podem ocorrer em meios geológicos contaminados
(GRAZINOLLI et al., 1999; LAGO et al., 2003; MACHADO et al., 2003; ANIRBAN DE et
al., 2004). Como exemplo dessa ambigüidade, tem-se a medida da resistividade em um solo
argiloso contaminado com substancias inorgânicas: tanto para o solo argiloso como para os
poluentes a resistividade será baixa.
É importante salientar que os ensaios de geofísica de superfície têm permitido a
detecção e a determinação do formato e da extensão da pluma de contaminação, sendo
fundamentais na locação dos ensaios diretos, possibilitando assim reduzir o número desses
ensaios, que permitirão um estudo mais detalhado da pluma, conforme já demonstrado em
diversas pesquisas, como aquelas realizadas por Elis (1999; 2003b) e Elis et al. (2004).
32
A seguir, é apresentado um resumo sobre os métodos geofísicos mais aplicáveis na
detecção e no mapeamento de plumas de contaminação, como a eletrorresistividade, o geo-
radar, o potencial espontâneo, a polarização induzida e o eletromagnético indutivo. Para
maiores detalhes sobre esses e os demais métodos geofísicos, recomenda-se consultar Telford
et al., 1990, Greenhouse et al., 1995, Vogelsang, 1995, Reynolds, 1997 e Elis, 2003a.
a) Eletrorresistividade (ER)
Esse método geofísico emprega uma corrente elétrica artificial que é introduzida no
terreno através de dois eletrodos (denominados de A e B), com o objetivo de medir o
potencial gerado em outros dois eletrodos (denominados de M e N) nas proximidades do
fluxo de corrente, permitindo assim calcular a resistividade real ou aparente em subsuperfície
(ELIS, 2003a). Para esse dispositivo de quatro eletrodos a resistividade é assumida como
constante e pode ser calculada através da expressão:
ρ = K. ΔV/I (3.1)
onde:
ρ = resistividade elétrica (ohm.m);
K = fator geométrico;
ΔV = diferença de potencial entre os eletrodos M e N;
I = intensidade de corrente que passa entre os eletrodos A e B.
O fator K depende da geometria do arranjo de eletrodos na superfície e pode ser
calculado através da fórmula geral:
K = 2π / [ (1/AM)-(1/AN)-(1/BM)+(1/BN) ] (3.2)
O parâmetro resistividade é o inverso da condutividade elétrica, e depende da natureza
e estado físico do material. A resistividade elétrica relaciona-se aos mecanismos de
propagação de corrente elétrica nos materiais, sendo que a condutividade em solos e rochas
33
pode ser devido à presença de minerais metálicos e grafita (condutores) em sua matriz, o que
é denominado de condutividade eletrônica, ou devido ao deslocamento de íons dissolvidos na
água contida nos poros e fissuras dos solos e rochas, respectivamente, o que é denominado de
condutividade eletrolítica.
Os equipamentos utilizados consistem basicamente de uma fonte controlada para
emissão de corrente elétrica e medidores para a corrente e a diferença de potencial gerada. A
potência da fonte pode variar de centenas de watts até alguns kilowatts. O circuito emissor
pode medir valores entre 5 e 500 mA, e o potencial normalmente lido no circuito receptor
varia entre 10 mV a 20 V. Esses equipamentos podem trabalhar com corrente contínua ou
corrente alternada de baixa freqüência, preferivelmente menor que 60 Hz (TELFORD et al.,
1990).
Dentro do método da eletrorresistividade existem várias técnicas de aplicação dos
ensaios em campo. São divididas basicamente em técnicas de sondagem elétrica e
caminhamento elétrico, dentro das quais existe uma grande variedade de configurações
possíveis de eletrodos, o que confere ao método grande versatilidade.
A técnica de sondagem elétrica vertical (SEV) caracteriza-se por uma série de
determinações de resistividade aparente, efetuadas com um dispositivo eletródico e com
separação crescente entre os eletrodos de emissão e recepção. Esse procedimento permite a
observação dos valores de resistividade aparente, em um ponto fixo, a profundidades cada vez
maiores, através da separação crescente entre os eletrodos A e B de corrente.
Os valores de resistividade aparente obtidos nas SEVs são representados, em relação
às distâncias entre os eletrodos de corrente, através de uma curva construída sobre uma base
bi-logarítmica. Esse gráfico é normalmente denominado de curva de sondagem elétrica
vertical e é o que se toma como base para interpretação quantitativa do ensaio (Elis, 1999).
34
O arranjo de campo Schlumberger é o mais utilizado em SEVs, devido à qualidade das
curvas de campo, facilidade e rapidez na execução do ensaio e menor susceptibilidade às
variações laterais de resistividade e ruídos, como correntes naturais no subsolo. A principal
característica desse arranjo é que a distância MN deve ser bastante pequena em relação a AB,
procurando sempre satisfazer a relação MN ≤ (AB/5) (Figura 3.1).
I
A
+
MVN B
-
O
SUPERFÍCE DO
T ERRENO
LINHAS DE
LINHAS DE FLUXO DE CORRENTE
EQUIPOTENCIAL
Figura 3.1. Arranjo de campo Schlumberger - Sondagem Elétrica Vertical (ELIS, 1999).
As investigações pela técnica do caminhamento elétrico (CE) são realizadas ao longo
de perfis e os resultados obtidos se relacionam entre si através de um estudo em mapas a uma
ou mais profundidades determinadas, ou através de seções com várias profundidades de
investigação (ELIS, 1999).
A Figura 3.2 ilustra a disposição no campo dos eletrodos de emissão de corrente e de
recepção de potencial na realização da técnica do CE - arranjo de campo dipolo-dipolo. Nesse
tipo de arranjo, a profundidade teórica atingida em cada nível investigado pode ser tomada
como sendo R/2.
O ensaio é desenvolvido ao longo de perfis previamente estaqueados, com
espaçamento constante, em função das profundidades de investigação requeridas, pois tanto o
35
espaçamento entre os dipolos como o número de dipolos utilizados regulam as profundidades
de investigação atingidas.
Após realizada a disposição do arranjo no terreno, fixados os níveis de investigações, e
obtidas as leituras pertinentes, todo o arranjo é deslocado para a estaca seguinte e efetuadas as
leituras correspondentes, continuando este procedimento sucessivamente até atingir o final do
perfil a ser investigado.
O sistema de plotagem dos parâmetros físicos obtidos é efetuado considerando como
ponto de atribuição das leituras uma projeção de 45
o
a partir dos centros dos dipolos AB e
MN, até atingir o ponto médio entre os centros destes dipolos.
R
xnxx sentido do caminhament
o
dip.transmissor
dip.receptor
I
V
V
V
V
V
A
B M1 N1 M2 N2 M3 N
3
M4 N
4
M5 N
5
45 45
superfície
topográfica
n1
linhas d
e
n2 . fluxo d
e
corrente
n3
n4 .
n
5
linhas d
e
equipotencial
níveis teóricos
de investigação
Figura 3.2. Disposição no campo do arranjo dipolo-dipolo - Caminhamento Elétrico (ELIS, 1999).
A resistividade real de um terreno homogêneo e isotrópico é calculada diretamente
através da Equação 3.1. Mas em um terreno heterogêneo e anisotrópico, a resistividade
calculada pode variar dependendo da posição, direção e arranjo dos eletrodos. Quando essa
variação ocorre, é medida a resistividade aparente do solo (ρ
a
), de modo que para cada arranjo
36
e posição dos eletrodos é realizada a medida da resistividade aparente um terreno homogêneo
e isotrópico num semi-espaço (WARD, 1990). Apesar da resistividade aparente não ser
diretamente representativa de uma média das resistividades reais de cada elemento existente
no terreno, ela varia sistematicamente com o perfil geológico e pode diagnosticada para
diferentes camadas e também na presença de heterogeneidades condutivas e resistivas.
A interpretação dos resultados dos ensaios geofísicos elétricos têm sido realizada
através de modelagens diretas e/ou inversas. A primeira é recomendada quando já existem
informações prévias sobre a subsuperfície, também podendo ser utilizada com o objetivo de
esclarecer a interpretação dos dados de campo. Os valores de resistividade aparente são
calculados pelos métodos de diferenças finitas ou elementos finitos. Já os processos de
inversão tentam determinar um modelo para o qual a resposta da subsuperfície esteja de
acordo com o dado medido. O modelo invertido é uma representação matemática idealizada
de uma seção do terreno, que possui um conjunto de parâmetros que são as quantidades
físicas que se procura estimar a partir dos dados observados (USTRA, 2008). A resposta do
modelo são os dados sintéticos que podem ser calculados a partir de relações matemáticas que
definem o modelo para um dado conjunto de parâmetros. Em todos os métodos de otimização,
o modelo inicial é modificado de modo iterativo, de modo que a diferença entre a resposta do
modelo e os dados observados seja reduzida (LOKE, 2002).
b) Geo-radar (GPR)
O emprego do geo-radar consiste na emissão e reflexão de ondas eletromagnéticas em
subsuperfície (Figura 3.3), na faixa de frequencia entre 10 e 1000 MHz (alta resolução).
Quando as ondas emitidas atingem estruturas geológicas de diferentes propriedades elétricas,
como a permissividade dielétrica e/ou a condutividade elétrica, essas ondas são refletidas e
37
registradas no equipamento, que proporciona seções contínuas dos perfis levantados, gerando
imagens do subsolo (AQUINO, 1999).
Em estudos ambientais, a aplicação do radar tem se prestado, até o momento, ao
mapeamento detalhado de estruturas e do nível d’água, e no mapeamento de plumas
contaminantes orgânicas e inorgânicas. Meios muito condutivos atenuam de forma marcante o
sinal, o que possibilita a aplicação dessa metodologia na identificação de plumas de
contaminação (ELIS, 2003a).
Figura 3.3. Esquema típico do método do geo-radar (AQUINO, 1999).
c) Potencial Espontâneo (SP)
Potenciais elétricos naturais ou espontâneos ocorrem na subsuperfície terrestre,
causados por atividade eletroquímica e eletrocinética. De acordo com Telford et al. (1990), o
fator de controle, em todos os casos, é a água subterrânea. Os potenciais podem estar
associados à presença de corpos metálicos, contatos entre rochas de diferentes propriedades
elétricas (principalmente condutividade), atividade bioelétrica de materiais orgânicos,
38
gradientes térmicos e de pressão nos fluídos subterrâneos, e outros fenômenos de natureza
similar (LAGO, 2004).
Entre os principais mecanismos de geração de potenciais naturais, o de potencial
eletrocinético (também conhecido como eletrofiltração) é o mais importante em estudos
ambientais. Ele é observado quando uma solução é forçada através de um meio poroso ou
capilar. Consiste, fundamentalmente, na produção de um campo elétrico pelo movimento de
eletrólitos (águas subterrâneas) no subsolo.
O equipamento utilizado para os ensaios é um milivoltímetro (um módulo receptor
para ensaios de resistividade). Os ensaios de campo exigem a utilização de eletrodos não-
polarizáveis, pois o uso de eletrodos de metais convencionais poderia gerar uma ação
eletroquímica no contato com o solo, o que resultaria em potenciais da mesma magnitude
daqueles que estão sendo medidos. Esses eletrodos não polarizáveis, consistem de um metal
imerso em solução saturada de seu próprio sal, no caso o cobre (Cu) em sulfato de cobre
(CuSO4), dentro de um recipiente poroso que permite que a solução vaze lentamente e faça
contato com o solo (ELIS, 2003a).
Existem dois arranjos de aplicação dos ensaios em campo (ORELLANA, 1972), sendo
usado sempre dois eletrodos, medindo-se o potencial entre eles:
• Método de potenciais: consiste em se manter fixo um eletrodo e deslocar o outro pelos
pontos de medida;
• Método de gradientes: consiste em deslocar os dois eletrodos simultaneamente,
mantendo-se uma distância fixa entre eles.
Os resultados obtidos são apresentados em perfis e mapas de contorno de
equipotenciais. A interpretação é basicamente qualitativa, procurando associar as zonas
anômalas a corpos ou estruturas de interesse.
39
O potencial espontâneo tem sido aplicado na locação de falhas, cavidades e outras
feições estruturais que afetam os padrões de fluxo subterrâneo. Recentemente, trabalhos sobre
a aplicação do método do potencial espontâneo em áreas de disposição de resíduos têm sido
apresentados, mostrando a existência de atividade geoquímica entre os resíduos e o meio
geológico. Por outro lado, a presença de material metálico dentro de áreas de disposição de
resíduos podem gerar anomalias que afetam a interpretação (ELIS, 2003a).
d) Polarização Induzida (IP)
A Polarização Induzida é um fenômeno elétrico estimulado por corrente, observado
como resposta retardada à voltagem, em materiais naturais (SUMNER, 1976). Em alguns
corpos que são atravessados por uma corrente elétrica, quando esta corrente é cortada, o
campo elétrico não desaparece imediatamente e nem exponencialmente, mas de um modo
mais lento. Esta é a chamada polarização induzida ou residual (LAGO, 2004).
Durante o tempo do fluxo original de corrente, ocorre armazenamento de energia
química no material. Este armazenamento de energia química é o resultado de: variações na
mobilidade de íons fluindo através da estrutura da rocha, denominado de polarização de
membrana; e variações entre condutividade iônica e eletrônica onde minerais metálicos estão
presentes, que é a polarização de eletrodo (ELIS, 2003a).
As medidas de IP podem ser realizadas de duas formas, denominadas de domínio do
tempo e domínio das frequências, sendo a primeira a mais comum. O parâmetro medido em
IP – domínio do tempo é chamado de cargabilidade (M), dada pela relação entre a voltagem
residual medida em um intervalo de tempo, e a voltagem primária transmitida. Como a
voltagem residual é muito menor que a primária, os valores de cargabilidade são dados em
milivolt por volt (mV/V).
40
As medidas de IP normalmente são realizados de forma muito semelhante as de
resistividade, podendo analisar as diferenças de polaridade do meio no sentido vertical
(Sondagem IP), como também no sentido horizontal profundidades constantes
(Caminhamento IP). Os equipamentos utilizados para os ensaios de IP normalmente fazem
simultaneamente medidas de resistividade, pois os dados utilizados para medir os efeitos de
IP, tanto no domínio do tempo como no domínio da frequência, são os mesmos usados para
calcular a resistividade (ELIS, 2003a).
O equipamento utilizado para realização de medidas de IP domínio do tempo
compreende uma unidade de emissão de corrente elétrica acoplado a um gerador (necessário
para a emissão de correntes suficientemente altas para que seja possível a análise da curva de
descarga) e uma unidade receptora que executa os trabalhos de captação das tensões geradas,
compensação do potencial espontâneo (pois como os parâmetros de interesse são tensões
residuais da curvas de descarga, o potencial espontâneo é um fator indesejável) e a
sincronização automática, através dos eletrodos, ao conjunto de emissão.
Em estudos ambientais, as pesquisas com o método da polarização induzida são
relativamente recentes, porém mostram alguns resultados importantes, inclusive em locais
com contaminação por intrusão salina. A contaminação por água salgada é caracterizada por
valores baixos de resistividade e cargabilidade, o que permite a sua diferenciação de
horizontes argilosos, que também apresentam baixa resistividade, porém valores de
cargabilidade mais altos, devido ao efeito IP de membrana (ELIS, 2003a). Ensaios realizados
em laboratório mostram que a cargabilidade tende a crescer com o aumento da concentração
de sais e a partir de uma determinada concentração, o comportamento se inverte, tendendo a
valores muito baixos. Isso explica por que a água do mar, com alta concentração de NaCl,
apresenta valores bastante baixos de cargabilidade. Segundo Elis (2003a), no caso de
41
depósitos de resíduos, ainda não são conhecidos satisfatoriamente os materiais que
apresentam altas cargabilidades.
e) Eletromagnético Indutivo (EM)
O método eletromagnético indutivo se baseia na indução de um campo
eletromagnético primário (Hp) para a subsuperfície, através de uma bobina transmissora. Este
campo causa o fluxo de correntes secundárias, que ao fluírem por um condutor qualquer,
criam um novo campo, o campo eletromagnético secundário (Hs). A combinação destes dois
campos é medida pela bobina receptora (Figura 3.4). A propriedade física envolvida nesse
método é a condutividade elétrica, que é proporcional à relação entre os campos
eletromagnéticos primário e secundário. A profundidade de investigação desse método
depende da freqüência de operação e da distância entre as bobinas (AQUINO, 1999).
Figura 3.4. Método eletromagnético indutivo (AQUINO, 1999).
Os equipamentos mais empregados são o EM-31 e o EM-34, para investigar as
profundidades pré-determinadas de 3 e 6 metros, dependendo da orientação das bobinas (EM-
31) e de 7,5 a 60 metros, dependendo do comprimento do cabo de referência e da orientação
42
das bobinas (EM-34). Os ensaios de campo são geralmente caminhamentos, que, devido a
praticidade de operação e transporte dos equipamentos, são realizados com muita rapidez.
Como as profundidades de investigação são pré-determinadas, os equipamentos são bastante
limitados para a execução de sondagens (ELIS, 2003a).
Os dados de condutividade podem ser plotados em perfis, em função da distância, e
um conjunto de perfis permite a confecção de mapas. A interpretação desses dados é
qualitativa, porém existem, em desenvolvimento, softwares para quantificação desses dados.
Assim como a eletrorresistividade, o método eletromagnético indutivo é bastante aplicado em
estudos para detecção e monitoramento da poluição gerada por resíduos industriais e urbanos
(ELIS, 2003a).
3.2.1.2 Ensaios de Piezocone
Com a utilização de ensaios de piezocone (CPTU) é possível obter a descrição
contínua do perfil estratigráfico, a definição do nível d’água e do regime hidrológico, assim
como estimar parâmetros mecânicos e geoquímicos do solo a partir de dispositivos especiais
que estão sendo incorporados ao piezocone (DAVIES; CAMPANELLA, 1995b). Alguns
desses dispositivos, capazes de detectar os poluentes in situ e em tempo real, têm reduzido a
necessidade da coleta de amostras a serem analisadas em laboratório, além de evitar a
exposição direta do operador com material contaminado e não causar grandes perturbações no
terreno. Hoje, toda a tecnologia do piezocone está sendo comercializada e empregada em
vários países, devido ao seu rápido desenvolvimento e à grande importância que tem sido
dada às questões ambientais.
O emprego de sensores elétricos como resistividade, sísmica, potencial espontâneo,
polarização induzida, laser induzido, ultra-violeta induzido, entre outros, no piezocone
padrão, têm sido desenvolvidos na América do Norte e Europa. Apesar do CPTU já ser uma
43
ferramenta consagrada para uso na Engenharia Geotécnica, ele não consta nos manuais de
técnicas de investigação geoambiental, ou então é tratado como uma ferramenta de geofísica
downhole. Apesar do piezocone ser uma ferramenta com medidas indiretas tanto para
caracterização do solo e de contaminantes, ele é mais do que uma ferramenta geofísica, pois
permite a definição do perfil estratigáfico e também amostragens utilizando a tecnologia
direct-push. Por isso, o ensaio de piezocone deve ser encarado como uma técnica especial de
investigação do subsolo e sua aplicação em solos tropicais contaminados merece ser
desenvolvida e avaliada.
a) O Piezocone Padrão
O piezocone é um ensaio de penetração quasi-estática in situ que permite identificar e
avaliar o perfil e os parâmetros geotécnicos do solo (LUNNE et al., 1997). Nos Estados
Unidos, o procedimento está normalizado de acordo com a ASTM D3441 (1986), tanto para o
ensaio com medida de poro-pressões (CPTU), como para o ensaio sem essa medida (CPT).
Nesse ensaio, uma ponteira em forma cônica, que é conectada à extremidade de um
conjunto de hastes, é introduzida no solo a uma velocidade constante igual a 2 cm/s
(aproximadamente igual a 1 m/min). O cone tem um vértice de 60° e um diâmetro típico de
35.68 mm (que corresponde a uma área de 10 cm
2
). O diâmetro das hastes é igual ou menor
do que o diâmetro do cone. Durante o ensaio, a resistência à penetração da ponta do cone é
medida constantemente. Também é medida a resistência à penetração de uma luva de atrito
que é alojada logo atrás do cone (Figura 3.5).
Os penetrômetros elétricos possuem células de carga que registram a resistência de
ponta (q
c
) e o atrito lateral (f
s
). Valores da poro-pressão (U) atrás do cone durante a
penetração são determinados através de um transdutor de pressão. Alguns piezocones
44
possuem múltiplos transdutores de pressão, permitindo determinar também a poro-pressão na
ponta (U
1
), atrás da ponta (U
2
) e atrás da luva de atrito (U
3
).
Vedação
Luva de Atrito
Anel de
borracha
Extensômetro de
resistência da força
axial (Fc)
Extensômetro de da
força de atrito (Fs
)
Transdutor de
poro-pressão (U)
Vedação
Pedra porosa
F
luva
F
ponta do cone
Área total A
T
=
10 cm
2
Área efetiva A
N
a = A
N
/ A
T
b = (A
L
–A
U
) / A
S
q
c
= F
C
/ A
T
q
T
= F
ponta cone
/ A
T
= q
c
+U(1-a)
f
s
= F
S
/ A
S
f
T
= F
luva
/ A
S
= f
s
-(U.A
L
-U
U
A
U
) / A
A
S
= 150 cm
2
U
U
U
U
U U
Anéis de
borracha
Vedação
Luva de Atrito
Anel de
borracha
Extensômetro de
resistência da força
axial (Fc)
Extensômetro de da
força de atrito (Fs
)
Transdutor de
poro-pressão (U)
Vedação
Pedra porosa
F
luva
F
ponta do cone
Área total A
T
=
10 cm
2
Área efetiva A
N
a = A
N
/ A
T
b = (A
L
–A
U
) / A
S
q
c
= F
C
/ A
T
q
T
= F
ponta cone
/ A
T
= q
c
+U(1-a)
f
s
= F
S
/ A
S
f
T
= F
luva
/ A
S
= f
s
-(U.A
L
-U
U
A
U
) / A
A
S
= 150 cm
2
U
U
U
U
U U
Vedação
Luva de Atrito
Anel de
borracha
Extensômetro de
resistência da força
axial (Fc)
Extensômetro de da
força de atrito (Fs
)
Transdutor de
poro-pressão (U)
Vedação
Pedra porosa
F
luva
F
ponta do cone
Área total A
T
=
10 cm
2
Área efetiva A
N
a = A
N
/ A
T
b = (A
L
–A
U
) / A
S
q
c
= F
C
/ A
T
q
T
= F
ponta cone
/ A
T
= q
c
+U(1-a)
f
s
= F
S
/ A
S
f
T
= F
luva
/ A
S
= f
s
-(U.A
L
-U
U
A
U
) / A
A
S
= 150 cm
2
U
U
U
U
U U
Anéis de
borracha
Figura 3.5. Interior do piezocone e suas principais medidas (SGI, 1995).
45
O procedimento de ensaio CPT e CPTU é o mesmo, com exceção da preparação do
piezo-elemento. Essa preparação consiste na deaeração do elemento de filtro poroso e do
próprio cone. O sistema de reação utilizado para penetração consiste em um sistema
hidráulico, normalmente com capacidade entre 100 a 200 kN, geralmente montado sobre
carretas ou carroceria de caminhões, conhecido como sistema direct-push de cravação.
Em um piezocone elétrico os sinais são normalmente transmitidos através de um cabo
que passa pelo interior das hastes de cravação do cone. Os dados são digitalizados, e
normalmente gravados a cada 2,5 ou 5 cm de variação da profundidade. Esses sistemas de
aquisição de dados permitem a apresentação, em tempo real dos resultados obtidos durante a
penetração, utilizando gráficos da variação da resistência de ponta (q
c
), o atrito lateral (f
s
) e a
poro-pressão (u) com a profundidade.
A medida das poro-pressões, além de auxiliar na definição do perfil estratigráfico,
permite a estimativa do coeficiente de permeabilidade a partir do ensaio de dissipação do
excesso de poro-pressão. Este pode ser facilmente conduzido em qualquer profundidade
através de uma interrupção no processo de penetração do piezocone. Com o sistema
paralisado, monitora-se a dissipação do excesso das poro-pressões em função do tempo,
obtendo-se assim uma estimativa do coeficiente de permeabilidade do solo. Para mais
informações a respeito da saturação do piezo-elemento e do ensaio de dissipação, recomenda-
se consultar Teh e Houlsby (1991), Robertson e Campanella (1986), Larsson (1995),
Campanella et al. (1995), Lunne et al. (2007), Giacheti (2001), Mondelli (2004), De Mio et al.
(2004).
Uma das principais aplicações do piezocone é para a identificação do perfil
estratigráfico a partir do emprego de cartas de classificação. A experiência tem demonstrado
que tipicamente a resistência de ponta (q
c
) é alta em areias e baixa em argilas e o atrito lateral
(f
s
) é baixo em areias e alto em argilas.
46
Douglas e Olsen (1981) foram os pioneiros a propor uma carta de classificação de
solos a partir da resistência de ponta (q
c
) e razão de atrito (R
f
) determinado com cones
elétricos. Uma das cartas de classificação mais utilizadas é a proposta por Robertson et al.
(1986), apresentada na Figura 3.6. Esta carta utiliza a resistência de ponta corrigida (q
T
) e a
razão de atrito corrigida (R
f
= (q
T
/f
s
)
*100). A carta mostra, além da classificação dos solos, a
tendência de variação da densidade relativa (D
r
), do histórico de tensões (OCR), da
sensibilidade (S
t
) e do índice de vazios (e). O piezocone permite ainda que se classifique o
solo utilizando a informação de poro-pressão, através do índice de poro-pressão (B
q
). Este
recurso é interessante especialmente para solos moles, onde os valores de resistência de ponta
são baixos e a geração de poro-pressão é elevada.
A resistência de ponta e o atrito lateral aumentam com a profundidade devido à tensão
de confinamento. Portanto, os dados obtidos pelo CPT necessitam de correções,
especialmente para as sondagens mais profundas. Por exemplo, em uma camada espessa de
argila pré-adensada, a resistência do cone aumentará com a profundidade, resultando em
mudanças aparentes na classificação (ROBERTSON, 1998). Assim, uma nova carta de
classificação com base em dados obtidos em ensaios CPTU foi proposta por Robertson (1990)
e é recomendada para sondagens com profundidade superior a 30 m.
De Mio (2005) apresenta a primeira proposta de classificação de solos tropicais
utilizando a relação q
c
versus R
f
(Figura 3.7). Sua pesquisa consistiu na interpretação de
resultados de ensaios de cone elétrico realizados em quatro cidades brasileiras com ocorrência
de solos tropicais (Bauru-SP, Campinas-SP, São Carlos-SP e Londrina-PR).
47
R
E
S
I
S
T
Ê
N
C
I
A
D
E
P
O
N
T
A
-
q
(
M
P
a
)
0,1
01
1
1
10
10
8
D
r
9
100
RAZÃO DE ATRITO, R (%)
2345
S
t
5
4
e
3
2
67 8
12
7
6
11
R
E
S
I
S
T
Ê
N
C
I
A
D
E
P
O
N
T
A
-
q
(
M
P
a
)
PARÂMETRO DE PORO PRESSÃO - Bq
0,1
-0,2 0 0,2
1
0,4 0,6 0,8 1,0
4
5
3
6
10
10
8
7
9
100
2
1,2 1
1
O
C
R
S
t
11
ou
12
10
9
t
t
f
q = q + u(1-a)
T
c
q
t
u - u
q
Bq=
ovt
2
o
u
2
o
u
vo
O
C
R
t
t
R
E
S
I
S
T
Ê
N
C
I
A
D
E
P
O
N
T
A
-
q
(
M
P
a
)
0,1
01
1
1
10
10
8
D
r
9
100
RAZÃO DE ATRITO, R (%)
2345
S
t
5
4
e
3
2
67 8
12
7
6
11
R
E
S
I
S
T
Ê
N
C
I
A
D
E
P
O
N
T
A
-
q
(
M
P
a
)
PARÂMETRO DE PORO PRESSÃO - Bq
0,1
-0,2 0 0,2
1
0,4 0,6 0,8 1,0
4
5
3
6
10
10
8
7
9
100
2
1,2 1
1
O
C
R
S
t
11
ou
12
10
9
t
t
f
q = q + u(1-a)
T
c
q
t
u - u
q
Bq=
ovt
2
o
u
2
o
u
vo
O
C
R
t
t
SBT Tipo de comportamento do solo
1 Solos finos sensíveis
2 Solos orgânicos
3 Argila
4 Argila siltosa a argila
5 Silte argiloso a argila siltosa
6 Silte arenoso a silte argiloso
7 Areia siltosa a silte arenoso
8 Areia a areia siltosa
9 Areia
10 Areia pedregulhosa a areia
11 Solo fino muito rijo *
12 Areia a areia pedregulhosa *
* Pré-adensado ou cimentado
Figura 3.6. Carta de classificação de solos utilizando CPT elétrico (ROBERTSON et al., 1986).
R
f
(%)
Figura 3.7. Proposta para classificação de solos tropicais com base em ensaios de cone elétrico (DE MIO, 2005).
48
b) O Piezocone de Resistividade (RCPTU)
Dentre os sensores incorporados ao piezocone para investigação geoambiental, o de
medida da resistividade elétrica é o mais conhecido e aplicado em todo o Mundo, em conjunto
com os sensores de temperatura, pH e TDR. Este recurso permite medir continuamente a
resistência a um fluxo de corrente elétrica aplicada ao solo.
Segundo Campanella e Weemees (1990), a resistividade elétrica dos solos é
determinada, primeiramente, medindo-se a resistência elétrica. Isso é feito a partir da medida
da voltagem, através de um par de eletrodos alimentados com uma freqüência de corrente
conhecida. Essa resistência é calculada a partir da Lei de Ohm.
I
V
R
Δ
= (3.3)
onde:
R = Resistência;
I = Corrente elétrica;
ΔV = Diferença de Potencial.
Entretanto, a resistência medida não é uma propriedade intrínseca do material, mas
uma função da área da seção transversal e do comprimento do material que conduz corrente.
Assim, a resistividade (ρ) pode ser definida como:
C
1
R
l
a
==ρ
(3.4)
onde:
ρ = Resistividade (ohm.m);
a = Área de seção transversal (m
2
);
l = Comprimento (m);
R = Resistência (ohm);
C = Condutividade.
49
Como a condutividade (C) é o inverso da resistividade (ρ), é fácil converter uma na
outra de acordo com a seguinte expressão:
C (μs/cm) = 10.000/ρ (ohm.m) (3.5)
Para o caso de um par de eletrodos num meio condutor homogêneo e isotrópico existe
uma relação linear entre resistência e resistividade:
ρ = k
r
. R (3.6)
onde k
r
é a constante do aparelho, função da geometria do par de eletrodos.
Para transformar resistência em resistividade, uma calibração de laboratório deve ser
feita para os pares de eletrodos. Para minimizar os efeitos de borda no campo elétrico gerado,
o RCPTU é colocado em um reservatório com água que envolva totalmente o dispositivo.
Esse reservatório é preenchido com água e então, adiciona-se cloreto de potássio (KCl) pouco
a pouco, e mede-se a condutividade para diferentes concentrações. Essa condutividade é
medida com um condutivímetro portátil e os valores são comparados com a condutividade
(resistividade) medida pelo RCPTU (WEEMEES, 1990).
A medida da resistividade é uma função da resistividade tanto do fluido presente nos
poros como das partículas sólidas. O mecanismo de condução de corrente elétrica dominante
é a transferência de carga através da condução eletrolítica, isto é, movimento físico de íons em
resposta à aplicação de um campo elétrico. Em geral, quanto mais íons presentes no fluido
dos poros, menor será a resistividade e maior será a condutividade (CAMPANELLA;
WEEMEES, 1990).
Solos contaminados são normalmente um sistema multifásico composto de partículas
sólidas do solo, fluido e ar. Deste modo, a medida da resistividade do solo é o resultado da
condução (ou falta de condução), através dos componentes mencionados acima e da interação
de um com outro. A dificuldade é identificar qual componente provoca mudanças na
resistividade. Nos item 3.3 esses fatores são detalhadamente discutidos.
50
Assim, é possível detectar a presença de certas substâncias ou se suas concentrações
presentes no lençol freático estão acima de um determinado valor de referência. Esses valores
de referência são estabelecidos a partir da experiência de campo ou a partir de ambientes
geológicos similares. Em áreas em que os valores de referência são excedidos, pode-se então
efetuar uma avaliação complementar através da coleta, em profundidades discretas, de
amostras da água subterrânea, para uma posterior análise química.
Solos úmidos possuem resistividades menores do que solos secos. Solos finos
(argilosos) possuem resistividades menores do que solos grossos (areias). Solos não-saturados
e saturados com compostos imiscíveis (NAPLs), como hidrocarbonetos, possuem
resistividades elevadas, enquanto que compostos inorgânicos miscíveis, como soluções
salinas e chorume possuem baixos valores de resistividade. Dessa maneira, pode-se concluir
que a resistividade do solo é influenciada pela porosidade, pela permeabilidade, pela
porcentagem de íons no fluido contido nos poros e também pelos argilominerais.
O dispositivo apresentado na Figura 3.8 é composto por um arranjo de quatro eletrodos, do
tipo
Schlumberger, onde a corrente é fornecida pelos dois eletrodos mais externos e a
diferença de potencial é medida através dos dois eletrodos internos. Como descrito no item
3.2.1.1, a principal característica deste arranjo é que a distância entre os dois eletrodos
internos (MN) deve ser bastante pequena em relação à distância dos dois eletrodos externos
(AB), procurando satisfazer a relação MN≤AB/5.
Existem também os dispositivos compostos pelo arranjo
Wenner, onde a única
diferença em relação ao arranjo
Schlumberger é a distância entre os quatro eletrodos, que é
igual entre todos eles (distância “a”). A Figura 3.9 apresenta um desenho esquemático deste
tipo de arranjo e a Foto 3.1 mostra um piezocone de resistividade com este tipo de arranjo.
51
2 cm/sec
350 mm
650 mm
Hasteamento
Piezocone
10.0 cm
2
q
c
f
s
f
s
U3
U2
U1
Isolante
Eletrodos
Cravação
Módulo de
Resistividade
10.5 cm
2
15mm
150m
m
Dispositivo
para medida da
resistividade
(10.5 cm
2
)
2 cm/sec
350 mm
650 mm
Hasteamento
Piezocone
10.0 cm
2
q
c
f
s
f
s
U3
U2
U1
Isolante
Eletrodos
Cravação
Módulo de
Resistividade
10.5 cm
2
15mm
150m
m
Dispositivo
para medida da
resistividade
(10.5 cm
2
)
2 cm/sec
350 mm
650 mm
Hasteamento
Piezocone
10.0 cm
2
q
c
f
s
f
s
U3
U2
U1
Isolante
Eletrodos
Cravação
Módulo de
Resistividade
10.5 cm
2
15mm
150m
m
Dispositivo
para medida da
resistividade
(10.5 cm
2
)
2 cm/sec
350 mm
650 mm
Hasteamento
Piezocone
10.0 cm
2
q
c
f
s
f
s
U3
U2
U1
Isolante
Eletrodos
Cravação
Módulo de
Resistividade
10.5 cm
2
15mm
150m
m
Dispositivo
para medida da
resistividade
(10.5 cm
2
)
Figura 3.8. Desenho esquemático de um RCPTU (DAVIES; CAMPANELLA, 1995a).
Figura 3.9. Arranjo Wenner (ELIS, 1993).
Foto 3.1. Piezocone de resistividade com quatro eletrodos dispostos em arranjo Wenner.
Os preparativos envolvidos no ensaio RCPTU são similares àqueles de qualquer outro
ensaio CPT (ROBERTSON; CAMPANELLA, 1988). O único procedimento adicional é a
52
conexão de um gerador de sinal no sistema de aquisição de dados para controlar o nível de
corrente e a freqüência para as medidas de resistência elétrica. Weemees (1990) discute a
importância de se trabalhar com corrente alternada e com freqüências elevadas o bastante para
evitar a polarização dos eletrodos externos. Normalmente, recomenda-se a utilização de 1000
Hz de freqüência.
c) Demais Sensores Incorporados ao Piezocone
Dependendo do tipo de contaminante a ser investigado (orgânico ou inorgânico;
DNAPL ou LNAPL), outros sensores podem ser incorporados ao (R)CPTU, como por
exemplo (BURNS; MAYNE, 1998):
-
Sensor de Temperatura: frequentemente incorporado ao piezocone e de grande
aplicabilidade geoambiental;
-
Sensor de pH: capaz de identificar se a área contaminada, monitorada ou remediada está
ácida ou básica;
- Nêutron e Radiação Gamma: para avaliação do teor de umidade e a densidade relativa do
solo;
- Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR): para medida da constante dielétrica do solo e
do fluido dos poros, a qual pode ser correlacionada com o teor de umidade volumétrico;
- Potencial de Oxi-Redução (Redox): permite que seja realizada a medida da capacidade de
troca de oxigênio do terreno.
- Sensor Ótico-eletrônico Integrado: desenvolvido para determinar a concentração química do
solo e do aquífero
in situ. Este sensor depende da ocorrência de uma reação química, adsorção
ou absorção do contaminante de interesse com um revestimento polimérico num guia de onda
oticamente transparente;
53
- Video Cone: para obtenção de imagens gravadas do solo ao longo da extremidade do cone
durante a penetração;
-
Polarização Induzida: assim como medidas resisistividade elétrica podem ser anexadas ao
piezocone, de cargabilidade tambem. A UBC desenvolveu essa ferramenta, apresentada por
Kristiansen (1997);
-
Ultra-Violeta Induzido: Biggar et al. (2003) apresentam a aplicação do “UVIF-CPT” na
detecção de óleos e gases em Alberta, Canadá.
3.2.1.3 Amostragem e Monitoramento
Os diversos sensores que podem ser acoplados ao piezocone para investigação
geoambiental do subsolo, apresentados anteriormente, podem diminuir significativamente a
necessidade de coleta de amostras a serem analisadas geotecnicamente ou quimicamente em
laboratório, o que requer custos mais elevados e estudos mais detalhados. Contudo, os ensaios
indiretos de investigação, que apresentam a grande vantagem de não haver contato direto do
operador com o material contaminado, dificilmente substituirão por completo as informações
obtidas a partir das análises de amostras de solo, água e gás, pois as variáveis envolvidas na
investigação geoambiental são muitas (meio geológico, sazonalidade, hidrogeologia, etc). As
amostras, além de confirmar os dados obtidos a partir das técnicas indiretas, auxiliam na
análise quantitativa da contaminação em questão.
Diversas são as técnicas existentes atualmente para amostragem de solo, água e/ou
gás. Elas variam desde sondagens à percussão e a trado, até amostradores especiais que
utilizam o sistema
direct-push de cravação (TORSTENSSON e PETSONK, 1988; DAVIES,
1999). Poços de monitoramento do aqüífero freático continuam sendo de fundamental
importância para coleta de amostras de água de modo contínuo e em longo prazo.
54
A realização de sondagens de simples reconhecimento (SPT) e a utilização de trados
manuais especiais, como o trado oco (
Hollow Stem Auger) descrito por Quaresma (1999),
utilizando
liners para acondicionamento das amostras, possibilitam a obtenção de amostras de
solo de modo contínuo e de ótima qualidade. Lagrega et al. (1994), Brandl e Robertson
(1995), Codo (2006) e Agena et al. (2006) descrevem diferentes métodos de perfuração
aplicados a diferentes tipos de solos e rochas, os quais futuramente permitirão a instalação de
instrumentos de investigação (piezômetros, sensores) e de poços de monitoramento
permanentes.
A NBR–13895/97, a CETESB (1999; 2004), Lagrega et al. (1994) e Rebouças (2006)
descrevem os principais componentes de um poço de monitoramento permanente adequado,
como mostra a Figura 3.10:
•
Revestimento interno: pode ser de aço inoxidável, ferro fundido ou plástico. É encaixado
no interior da perfuração, com a função de revestir a parede da mesma;
•
Filtro: tem a propriedade de permitir a entrada de água e de impedir a penetração de
algumas impurezas plásticas do poço. Deve estar sempre abaixo do nível d’água;
•
Pré–filtro: ocupa o espaço anular, entre o filtro e a parede de perfuração. É constituído de
areia lavada de grãos quartzosos ou pedrisco de quartzo;
•
Proteção sanitária: tem a função de evitar que a água superficial contamine o poço
através da infiltração pelo espaço anular. É o conjunto formado pelo selo sanitário e pela
laje de proteção;
•
Tampão: a extremidade superior do tubo deve ser protegida contra a penetração de
substâncias indesejáveis, que podem alterar os resultados da análise. É necessário instalar
um tampão removível com chave. Na extremidade inferior do tubo, um tampão fixo, de
preferência rosqueado, tem a função de evitar a entrada do material sólido no tubo;
55
• Caixa de proteção: o tubo de revestimento sobressai ao nível do terreno aproximadamente
0,2 m para evitar a penetração de água superficial e de elementos estranhos no poço. A
caixa de proteção de alvenaria ou tubo de aço deve ter dimensões apenas suficientes para
envolver a parte saliente do tubo de revestimento. Uma tampa na parte superior permite o
acesso ao poço. Essa tampa pode manter-se fechada a chave para melhor proteção do
poço;
•
Selo: tem a função de vedar o espaço anular em torno do tubo de revestimento, acima do
limite máximo de variação do nível do aqüífero, evitando a contaminação do poço por
líquidos percolados pelo espaço anular. Serve também para delimitar a camada de
interesse dentro da zona saturada. O material vedante (bentonita, cimento) deve obstruir
uma pequena parte do espaço anular, o suficiente para impedir a passagem de água de um
nível para o outro;
•
Preenchimento: o espaço anular entre a parede de perfuração e o tubo de revestimento
deve ser preenchido por material impermeável (argila, solo de escavação) em toda a
extensão não saturada, a fim de fixar o tubo de revestimento e dificultar a penetração de
líquidos provenientes da superfície;
•
Guias centralizadoras: dispositivos salientes, distribuídos ao longo do tubo de
revestimento, fixados por seu lado externo. Tem a função de mantê-lo centrado em relação
ao eixo do poço.
56
Figura 3.10. Perfil esquemático de poço de monitoramento (CETESB, 1999; 2004).
Uma vez instalados os poços de monitoramento, além da coleta de amostras de água, o
nível d’água e a pressão piezométrica devem ser medidos constantemente, assim como
ensaios de permeabilidade também poderão ser realizados. Quando da existência de aqüífero
confinado, deve-se medir a pressão piezométrica e coletar amostras de água em diferentes
57
níveis, interceptando todo o fluxo subterrâneo, a partir de múltiplos poços alinhados ou a
partir de um único poço multi-nível, como mostra a Figura 3.11. O poço multi-nível em um
único furo tem a vantagem de ser mais barato, mas pode ocorrer contaminação cruzada devido
a imperfeições no selo de bentonita entre os pré-filtros (LAGREGA et al., 1994).
MÚLTIPLOS POÇOS
POÇO MÚLTI-NÍVEL
EM UM ÚNICO FURO
Preenchimento
Selo de
bentonita
Pré-filtro
Filtro Filtro
MÚLTIPLOS POÇOS
POÇO MÚLTI-NÍVEL
EM UM ÚNICO FURO
Preenchimento
Selo de
bentonita
Pré-filtro
Filtro Filtro
Figura 3.11. Tipos de poços para monitoramento de níveis distintos (LAGREGA et al., 1994).
Uma vez instalados, os poços de monitoramento passam a integrar um programa de
monitoramento, cujo principal enfoque é determinar a distribuição espacial da qualidade da
água e como esta varia no tempo. Segundo Hirata e Fernandes (2006), além da coleta e
análise da água, o monitoramento é uma seqüência de procedimentos e ações para
caracterização do aqüífero. Contudo, os autores não apresentam técnicas que possam
complementar um trabalho de monitoramento geoambiental, uma vez que nem sempre a
investigação da zona saturada é suficiente para entender e diagnosticar as diversas variáveis
existentes no problema
in situ.
58
Apesar de caros, os poços de monitoramento possuem a vantagem de atingir grandes
profundidades e de usar técnicas simples de amostragem de água (através de
bailers ou
bombas). Para amostragem de gases ou preservação dos íons voláteis, Rebouças (2006)
apresenta novos amostradores e detectores de contaminantes disponíveis no mercado.
A preocupação com a qualidade da construção dos poços de monitoramento assim
como o desenvolvimento de um protocolo e novas técnicas para construção e amostragem de
água foi relatada no
Symposium on Field Methods for Ground-Water Contamination Studies,
realizado na Florida, EUA, em 1986. Muitos dos trabalhos apresentados nesse simpósio,
deram origem às primeiras normas da ASTM sobre o assunto. Trabalhos como de Riggs e
Hatheway (1988) e Patton e Smith (1988) alertam para uma adequada e padronizada
construção dos poços de monitoramento, assim como a utilização do selo do cimento em toda
a profundidade do mesmo, com exceção da seção do filtro. Isto garante que apenas a região de
interesse do aqüífero seja amostrada, alem de impedir influencia das águas de drenagem
superficial e a diluição das amostras. Também são relatados nesse simpósio as primeiras
tentativas de se utilizar a geofísica integrada aos dados provenientes dos poços de
monitoramento (STIERMAN; RUEDISILI, 1988
).
Para evitar esses problemas, amostradores especiais de solo, água e/ou gás têm sido
cada vez mais desenvolvidos e utilizados. Geralmente, eles são cravados no terreno através da
tecnologia
direct-push, adjacentes a ensaios CPT, até a profundidade desejada. Muitas vezes,
o amostrador é cravado no mesmo furo do CPT, desde que o amostrador tenha maior diâmetro
que as hastes do CPT (BRANDL; ROBERTSON, 1997). Isto é uma grande vantagem dessa
técnica, pois com o perfil definido pelo CPT, sabe-se qual camada deverá ser melhor
investigada e detalhada. Além disso, poços de monitoramento temporários, de pequeno
diâmetro, podem ser instalados a partir da colocação de filtros e tubos de PVC para
bombeamento da água.
59
Uma limitação dos sistemas direct-push é a profundidade alcançada em solos densos e
não-saturados, muitas vezes não sendo possível atingir o nível d’água. Mas diferentes técnicas
de cravação, como aquelas que utilizam penetração dinâmica, já vêm sendo desenvolvidas
para sanar esse problema.
Especial atenção deve ser dada aos materiais que constituem os amostradores, assim
como os recipientes e locais de acondicionamento das amostras. Caso exista compatibilidade
química entre a amostra e o material utilizado, a integridade da amostra não será mantida, e
assim, as análises químicas ficarão comprometidas. Em geral, metais como o aço inoxidável,
são mais aplicáveis a amostras com constituintes orgânicos, enquanto materiais orgânicos,
como o Teflon e o PVC, são mais aplicados na análise de metais (BURNS; MAYNE, 1998).
Brandl e Robertson (1997) lembram que latão, cromo laminado, níquel laminado e materiais
galvanizados não devem ser utilizados na análise de metais pesados na água. A CETESB
(1999; 2004) relaciona as substâncias a serem analisadas aos materiais que devem constituir
os recipientes de acondicionamento de amostras de água, assim como as melhores formas de
preservação e armazenamento destas.
A seguir, é apresentado um resumo sobre os principais amostradores que utilizam a
tecnologia
direct-push.
a) Amostradores de Solo
O amostradores de solo ligados à tecnologia direct-push geralmente utilizam um
mesmo sistema de amostragem, como o
Gouda, o MOSTAP e o Geoprobe, como aquele
mostrado na Figura 3.12. Primeiramente, o amostrador é cravado, com as mesmas hastes
utilizadas nos ensaios CPT, até a cota de desejada, quando a ponteira cônica é destravada.
Sendo assim, apenas o conjunto haste-amostrador é empurrado até a cota final de
amostragem. Terminado este procedimento, o amostrador é puxado para a superfície, sendo
60
que nesta etapa a ponteira de PVC flexível que havia sido colocada na extremidade do
amostrador, é fechada pelo peso próprio do solo, impedindo que o mesmo caia dentro para
dentro do furo.
Posição de
Penetração
Posição de
Amostragem
TRAVA
DE
BOLA
PONTEIRA RETRÁCTIL
PENETRAÇÃO
COM
HASTES DO CPT
TUBOS
AMOSTRADORES
DE AÇO INOX OU
LATÃO
PVC
Posição de
Penetração
Posição de
Amostragem
TRAVA
DE
BOLA
PONTEIRA RETRÁCTIL
PENETRAÇÃO
COM
HASTES DO CPT
TUBOS
AMOSTRADORES
DE AÇO INOX OU
LATÃO
PVC
Figura 3.12. Desenho esquemático de um amostrador de solo para uso na investigação geoambiental
(GIACHETI, 2001).
b) Sistema BAT
O penetrômetro BAT possibilita a realização da amostragem discreta de água
subterrânea no próprio local, assim como é possível, também, medir a poro-pressão e o
coeficiente de permeabilidade de solos saturados (Figura 3.13).
O kit para amostragem permite a obtenção tanto de gás como de fluido presentes nos
poros. Utiliza-se para tanto um tubo de ensaio esterilizado, selado e com vácuo no seu
interior. O emprego desse kit permite que se obtenha uma amostra, conectando-se esse tubo
de ensaio à ponteira filtro. O gradiente de pressão criado entre o tubo de ensaio e o fluido/gás
que preenche os poros em torno da ponteira é o responsável pela amostragem. Esse tubo de
ensaio é colocado dentro do furo, utilizando-se um conjunto de pesos, cabos, além do
61
dispositivo com uma agulha de duas pontas. Ao término da amostragem, iça-se o tubo, o qual
se fecha automaticamente quando é desconectado da agulha, devido à existência de um septo.
A amostra no interior do tubo, poderá ser ensaiada no próprio local onde, em geral, mede-se a
condutividade, o pH e a temperatura. Em seguida, a amostra é enviada para o laboratório onde
serão realizados outros ensaios químicos específicos (TORSTENSSON; PETSONK, 1988).
Transdutor
de pressão
Recipiente para
água/gás
Agulha
hipodérmica
Ponteira
Filtrante
Transdutor
de pressão
Recipiente para
água/gás
Agulha
hipodérmica
Ponteira
Filtrante
Transdutor
de pressão
Recipiente para
água/gás
Agulha
hipodérmica
Ponteira
Filtrante
Figura 3.13. Sistema BAT de amostragem de água (TORSTENSSON, 1986).
c) Sistema UBC K BAT
Devido à pequena quantidade de líquido que passará pela agulha quando se utiliza o
sistema BAT convencional, o ISTG UBC adaptou um sistema duplo engate-rápido (Figura
3.14), para substituir o sistema tradicional de agulha/septo. Esse engate rápido é uma válvula
auto-vedante especial, fabricada para trabalhar de modo que, quando a parte superior entra em
contato com a inferior, essa última abre primeiro e assim o vácuo aplicado no tubo de ensaio
não se perde antes do início do ensaio de permeabilidade. Esse novo dispositivo permite uma
rápida entrada de água quando se faz ensaios em areias.
62
Na Figura 3.15, tem-se o desenho esquemático do penetrômetro UBC K BAT. Uma
das alterações foi a posição do elemento filtrante para 125 mm atrás da ponta do amostrador.
A principal vantagem dessa mudança é poder utilizar o sistema em materiais mais densos.
Outra modificação foi aumentar o diâmetro do amostrador para 50 mm. Isso permite que o
novo penetrômetro seja cravado num pré-furo do piezocone, que tem 44 mm de diâmetro,
reduzindo o nível de perturbação provocado no solo e aumentando o contado entre a parede
do elemento filtrante e o material ensaiado (WILSON; CAMPANELLA, 1997).
BAT
116 ml
BAT
116 ml
Figura 3.14. Duplo engate rápido utilizado no UBC K-BAT (GIACHETI, 2001).
125 mm
50 mm
125 mm
50 mm diâmetro
em aço maciço
Filtro poroso HDPE para
amostragem de água
Canal de fluído
Câmara de amostragem
Lexan 50, 150, ou 250ml
Transdutor de pressão
Cabo de transferência
de dados revestido
com Kevlar
Revestimento
AW
L
44 mm
diâmetro interno
Furo
prévio
44 mm
diâmetro
Conexão 3/8”
Swagelock QC
Peso
Figura 3.15. Desenho esquemático do sistema UBC K BAT (WILSON; CAMPANELLA, 1997).
63
d) Hydropunch
O Hydropunch
®
é um amostrador de água e gases subterrâneos que, como os outros
amostradores, pode ser cravado no terreno até a profundidade desejada para ser realizada a
amostragem. Inicialmente, é cravada apenas a haste do amostrador, o que permite que a água
o preencha hidrostaticamente. O amostrador é de aço inoxidável, o que permite que sejam
realizadas várias amostragens em um mesmo furo. Para que a água seja levada à superfície,
um recipiente com cerca de 12,7 a 19 mm de diâmetro é abaixado através da cavidade da
haste do cone até alcançar a amostra (Figura 3.16). Bombas peristálticas podem ser utilizadas
para bombear grandes volumes de líquidos não-voláteis para a superfície
(http://www.conetec.com/Pdf/cpt_ground.pdf
em 07/2002).
Versões modificadas do
Hydropunch
®
têm sido desenvolvidas para a instalação de
poços de monitoramento em longo prazo. Estas incluem técnicas inovadoras para lacrar e
rebocar o amostrador dentro solo, depois que este é empurrado para a profundidade desejada
(ROBERTSON, 1998).
Aquífero
Nível
d’água
Local da
amostragem
anterior
Amostrador
Aquífero
Nível
d’água
Local da
amostragem
anterior
Amostrador
Figura 3.16. Sistema de amostragem de água Hydropunch (http://www.conetec.com/Pdf/cpt_ground.pdf em
07/2002).
64
f) Cone Sipper
O Cone Sipper foi desenvolvido com o objetivo de coletar amostras de gás e de água
em cotas profundas, sendo o amostrador acoplado ao cone, permitindo assim a retirada de
várias amostras de um mesmo furo (http://www.cmst.org/cmst/Cmst-
Cp_reports/May95/SR153002.html, em 07/2002).
Para a obtenção da amostra, o cone é cravado até a profundidade desejada, que muitas
vezes trata-se da zona vadosa, isto é, a camada de solo localizada logo acima do nível d'água.
A válvula de dentro do cone é aberta e a amostra é então atraída para dentro da câmara
coletora pelo gradiente natural ou com a ajuda de um pequeno vácuo (Foto 3.2). O líquido ou
o gás passa para dentro da câmara através de um filtro que os separam das partículas de solo.
Depois que a amostra é coletada, a válvula é fechada e é aplicada pressão para que a amostra
chegue à superfície para posterior análise química. Este procedimento pode se repetir desde
que o amostrador seja descontaminado, utilizando-se água destilada, ar ou nitrogênio puro.
O caminho que leva a amostra do penetrômetro até a superfície são tubos de plástico
de pequeno diâmetro, que podem ser vistos na Foto 3.2. O fato do diâmetro ser pequeno
restringe a perda de componentes voláteis que podem estar presentes na água na interface
entre o líquido e o ar, assegurando assim a integridade da amostra.
Foto 3.2. Cone Sipper (http://tech.inel.gov/documents/Type_B_Probes/Vapor_Port/01-GA51177-02.pdf
, em
07/2002).
g) Envirocone®
O Envirocone® é constituído por um piezocone convencional de maior diâmetro (43,7
mm), especialmente equipado para permitir a análise química de água e vapor, além da
65
amostragem de solo (PICCOLI; BENOÎT, 1995). Gases podem ser amostrados da zona
vadosa usando vácuo, enquanto a amostragem de água é feita através do filtro localizado atrás
da ponta do cone, a partir de uma bomba especial localizada no corpo do cone. Uma célula de
fluxo localizada dentro do caminhão de cravação do penetrômetro, recebe as amostras, que
são então diretamente analisadas química e fisicamente a partir de espectrofotômetro e de
cromatógrafo, além das medidas de pH, potencial de redox, condutividade elétrica, oxigênio
dissolvido e temperatura.
3.2.2 Ensaios de Laboratório
Um dos principais problemas na avaliação do potencial de migração da pluma de
contaminação é a sorção e a capacidade de tamponamento do solo. A Figura 3.17 apresenta o
problema para o caso de um aterro sanitário, onde existe a geomembrana, que devido a uma
instalação inadequada ou dano pode não evitar a passagem do chorume para o subsolo,
formando assim a pluma de contaminação. O transporte desta pluma através do subsolo deve
ser analisado quanto ao risco que ela apresenta ao aqüífero e ao entorno do aterro. E esta
análise implica no conhecimento da capacidade de atenuação natural do solo e da barreira de
proteção (YONG, 2001).
Nos processos de atenuação natural, destacam-se os processos de retenção e
retardamento dos poluentes pelo solo: os primeiros referem-se à acumulação dos poluentes
nas frações de solo devido a sorções irreversíveis, enquanto os segundos apenas atrasam o
avanço da pluma, devido aos processos de advecção, difusão, dispersão e sorções reversíveis.
O termo sorção abrange os processos de adsorção responsáveis pela transferência dos
solutos dissolvidos da fase aquosa (íons, moléculas e compostos) para a superfície das
partículas de solo. Entre estes processos, estão a adsorção física (ligações iônicas e de van der
Waals), a adsorção química (ligações covalentes) e a precipitação. Segundo Yong (2001),
66
essas reações são governadas basicamente pelas propriedades superficiais das partículas de
solo, pelas propriedades químicas dos poluentes e do meio aquoso, além da relação entre o
potencial de oxi-redução (Eh) e o potencial hidrogeniônico (pH) do ambiente de interação.
AQUÍFERO
Pluma de Contaminação
RESÍDUOS
Avanço da Pluma
Chorume
Geomembrana
AQUÍFERO
Pluma de Contaminação
RESÍDUOS
Avanço da Pluma
Chorume
Geomembrana
Figura 3.17. Pluma de contaminação e capacidade atenuação natural do solo (YONG, 2001).
Para que todos esses mecanismos sejam quantificados, ensaios de laboratório que
envolvem tanto o transporte como a interação de poluentes com o solo têm sido realizados.
Sendo ultimamente bastante difundidos e realizados em diferentes partes do Mundo, esses
ensaios envolvem a estimativa de parâmetros de transporte, como por exemplo: o coeficiente
de permeabilidade – k e o coeficiente de dispersão hidrodinâmica - D
h
(ensaios de coluna),
coeficiente de difusão - D* (ensaios de difusão), coeficiente de distribuição - K
d
(ensaios de
equilíbrio em lote e de difusão) e fator de retardamento - R
d
(ensaios de coluna, de difusão e
de equilíbrio em lote).
Cada um desses parâmetros estão relacionados com mecanismos físicos e químicos de
transporte, já descritos por vários autores, como Freeze e Cherry (1979), Shackelford (1993),
Yong et al. (1992), Boscov (1997), Ritter (1998) e Boff (1999). A equação geral que indica o
67
fluxo unidimensional total de massa de um soluto inerte dissolvido na água (∂c/∂t), em um
solo homogêneo isotrópico saturado, constitui a soma dos fluxos difusivo, dispersivo e
advectivo e também as reações químicas devido à sorção, sendo dada por:
z
c
u
z
c
D
t
c
n
K
h
dd
∂
∂
−
∂
∂
=
∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅
+
2
2
1
ρ
ou
z
c
u
z
c
D
t
c
R
hd
∂
∂
−
∂
∂
=
∂
∂
2
2
(3.7)
onde:
ρ
d
= massa específica seca do solo;
K
d
= coeficiente de distribuição, ou adsorção, do soluto;
n = porosidade do solo;
R
d
= fator de retardamento;
c = concentração do soluto;
t = tempo;
D
h
= coeficiente de dispersão hidrodinâmica, correspondente à soma dos coeficientes de
dispersão mecânica (D
m
) e de difusão (D*);
z = direção de fluxo;
u
= velocidade específica.
A interpretação da Equação 3.7 exige o uso de modelos matemáticos, uma vez que
trata-se de uma equação diferencial de segunda ordem. Para mais informações sobre os
modelos de transporte de contaminantes, consultar Shackelford e Rowe (1998) e Yong e
Mulligan (2004).
A seguir, são apresentados os principais aspectos dos ensaios de laboratório que
envolvem a obtenção de parâmetros para a estimativa do fluxo de poluentes em meios
porosos.
68
3.2.2.1 Ensaios de Coluna
Os ensaios de coluna têm o objetivo de simular a passagem do contaminante através
de uma amostra de solo indeformada ou compactada, no caso da simulação de
liners. O
procedimento básico do ensaio é percolar uma solução contaminante através do solo e coletar
o efluente da coluna, analisando-se a sua concentração com o tempo. Os resultados são
apresentados na forma de concentração do soluto, ou concentração relativa (c/c
0
), em função
do volume de poros percolados (curva de eluição), Figura 3.18.
Nº de Volume de Poros
Concentração Relativa c/c
0
Solo com
baixa sorção
Solo com
boa sorção
Solo com
alta sorção
Nº de Volume de Poros
Concentração Relativa c/c
0
Solo com
baixa sorção
Solo com
boa sorção
Solo com
alta sorção
Figura 3.18. Curvas de eluição típicas (YONG, 2001).
Diferentes tipos de equipamentos têm sido desenvolvidos para a realização dos ensaios
de coluna, de acordo com a disponibilidade e demanda de cada laboratório. Boff (1999)
relaciona as principais diferenças construtivas encontradas na literatura:
•
Sistemas de pressão distintos para produção de gradientes hidráulicos: bomba peristáltica,
interfaces ar-água e ar-solução (expansão de membrana), coluna de mercúrio, frasco de
Mariotte, etc;
69
• Câmaras triaxiais ou colunas de PVC para acondicionamento da amostra de solo: colunas
de parede flexível (membrana de látex) e de parede rígida;
•
Equipamentos compostos por diferentes materiais, em geral, inertes às soluções:
polipropileno, teflon, PVC, aço inox, plexiglass, acrílico.
A Figura 3.19 ilustra os procedimentos para realização de ensaios de coluna com
amostras replicadas, para posterior seccionamento e análise química, tanto das partículas de
solo como do fluido dos poros, obtendo-se assim perfis de concentração para cada amostra.
Este procedimento permite a obtenção da quantidade de soluto sorvida pelo solo, uma vez que
nem sempre a diferença entre a concentração inicial e a do efluente da coluna corresponde à
quantidade de soluto sorvida pelo solo (YONG, 2001). Isto porque a quantidade de soluto
sorvido pelas partículas de solo não dependerá apenas da natureza e das superfícies reativas
disponíveis, mas também do pH do sistema. A precipitação de alguns elementos,
principalmente metais pesados, pode ocorrer a pHs elevados, permitindo assim que os
poluentes fiquem concentrados também no fluido dos poros do solo.
Yong (2001) descreve algumas técnicas para avaliar a distribuição da sorção de metais
pesados pelos diferentes minerais constituintes do solo. Entre as técnicas apresentadas pelo
autor, estão:
•
SSE – Selective Sequential Extraction: consiste em remover o íon sorvido de diferentes
frações do solo, utilizando reagentes químicos e de maneira seqüencial;
•
SSFA – Selective Soil Fraction Addition: consiste na adição sistemática de frações de um
certo tipo de solo capaz de sorver o íon investigado;
•
SSFR – Selective Soil Fraction Removal: consiste em remover diferentes componentes do
solo aos poucos com a utilização de reagentes, obtendo-se a concentração dos íons para
cada situação.
70
Solução Pressão
Colunas
de solo
1. Análise dos efluentes; Curvas de eluição
2. Permeabilidade em função do tempo
Solo removido e seccionado em pedaços
Perfis de migração; Características de sorção
Análise do fluido
dos poros
Análise das
partículas de solo
Solução Pressão
Colunas
de solo
1. Análise dos efluentes; Curvas de eluição
2. Permeabilidade em função do tempo
Solo removido e seccionado em pedaços
Perfis de migração; Características de sorção
Análise do fluido
dos poros
Análise das
partículas de solo
Figura 3.19. Procedimento para realização dos ensaios de coluna com posterior seccionamento das amostras
(YONG, 2001).
3.2.2.2 Ensaios de Difusão
Os ensaios de difusão foram desenvolvidos para o projeto de barreiras de argila
compactadas, quando o coeficiente de permeabilidade, ou o gradiente hidráulico, dos
contaminantes sobre a barreira são muito baixos, de modo que o fluxo é governado pelo
mecanismo de difusão. Para essas condições, os parâmetros de controle de fluxo da Equação
3.7 tornam-se o coeficiente de difusão (D*) e o termo de adsorção (ρ.K
d
) (BARONE et al.,
1989).
Para a realização do ensaio de difusão, uma amostra de solo é compactada em um
molde de material inerte, saturada e então é exposta à solução contaminante em um
reservatório. A diferença de concentração dos solutos estabelece um gradiente de
concentração entre o reservatório e o solo compactado, e a concentração dos solutos no
reservatório decrescem com o tempo (Figura 3.20 a). No final do ensaio, o solo é secionado
em diferentes partes, e a fase aquosa de cada parte é extraída para análise química, obtendo-se
71
o perfil de concentração dos solutos dentro do solo (Figura 3.20 b). O coeficiente de difusão
para um soluto não reativo, ou a razão D*/R
d
para um soluto reativo, são calculados a partir
da variação da concentração do soluto no reservatório versus tempo e também a partir do
perfil de concentração de soluto no solo (SHACKEFORD; DANIEL, 1991).
Câmara de
amostragem
Concentração - c
Líquido
Solo
Pontos experimentais
Solução analítica
Pontos experimentais
Solução analítica
Tempo
Profundidade
do solo
na coluna
b) APÓS O ENSAIO
a) DURANTE O ENSAIO
Concentração no solo
Câmara de
amostragem
Concentração - c
Líquido
Solo
Pontos experimentais
Solução analítica
Pontos experimentais
Solução analítica
Tempo
Profundidade
do solo
na coluna
b) APÓS O ENSAIO
a) DURANTE O ENSAIO
Concentração no solo
Figura 3.20. Procedimento para realização do ensaio de difusão: a) Perfil de concentração do reservatório;
b) Perfil de concentração do solo (SHACKELFORD; DANIEL, 1991).
Exemplos de estimativa de parâmetros de transporte a partir de ensaios de difusão e
demais variações dos equipamentos de ensaio são apresentados por Rowe et al. (1988),
Barone et al. (1989) Shackelford et al. (1989), Boscov et al. (1999), Ritter et al. (1999), Leite
e Paraguassú (2002), entre outros. Paula et al. (1999), por exemplo, apresentam um estudo
para estimativa do coeficiente de difusão em solo arenoso, quando o efeito da difusão é
desprezível se comparado aos mecanismos de advecção e dispersão.
72
3.2.2.3 Ensaios de Equilíbrio em Lote
A caracterização da capacidade de sorção dos solos geralmente é feita com a
realização de ensaios de equilíbrio em lote. Estes ensaios são feitos com suspensões de solo,
preparadas com solo seco ao ar e peneirado, misturado com várias concentrações de uma
solução contaminante (Figura 3.21). Yong (2001) comenta que o processo se caracteriza pela
adsorção de um soluto por um sistema constituído por partículas de solo completamente
dispersas, estando praticamente toda a superfície das partículas exposta e disponível para a
sorção de poluentes. Desde que a maioria dos solos contém diferentes tipos de frações de
solo, e estas possuem diferentes áreas de superfície específica, espera-se que os resultados
obtidos pelo ensaio apresentem um efeito médio de sorção entre todas as superfícies
constituintes do solo.
Solução contaminante
pré-estabelecida
Misturada com
Solo seco,
peneirado na # 40
Ensaio de adsorção
(24h)
Razão Solo-Solução
(RSS)
Ensaio de adsorção
“branco” + frascos
com RSS pré-
determinada e
variação da
concentração
Análises
Separação sólido-líquido
para determinação da
concentração dos
contaminantes adsorvidos
pelo solo
Isotermas de adsorção
Concentração de equilíbrio Æ
Grau de adsorção (S) Æ
Solução contaminante
pré-estabelecida
Misturada com
Solo seco,
peneirado na # 40
Ensaio de adsorção
(24h)
Razão Solo-Solução
(RSS)
Ensaio de adsorção
“branco” + frascos
com RSS pré-
determinada e
variação da
concentração
Análises
Separação sólido-líquido
para determinação da
concentração dos
contaminantes adsorvidos
pelo solo
Isotermas de adsorção
Concentração de equilíbrio Æ
Grau de adsorção (S) Æ
Solução contaminante
pré-estabelecida
Misturada com
Solo seco,
peneirado na # 40
Ensaio de adsorção
(24h)
Razão Solo-Solução
(RSS)
Ensaio de adsorção
“branco” + frascos
com RSS pré-
determinada e
variação da
concentração
Análises
Separação sólido-líquido
para determinação da
concentração dos
contaminantes adsorvidos
pelo solo
Isotermas de adsorção
Concentração de equilíbrio Æ
Grau de adsorção (S) Æ
Figura 3.21. Procedimento para realização de ensaios de equilíbrio em lote (modificado de YONG, 2001).
73
A aparelhagem consta de frascos inertes para colocação das razões solo-solução
(RSS), um equipamento para agitação dos frascos e um equipamento para separação das fases
(centrífuga). Em um frasco, denominado “branco”, só é colocada a solução, sem solo. No
final do ensaio, a diferença entre a concentração inicial da solução e a concentração final no
frasco “branco” indica se houve adsorção ou desadsorção em outras superfícies, que não a do
adsorvente, além de fornecer informações sobre a instabilidade do soluto com o tempo
(BOSCOV, 1997).
Os ensaios são levados até o tempo de equilíbrio da solução, definido como o intervalo
mínimo de tempo necessário para garantir que a variação na concentração seja menor ou igual
a 5%. O tempo de equilíbrio é determinado experimentalmente.
Segundo Boscov (1997), muitos parâmetros experimentais podem afetar a adsorção de
um dado constituinte químico pelo solo. Para solutos inorgânicos, os parâmetros são, entre
outros: tempo de contato ou de equilíbrio, temperatura, método de mistura, razão solo-
solução, teor de umidade do adsorvente (solo), pH da solução, hidrólise, e presença de outros
produtos químicos dissolvidos na solução. Para solutos orgânicos, além dos parâmetros já
mencionados, acrescentam-se: carbono orgânico dissolvido, volatilidade do adsorvato
(soluto), fotodegradação, biodegradação e estabilidade do composto.
As isotermas de sorção são curvas que relacionam o grau de sorção de um elemento no
solo à concentração de equilíbrio desse elemento na solução após o contato com o solo. O
grau de sorção (S) é definido pela seguinte equação:
V
M
)cc(
S
e0
⋅
−
= (3.8)
onde:
c
0
= concentração inicial da solução (“branco”);
c
e
= concentração no tempo de equilíbrio;
V = volume da solução no frasco;
74
M = massa de solo seco.
As isotermas de sorção podem ser obtidas fixando-se uma RSS e variando a
concentração da solução aplicada ao solo (isoterma CSI –
Constant Soil-Solution Ratio
Isotherm), ou fixando-se a concentração da solução e variando o volume de solução aplicado
ao solo (isoterma ECI –
Environmentally Conservative Isotherms RSS) (LEITE, 2001).
Os modelos de isotermas mais aplicados para interpretação dos resultados dos ensaios
de equilíbrio em lote são (Figura 3.22):
Isoterma Linear:
S = K
d
. c
e
(3.9)
d
d
d
K
n
R
ρ
+= 1 (3.10)
Isoterma de Freundlich:
S = K . c
e
. N (3.11)
1
..1
−
+=
N
e
d
d
cNK
n
R
ρ
(3.12)
onde:
K = constante proporcional à capacidade de sorção;
N = coeficiente dependente da declividade da curva.
Isoterma de Langmuir:
)c1(
c
S
e
e
⋅α+
⋅
β
⋅
α
= (3.13)
2
)1(
1
e
d
d
c
n
R
⋅+
⋅
⋅+=
α
βα
ρ
(3.14)
onde:
α = constante relacionada à energia de ligação ou sorção;
β = quantidade máxima de soluto que pode ser adsorvida pelo solo.
75
Observa-se que os modelos de isotermas Linear e de Freundlich não apresentam um
limite de quantidade de soluto adosrvido pelo solo, enquanto que a isoterma de Langmuir
considera que existe um máximo de partículas que podem ser adsorvidas para um certo
volume de solo.
Concentração de equilíbrio dos solutos na solução
Concentração de solutos adsorvidos
Adsorção constante (linear)
LangmuirFreundlich
Alta afinidade
Concentração de equilíbrio dos solutos na solução
Concentração de solutos adsorvidos
Adsorção constante (linear)
LangmuirFreundlich
Alta afinidade
Figura 3.22. Diferentes tipos de isotermas de sorção (YONG, 2001).
3.3 A Resistividade Elétrica na Detecção de Solos Contaminados
A resistividade elétrica é uma das propriedades mais importantes e versáteis do solo
para deteccção de poluentes no subsolo de forma indireta, seja a partir de técnicas invasivas
ou não invasivas. Isto ocorre porque ela é sensível a diferentes tipos de solos (de argilosos a
arenosos), resíduos (metálicos, orgânicos e inorgânicos), plumas de contaminação (orgânicas
e inorgânicas) e ainda, a rejeitos de mineração.
A seguir são apresentados os princípios, a interpretação e os principais fatores que
afetam a medida da resistividade elétrica em meios porosos, seguidos de alguns exemplos de
aplicação, tanto em laboratório como em campo.
76
3.3.1 Princípios Básicos e Interpretação
Um dos primeiros passos na interpretação de ensaios com medida de resistividade é
relacionar a resistividade do solo com a resistividade do fluido, procurando considerar os
diversos fatores que afetam essa relação. A Lei de Archie (1942) é uma das leis mais simples
e famosas que relaciona diferentes componentes do solo para determinação da resistividade
elétrica, sendo dada por:
s
r
m
f
b
Sna
ρ
ρ
FF
−
−
⋅⋅== (3.15)
onde:
FF = fator de formação;
ρ
b
= resistividade integral do sistema;
ρ
f
= resistividade do fluido;
n = porosidade;
S
r
= grau de saturação;
a = fator de escala da equação, que depende da mineralogia do solo. Para solos normalmente
adensados, adota-se a ≅ 1;
m = constante que depende do tipo do solo. Para areias, m ≅ 1,5 e para uma série de argilas, m
= 1,8 a 3,0 (JACKSON et al., 1978);
s = expoente que também depende da mineralogia do solo, que Archie estimou como sendo
igual a 2,0 e DUNLAP et al. (1949) sugeriu valores de 1,0 a 2,5 (DANIEL, 1997).
Essa fórmula foi desenvolvida para areias e rochas com praticamente nenhuma
quantidade de argila, não levando em consideração o efeito da camada dupla causada pelos
argilominerais ou pela interface sólido-fluido nos valores de resistividade.
O termo fator de formação apresentado na Equação 3.15 pode ser definido como fator
de formação aparente (F
a
) ou intrínseco (F
i
). Urish (1981) apresenta o conceito fator de
77
formação aparente, que inclui o efeito da condução de superfície e demais contribuições
intergranulares devido à presença de fluidos nos poros. O fator de formação aparente medido
em areias limpas, saturadas, não adensadas e não condutivas é uma função de diversas
variáveis, que interagem de forma complexa entre si. São elas:
F
a
= f(k
d
, k
f
, n, T, S
p
, k
s
) (3.16)
onde:
k
d
= condutividade específica da fase dispersa (matriz granular);
k
f
= condutividade específica do fluido;
n = porosidade;
T = tortuosidade = (L/Lb)
2
, sendo L a menor distância entre dois pontos de uma amostra e, L
b
,
o caminho tortuoso entre esses dois pontos;
S
p
= área da superfície intersticial total dos poros por volume de poro de uma amostra;
k
s
= condutividade específica da superfície dos grãos, que depende da resistividade, da
composição iônica e do pH do fluido, além da capacidade de troca catiônica dos minerais.
Pfannkuch (1972) apresenta o conceito do fator de formação intrínseco, que envolve
apenas os caminhos percorridos pelo fluxo nos poros, considerando a matriz do solo (ou
rocha) perfeitamente não condutiva:
F
i
= T / n (3.17)
Sendo a condução de superfície uma fração considerável da condução total de um
eletrólito em um meio poroso, Pfannkuch (1972) introduziu o termo k
s
num modelo de
resistência em paralelo, uma vez que a resistência total (R
b
) dependerá da resistência de três
diferentes fases (do fluido - R
f
, do sólido - R
d
e da dupla camada elétrica na interface sólido-
fluido - R
s
). Deste modo, a resistência combinada do sistema será dada por:
sdfb
R
1
R
1
R
1
R
1
++= (3.18)
ou, em termos de condutância:
78
K
b
= K
f
+ K
d
+ K
s
(3.19)
Quando esse modelo é expresso em termos da geometria do sistema, incorporando o
conceito de tortuosidade, Pfannkuch (1972) transformou a condutância em condutividade,
obtendo:
ps
d
b
dfb
S
T
n
k
L
L
nk
T
n
kk
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+=
2
)1(
(3.20)
onde L
d
é o caminho do fluxo que passa pelo material sólido.
Substituindo a Equação 3.17 na Equação 3.20, e considerando o fator de formação
aparente igual à relação entre a condutividade do fluido e a condutividade total do sistema (F
a
= k
f
/k
b
), tem-se:
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+=
p
f
s
d
b
f
d
ai
S
k
k
L
L
n
n
k
k
FF
2
)1(
1
(3.21)
Especial atenção deve ser dada às razões k
d
/k
f
e k
s
/k
f
, que determinam a magnitude da
correção a ser introduzida na transformação de F
a
em F
i
. Considerando que o meio poroso é
constituído por grãos de areia, a condutividade da matriz granular será muito baixa, com o
termo k
d
/k
f
tendendo a zero. Quanto à razão k
s
/k
f
, observa-se que quanto maior é a
condutividade do fluido, mais esse termo se aproxima de zero. Ou seja, a razão k
s
/k
f
pode ser
escrita em função da concentração molar do fluido dos poros (PFANNKUCH, 1972; URISH,
1981).
Frohlich e Parke (1989) apresentam uma expansão da Lei de Archie, incluindo a
resistividade de superfície (ρ
s
) no modelo de resistência em paralelo:
s
n
r
f
m
b
1
S
a
n1
ρ
+⋅
ρ⋅
=
ρ
(3.22)
79
Essa expressão relaciona a resistividade elétrica resultante de uma zona não saturada à
resistividade do fluido, à porosidade, à saturação e à resistividade da interface sólido-fluido,
causada pela dupla camada elétrica. Nesse caso, a resistividade da matriz granular (ρ
d
) foi
desprezada, mas pode-se estimar sua importância na resistividade resultante medindo-se o
fator de formação de uma amostra saturada com fluidos a diferentes resistividades.
Para poder estimar a contribuição relativa de ρ
s
na resistividade total do meio,
Frohlich e Parke (1989) escreveram a Equação 3.21 em função da resistividade do solo não
saturado (ρ
us
) e da resistividade do solo saturado (ρ
sat
), que podem ser medidas diretamente:
ssat
n
r
us
1
S
1
ρ
+
ρ
=
ρ
(3.23)
Aplicando função logarítmica em ambos os lados da equação e escrevendo ρ
s
em
função de ρ
sat
, introduzindo a razão M = ρ
s
/ρ
sat
, os autores obtiveram a seguinte expressão:
log ρ
us
= log (ρ
sat
. M) – log (M . S
r
. n + 1) (3.24)
A Figura 3.23 apresenta uma série de curvas da razão ρus/ρsat versus Sr em escala bi-
logaritmica, para n = 2 e ρ
sat
= 1, sendo cada curva representada por um diferente valor de M.
Essa figura mostra que quanto mais seco fica o solo, maior é a contribuição da resistividade
de superfície na resistividade total do meio poroso. Para saturações mais elevadas, o
coeficiente n pode ser determinado como o coeficiente angular da reta. Observa-se também
que quanto menor M, ou quanto maior a condutividade da superfície, mais as curvas se
desviam dessa reta.
Frohlich e Parke (1989) concluem que qualquer aplicação de medida de resistividade
elétrica em zonas não saturadas deve incluir uma estimativa da condutividade da superfície do
grão, que é possível a partir da medida da resistividade a diferentes graus de saturação.
80
Saturação
Normalizada
Saturação
Normalizada
Figura 3.23. Razão entre as resistividades do solo não saturado e saturado em função da saturação normalizada
(FROHLICH; PARKE, 1989).
3.3.2 Exemplos de Aplicação
3.3.2.1 Em Laboratório
Uma forma de estudar as relações entre a resistividade e os diversos fatores que a
influencia é a partir de ensaios de laboratório, onde as diversas variáveis encontradas durante
a análise dos ensaios de campo podem ser controladas. Vários autores têm apresentado
diferentes técnicas para medir a resistividade elétrica de solos em laboratório e para diferentes
finalidades.
Jackson et al. (1978) apresentam um dos primeiros aparatos para a medida da
resistividade elétrica de meios porosos em laboratório. Como mostra a Figura 3.24, trata-se de
uma câmara para sedimentação de areias, com base larga e graduada. Cada lado da câmara era
composto por uma placa contendo 81 parafusos de aço inoxidável conectados alternadamente,
constituindo os eletrodos de corrente e os de potencial separadamente. Os autores obtiveram
mostraram que o expoente
m da Lei de Archie depende da forma dos grãos, crescendo quando
eles se tornam menos esféricos. Já as variações no tamanho e na distribuição dos grãos não
81
tiveram muito efeito sobre este parâmetro. A Figura 3.25 apresenta valores de m variando
entre 1,2 e 1,85, quando utilizados materiais granulares artificiais e saturados.
Com o objetivo de avaliar a qualidade da compactação dos solos, incluindo aqueles
utilizados em liners, Kalinsky e Kelly (1994) e Abu-Hassanein e Benson (1994)
desenvolveram aparatos para a medida da resistividade elétrica em laboratório para amostras
compactadas.
Kalinsky e Kelly (1994) desenvolveram uma célula circular de material isolante, com
oito eletrodos, como mostra a Figura 3.26. Assim, oito medidas de resistência eram realizadas
de forma separada, utilizando quatro eletrodos de cada vez, sendo os dois mais externos
utilizados como eletrodos de corrente e os internos como eletrodos potenciais.
Abu-Hassanein e Benson (1994) construíram um molde em PVC para compactação,
com as mesmas medidas daquele empregado no ensaio de compactação Proctor Normal. O
campo elétrico era induzido através de dois discos de cobre posicionados nas extremidades do
corpo de prova, enquanto a diferença de potencial era medida entre duas barras, também de
cobre, cravadas no corpo de prova (Figura 3.27). Os resuldados desses ensaios mostraram que
a resistividade de argilas compactadas é sensível ao teor de umidade, ao esforço de
compactação e à saturação inicial do corpo de prova.
Água
Sedimento
Cilindro Graduado
Nível de
sedimento a um
volume conhecido
Eletrodo de
Potencial
φ = 4 mm
Eletrodo de
Corrente
φ = 6,5 mm
Água
Sedimento
Cilindro Graduado
Nível de
sedimento a um
volume conhecido
Água
Sedimento
Cilindro Graduado
Nível de
sedimento a um
volume conhecido
Eletrodo de
Potencial
φ = 4 mm
Eletrodo de
Corrente
φ = 6,5 mm
Eletrodo de
Potencial
φ = 4 mm
Eletrodo de
Corrente
φ = 6,5 mm
Figura 3.24. Câmara de sedimentação para medida da resistividade em laboratório (JACKSON et al., 1978).
82
Porosidade (%)
Fator de Formação (FF)
A: Esferas de vidro
B: Areia quartzosa arredondada
C: Areia alongada
D: Esferas + conchas (razão 1:1)
E: Fragmentos de conchas
Lei de Archie para três valores do expoente m
Porosidade (%)
Fator de Formação (FF)
A: Esferas de vidro
B: Areia quartzosa arredondada
C: Areia alongada
D: Esferas + conchas (razão 1:1)
E: Fragmentos de conchas
Lei de Archie para três valores do expoente m
Figura 3.25. Fator de formação versus porosidade para amostras artificiais com esfericidade decrescente
(JACKSON et al., 1978).
Figura 3.26. Célula para medidas seqüenciais de resistividade, com oito eletrodos (KALINSKY; KELLY, 1994).
83
Parafuso
de cobre
Parafuso
de cobre
Eletrodo
de cobre
Eletrodo
de cobre
Hastes
de cobre
Molde de
compactação
(PVC)
Corrente
AC
Resistor
2 kilo-ohm
Solo
Compactado
Parafuso
de cobre
Parafuso
de cobre
Eletrodo
de cobre
Eletrodo
de cobre
Hastes
de cobre
Molde de
compactação
(PVC)
Corrente
AC
Resistor
2 kilo-ohm
Solo
Compactado
Figura 3.27. Molde de compactação para medida da resistividade elétrica (ABU-HASSANEIN; BENSON,1994).
A Figura 3.28 mostra a relação entre a resistividade e saturação inicial para dois solos
argilosos distintos. Observa-se que o solo de
Sauk County é mais resistivo que o solo de
Wilsonville, apesar do primeiro ter maior porcentagem de argila (40 %) que o segundo (20%).
Contudo, o solo de
Sauk County tem porcentagem de areia e pedregulho um pouco maiores.
Isto mostra a complexidade dos fatores que influenciam a medida da resistividade em
diferentes tipos de solos.
Com o mesmo aparato da Figura 3.27, Abu-Hassanein et al. (1996) apresentam uma
série de outras relações entre a resistividade e algumas características de diferentes tipos de
solos argilosos.
Primeiramente, os autores destacam a importância da anisotropia na medida da
resistividade em laboratório, uma vez que os métodos utilizados em campo empregam
campos elétricos tridimensionais. A Figura 3.29 apresenta os resultados da medida da
resistividade de um solo ensaiado nas direções vertical e horizontal, compactado nas energias
Proctor normal (SP) e reduzido (RP – metade do número de golpes do Proctor normal), para
diferentes teores de umidade. Os resultados mostram que, para umidades abaixo da ótima
84
(ramo seco da curva de compactação), os valores de resistividade medidos para as amostras
ensaiadas na direção horizontal variam entre 75 e 80 % daqueles medidos para as amostras
ensaiadas na direção vertical. Para maiores teores de umidade, já no ramo úmido da curva de
compactação, o efeito da anisotropia sobre os valores de resistividade horizontais é menor,
com estes variando entre 90 e 95% dos valores de resistividade medidos para amostras
ensaiadas na direção vertical. Os autores comentam que os solos compactados a teores de
umidade elevados tornam-se mais homogêneos, uma vez que no ramo seco existe a presença
da macroestrutura entre os grãos de argila.
Saturação inicial (%)
Resistividade (ohm-cm)
Proct. reduzido - Sauk Count
Proctor normal - Sauk Count
Proctor modif. - Sauk Count
Proct. reduzido - Wilsonville
Proctor normal - Wilsonville
Proctor modif. - Wilsonville
Saturação inicial (%)
Resistividade (ohm-cm)
Proct. reduzido - Sauk Count
Proctor normal - Sauk Count
Proctor modif. - Sauk Count
Proct. reduzido - Wilsonville
Proctor normal - Wilsonville
Proctor modif. - Wilsonville
Figura 3.28. Relação entre a resistividade e a saturação inicial de compactação para dois tipos de solos argilosos
para energias de compactação (ABU-HASSANEIN; BENSON, 1994).
Teor de umidade de moldagem (%)
Resistividade elétrica (ohm-cm)
Teor de umidade de moldagem (%)
Resistividade elétrica (ohm-cm)
Figura 3.29. Resistividades elétricas horizontais e verticais medidas para um solo argiloso, a diferentes teores de
umidade e para duas diferentes energias de compactação (ABU-HASSANEIN et al., 1996).
85
Abu-Hassanein et al. (1996) apresentam ainda variações da resistividade elétrica com o
coeficiente de permeabilidade, limite de liquidez, limite de plasticidade, porcentagem de
finos, fração argilosa, fração de grossos e temperatura. Os resultados com relação à medida do
coeficiente de permeabilidade mostraram que esta tende a crescer com aumento da
resistividade. Porém, para a metade dos solos ensaiados, não foi possível obter uma única
correlação do coeficiente de permeabilidade com a resistividade, uma vez que o coeficiente de
permeabilidade depende da saturação inicial do corpo de prova e esta também varia com a
resistividade, como mostrado na Figura 3.28. Com relação aos demais parâmetros, ficou clara
a diminuição da resistividade com o aumento do limite de liquidez, do índice de plasticidade
(Figura 3.30), da porcentagem de finos, da fração argila e da temperatura. Os autores
explicam a elevada resistividade do solo C devido à grande porcentagem de grossos existente
nesse solo. A Figura 3.31 mostra que os valores de resistividade crescem com o aumento da
porcentagem de grossos.
Índice de Plasticidade
Resistividade no teor de
umidade ótimo (ohm-cm)
Solo C passado na peneira nº 4
Solo C passado na peneira nº 200
Índice de Plasticidade
Resistividade no teor de
umidade ótimo (ohm-cm)
Solo C passado na peneira nº 4
Solo C passado na peneira nº 200
Figura 3.30. Variação da resistividade elétrica medida para diferentes amostras de solo no teor de umidade ótimo
em função do índice de plasticidade (ABU-HASSANEIN et al., 1996).
86
Fração grossa (%)
Resistividade no teor de
umidade ótimo (ohm-cm)
Fração grossa (%)
Resistividade no teor de
umidade ótimo (ohm-cm)
Figura 3.31. Variação da resistividade elétrica medida para diferentes amostras de solo no teor de umidade ótimo
em função da fração grossa (ABU-HASSANEIN et al., 1996).
Fukue et al. (1999) realizaram ensaios de adensamento com medida de resistividade
para verificar a influencia desta com a estrutura de solos argilosos saturados. As Figuras 3.32
e 3.33 apresentam a variação do índice de vazios com a resistividade para uma argila pouco
ativa (
Kibushi Clay) e para uma argila bentonita, respectivamente. Os resultados mostram que
a resistividade aumenta com a diminuição dos índices de vazios, sendo função principalmente
da porosidade para a argila menos ativa (Figura 3.32). A influência da dupla camada elétrica
aparece nos resultados obtidos para a argila bentonita (Figura 3.33), com grandes variações
nos valores de resistividade devido às diferentes tensões aplicadas. Segundo Waxman e Smith
(1968) apud Fukue et al. (1999), as propriedades elétricas das argilas são mais complexas que
das areias em termos de esqueleto estrutural, uma vez que a condutividade elétrica da dupla
camada existente na interface sólido-líquido é diferente (na maioria das vezes maior) daquela
do líquido contido nos poros.
Fukue et al. (1999) também relacionaram a resistividade com o teor de umidade para
estas mesmas argilas remoldadas, a uma carga constante. Observa-se, na Figura 3.34, um
abrupto decréscimo da resistividade quando o teor de umidade se aproximava do limite de
plasticidade. Os autores também relacionaram esta diferença de comportamento com a
87
descontinuidade da água existente nos poros no trecho em que os valores de resistividade são
muito elevados, existindo somente água adsorvida pelas partículas. A partir do momento que
as bolhas de água começam a se ligar, a resistividade diminui bruscamente, tendendo a
permanecer num patamar constante até um teor de umidade próximo do limite de liquidez,
aumentando um pouco depois deste.
Resistividade (ohm-m)
Índice de Vazios
Carga (kPa)
Resistividade (ohm-m)
Índice de Vazios
Carga (kPa)
Resistividade (ohm-m)
Índice de Vazios
Carga (kPa)
Figura 3.32. Relação entre o índice de vazios e a resistividade elétrica para uma argila pouco ativa (Kibushi
Clay), usando corrente elétrica de 0,1 mA e 1000 Hz (FUKUE et al., 1999).
Índice de Vazios
Resistividade (ohm-m)
Índice de Vazios
Resistividade (ohm-m)
Figura 3.33. Relação entre o índice de vazios e a resistividade elétrica para uma argila bentonita, durante
adensamento (FUKUE et al., 1999).
88
Resistividade (ohm-m)
Teor de Umidade (%)
Bolhas de água
entre os vazios
Resistividade (ohm-m)
Teor de Umidade (%)
Bolhas de água
entre os vazios
Figura 3.34. Relação entre a resistividade e o teor de umidade para a Kibushi Clay (FUKUE et al., 1999).
Daniel (1997), pretendendo obter em laboratório as constantes
a, m e s da Lei de
Archie, acoplou o dispositivo para medida da resistividade de um piezocone (RCPTU) a um
molde de ensaio de compactação feito com material isolante, através de dois eletrodos de
latão localizados na extremidade da amostra (Foto 3.3). Esses eletrodos foram conectados aos
dois eletrodos externos do piezocone (envio e recebimento de corrente elétrica) e a diferença
de potencial era medida diretamente através dos dois eletrodos internos do piezocone.
Foto 3.3. Foto do equipamento desenvolvido por Daniel (1997) para medida da resistividade em laboratório para
amostras compactadas.
89
A proposta de Daniel (1997) pode ser empregada para a obtenção de valores de
resistividade de referência em amostras de solos residuais, onde muitas vezes a penetração do
piezocone é prejudicada, além de auxiliar no entendimento da influência de fatores como o
grau de saturação, porosidade e do tipo de fluido existente entre os grãos de solo.
Daniel (1997) ensaiou fragmentos de rocha quartzosa, obtendo valores para os
expoentes
m e s igual a 2,2 e 1,8, respectivamente. Também foram ensaiados rejeitos de
carbonato de cálcio.
No Brasil, destacam-se os trabalhos de Nacci et al. (2003a) e de Pacheco (2004), que
realizaram medidas de resistividade elétrica de solos saturados, em laboratório, com o
objetivo de auxiliar a interpretação dos resultados de ensaios de piezocone.
Nacci et al. (2003a) desenvolveram uma célula cúbica de acrílico, onde o solo era
disposto a diferentes porosidades e submetido a soluções de cloreto de sódio (NaCl) a
diferentes concentrações. A condutividade elétrica era medida a partir de dois eletrodos de
cobre, dispostos em duas faces opostas do cubo. Os autores obtiveram valores para o fator de
formação de duas areias puras: de 3 a 4 para a areia de granulometria mais fina e uniforme e
de 4 a 5 para a areia mais grossa e melhor distribuída.
Pacheco (2004) realizou medidas de resistividade com o piezocone de resistividade em
laboratório, utilizando areias de praia lavadas, de diferentes granulometrias e forma de grãos,
e caulinita, homogeneizada em uma batedeira industrial com diferentes concentrações salinas.
Os corpos de prova eram obtidos por “chuveiramento” (método utilizado para o lançamento
do material em um balde por um funil, de abertura e a uma altura conhecidas), a fim se obter
diferentes índices de vazios.
Durante os ensaios, o fator de formação foi analisado, constatando que, para as areias,
ele é sensível à porosidade, à forma e à dimensão dos grãos. O autor salienta ainda que a
redução da condutividade devido à adição de partículas de solo ao fluido foi atribuída à
90
redução de área para ocorrência da condução e ao aumento do comprimento de linhas de
corrente, devido à tortuosidade do solo.
A Figura 3.35 apresenta um resumo dos principais resultados obtidos por Pacheco
(2004). Observa-se que os valores obtidos para o expoente
m da Lei de Archie vão de
encontro com aqueles obtidos por Jackson et al. (1978), variando de 1,19, para areia mais
arredondada, a 1,53, para a areia misturada com conchas. O valor de
m igual a 1,9 para o
caulim também é da mesma ordem daqueles encontrados na literatura para solos argilosos (≅
2,0).
Em ensaios com medida de resistividade em amostras saturadas com chorume diluído
em diferentes concentrações, Yoon et al. (2002) constataram que não existe uma única curva
que representa o fator de formação em função da massa específica úmida (m
d
= M
w
/Vt) para
um determinado solo, uma vez que o mesmo tende a crescer com a concentração de chorume,
devido a complexas interações eletro-químicas que ocorrem entre o chorume e o solo (Figura
3.36a). Outro fator importante observado é que apenas 5% de chorume diluído em água
destilada é suficiente para diminuir significantemente a resistividade do solo (Figura 3.36b), o
que mostra o grande potencial do ensaio de piezocone de resistividade na identificação da
presença de chorume em solos não-saturados.
Recentemente, outras formas de medida da resistividade elétrica em laboratório têm
surgido, como, por exemplo, as mini-sondas apresentadas por Kechavarzi e Soga (2002) e
Screedeep et al. (2004). Os primeiros utilizaram uma mini-sonda formada por quatro
eletrodos de platina, cada um com 1 mm de diâmetro e 5 mm de comprimento, inseridos na
extremidade de um tubo de plástico (Figura 3.37), para medir a variação da saturação durante
a realização de ensaios de fluxo multi-fásico. Foram realizadas calibrações com três diferentes
sondas, utilizando areia pura e solução de NaCl, obtendo a relação entre o fator de formação e
91
a saturação do solo. Como mostra a Figura 3.38, os dados se ajustaram à Lei de Archie,
obtendo valores médios para
m, s e FF iguais a 1,55, 1,10 e 3,88, respectivamente.
Screedeep et al. (2004) obtiveram relações empíricas entre a resistividade e o grau de
saturação para um solo siltoso e uma argila branca comercial da Índia (Figura 3.40). Foram
feitas duas formas de medida de resistividade em laboratório: uma caixa cúbica de constituída
de 3 eletrodos de latão parafusados em cada face, chamada de
electrical resistivity box – ERB,
e uma mini-sonda constituída de 4 anéis de cobre inseridos numa haste de ebonite, chamada
de
electrical resistivity probe –ERP. A Figura 3.39 apresenta as dimensões desses aparatos.
A partir dos resultados apresentados na Figura 3.40, Screedeep et al. (2004)
observaram que existe uma zona de transição (40 % ≤ Sr ≤ 60 %), acima da qual os valores de
resistividade permanecem praticamente constantes, e abaixo da qual a resistividade entre os
vazios preenchidos com ar (muito elevada) tem grande influência sobre a resistividade
integral do solo.
Figura 3.35. Fator de formação versus porosidade para areias de Niterói- RJ e caulim (PACHECO, 2004).
92
Concentraçãode chorume (%)
Resistividade elétrica (ohm-m)
Solo arenoso
Residual de granito
Areiasiltosa
Água Torneira
Chorume5%
Chorume10%
Chorume30%
Massa EspecíficaÚmida (m
d
)
Fator de Formação
AreiaSiltosa
(a)
(b)
Figura 3.36. Resultados de medida de resistividade em laboratório utilizando diferentes solos e fluidos: (a)
Variação do fator de formação; (b) Influência da concentração de chorume (YOON et al., 2002).
Figura 3.37. Mini-sonda desenvolvida para medida da resistividade elétrica em laboratório (KECHAVARZI &
SOGA, 2002).
Saturação
Fator de Formação
Calibração 1
Calibração 2
Calibração 3
Lei de Archie
Função estimada
Saturação
Fator de Formação
Calibração 1
Calibração 2
Calibração 3
Lei de Archie
Função estimada
Figura 3.38. Curvas de calibração obtidas para três diferentes mini-sondas. Fator de formação em função da
saturação de uma areia pura (KECHAVARZI; SOGA, 2002).
93
Eletrodos
Haste de
Ebonite
C: Eletrodo de corrente
V: Eletrodo de potencial
Cone de aço inoxidável
a)
b)
Fecho de topo
Fecho lateral
Eletrodos
Haste de
Ebonite
C: Eletrodo de corrente
V: Eletrodo de potencial
Cone de aço inoxidável
a)
b)
Fecho de topo
Fecho lateral
Figura 3.39. Detalhe da caixa, ERB (a) e da sonda, ERP (b) utilizados em laboratório para medida da
resistividade elétrica de amostras deformadas e indeformadas (SCREEDEEP et al., 2004).
Grau de Saturação (%)
Resistividade Elétrica (ohm-m)
Solo Siltoso
Argila Branca
ERB
ERP
Dados da
literatura
ERB
ERP
Dados da
literatura
Grau de Saturação (%)
Resistividade Elétrica (ohm-m)
Solo Siltoso
Argila Branca
ERB
ERP
Dados da
literatura
ERB
ERP
Dados da
literatura
ERB
ERP
Dados da
literatura
ERB
ERP
Dados da
literatura
Figura 3.40. Relação entre a resistividade elétrica e o grau de saturação para dois tipos de solos diferentes da
Índia (SCREEDEEP et al., 2004).
94
Boszczowski e Silva (2006) compararam medidas de resistividade em amostras
deformadas e indeformadas para diferentes solos de um perfil de intemperismo. Os resultados
mostram que, principalmente para teores de umidade abaixo de 30%, a estrutura dos solos
apresenta-se como uma ponte para a passagem de corrente elétrica, ou seja, o solo estruturado
conduz mais eletricidade que o solo desestruturado. Além disso, com exceção da camada de
solo mais superficial (o que continha maior fração argila), observou-se que os valores de
resistividade aumentaram com o grau de intemperismo dos diferentes solos estudados.
Lembra-se que todos os aparatos citados acima, assim como aqueles que ainda serão
desenvolvidos ou utilizados em campo, devem ser calibrados de maneira adequada para a
obtenção do fator geométrico, que multiplicado pela resistência elétrica (R = ΔV/I), possibilita
a medida da resistividade elétrica (ρ), sendo esta uma propriedade intrínseca dos materiais.
Especial atenção deve ser dada à freqüência da corrente elétrica utilizada (I), geralmente
alternada (AC), para evitar a polarização dos eletrodos e variações na medida da resistividade.
3.3.2.2 Ensaios de Campo
Com exceção dos ensaios geofísicos, já consagrados na detecção de solos
contaminados, a aplicação de outras técnicas
in situ para medida da resistividade elétrica na
investigação geoambiental, ou para outras finalidades, ainda é tímida. A maioria dos estudos
encontrados na literatura internacional envolve a aplicação do piezocone de resistividade em
conjunto com outros dispositivos acoplados a ele, devido à sua grande versatilidade.
Rhoades e Van Schilfgaarde (1976) apresentam o que seria o início do
desenvolvimento do ensaio de piezocone de resistividade: uma sonda para detecção da
salinidade do solo com quatro eletrodos dispostos em arranjo
Wenner (os externos para
indução de corrente e os internos para medida de potencial), que podia ser inserida no solo a
uma profundidade de interesse. Para calibração do equipamento, as condutividades elétricas
95
medidas com a sonda eram comparadas com aquelas medidas nas amostras de solo
imediatamente retiradas do local onde a sonda estava cravada.
Kean et al. (1987) apresentam um dos primeiros trabalhos que relaciona medidas de
resistividade com o teor de umidade de solos siltosos e argilosos, a diferentes profundidades.
Foram feitas sondagens elétricas verticais em arranjo
Schlumberger reverso (eletrodos de
corrente no centro e eletrodos de potencial nas extremidades) para medir a resistividade em
quatro campos experimentais. Esses ensaios de eletrorresistividade eram realizados antes e
após a infiltração de água (chuva ou artificial) nos diferentes locais e então amostras de solo a
diferentes profundidades da zona vadosa eram coletadas para medida do teor de umidade. A
partir dos resultados apresentados, observou-se que não existe uma correlação aparente entre
os valores absolutos de resistividade e de teor de umidade. Contudo, existe uma relação direta
entre as variações de resistividade e de teor de umidade obtidos antes e após o umedecimento
do solo. Os autores lembram que a resistividade também depende das quantidades de argila e
silte presentes no solo, e que pequenas alterações no teor de umidade têm provocado grandes
variações nos valores de resistividade. Isto mostra que os métodos resistivos podem ser
utilizados para o monitoramento da migração de diferentes fluidos na zona vadosa.
Daniel et al. (2002) apresentam resultados de dois ensaios RCPTU realizados lado a
lado na zona vadosa de um perfil de solo arenoso do Canadá, como mostra a Figura 3.41.
Observa-se, nessa figura, que a variabilidade entre os resultados, em termos de resistência de
ponta (q
c
), é muito pequena. Porém, nota-se que os perfis de resistividade determinados nos
dois ensaios seguem a mesma tendência, mas apresentam valores muito discrepantes em
certas profundidades (por exemplo, de 1,6 a 2,2 m). A conclusão dos autores vai de encontro
com aquela de Kean et al. (1987), de que uma pequena variação no grau de saturação em
perfis de solos não saturados pode representar uma grande variação nos valores de
96
resistividade, dificultando assim a interpretação dos resultados de ensaios RCPTU em perfis
de solos não saturados.
(1700 ohm-m)
S
r
= 13%
q
c
(bar)
050100150
0
1
2
3
4
Resistivity
(ohm-m)
02500500
10152050
S
r
(%, s = 1.75)
Resistividade
Profundidade (m)
0
(1700 ohm-m)
S
r
= 13%
q
c
(bar)
050100150
0
1
2
3
4
Resistivity
(ohm-m)
02500500
10152050
S
r
(%, s = 1.75)
Resistividade
Profundidade (m)
0
Figura 3.41. Efeito da variação do grau de saturação na resistividade (DANIEL et al., 2002).
Campanella e Weemees (1990), ao apresentarem os perfis obtidos com o piezocone de
resistividade de um subsolo contaminado por uma intrusão salina de muito baixa resistividade
(da ordem de 4 ohm.m), concluem que, quando a resistividade do fluido contido nos poros é
muito baixa, o efeito da condução da superfície dos grãos é insignificante quando comparada
com a condução eletrolítica do fluido dos poros. Para os locais onde a resistividade do fluido
dos poros era maior, ficou nítida a variação da resistividade com a mineralogia e a textura dos
solos.
Giacheti (2002), estudando a aplicabilidade do piezocone de resistividade (RCPTU) na
investigação geoambiental de solos tropicais, também concluiu que os valores de resistividade
são fortemente afetados pelo grau de saturação, gênese, textura, porcentagem de finos e tipo
de argilomineral presente na fração fina do solo.
97
Os resultados apresentados por Mondelli (2004) para investigação geoambiental do
aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP, mostraram que apesar da influência dos
fatores citados acima, os ensaios RCPTU realizados nas zonas contaminadas do entorno do
aterro também apresentaram valores de resistividade muito baixos, a ponto de não ficarem tão
nítidas as variações de resistividade entre as camadas mais arenosas e mais argilosas. A
Figura 3.42 possibilita comparar os dois perfis de resistividade, acompanhados dos perfis
geotécnicos interpretados para o entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP,
estando um deles possivelmente contaminado (RCPTU 15).
Perfil Interpretado
com base nos CPTs
Areia
Areia siltosa
Areia siltosa
Argila
Areia siltosa
Argila
Resistividade (ohm-m)
0 20406080100
Profundidade (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
N.A.
Resistividade (ohm-m)
0 50 100 150 200 250 300
Profundidade (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Perfil Interpretado
com base nos CPTs
Areia
Silte Arenoso
Areia Siltosa
Argila
Areia Siltosa
Areia
Argila
Areia Siltosa
N.A.
Solo fino muito rijo
Areia
Areia Siltosa
a)
b)
Figura 3.42. Perfis de resistividade obtidos para a zona saturada do entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos
de Bauru-SP. a) Ensaio RCPTU 15 realizado muito próximo ao aterro; b) Ensaio RCPTU 3 realizado distante da
cava preenchida com resíduos.
Fukue et al. (2001), ao desenvolverem um cone de resistividade para detecção de solos
contaminados do Japão, testaram a influência da corrente elétrica utilizada durante os ensaios
sobre a medida da resistividade, para diferentes concentrações de KCl. Os resultados obtidos
98
para uma areia quartzosa e uma argila comerciais (Figura 3.43), mostram que praticamente
não existe variação da resistividade para faixas de corrente entre 0,1 e 5 mA, para os dois
solos. Quanto aos valores de resistividade, variaram entre 200 e 2 ohm.m para a areia (Figura
3.43 a) e entre 10 e 0,35 ohm.m para a argila (Figura 3.43 b).
Para verificar a aplicabilidade do cone desenvolvido antes da realização de ensaios em
campo, Fukue et al. (1998) apresentam o perfil de resistividade obtido em laboratório para
camadas intercaladas de areia e argila, e com percolação de diferentes concentrações de NaCl
na camada de topo. Os resultados, apresentados na Figura 3.44, mostram a grande variação da
resistividade para a primeira camada de areia, quando percolada com água (200 ohm.m) e
com o acréscimo de 0,01 % de NaCl na solução (50 ohm.m). Com 0,1 % de NaCl, não é mais
possível distinguir a camada de areia e a de argila apenas com valores de resistividade. Isto
mostra a grande aplicabilidade do piezocone de resistividade na detecção e na remedição de
áreas contaminadas, uma vez que ele também permite a obtenção do perfil geotécnico a partir
dos valores de q
c
e R
f
.
Ao realizarem ensaios com o cone de resistividade em uma área com disposição de
diferentes tipos de materiais, Fukue et al. (1998; 2001) tiveram dificuldades em detectar as
camadas contaminadas, mesmo com a escavação de um poço exploratório muito próximo aos
ensaios. Esta dificuldade foi decorrente do uso de cones com eletrodos de diferentes
espaçamentos, além do fato de haver materiais oleosos no local (muito resistivos). Deste
modo, ficou difícil detectar se a diferença entre os perfis de resistividade obtidos era
decorrente dos diferentes espaçamentos entre os eletrodos ou da presença de poluentes
(resistivos ou condutivos).
Strutynsky et al. (1992) apresentam a aplicação do piezocone com medida de
condutividade elétrica (CPTU-EC) na detecção de vazamento de tanques de combustível em
aeroportos. Apresentaram uma correlação obtida em laboratório entre a condutividade elétrica
99
e a substituição da água dos poros por combustível, mostrando que a condutividade de uma
amostra de areia saturada com combustível é similar à uma amostra de areia seca (Figura
3.45).
Corrente (mA)
Resistividade (ohm.m)
Corrente (mA)
Resistividade (ohm.m)
a)
b)
Corrente (mA)
Resistividade (ohm.m)
Corrente (mA)
Resistividade (ohm.m)
a)
b)
Figura 3.43. Relação entre resistividade e corrente elétrica obtida em laboratório por Fukue et al. (2001): a) Para
areia quartzosa; b) Para argila Kibushi.
Resistividade (ohm.m)
Profundidade (cm)
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
Espaçamento
entre eletrodos
externos
Argila
w:31-33%
Areia
w:24-28%
Areia
w:28-32%
Resistividade (ohm.m)
Profundidade (cm)
Resistividade (ohm.m)
Profundidade (cm)
NaCl
NaCl
NaCl
NaCl
Espaçamento
entre eletrodos
externos
Argila
w:31-33%
Areia
w:24-28%
Areia
w:28-32%
Figura 3.44. Perfil de resistividade do cone obtido em laboratório com a variação de NaCl (FUKUE et al., 2001).
100
0
0
0
20
20
40
40
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60
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80
100
1000
100
2000
Grau de Saturação (%) – Combustível
Grau de Saturação (%) – Água
Condutividade Elétrica do Solo (μS/cm)
0
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0
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40
40
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100
1000
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2000
0
0
0
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40
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60
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80
100
1000
100
2000
Grau de Saturação (%) – Combustível
Grau de Saturação (%) – Água
Condutividade Elétrica do Solo (μS/cm)
Figura 3.45. Efeito da contaminação com combustível na condutividade elétrica de um solo granular
(STRUTYNSKY et al., 1992).
A realização de amostragem de água em conjunto com ensaios para medida de
resistividade em campo permite a estimativa do fator de formação (F = ρ
b
/ρ
w
). Segundo
Campanella e Weemees (1990), o conhecimento do fator de formação é importante porque a
resistividade do fluido pode ser estimada a partir da medida da resistividade do solo. Pacheco
(2004) acrescenta que como o fator de formação não varia para diferentes concentrações, é
possível estimar características do solo a partir dele.
Em um perfil de solo arenoso e limpo de Porto Alegre-RS, Nacci et al. (2003b)
realizaram um ensaio de piezocone de resistividade e, com coletas de água entre 1 e 1,5 m de
profundidade, obtiveram valores para o fator de formação variando entre 3 e 4. Esses são
valores da mesma ordem de grandeza daqueles determinados em laboratório, como mostrado
no item anterior.
Pacheco (2004) realizou o mesmo estudo para um perfil de solo argiloso orgânico e
saturado do Rio de Janeiro-RJ. Com coletas de água a 0,4 m de profundidade, obteve valores
para o fator de formação da ordem de 2. Apesar de serem solos de composição diferentes,
além das diferenças de estado encontradas em campo e em laboratório, inclusive diferentes
101
porosidades, o valor do fator de formação encontrado em campo foi menor do que aquele
estimado para o caulim, em laboratório.
Campanella e Weemees (1990) comentam que a estimativa da resistividade do fluido
dos poros de solos argilosos é mais difícil, devido aos efeitos da condução da superfície dos
minerais, a qual também varia com o tipo de argilomineral. A partir da amostragem de água
com o sistema BAT em um perfil de solo argiloso do Canadá, a 10,6 m de profundidade,
obtiveram um fator de formação igual 1,43. Pela Lei de Archie, considerando
n igual a 0,6 e
m igual a 2, esse fator (FF) seria igual a 2,8.
Esses resultados mostram a necessidade de acréscimo do efeito da condutividade
causada pelo argilominerais, no caso de solos saturados, na Lei de Archie. Lembra-se que
para solos não saturados, além da condutividade dos argilominerais, caso estejam presentes,
existe o efeito causado pela condutividade de superfície dos grãos, devido à dupla camada
elétrica, que forma uma densidade de carga na superfície dos grãos.
É necessário que estudos com medida de resistividade em perfis de solos tropicais
saturados ou não continuem sendo realizados, uma vez que estes cobrem grande parte do
território brasileiro, assim como de outros países tropicais. A medida de resistividade na
detecção solos contaminados é fundamental para o desenvolvimento da qualidade e da
eficiência das investigações geoambientais.
102
103
4 O ATERRO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS DE BAURU
4.1 Aspectos Gerais
A cidade de Bauru possui cerca de 347.601 habitantes, que descartam cerca de 250
toneladas de lixo por dia, dos quais 3.000 são levados para a central de triagem da cidade
(EMDURB, 2005; CETESB, 2006). O aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru opera
desde 1993 e localiza-se a cerca de 15 km do centro urbano, 1,9 km à oeste do Km 353 da
Rodovia Marechal Rondon, próximo às coordenadas 22º15’25 S e 49º08’15 W (Figura 4.1).
A cidade possui típico clima tropical (Aw), com verão chuvoso e inverno seco. As
temperaturas máximas variam de 32,2
o
C, em janeiro, a 24,9
o
C, em julho, enquanto as
mínimas variam de 20,5
o
C, em janeiro, a 12,9
o
C, em julho, com médias de 26,3
o
C, em janeiro
e de 19
o
C, em julho. Com relação às precipitações, destacam-se a máxima em janeiro, de 286
mm e a mínima em julho, de 33 mm (http://pt.wikipedia.org/wiki/Bauru - nov/2006).
O aterro ocupa uma área de 268.985 m
2
e cerca de 15 m de altura, que diminui
conforme se caminha de oeste para leste, devido às diferenças topográficas. O aterro encontra-
se com sua capacidade prevista no projeto original esgotada, o que considerava a deposição
dos resíduos em 3 camadas com cerca de 4 m cada (FIPAI, 1992). Atualmente, a EMDURB
(Empresa Municipal de Desenvolvimento Urbano e Rural de Bauru) fez um pedido para
ampliação vertical do aterro à CETESB, a qual fez uma série de exigências relacionadas à
melhora de operação, geometria e condições de drenagem superficial do aterro, conforme
documento de 26/12/2007.
O aterro também recebia cerca de 1.800 kg/dia de resíduos hospitalares, que eram
depositados em valas sépticas localizadas ao redor do aterro, a sul-sudeste do mesmo. O
fundo e as laterais destas valas recebiam uma camada de CM-30, antes da deposição dos
resíduos. Além disso, existem os entulhos provenientes de demolições e da construção civil
(cerca de 600t/dia), que são depositados em bolsões de entulho espalhados pela cidade. Nos
104
últimos anos, erosões localizadas em diferentes bairros da cidade têm sido escolhidas para
esta finalidade. Em Janeiro de 2008, a EMDURB decidiu deixar de coletar e receber os
resíduos hospitalares gerados pelas clínicas, laboratórios e hospitais da cidade, na tentativa de
se contratar uma empresa privada para a coleta e o tratamento dos mesmos (JORNAL DA
CIDADE DE BAURU, 2008).
Zonas Urbana e Rural de Bauru-SP
Aterro de Resíduos
Sólidos Urbanos de
Bauru
IacangaAraçatuba
Marília
Ourinhos
São Paulo
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Aterro de Resíduos
Sólidos Urbanos de
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Figura 4.1. Localização de Bauru no Estado de São Paulo e do aterro de resíduos sólidos urbanos da cidade
(http://www.vidagua.org.br
em 02/2004).
105
O Índice de Qualidade de Aterro de Resíduos (IQR) publicado pela CETESB (2004a)
para este aterro foi de 9,5 para o ano de 2003. Apesar de alto, o que significa que o aterro
possui instalações adequadas para a sua operação, sabe-se que cuidados necessários não foram
tomados com relação à base do aterro, à drenagem das águas pluviais e à geração de chorume,
que até o final de 2007 era recirculado sobre os resíduos. O IQR calculado para o ano de 2005
diminuiu para 7,7 (CETESB, 2006), a nota mais baixa desde 1997, passando assim de
condições adequadas para condições controladas de disposição de resíduos. Em 2006, o aterro
voltou a ser classificado como adequado, com IQR igual a 8,7 (CETESB, 2007).
Para evitar contradições, o nome “aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru” foi
adotado e é sugerido para uso corrente, uma vez que o aterro foi concebido como sanitário,
operou durante algum tempo com características controladas, e a sua melhora dependerá da
operação e do futuro a ser dado ao mesmo.
Segundo o EIA-RIMA (FIPAI, 1992), a proteção da base do aterro foi feita com 4
camadas de 20 cm de solo, compactadas 3% acima do teor de umidade ótimo, com rolo pé de
carneiro. Sobre esta camada, foi executada uma imprimação betuminosa com asfalto diluído
CM-30, em duas demãos (Foto 4.1). Os ensaios de compactação realizados com o solo local
mostraram que o coeficiente de permeabilidade poderia atingir 10
-9
m/s nestas condições,
sendo esta uma solução alternativa e de menor custo para a camada de proteção da base do
aterro. Segundo o EIA-RIMA (FIPAI, 1992), a base estaria situada a cerca de 5 m do nível
d’água e foram feitas escavações até que o horizonte C (solo de alteração) fosse alcançado,
demonstrando assim que o nível d’água, na época de implantação do aterro, estava a cerca de
2 m da base do aterro, segundo os resultados das sondagens de simples reconhecimento com
medida de SPT (Foto 4.2).
Um rápido balanço hídrico realizado por Hamada (2002) demonstrou que a quantidade
de chorume coletado pelo sistema de drenagem é muito pequena quando comparada ao
106
potencial de geração. Isto é um indício de que existe infiltração de chorume pela base do
aterro, podendo atingir o lençol subterrâneo.
Mesmo assim, a geração de grande quantidade de chorume pelo aterro tem causado
preocupação nos últimos anos, uma vez que as lagoas de recirculação de chorume, localizadas
sobre o próprio aterro até 2007, apresentavam transbordamento durante as estações chuvosas,
aparecendo, inclusive, chorume nos drenos verticais de gases, como mostra a Foto 4.3, de
2005. Uma das exigências do DAIA (Departamento de Avaliação de Impacto Ambiental) para
a construção de uma 4ª camada de lixo sobre o aterro foi a construção das lagoas para
armazenamento de chorume. Essa construção foi concluída em Setembro de 2007 (Fotos 4.4 e
4.5), a nordeste do aterro, e já estão em operação desde Janeiro de 2008 (Foto 4.6). Ainda não
se sabe qual será a destinação final do chorume, uma vez que a cidade não possui estação de
tratamento de esgoto, sugerindo-se que o mesmo seja transportado para a estação mais
próxima.
Outro problema freqüentemente encontrado no aterro é a quebra dos equipamentos que
compactam o lixo e que também retiram e transportam o solo para cobrí-lo. Se o lixo fica
muito tempo descoberto, além do mau cheiro e dos vetores, o chorume é produzido ainda em
superfície, podendo infiltrar nas camadas mais superficiais e ser levado pelos drenos de águas
pluviais, atingindo assim as águas de superfície, como as das erosões 1 e 2, localizadas à
jusante do aterro (Figura 4.11 e Foto 4.10).
107
Foto 4.1. Preparação da base do aterro: a) compactação do solo; b) aplicação de imprimação betuminosa.
b)
a)
108
Foto 4.2. Sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT realizadas em 1992.
Foto 4.3. Lagoa de chorume sobre os resíduos, em segundo plano, e transbordamento de chorume pelo dreno
vertical de gás, em primeiro plano (Agosto, 2005).
109
Lagoa
Colúvio
Solo Residual - Arenito
Arenito – Formação Marília
Areia Argilosa
Formação Adamantina (?)
Lagoa
Colúvio
Solo Residual - Arenito
Arenito – Formação Marília
Areia Argilosa
Formação Adamantina (?)
Foto 4.4. Vista geral da área escavada para futuro armazenamento de chorume. Destaque para o perfil geológico
mostrado através do talude, com continuidade para a área escavada da lagoa.
Foto 4.5. Vista geral das lagoas de chorume sendo impermeabilizadas com geomembrana (Agosto, 2007).
110
Foto 4.6. Vista geral das lagoas de chorume em funcionamento (Abril, 2008).
4.2 Aspectos Geológicos, Hidrogeológicos e Topográficos
A cidade de Bauru está localizada sobre uma área caracterizada geologicamente por
sedimentos do Grupo Bauru (Formações Marília e Adamantina), de idade Mesozóica, que
ocupa todo o Planalto Ocidental do Estado de São Paulo (Figura 4.2).
A Formação Adamantina caracteriza-se por bancos de arenitos de granulação
normalmente fina, coloração rósea a creme, com estratificação cruzada ocasional e
cimentação carbonática localizada, com intercalações e, às vezes desenvolvimento areal
significativo de termos pelíticos com lamitos, siltitos e arenitos lamíticos de cores
avermelhadas a cinza esverdeadas, com marcas de onda e microestratificação cruzada,
respectivamente. A primeira litofácie representa o resultado de deposição em um ambiente
fluvial meandrante e, a segunda, sub-aquosa (lacustre), com frontes de pequenos deltas
causados pela entrada dos rios do sistema fluvial (FULFARO; BJOMBERG, 1993).
A Formação Marília é constituída por arenitos grosseiros a conglomeráticos, mal
selecionados, pobres em matriz e em estruturas sedimentares. Camadas de lamitos, com
intensa bioperturbação, separam os bancos de arenitos. Em certas áreas apresentam forte
111
cimentação carbonática, podendo essa matriz representar até 40 % da rocha. Segundo Fulfaro
e Bjomberg (1993), o ambiente deposicional dessa unidade é sujeito a uma série de
incorreções, existindo um ambiente semi-árido e um regime torrencial, com leques aluviais de
pequena expressão, com seus pontos terminais podendo ter sido sub-aquosos.
Figura 4.2. Mapa geológico do Estado de São Paulo (ROCHA, 2005).
Cavaguti (1981) apresenta um estudo hidrogeológico detalhado da cidade de Bauru,
com base em mais de 200 poços tubulares profundos espalhados por toda a cidade. A Figura
4.3 resume esses resultados, mostrando que o Grupo Bauru aflora em toda área pesquisada,
com a Formação Marília aparecendo em cotas mais elevadas que a Formação Adamantina
(acima de 541 m, em média, 552 m). Com relação às formações subjacentes ao Grupo Bauru,
o autor apresenta também as cotas médias de contato do Grupo Bauru com cada Formação:
112
Margas, calcários argilosos,
calciruditos, siltitos calcíferos,
silexitos, folhelhos, argilitos e siltitos
Basaltos, lentes de quartzitos, lamitos
arenosos, brechas piroclásticas e
arenitos
Arenitos, arenitos conglomeráticos,
conglomerados carbonáticos, lamitos
Arenitos, arenitos conglomeráticos,
argilitos e siltitos
Arenitos, níveis de conglomerados,
argilitos, basaltos e diversas soleiras
de gabro, microgabro e diabásio
Arenitos, arenitos conglomeráticos,
conglomerados, argilitos e soleiras
de gabro
DISCORDÂNCIA
DISCORDÂNCIA EROSIVA
INTERDIGITAMENTO
INTERDIGITAMENTO
DISCORDÂNCIA EROSIVA
Margas, calcários argilosos,
calciruditos, siltitos calcíferos,
silexitos, folhelhos, argilitos e siltitos
Basaltos, lentes de quartzitos, lamitos
arenosos, brechas piroclásticas e
arenitos
Arenitos, arenitos conglomeráticos,
conglomerados carbonáticos, lamitos
Arenitos, arenitos conglomeráticos,
argilitos e siltitos
Arenitos, níveis de conglomerados,
argilitos, basaltos e diversas soleiras
de gabro, microgabro e diabásio
Arenitos, arenitos conglomeráticos,
conglomerados, argilitos e soleiras
de gabro
DISCORDÂNCIA
DISCORDÂNCIA EROSIVA
INTERDIGITAMENTO
INTERDIGITAMENTO
DISCORDÂNCIA EROSIVA
Figura 4.3. Coluna estratigráfica provável para a região de Bauru-SP (CAVAGUTI, 1981).
• Formação Serra Geral aparece em média na cota de 464 m, abrangendo toda a região
norte da cidade, em diferentes espessuras;
113
• Formação Botucatu aparece em média na cota de 447 m, estando em contato direto com a
Formação Adamantina apenas em algumas regiões da zona urbana da cidade. Constitui
um importante aqüífero subterrâneo, por sua eleva permeabilidade e por ser artesiano
quando subjacente à Formação Serra Geral (basaltos impermeáveis), e considerado misto
quando sob pressão da Formação Adamantina (arenitos menos permeáveis);
• Formação Pirambóia aparece em média na cota de 442 m, estando em contato direto com
o Grupo Bauru na maior parte da zona urbana de Bauru, constituindo aí um aquífero
misto, porém artesiano, quando subjacente às Formações Botucatu e/ou Serra Geral.
Cavaguti (1981) lembra que o lençol d’água do Grupo Bauru é freático, tendendo a
acompanhar o relevo, com níveis médios de 520 m e 538 m, quando em contato com as
Formações Serra Geral e Botucatu/Pirambóia, respectivamente. O autor também apresenta
valores médios de porosidade efetiva e permeabilidade iguais a 15 % e 1,7x10
-5
m/s,
respectivamente, sem considerar grande cimentação, para o Grupo Bauru.
O Aqüífero Bauru ocupa aproximadamente a metade do território paulista (47%)
(Figura 4.4), além do sul de Minas Gerais e norte do Paraná, possuindo uma área aproximada
de afloramento de 117.000 km
2
. Com essa grande área na região do estado em que se mais
utiliza as águas subterrâneas para abastecimento público (Figura 4.5), a preocupação com a
contaminação das águas do Aqüífero Bauru e então do Aqüífero Guarani (Formação
Botucatu), abaixo dele, se faz cada vez mais presente e necessária. Para isso, é importante a
realização de um estudo que engloba o conhecimento das características geotécnicas,
hidráulicas e elétricas desse aqüífero, que apesar de superficial, é bastante explorado. A
Tabela 4.1 apresenta as principais características do Aqüífero Bauru. Estas características
devem ser visualizadas com restrições, uma vez que foram estimadas com base em escalas
geológicas para todo o aqüífero presente no Estado.
114
Figura 4.4. Base e espessura saturada do Aqüífero Bauru no Estado de SP (MANCUSO; CAMPOS, 2005).
BAURU
BAURU
BAURU
BAURU
Figura 4.5. Porcentagem, por município, de uso da água subterrânea para abastecimento publico no Estado de SP
(SÃO PAULO, 2006).
Paula e Silva et al. (2005) realizaram um estudo com base em mapas de isólitas de
permeabilidade aparente dos corpos arenosos, resultantes de perfis geofísicos realizados em
toda a área, para estimativa das diferentes unidades hidroestratigráficas do Sistema Aqüífero
Bauru. Os resultados apresentados pelos autores mostram que o volume de água armazenado
no Aqüífero Bauru alcança pouco mais de 1600 km
3
, distribuídos em arenitos de elevada a
115
moderada permeabilidade aparente. O Aqüífero Adamantina, graças a sua extensa área de
ocorrência, responde por cerca de 50% do volume armazenado em todo o sistema, o que
demonstra sua grande importância estratégica, ainda que as vazões fornecidas mostrem-se
extremamente variáveis. Os autores também comentam que para o Aqüífero Marília, a
distinção entre arenitos de elevada e moderada permeabilidade aparente ficou comprometida
devido à elevada cimentação carbonática, que influenciou nos valores de resistividade
obtidos.
Tabela 4.1 - Características gerais do Aqüífero Bauru – Escala Geológica (MANCUSO; CAMPOS, 2005).
Unidade
Hidroestratigráfica
Rochas
Tipo de
ocorrência
Permeabilidade
(m/s)
Transmissividade
(m
2
/d)
Bauru
Médio/Superior
Arenitos grosseiros
imaturos; com
abundantes nódulos
e cimento calcíferos;
bancos de arenitos
finos intercalados
com lamitos e siltitos
Livre a
localmente
confinado;
porosidade
granular;
contínuo e não
uniforme
1,2 a 4,6 x 10
-6
10 a 50
Bauru
Inferior/Caiuá
Arenitos finos,
maciços, baixo teor
de matriz; arenitos
finos a médios com
boa seleção
Livre a
localmente
semiconfinado;
granular;
contínuo e
uniforme
1,2 a 3,5 x 10
-5
100 a 300
A Figura 4.6, modificada do Mapa Geológico do Estado de São Paulo publicado pelo
IPT em 1981, apresenta a disposição das Formações Marília e Adamantina na região onde
está localizado o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, indicando o afloramento da
Formação Marília sobre a Adamantina, nessa área (Foto 4.4). Registros da CPRM sobre um
poço de abastecimento profundo localizado na penitenciária mostram que a profundidade do
Grupo Bauru chega até 128 m, seguido pela Formação Serra Geral com 234 m de espessura e
pela Formação Botucatu, de 362 até 502 m de profundidade (final do poço).
116
Figura 4.6. Mapa geológico da região de Bauru-SP (adaptado de IPT, 1981, segundo LAGO et al., 2006).
Na região onde está localizado o aterro, os sedimentos do Grupo Bauru, assim como
seu solo de alteração, residual, estão sobrepostos por camadas de aluvião e coluvião,
principalmente à oeste do aterro, próximo ao Córrego Gabiroba e às erosões. A Foto 4.7
apresenta uma imagem gerada pelo sistema de monitoramento espacial Landsat e também o
relevo gerado pelo projeto SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), da área,
disponibilizados pela EMBRAPA. Essa foto mostra que o aterro fica entre os vales do
Córrego Gabiroba (NO) e do Ribeirão da Água Parada (SE), com um dos afluentes do
primeiro passando abaixo do aterro, a NE. Isto mostra que o aterro de resíduos sólidos
urbanos de Bauru está situado no meio de um vale, transversal aos córregos Gabiroba e
Ribeirão da Água Parada. Este fato foi confirmado após a re-análise dos ensaios realizados e
também pelo monitoramento dos níveis d’água dos poços instalados no aterro, como será
visto adiante.
117
a) Landsat b) Relevoa) Landsat b) Relevo
N
ATERRO
ATERRO
C
C
ó
ó
r
r
e
g
o
G
a
b
i
r
o
b
a
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r
e
g
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i
r
ã
o
d
a
Á
Á
g
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P
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a
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a
g
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a
P
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a
N
S
P
-
3
0
0
B
a
u
r
u
C
C
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ó
r
r
e
g
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G
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b
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b
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G
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b
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b
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b
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b
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a
Á
Á
g
u
a
P
a
r
a
d
a
g
u
a
P
a
r
a
d
a
Foto 4.7. Imagens de satétite do solo (a) e do relevo (b), englobando a área onde está localizado o aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru (MIRANDA, 2005).
A Foto 4.8 apresenta uma foto aérea tirada do local em 1996 e a Foto 4.9 apresenta
duas vistas aéreas mais recentes (2006) do local. A comparação entre as duas imagens revela
a grande movimentação de terra existente no local para cobrimento do lixo, assim como as
mudanças nas posições das lagoas de chorume e o aumento dos limites do aterro para N-NE.
As cotas de superfície do relevo variam entre 551 (próximo a este afluente) e 523 m,
próximo ao Córrego Gabiroba. Com base nos poços de monitoramento localizados ao redor
do aterro, o nível freático varia entre 521 e 519 m nas cotas mais elevadas e entre 515 e 517 m
nas cotas mais baixas. Com base nestas informações e também naquelas apresentadas por
Cavaguti (1981), é possível que os sedimentos do Grupo Bauru estejam assentados sobre os
basaltos da Formação Serra Geral, havendo, portanto, aqüífero artesiano abaixo destes
basaltos, na região onde localiza-se o aterro (a N-NO da zona urbana).
A Figura 4.7 apresenta o modelo digital do terreno obtido com base no último
levantamento topográfico realizado em 2006. A Figura 4.10 apresenta este modelo superposto
pelo modelo digital do terreno estimado para 1992, antes da implantação do aterro (Figura
4.9). Um levantamento topográfico também foi realizado em 2002, englobando neste caso
118
uma área maior do entorno do aterro (Figura 4.8). A comparação entre essas figuras mostra a
movimentação de terra existente na área provocada pela implantação do aterro, como, por
exemplo, escavações a nordeste e ao sul dos resíduos (Figura 4.9). A Figura 4.9 mostra que os
resíduos foram dispostos sobre um pequeno vale, aproveitando-se, portanto, a depressão
natural do terreno para implantação do aterro.
NN
Foto 4.8. Foto aérea do local de implantação do aterro de resíduos sólidos de Bauru (EMDURB, 2002).
119
a)
b)
N
N
a)
b)
N
N
Foto 4.9. Vista aérea do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru (EMDURB, 2006).
120
Figura 4.7. Modelo digital do terreno mais atual, realizado em agosto de 2006, englobando a área de localização
do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP.
Figura 4.8. Modelo digital do terreno obtido através do levantamento topográfico realizado em 2002.
121
Figura 4.9. Modelo digital do terreno antes da implantação do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP.
Figura 4.10. Modelo digital do terreno atual e antes da implantação do aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru-SP.
122
4.3 Ensaios Realizados Anteriormente
A Figura 4.11 apresenta a localização dos poços de monitoramento, assim como das
sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT e dos ensaios de geofísica e de
piezocone (CPTU e RCPTU) realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru.
Destaque para os poços de monitoramento permanentes PP-3A, 5A, 5B, 10 a 13, para a linha
geofísica 20 e para a sondagem elétrica vertical SEV-10, todos realizados no ano de 2006.
Com exceção dos ensaios SPT, todos os demais ensaios foram realizados entre 2001 e 2003,
por Lago (2004), Bolinelli Jr. (2004), Mondelli (2004) e Cintra (2004), como parte de um
projeto de pesquisa que envolveu a participação de diferentes pesquisadores e universidades,
como citados no item 1.3.
Os resultados das sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT
apresentados pelo EIA/RIMA (FIPAI, 1992) e realizadas antes da implantação do aterro
mostram que, à medida que se caminha de montante para jusante do aterro, a camada de solo
coluvionar dá espaço ao solo aluvionar (SPTs 1 e 2). Uma camada de aluvião de cerca de 0,7
m volta a aparecer em sondagens realizadas em cotas mais altas, nos SPTs 9 ao 21.
O colúvio cobre praticamente toda região onde se encontra o aterro e, os resultados das
sondagens SPT indicam que o solo que ocorre na área tem as mesmas características do solo
da região de Bauru, residual do Grupo Bauru, classificado como areia argilosa marrom
avermelhada. O colúvio possui textura de areia fina a média argilosa, com valores de
permeabilidade variando entre 10
-6
a 10
-5
m/s. Segundo a metodologia MCT, é classificado
como solo arenoso de comportamento laterítico (LA’).
Na área onde estão dispostos os resíduos, as cotas em que aparece o solo de alteração
de arenito variam entre 522 (SPT 4) e 543,4 m (SPT 16), enquanto o arenito ou o
impenetrável das sondagens aparece entre as cotas 518,5 (SPTs 4 e 13, zona de vale) e 540,7
m (SPT 16).
123
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200 692300
7537100
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
7537800
7537900
7538000
7538100
PP-8
NASCENTE
SEV-3
AÇUDE 1
AÇUDE 2
EROSÃO 1
EROSÃO 2
PP-1
PP-2
PP-7
PP-5
PP-3
PP-6
PP-4
SEV-9
SEV-7
SEV-6
SEV-5
SEV-8
SEV-4
SEV-2
SEV-1
SPT-2
SPT-1
SPT-3
SPT-9
SPT-10
SPT-18
SPT-15
SPT-5
SPT-6
SPT-12
SPT-17
SPT-16
SPT-21
SPT-20
SPT-7
SPT-8
SPT-11
SPT-14
SPT-13
SPT-4
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
2
LINHA
GEOFÍSICA 1
LINHA
GEOFÍSICA 3b
L
I
N
H
A
GE
O
F
Í
S
I
C
A
3
a
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
4
LIMITE DO ATERRO
(PROJETO)
RCPTU-15
RCPTU-14
CPTU-4 e
RCPTUs-1,2,3,9
CPTU-3 e
RCPTUs-4,5,6,11
RCPTU-7
RCPTU-10
CPTU-2
RCPTU-12
RCPTU-16
RCPTU-13
CPTU-1
PP-9
PP-10
PP-11
PP-12
PP-3A
PP-13
R
C
P
T
U
-
8
LINHA
GEOFÍSICA 20
PP-5B
PP-5A
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
5
SEV-10
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200 692300
7537100
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
7537800
7537900
7538000
7538100
PP-8
NASCENTE
SEV-3
AÇUDE 1
AÇUDE 2
EROSÃO 1
EROSÃO 2
PP-1
PP-2
PP-7
PP-5
PP-3
PP-6
PP-4
SEV-9
SEV-7
SEV-6
SEV-5
SEV-8
SEV-4
SEV-2
SEV-1
SPT-2
SPT-1
SPT-3
SPT-9
SPT-10
SPT-18
SPT-15
SPT-5
SPT-6
SPT-12
SPT-17
SPT-16
SPT-21
SPT-20
SPT-7
SPT-8
SPT-11
SPT-14
SPT-13
SPT-4
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
2
LINHA
GEOFÍSICA 1
LINHA
GEOFÍSICA 3b
L
I
N
H
A
GE
O
F
Í
S
I
C
A
3
a
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
4
LIMITE DO ATERRO
(PROJETO)
RCPTU-15
RCPTU-14
CPTU-4 e
RCPTUs-1,2,3,9
CPTU-3 e
RCPTUs-4,5,6,11
RCPTU-7
RCPTU-10
CPTU-2
RCPTU-12
RCPTU-16
RCPTU-13
CPTU-1
PP-9
PP-10
PP-11
PP-12
PP-3A
PP-13
R
C
P
T
U
-
8
LINHA
GEOFÍSICA 20
PP-5B
PP-5A
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
5
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200 692300
7537100
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
7537800
7537900
7538000
7538100
NN
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200 692300
7537100
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
7537800
7537900
7538000
7538100
PP-8
NASCENTE
SEV-3
AÇUDE 1
AÇUDE 2
EROSÃO 1
EROSÃO 2
PP-1
PP-2
PP-7
PP-5
PP-3
PP-6
PP-4
SEV-9
SEV-7
SEV-6
SEV-5
SEV-8
SEV-4
SEV-2
SEV-1
SPT-2
SPT-1
SPT-3
SPT-9
SPT-10
SPT-18
SPT-15
SPT-5
SPT-6
SPT-12
SPT-17
SPT-16
SPT-21
SPT-20
SPT-7
SPT-8
SPT-11
SPT-14
SPT-13
SPT-4
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
2
LINHA
GEOFÍSICA 1
LINHA
GEOFÍSICA 3b
L
I
N
H
A
GE
O
F
Í
S
I
C
A
3
a
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
4
LIMITE DO ATERRO
(PROJETO)
RCPTU-15
RCPTU-14
CPTU-4 e
RCPTUs-1,2,3,9
CPTU-3 e
RCPTUs-4,5,6,11
RCPTU-7
RCPTU-10
CPTU-2
RCPTU-12
RCPTU-16
RCPTU-13
CPTU-1
PP-9
PP-10
PP-11
PP-12
PP-3A
PP-13
R
C
P
T
U
-
8
LINHA
GEOFÍSICA 20
PP-5B
PP-5A
L
I
N
H
A
G
E
O
F
Í
S
I
C
A
5
SEV-10
Figura 4.11. Localização de todos os ensaios realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru-SP.
A Figura 4.12 apresenta a superfície do terreno atual, seguida das camadas de colúvio,
de solo de alteração de arenito e de topo do arenito, estimados com base na interpretação das
sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT e dos novos poços de
124
monitoramento construídos na área. Observa-se que tanto a camada de arenito como a camada
de solo de alteração acompanham a topografia do terreno. O lençol freático aparece
atravessando o arenito nas áreas a leste e externas ao aterro e a camada de solo de alteração no
centro do aterro de resíduos. O colúvio apresenta cotas muito baixas a oeste do aterro, estando
abaixo dos aluviões e também saturado.
Figura 4.12. Modelo digital englobando a superfície atual do terreno, assim como as principais camadas
adjacentes a esta.
Observa-se, na Figura 4.11, que grande quantidade de ensaios foram concentrados a
oeste, próximos à Linha Geofísica 4 (Figura 4.13), pois foi nela que os ensaios elétricos
(eletrorresistividade e polarização induzida) indicaram anomalias maiores, inclusive dentro da
zona saturada, fora da área preenchida com resíduos. Os ensaios de piezocone realizados
nestes pontos mostraram que esta região é composta por uma camada de areia siltosa
avermelhada até cerca de 3 a 4.5 m de profundidade, seguida de uma camada de
comportamento argiloso, até cerca de 6 m. A partir daí, existem camadas muito finas
intercaladas entre si identificadas como areia siltosa e argila (ou silte argiloso) até
aproximadamente 9.5 m, surgindo então uma camada de areia siltosa (ou argilosa), residual de
125
arenito até o impenetrável do cone (Figura 4.14). Estas intercalações foram mais freqüentes
nos RCPTUs 7 e 10, que estão mais próximos às erosões, desaparecendo conforme se
caminha em direção ao aterro. Estas intercalações aparecem mais profundas no perfil
geotécnico obtido para o RCPTU 8, e praticamente desaparecem nos perfis dos RCPTUs 14 e
15 (Figura 4.15). A Foto 4.10 mostra um pouco desta estratigrafia, de característica aluvionar
e bastante heterogênea, vista através da Erosão 1, onde foi possível realizar ensaios de
piezocone.
Foto 4.10. Erosão localizada à jusante do aterro de resíduos sólidos de Bauru, onde é possível observar a
heterogeneidade do solo que ocorre no local.
Os perfis obtidos pelos ensaios de piezocone foram interpretados utilizando o ábaco de
Robertson et al. (1986), para a classificação do comportamento dos solos existentes no local.
Como vêm sendo constatado em outras pesquisas com solos tropicais (GIACHETI et al.,
2003), os resultados apresentados nas Figuras 4.14 e 4.15 mostram que a identificação do
perfil estratigráfico a partir de ensaios de piezocone, baseado nesse ábaco de classificação,
também apresentam limitações para esta área, uma vez que o mesmo identifica solos com
126
comportamentos distintos, mas não permite a classificação textural dos mesmos. No entanto, a
análise conjunta dos registros de q
c
e R
f
permitiu identificar as camadas com comportamentos
distintos, tendo sido realizadas amostragens de solo em alguns pontos.
a)
0 10 20 30 75 150 500 2000
Valores de resistividade aparente (ohm.m)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
Distância (m)
-30
-20
-10
Prof. teórica (m)
Linha C4 - Bauru Fase 1
NE
SW
b)
PP-5
PP-5APP-5B
PP-1
PP-2
PP-7
SEV-3
RCPTU-4,5,6,11RCPTU-1,2,3,9 PP-5
PP-5APP-5B
PP-1
PP-2
PP-7
SEV-3
RCPTU-4,5,6,11RCPTU-1,2,3,9
Figura 4.13. Seções de resistividade e cargabilidade da Linha 4, 1ª fase: a) Interpretada qualitativamente; b)
Interpretada quantitativamente (LAGO, 2004).
127
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Profundidade (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25
U
2
(kPa)
0 1000 2000 3000
Perfil Interpretado
com base nos CPTs
Areia
Solo Fino Muito Rijo
Areia siltosa
Areia siltosa
Argila
Areia siltosa
Argila
Areia
R (ohm-m)
0 500 1000 1500
N.A.
R (ohm-m)
0 50 100 150 200
U
2
(slot filter)
Resistividade em Escalas Distintas
CPTU 04
RCPTU 01
RCPTU 02
RCPTU 03
RCPTU 09
Figura 4.14. Resultados dos ensaios de piezocone de resistividade localizados a jusante do aterro e sobre a Linha
Geofísica 4.
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Profundidade (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25
U
2
(kPa)
0 1000 2000 3000
Perfil Interpretado
com base nos CPTs
Areia (SBT=9)
Areia siltosa
(SBT=7)
Areia siltosa
(SBT=7)
Argila (SBT=3)
Areia siltosa
(SBT=8)
Argila (SBT=3 - RCPTU15)
Areia (SBT=9 - RCPTU14)
R (ohm-m)
0 100 200 300 400 500
RCPTU 14 - Abr/2002
RCPTU 15 - Jul/2002
N.A.
Areia siltosa (SBT=7)
Granulometria (%)
0 20 40 60 80 100
Areia
Silte
Argila
U
2
(slot filter)
Solo Fino Muito Rijo (SBT=11)
Silte Arenoso (SBT=6)
R (ohm-m)
0 100 200 300
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
pH
0 2 4 6 8 10
PIEZOCONE
AMOSTRAS
DE SOLO
AMOSTRAS
DE ÁGUA
o
Figura 4.15. Resultados dos ensaios de piezocone de resistividade localizados a jusante do aterro, com coleta de
água e solo.
128
Os ensaios CPTU-1 e CPTU-2 foram realizados nas partes mais elevadas a leste e ao
sul do aterro, respectivamente, com o objetivo de se obter um perfil de referência do solo não
contaminado. Contudo, a resistência à penetração do cone foi maior que a capacidade do
sistema de cravação para atingir o nível d’água nessas regiões, onde os solos residuais, assim
como o arenito estão mais rasos.
Todos os ensaios RCPTU que atingiram o nível d’água apresentaram uma brusca
diminuição nos valores de resistividade quando atingida a zona saturada. Na zona saturada, os
valores de resistividade variaram com a textura e a mineralogia do solo, apresentando valores
maiores para as camadas arenosas e menores para as camadas mais argilosas. A influência do
tipo de solo nos valores de resistividade não é tão nítida nos ensaios RCPTU 14 e 15 (Figura
4.15), com valores em torno de 50 ohm.m para o primeiro e em torno de 20 ohm.m para o
segundo. Isto foi um indicativo da presença de contaminantes migrando nas camadas mais
arenosas logo à frente do aterro, uma vez que a amostra de água coletada entre 8,0 e 9,0 m de
profundidade também apresentou resistividade elétrica mais baixa.
A interpretação dos valores de resistividade obtidos para a zona não-saturada mostrou
a forte influência desse parâmetro em relação ao grau de saturação do solo. Observa-se, na
Figura 4.15, que até 2 m de profundidade os valores de resistividade foram maiores para o
ensaio RCPTU-15 que para o ensaio RCPTU-14, que havia sido realizado numa época mais
chuvosa que o RCPTU-15. A partir desta profundidade, os valores de resistividade
apresentaram grandes variações na zona não-saturada, que também podem ser devido à
variação textural e até mesmo à presença de contaminantes. Este fato mostrou a necessidade
de realização de ensaios de laboratório com a variação do grau de saturação interpretação
desses resultados e também a importância do monitoramento do teor de umidade dos solos
quando da realização de medidas de resistividade em campo.
129
A Figura 4.14 apresenta ensaios lado a lado realizados próximos ao sentido dos fluxos
sub e superficiais da área onde está situado o aterro, a oeste também do mesmo. Observa-se
que apesar da grande heterogeneidade existente devido ao predomínio de solos aluvionares
nesta área, a análise conjunta dos registros de q
c
, R
f
, u
2
e R permitiu identificar as diversas
camadas com comportamentos distintos, com o perfis apresentando ótima repetibilidade.
Uma sondagem elétrica vertical (SEV-3) também foi realizada sobre a Linha Geofísica
4 a fim de confirmar a mancha de baixa resistividade presente entre as distâncias 120 e 140 m
(Figura 4.13). Contudo, nem a SEV, nem os poços de monitoramento e os ensaios de
piezocone realizados na época atingiram profundidades suficientes para confirmar a
contaminação no local. A Figura 4.16 apresenta a curva de interpretação para a SEV-3,
indicando uma resistividade da ordem de 22 ohm.m para a zona saturada. Este valor está de
acordo com aquele encontrado para a zona saturada através do ensaio RCPTU-15, que foi o
menor comparado com os demais ensaios RCPTU. Este valor também sugere uma potencial
contaminação do aqüífero quando comparado com as condutividades elétricas das águas
subterrâneas coletadas através dos poços de monitoramento, que geralmente indicam
contaminação para valores acima de 454 µS/cm (menor que 22 ohm.m).
A Tabela 4.2 apresenta uma comparação dos valores de resistividade elétrica do solo,
obtidos a partir dos ensaios RCPTU, com aqueles obtidos para as amostras de água coletadas
nos poços de monitoramento temporários, na mesma época de realização dos ensaios. Esses
poços foram construídos logo após a realização dos ensaios de pieozocone, utilizando o
mesmo equipamento de cravação e hoje encontram-se desativados. Os dados permitiram a
estimativa do fator de formação do solo (FF), dado pela Equação 3.15.
Ao sul do aterro, solos com a mesma característica aluvionar foram encontrados e
caracterizados como uma areia amarela acinzentada até aproximadamente 6 m, seguida de
uma camada de argila cinza até 10 m de profundidade (RCPTU 16). Abaixo das mesmas,
130
camadas de areia e argila intercalam-se, como também mostraram os outros perfis já citados,
a oeste do aterro.
Modelo Geoelétrico Interpretado
Camada Espessura Resistividade Interpretação
1
1.59 m 112 ohm.m Solo Superficial
2
5.93 m 151 ohm.m Solo Não-Saturado
3
2.61 m 81.3 ohm.m Zona de Capilaridade
4
22.3 ohm.m Zona Saturada
Figura 4.16. Interpretação da SEV-3, localizada à jusante dos resíduos dispostos no aterro de Bauru (LAGO,
2004).
Tabela 4.2 - Estimativa do fator de formação do solo para amostras de água coletadas na mesma época da
realização dos ensaios RCPTU (MONDELLI et al., 2007).
Profundidade (m) Poço / Ensaio R (ohm.m) FF
Classificação do solo
com base no CPT
7,0
PT-1 (Fev/2002) 26,3
1,83 Areia Siltosa
RCPTU 4, 6 48,2
6,0
PT-2 (Fev/2002) 69,4
2,24 Areia Siltosa
RCPTU 1, 2, 3 155,4
7,0
PT-3 (Jul/2002) 18,8
1,55 Areia Siltosa
RCPTU-15 29,1
131
A interpretação dos resultados das sondagens SPT e dos ensaios RCPTU (piezocone
de resistividade) realizadas na área, assim como medidas de nível d’água dos poços de
monitoramento, indicam a presença de dois diferentes compartimentos hidrogeológicos na
área: um mais raso, presente nas regiões de várzea, a sul-sudoeste do aterro; e outro com
níveis d’água mais profundos, a norte-nordeste do aterro e abaixo do aterro, onde aparecem os
solos residuais de arenito ou o próprio arenito. O fluxo subterrâneo estimado para este
segundo caso utilizando-se os resultados das sondagens elétricas verticais mais as sondagens
SPT, não está de acordo com as medições do nível d’água realizadas através dos poços de
monitoramento localizados nas regiões mais elevadas. A Figura 4.17 apresenta o fluxo
subterrâneo estimado apenas com base nas medições de nível d’água utilizando os poços de
monitoramento.
Figura 4.17. Estimativa do fluxo subterrâneo atual com base nos níveis d’agua medidos a partir dos poços de
monitoramento em abril de 2008.
132
Uma representação esquemática do fluxo subterrâneo entre o poço PP-13 (SEV-10) e
o poço PP-1 (SEV-3), revela um gradiente hidráulico de 0,05 e a existência de uma carga
piezométrica negativa na profundidade do poço PP-13 (40 m), como mostra a Figura 4.18.
Segundo a topografia original do terreno (Figura 4.9), este poço, assim como os poços PP-10
e PP-4, estão situados em uma região de recarga do aqüífero. O gradiente hidráulico estimado
para a direção leste-oeste (0,025) é menor que aquele estimado para a direção norte-sul, o que
pode explicar o espalhamento da contaminação nesta ultima direção, como pode ser
observado na Figura 4.20. Por isso, o fluxo subterrâneo apresentado na Figura 4.19 é
considerado mais próximo do real, uma vez que sua estimativa foi realizada com base na
reunião de todos os dados disponíveis desde a topografia local, sondagens elétricas verticais,
sondagens SPT e poços de monitoramento localizados nas regiões de cota mais baixa.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0
20
40
60
80
100
(m)
(m)
RN
PP-13
PP-1
NA
NA
Solo não-saturado
h=12,9m
ne=14
∆
∆∆
∆h=h/ne=12,9/14=0,92
i = h/d=12,9/250=0,052
u1
u2
ui/γ
γγ
γw = h – ne . ∆
∆∆
∆h – z
u1/γ
γγ
γw = 12,9 – 2 . 0,92 – 15 = -4 m
u2/γ
γγ
γw = 12,9 – 13,3 . 0,92 – 1,5 = -0,8 m
Figura 4.18. Representação esquemática de fluxo estimada para uma seção na direção norte-sul, ligando os poços
PP-13 (recarga) ao PP-1 (descarga).
A grande dificuldade encontrada durante os estudos prévios realizados no aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru foi a obtenção de um perfil de solo representativo do local
onde se dá o fluxo de contaminantes, devido à grande variabilidade da hidrogeologia da área,
e também das condições de cravação limitada dos equipamentos em solos residuais. Dados de
133
resistividade em um perfil de solo não contaminado equivalente a um perfil de solo
contaminado possibilitaria a obtenção de valores de resistividade de referência para os solos
locais. A realização de análises químicas de solo e água entre essas duas situações, também
ajudaria no diagnóstico de contaminação do subsolo sob influência do aterro.
Figura 4.19. Estimativa do fluxo subterrâneo atual com base na correção dos níveis d’água medidos através dos
poços de monitoramento em agosto de 2007 e abril de 2008 e com o auxilio das sondagens elétricas verticais
realizadas em 2003.
A análise conjunta de todos os dados gerados nas diversas campanhas de ensaios
realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, apresentados por Mondelli (2004),
mostra que a pluma de contaminação ultrapassa os limites do aterro para jusante, a oeste-
noroeste. A Figura 4.20 apresenta o mapa de resistividade do nível teórico 22 m obtido para o
local, assim como a locação dos ensaios RCPTU e dos poços de monitoramento. Esta figura
indica que a pluma de contaminação já ultrapassa os limites do aterro (valores de resistividade
menores que 50 ohm.m), estando concentrada no centro e abaixo dos resíduos (espessura de
aproximadamente 15 m), espalhando-se na direção leste-oeste. Isso foi confirmado por coletas
134
diretas de água realizadas em 2002 e 2003, através de alguns poços de monitoramento, entre
eles: PT-3, PP-1 e PP-4.
PP-8
PP-1
PP-2
PP-7
PP-5
PP-3
PP-4
CPTU-3 e
RCPTUs-4,5,6,11
RCPTU-7
RCPTU-10
CPTU-2
CPTU-1
PP-9
PP-3A
PP-13
R
C
P
T
U
-
8
SEV-10
Linha Geofísica 20
PP-5A
PP-5B
RCPTU-15
RCPTU-14
CPTU-4 e
RCPTUs-1,2,3,9
PP-8
PP-1
PP-2
PP-7
PP-5
PP-3
PP-4
CPTU-3 e
RCPTUs-4,5,6,11
RCPTU-7
RCPTU-10
CPTU-2
CPTU-1
PP-9
PP-3A
PP-13
R
C
P
T
U
-
8
SEV-10
Linha Geofísica 20
PP-5A
PP-5B
RCPTU-15
RCPTU-14
CPTU-4 e
RCPTUs-1,2,3,9
Figura 4.20. Mapa de resistividade do nível teórico 22 m do aterro de resíduos sólidos de Bauru (LAGO et al.,
2006).
Pesquisas realizadas por Hamada et al. (2004) com amostras de água coletadas dos
lagos e das erosões localizados no entorno do aterro (Figura 4.11 e Foto 4.9) mostraram que o
manejo de gado e outras atividades existentes no meio rural do entorno do aterro podem
causar alterações nas águas superficiais tão grandes ou maiores que aquelas provocadas pelo
aterro de resíduos.
Devido a todas essas variáveis encontradas nas investigações anteriores, uma
investigação geoambiental mais detalhada e mais abrangente nesta área foi recomendada, para
que estes indícios de contaminação fossem confirmados e analisados, a fim de proteger o
aqüífero local e também para dar suporte a futuras medidas de remediação que poderão ser
necessárias no local. A metodologia utilizada é apresentada e discutida no Capítulo 5.
135
4.4 Caracterização da Fonte de Contaminação
Christensen et al. (2000) explicam que diferentemente de fontes pontuais e bem
conhecidas de contaminação – como, por exemplo, vazamentos de combustíveis de tanques
(hidrocarbonetos) e solventes cloridratos – os aterros de resíduos são grandes e heterogêneos e
recebem diferentes tipos de resíduos com o tempo, gerando diferentes caminhos, gradientes e
características das plumas de contaminação. Além disso, o tamanho dos mesmos impossibilita
a retirada ou escavação dos resíduos para remediação da área, sendo considerados fontes de
contaminação durante anos e mesmo depois de encerrados.
Christensen et al. (2001) detalham os constituintes do chorume proveniente de aterros
de resíduos, durante suas diferentes fases e idades do aterro. Basicamente, o chorume é
formado por elevadas concentrações de matéria orgânica (medida como carbono orgânico
dissolvido), de macro-componentes inorgânicos (cátions e ânions comuns) e concentrações
variadas de metais pesados e componentes orgânicos xenobióticos.
Como o chorume do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru vem sendo estudado
há alguns anos, a Tabela 4.3 apresenta um resumo das concentrações de alguns elementos já
estudados nesta e em outras pesquisas. Esses dados confirmam que o chorume do aterro
encontra-se em fase metanogênica, ou seja, mais velho. Como características dessa fase
quando comparadas com a fase inicial e ácida, tem-se: diminuição da relação DBO/DQO;
metais como Ca, Fe, Mg e Mn precipitam devido ao elevado pH; a matéria orgânica diminui
devido a mecanismos de complexação com cátions e desde modo, degrada-se menos; pouca
variação na concentração dos macrocomponentes inorgânicos quando comparados à fase
ácida, estando susceptíveis à complexação, sorção e precipitação (Christensen et al., 2001).
Reações complexas de degradação do chorume no meio natural dependem da
constituição mineralógica, saturação do solo ou rocha, pH e potencial de redução do meio.
Não é porque existe um determinado constituinte no chorume, que ele vai aparecer na água
136
subterrânea. Os gases carbônico (CO
2
) e metano (CH
4
) são exemplos de resultados de todas
essas transformações. Christensen et al. (2001) explicam os principais processos físicos
químicos que ocorrem a partir do momento que o chorume entra em contato com o solo. Entre
eles incluem-se: diluição, dispersão, reações de redox, reações microbiológicas, sorção,
degradação e precipitação. Esses processos estão todos relacionados com a atenuação do
chorume pelo meio físico natural, cujo entendimento é importante para auxiliar nos trabalhos
de avaliação de risco, de remediação e na interpretação dos ensaios in situ.
Deste modo, as características do chorume do aterro de Bauru apresentadas na Tabela
4.3 são de grande importância na avaliação da capacidade de atenuação dos solos locais, que
no presente estudo foi fundamental na interpretação e realização dos ensaios de laboratório. É
importante salientar que os ensaios de laboratório apresentados foram realizados com o
objetivo de dar uma melhor interpretação aos resultados provenientes dos ensaios in situ e de
dar início à definição do modelo conceitual do problema. Para que uma modelagem numérica
fosse realizada com base em resultados de ensaios de laboratório, ensaios e amostragens mais
detalhadas deveriam ser realizados, assim como a utilização de equipamentos em laboratório
que permitem o estudo da influência de fatores como: anisotropia, não-saturação, ensaios
posteriores de compatibilidade, extração dos componentes químicos dos solos e microscopia.
4.5 Avaliação Geral Preliminar do Aterro
A partir da análise das informações geológicas, hidrogeológicas, topográficas e dos
ensaios realizados anteriormente, foi possível definir as seguintes situações anteriores ao
início das novas pesquisas no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru:
1) Apesar da influência de contaminantes externos, como a presença de uma penitenciária e
de atividades pecuárias no entorno do aterro, a principal fonte de contaminação a ser
investigada é o chorume gerado pelo aterro de resíduos domésticos, assim como das valas
137
preenchidas com resíduos hospitalares, podendo conter organismos patogênicos e
perigosos em sua constituição;
2) Esta contaminação se dá principalmente através do compartimento hidrogeológico
formado pelo Aqüífero Bauru, localizado imediatamente abaixo e no entorno do aterro.
Para prosseguir as pesquisas com o objetivo de avaliar a pluma de contaminação e sua
interação com o meio, considera-se que estes seriam os solos a serem melhor
investigados com detalhe em laboratório. Deste modo, não haveria necessidade de coletar
amostras dos solos aluviais altamente heterogêneos (Foto 4.9) e característicos da parte
sul (nascente) / oeste (erosões-córrego) do entorno do aterro, onde estão localizados o
poço PP-6 e muitos dos ensaios RCPTU realizados (Foto 4.8a);
3) Os principais materiais susceptíveis à contaminação proveniente do aterro e das valas são
o Arenito Bauru e seus solos de alteração, localizados imediatamente abaixo dos resíduos
e da imprimação betuminosa executada como camada de proteção. Por isso, é importante
estudar em laboratório as características hidráulicas e físico-químicas desses materiais.
Os solos coluvionares e aluvionares mais superficiais e existentes a oeste do aterro
também estão sujeitos à contaminação, pois são altamente granulares e permeáveis,
conforme detectado a partir da utilização da tecnologia do piezocone;
4) O fluxo d’água subterrâneo se dá no sentido leste-oeste/noroeste, com o nível d’água
ficando raso e muito próximo aos resíduos na parte central do aterro (Figura 4.19);
5) Uma análise da estimativa do fluxo subterrâneo local para o aqüífero Bauru (Figura 4.18)
e da topografia original local (Figura 4.9 e Foto 4.6) indica que o gradiente hidráulico na
direção norte-sul (i = 0,05) é maior que na direção leste-oeste (i = 0,025). Isto mostra que
poços de monitoramento situados nas partes mais elevadas e a leste do aterro (PP-4)
também poderão apresentar contaminação. Além da proximidade com a deposição dos
resíduos domésticos e de saúde e também das lagoas de chorume dispostas durante a
138
realização dos trabalhos sobre o aterro, essa informação indica que os fluxos subterrâneos
são maiores do norte e do sul em direção ao centro do aterro. Uma análise da Foto 4.8b
indica que não existe drenagem superficial a leste dos resíduos, deixando essa parte do
entorno do aterro susceptível a contaminação provocada pela superposição dos gradientes
hidráulicos naturais e daqueles gerados pelo nível piezométrico de chorume;
6) Uma vez em contato com a água subterrânea, o chorume pode ser considerado um
contaminante miscível, podendo se transportar na velocidade das águas subterrâneas. Este
fator indica que a concentração dos elementos investigados através da coleta das águas
subterrâneas deverá sempre ser menor que do chorume bruto, devido à diluição
provocada pela técnica de perfuração utilizada e também do grande comprimento do
filtro e pequeno comprimento dos selos de cimento.
Nas publicações mais recentes já existem modelos que procuram retratar o
comportamento de uma pluma de contaminação em meios físicos complexos (MCCARTHY;
1998). A Figura 4.21 apresenta diversas atividades e meios (entre eles incluem-se os poços de
monitoramento) que podem provocar a contaminação do meio físico. A Figura 4.21
representa também o comportamento da pluma de contaminação de um aterro de resíduos em
diferentes situações.
Analisando-se a Figura 4.21, pode-se dizer que o aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru não se encaixa apenas na situação b, podendo ser uma combinação de todas as outras.
Por conta disso, qualquer tentativa representação do problema, incluindo a modelagem
numérica, nessas situações ainda é incerta, a não ser que o meio físico seja muito bem
conhecido, antes e depois da contaminação. E mesmo assim seria difícil modelar um
problema real como esse. A Figura 4.20 mostra como a pluma de contaminação pode aparecer
em diferentes pontos do entorno do aterro, não obedecendo necessariamente apenas o sentido
do fluxo subterrâneo preferencial (Figura 4.19). Assim, a partir de agora, se falará em
139
comportamento das diferentes plumas de contaminação existentes ou potenciais, pois
dependem da ordem e do tempo de disposição, do tipo de resíduos e da influência hidráulica e
físico-química que os mesmos podem causar no meio natural.
Pluma de
contaminação
NA
Aqüífero Impermeável
a) Fluxo “estacionário” ou limitado em solo
uniforme (apenas uma camada)
Precipitação
Aterro de
Resíduos
Superfície
Solo permeável
Chorume
Fluxo
“estacionário”
NA
Aqüífero Impermeável
b) Fluxo subterrâneo em solo uniforme
(em apenas uma camada)
Precipitação
Aterro de
Resíduos
Solo permeável
Chorume
NA
Aqüífero Impermeável
c) Fluxo subterrâneo através de camada
permeável e impermeável
Precipitação
Aterro de
Resíduos
Solo
permeável
Solo Impermeável
Riacho
ou lago
Fluxo
subterrâneo
Pluma de
contaminação
Aqüífero Impermeável
NA
Solo
permeável
Pluma de contaminação
Fluxo subterrâneo
Aterro de
Resíduos
Precipitação
Fluxo
subterrâneo
d) Fluxo subterrâneo e pluma de contaminação
afetando as águas superficiais
Pluma de
contaminação
Pluma de
contaminação
NA
Aqüífero Impermeável
a) Fluxo “estacionário” ou limitado em solo
uniforme (apenas uma camada)
Precipitação
Aterro de
Resíduos
Superfície
Solo permeável
Chorume
Fluxo
“estacionário”
NA
Aqüífero Impermeável
b) Fluxo subterrâneo em solo uniforme
(em apenas uma camada)
Precipitação
Aterro de
Resíduos
Solo permeável
Chorume
NA
Aqüífero Impermeável
c) Fluxo subterrâneo através de camada
permeável e impermeável
Precipitação
Aterro de
Resíduos
Solo
permeável
Solo Impermeável
Riacho
ou lago
Fluxo
subterrâneo
Pluma de
contaminação
Aqüífero Impermeável
NA
Solo
permeável
Pluma de contaminação
Fluxo subterrâneo
Aterro de
Resíduos
Precipitação
Fluxo
subterrâneo
d) Fluxo subterrâneo e pluma de contaminação
afetando as águas superficiais
Pluma de
contaminação
Figura 4.21. Plumas de contaminação relacionadas à fonte e às condições físicas locais (MCCARTHY; 1998).
As publicações sobre monitoramento e modelagem de aterros de resíduos bem sucedidos
contam com a realização de mais de 100 poços em cada local, sendo minuciosamente
estudados durante anos e detalhados com centenas de coletas de água e solo multi-níveis
(MACFARLANE et al., 1983; KJELDSEN et al., 1998). Mesmo assim, alguns autores,
como Mackay et al. (1986), sugerem ensaios geofísicos para confirmação ou não de
plumas de contaminação provocadas por aterros de resíduos. Deste modo, acredita-se que
métodos indiretos de investigação possam ser uma maneira mais ágil e fácil de mapear
plumas de contaminação provenientes de aterros de resíduos.
140
Tabela 4.3 - Caracterização do chorume gerado e recirculado do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru.
Parâmetro Concentração
Ano
2001
(1)
2003
(
2
)
2003
(
3
)
2006
(4
)
2007
(
5
)
Condutividade Elétrica (
µ
S/cm)
8.010 a 22.300 - 15.140 a
15.505
24.400 a
25.400
23.600 a
24.500
pH 8,00 a 8,40 8,10 8,19 a 8,30 8,40 a 8,70 8,58
DQO (mg/L) 2.320 a 4.180 5.340 - - -
DBO
5
(mg/L) 1.760 a 3.120 2.500 - - -
Alcalinidade (mgCaCO
3
/L) 5.250 a 7.716
7.640 - - -
Coliformes Totais (NMP/100mL) - 4.100 - - -
Coliformes Fecais (NMP/100mL) - 1.000
- - -
Ácidos voláteis totais (mgHAc./L) - 50 - - -
Ácido acético (mgHAc./L) - 39 - - -
Ácido propiônico (mgHPr./L) - 8,5 - - -
Sólidos totais (mg/L) - 9.067 - - -
Sólidos totais fixos (mg/L) - 7.133 - - -
Sólidos totais voláteis (mg/L) - 1.933 - - -
Sólidos suspensos totais (mg/L) - 118 - - -
Sólidos suspensos fixos (mg/L) - 48 - - -
Sólidos suspensos voláteis (mg/L) - 70 - - -
Sólidos dissolvidos totais (mg/L) - 8.949 - - -
Sólidos dissolvidos fixos (mg/L) - 7.085 - - -
Sólidos dissolvidos voláteis (mg/L) - 1.863 - - -
Nitrogênio Total (mgNH
3
/L)
- 1.722 - - -
Amoniacal (mgNH
3
/L)
- 1.630 - - -
Orgânico (mgNH
3
/L)
- 92 - - -
Cloretos (mg/L) - - - 3.800 4.000 a 4.300
Al (mg/L) - - 5,923 - -
As (mg/L) - - 32,002 - -
Ba (mg/L) - - 20,242 - -
Ca (mg/L) - - 85,542 130
Cd (mg/L) - 0,02 0,070 <0,0006
Co (mg/L) - - 0,069 - -
Cr (mg/L) - <0,01 0,559 0,89 0,37 a 0,65
Cu (mg/L) - 0,06 0,241 0,16 -
Fe (mg/L) - 18,0 12,980 9,86 14,83 a 22,60
K (mg/L) - - 1.206 1.900 1.800
Mg (mg/L) - - 79,290 - -
Mn (mg/L) - 1,37 0,778 - 0,19
Mo (mg/L) - - 1,420 - -
Na (mg/L) - - 1.206 2.500 1.900 a 2.200
Ni (mg/L) - 0,42 0,448 0,85 -
P (mg/L) - - 7,110 - -
Pb (mg/L) - 0,18 0,705 0,15 -
Ru (mg/L) - - 0,735 - -
S (mg/L) - - 18,800 - -
Se (mg/L) - - 86,700 - -
Sn (mg/L) - - 0,422 - -
Ti (mg/L) - - 1,430 - -
V (mg/L) - - 0,704 - -
Zn (mg/L) - 0,18 5,120 0,56 0,7
Zr (mg/L) - - 0,290 - -
(1) Calças, 2001: Chorume mais jovem.
(2) Contrera, 2003: vários métodos;
(3) Mondelli, 2004: Chorume coletado em 06/06/2003 – Espectrometria por emissão atômica;
(4) Mondelli, presente estudo: Chorume coletado em 25/10/2006 – Absorção atômica (ensaios de equilíbrio em lote);
(5) Mondelli, presente estudo: Chorume coletado em 22/05/2007 – Absorção atômica (ensaios de coluna e resistividade
elétrica).
141
5 METODOLOGIA E INTERPRETAÇÃO
Este capítulo apresenta todos os resultados dos ensaios de campo e laboratório
realizados durante a investigação geoambiental do aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru, a fim de dar continuidade àqueles apresentados no Capítulo 4. A metodologia e a
interpretação empregadas para cada técnica de investigação utilizada são apresentadas e uma
avaliação de cada uma delas também é apresentada ao final de cada ítem.
5.1 Ensaios de Campo
Os levantamentos de campo constituem base fundamental para uma adequada
caracterização geológico-geotécnica e ambiental de uma área a ser investigada. Juntamente
com os estudos topográficos, hidrográficos e geológicos da área, os ensaios geoambientais de
campo geralmente são realizados nas primeiras fases de investigação, sem tanto detalhe,
devido ao seu custo. Também utilizados nas fases de monitoramento e confirmação da pluma
contaminação e estimativa do perfil estratigráfico, os ensaios de campo podem ser realizados
através de técnicas indiretas (como a geofísica de superfície) e diretas (como a construção de
poços de monitoramento). Técnicas indiretas e diretas também podem ser utilizadas de
maneira combinada (como por exemplo, empregando o ensaio de piezocone e seus
acessórios), a partir da estimativa de parâmetros de forma indireta, mas com o auxílio de
amostragens de solo, água e vapor, para uma melhor caracterização do solo e dos
contaminantes existentes.
Basicamente quatro diferentes ensaios de campo foram realizados no aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru, desde o início das pesquisas, em 2002. Alguns deles foram
estudados, aprimorados, repetidos e re-interpretados no presente capítulo, a fim de melhor
avaliar a contaminação e a poluição do aterro. São eles:
142
1) Geofísica de Superfície: diferentes ensaios geofísicos foram realizados na área, a fim de
caracterizar preliminarmente os materiais e contaminantes existentes na área. Foram
empregados diferentes métodos e arranjos, a fim de determinar valores de resistividade,
cargabilidade e potencial espontâneo. Toda a metodologia e resultados desses ensaios
podem ser conferidos com detalhe nos trabalhos de Elis (2003b), Lago (2004) e Ustra
(2008);
2) Ensaios de Piezocone: A utilização do piezocone padrão com o módulo de resistividade
(RCPTU) foi testada na área com o auxílio de amostradores especiais, para verificação de
sua aplicabilidade em solos potencialmente contaminados do Brasil. Toda a metodologia e
resultados desses ensaios podem ser conferidos com detalhe nos trabalhos de Giacheti
(2002), Bolinelli Jr. (2004) e Mondelli (2004);
3) Poços de Monitoramento do Aqüífero Freático: Talvez por serem mais conhecidos, são
tidos como parte indispensável da investigação e monitoramento de áreas potencialmente
contaminadas, os poços de monitoramento constituem a principal exigência dos órgãos
ambientais atuais em todo o mundo. Construídos com o financiamento da empresa
responsável pelo aterro estudado (EMDURB), foram estudados por Hamada et al. (2004),
Mondelli (2004) e Cintra (2004) e continuaram sendo avaliados durante o presente
trabalho.
4) Ensaios Diretos de Investigação: constituem-se os resultados das análises táctil-visual dos
ensaios de simples reconhecimento com medida de SPT, assim como a partir da
construção dos poços de monitoramento. Esses ensaios auxiliaram na definição do perfil
estratigráfico, sendo que os primeiros foram realizados durante a implantação do aterro,
publicados pelo EIA-RIMA (FIPAI, 1992) e também analisados nesse trabalho.
143
5.1.1 Geofísica de Superfície
5.1.1.1 Metodologia e Ensaios Previamente Realizados
O mapa de locação dos ensaios apresentado na Figura 4.11 apresenta a localização de
linhas de caminhamento elétrico dipolo-dipolo (1 a 5) e de sondagens elétricas verticais (SEV
1 a SEV 9), sobre as quais foram utilizados diferentes métodos geofísicos, incluindo o da
eletrorresistividade. As linhas de caminhamento elétrico foram realizadas com espaçamento
de 10 m entre os eletrodos, enquanto as sondagens elétricas verticais foram executadas com
arranjo Schlumberger e espaçamento máximo de 150 m.
Os resultados permitiram a estimativa da posição da zona saturada e revelaram uma
grande heterogeneidade elétrica nas camadas mais superficiais, refletindo a mistura de
materiais que caracterizam o solo superficial da área existente a oeste do aterro (aluvião). As
sondagens realizadas sobre os resíduos (SEVs 8 e 9) permitiram a determinação da espessura
do aterro, com valores baixos de resistividade e valores altos de cargabilidade para os
resíduos, enquanto que os materiais naturais apresentaram altos valores de resistividade
associados a baixos valores de cargabilidade (LAGO et al., 2006).
Os resultados dos ensaios elétricos realizados sobre a Linha Geofísica 4, a jusante do
aterro, mostram que a profundidade do nível d’água varia entre 15 e 20 m a nordeste, está a
cerca de 10 m na parte da linha localizada mais ao sudoeste e chega a 5 m na parte central,
caracterizando uma região depressiva no centro da linha (Figura 4.13a). A Figura 4.13b
mostra que existem zonas com valores de resistividade baixos (menores que 18,5 ohm.m) e de
cargabilidade elevados (maiores que 14,1 mV/V) dentro da zona saturada, dando indícios de
contaminação nestes trechos. Estes trechos aparecem entre 120 e 140 m e entre 220 e 260 m,
em profundidades variando entre 15 e 20 m. Esse fator é importante, uma vez que a maioria
dos poços e das sondagens realizadas em 2002 não chegou a atingir 15 m de profundidade.
144
Por isso, o acompanhamento dos poços PP-5A e PP-5B é interessante, uma vez que estão
localizados bastante próximos entre si e o poço PP-5B é mais profundo que o poço PP-5A.
Considerando a resistividade do meio igual a 37,2 ohm.m (269 µS/cm) a 12 m de
profundidade nos poços PP-1 e PP-7 (Figura 4.13b), e a condutividade elétrica média da água
igual a 500 e 360 µS/cm para os poços PP-1 e PP-7 em 2003 (Tabela 5.5), respectivamente,
pode-se obter fatores de formação (FF) da ordem de 1,85 e 1,3, respectivamente (Equação
3.15). Estes valores estão próximos daqueles apresentados na Tabela 4.2, quando foram
comparados os valores de resistividade medidos através dos ensaios RCPTU com aqueles
obtidos para as águas coletadas através dos poços de monitoramento temporários, tendo sido
ambos os ensaios realizados na mesma época.
A partir de uma análise quantitativa dos diversos caminhamentos elétricos e das
sondagens elétricas verticais realizadas, Lago et al. (2006) obtiveram um mapa de
resistividade do nível teórico 22 m para o local, o qual é apresentado na Figura 4.19, com a
locação dos ensaios RCPTU e dos poços de monitoramento. Esta figura indica que a pluma de
contaminação tende a se concentrar no centro do aterro, se espalhando na direção leste-oeste e
ultrapassando os limites verticais e laterais do aterro (valores de resistividade menores que 30
ohm.m). Isso foi confirmado por alguns dos poços de monitoramento por campanhas de coleta
de água em 2003 (poços PP-1 e PP-4) e também pelo ensaio RCPTU-15. Além disso, a
topografia original do local revela que o aterro está situado sobre uma região de vale, sendo os
gradientes hidráulicos na direção norte-sul maiores que na direção leste-oeste, permitindo
assim a concentração e o agravamento da pluma no centro e na direção leste-oeste do aterro
(Foto 4.6 e Figura 4.9).
Uma análise da seção de resistividade gerada pelo caminhamento elétrico sobre a
Linha Geofísica 1 (Figura 5.1), mostra que entre as distâncias 60 e 80 m, destaca-se uma
feição de menor resistividade que pode caracterizar uma zona de fratura ou mesmo um
145
caminho preferencial de fluxo (ELIS, 2001). Esta figura está de acordo com os dados de
monitoramento obtidos para o poço PP-4, com o nível d’água localizado a 34,4 m de
profundidade e onde os valores de resistividade diminuem para cerca de 15 ohm.m (667
µS/cm; FF = 1,9). Esta figura também indica que o nível d’água real está situado a cerca de 18
m de profundidade na região do poço PP-4 (R = 75 ohm.m), confirmando assim a presença da
carga piezométrica negativa devido à zona de recarga do aqüífero local.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Distância (m)
-30
-25
-20
-15
-10
Prof. teórica (m )
Linha C1 - Bauru Fase 2
NE
SW
0 10 20 30 75 150 500 2000
Valores de resistividade aparente (ohm.m)
Figura 5.1. Seção de resistividade aparente da Linha C1, 2ª fase interpretada qualitativamente (LAGO, 2004).
Na Figura 5.2 é apresentada a seção de resistividade invertida obtida para a Linha
Geofísica 5, realizada ao norte do aterro (Figura 4.11) por Lago (2004). Tal como as Linhas 1
e 4, a seção mostrou a parte de solo superficial arenoso com valores de resistividade
superiores a 57 ohm.m (parte superior mais resistiva). De maneira geral, pode-se considerar
que os valores de resistividade obtidos para os solos naturais nessa seção (menores que 20
ohm.m) são menores que aqueles obtidos para as outras linhas e sondagens elétricas, o que
pode ser decorrência do afloramento do arenito bastante cimentado nessa região do aterro, e
onde está localizado o perfil geológico apresentado na Foto 4.4, a leste dessa linha. A posição
do nível d’água pode ser estimada entre 160 e 240 m de distancia, a cerca de 15 m de
profundidade.
PP-4
34,4m
146
Figura 5.2. Seção de resistividade “real” interpretada através do software de inversão RES2DINV da Linha
Geofísica 5. Sentido leste-oeste (LAGO, 2004).
Com o objetivo de melhor investigar as características elétricas dos solos residuais de
arenito e do próprio arenito, assim como a posição do nível d’água, foram realizados os
seguintes ensaios, em Outubro de 2006, utilizando-se espaçamentos maiores entre os
eletrodos e assim, atingindo-se maiores profundidades:
• 14 linhas de caminhamento elétrico, com o arranjo dipolo-dipolo e espaçamento de 5 m
entre os dipolos (Foto 5.1). A distância entre cada linha foi de 5 m também. Essas linhas
serão usadas para montar uma seção 3-D, na parte oeste do aterro. Cada linha teve 120 m
de comprimento, formando uma malha retangular de 65 m X 120 m. O equipamento
utilizado nesse estudo foi o Syscal Pro, do Departamento de Geotecnia, EESC-USP (Foto
5.2). Estes dados foram tratados por e analisados Ustra (2008);
• Um caminhamento elétrico dipolo-dipolo sobre os resíduos na direção Norte-Sul,
englobando o perfil geológico-geotécnico estimado e que será apresentado na Figura 5.43
adiante. O espaçamento entre os eletrodos foi de 20 m e seu comprimento total de 500 m
(Foto 5.3). O equipamento utilizado nesse estudo foi o Syscal Iris R-2, do IAG -USP (Foto
5.4);
• Também foi feita uma sondagem elétrica vertical (SEV-10), bem próxima ao poço PP-13,
arranjo Schlumberger, com AB/2 máximo de 150 m (Foto 5.5).
147
Foto 5.1. Levantamento geofísico 3-D sendo realizado na parte oeste do aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru.
Foto 5.2. Equipamento Syscal Pro com 10 canais utilizado durante o levantamento 3-D.
Foto 5.3. Caminhamento elétrico sendo realizado sobre os resíduos.
148
Foto 5.4. Equipamento Syscal R-2 utilizado durante o caminhamento elétrico e a SEV.
Foto 5.5. SEV-10 sendo executada próxima ao poço PP-13 e do local onde foram coletadas as amostras
indeformadas 1 e 2.
5.1.1.2 Resultados e Discussão
A Figura 5.3 apresenta o perfil interpretado para a sondagem elétrica vertical 10 (SEV-
10). O perfil geológico-geotécnico do poço PP-13 serviu como base para essa interpretação
(Figura 5.39, adiante). Os valores de resistividade e cargabilidade obtidos para esse ensaio
149
podem ser considerados como referência para os materiais naturais investigados, e podem ser
confirmados através de ensaios de laboratório.
Cota
544,5
534,5
524,5
514,5
504,5
494,5
N.A.
Arenito argiloso
pouco poroso
Areia argilosa
marrom
avermelhada
com finos
Areia argilosa
marrom
avermelhada
saturada
Areia vermelha
quase pura
saturada
Arenito
argiloso
Saprólito
areno-argiloso
Cota
544,5
534,5
524,5
514,5
504,5
494,5
N.A.
Arenito argiloso
pouco poroso
Areia argilosa
marrom
avermelhada
com finos
Areia argilosa
marrom
avermelhada
saturada
Areia vermelha
quase pura
saturada
Arenito
argiloso
Saprólito
areno-argiloso
Figura 5.3. Resultados obtidos para a SEV-10, localizada ao norte do aterro (MONDELLI et al., 2008).
Na cota 528,5 m, observa-se um decréscimo para 11 ohm.m no valor de resistividade,
mesmo para um material mais resistivo que o arenito, indicando assim a presença do nível
d’água a 16 m de profundidade. O aumento nos valores de cargabilidade, variando entre 0,1 e
3,5 mV/V, pode revelar uma maior quantidade de argilominerais. Já, o valor de 14,6 mV/V
obtido para a camada de areia pode estar relacionado a presença de contaminação. Os baixos
valores de resistividade obtidos para as camadas superficiais estão de acordo com aqueles
apresentados na seção da Linha 5 (Figura 5.2), devido ao aparecimento do arenito (cerca de
22 ohm.m).
150
Esses resultados mostram que a maior presença de finos e de menor porosidade, ou
seja, materiais não-saturados com menos presença de ar, pode diminuir mais os valores de
resistividade, do que os valores de resistividade medidos para materiais saturados pouco
argilosos.
O resultado obtido para o caminhamento elétrico dipolo-dipolo sobre o perfil
geológico-geotécnico Norte-Sul é apresentado na Figura 5.4 e foi interpretado utilizando-se o
software RES2DINV (LOKE, 1998). Os resultados revelam o comprometimento do lençol
freático, principalmente entre as distâncias 150 e 250 m e entre 450 e 500 m (6 a 12 ohm.m).
Lembra-se que este último trecho pode estar comprometido pelos resíduos de saúde,
localizados à direita (Sul) da Figura 5.4. Com exceção do trecho entre 190 e 250 m, observa-
se que essas “manchas” de contaminação foram praticamente “bloqueadas” pelo suposto liner
natural existente (ver item 5.1.4 adiante). Esses valores de resistividade estão de acordo com
aqueles apresentados na Figura 5.3, bem como aqueles resumidos por Lago et al. (2006),
obtidos através das demais sondagens elétricas verticais realizadas no aterro, sendo-se: para
materiais de cobertura (28,8 - 166 ohm.m); para os resíduos (18,3 – 18,8 ohm.m); para
resíduos mais chorume (10,2 – 18,8 ohm.m); base do aterro (28,9 – 29,9 ohm.m).
Devido às limitações impostas pela topografia local, não foi possível que o
caminhamento elétrico chegasse até os poços PP-11 e PP10. Mesmo assim, verifica-se que
existe ótima coerência entre o perfil estimado a partir dos ensaios diretos (Figura 5.4) e os
valores de resistividade, muito baixos na região onde estão dispostos os resíduos.
151
PP-13
SPT-6
SPT-13
SPT-9 SPT-7
PP-11
P
P
-
1
0
Resíduos
Superfície
N.A.
Colúvio
Aluvião
Solo Residual
Arenito
Liner Natural (?)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
Distância (m)
500
510
520
530
540
550
560
C
o
t
a
(
m
)
Resistividade Elétrica (ohm.m)
Figura 5.4. Resultados obtidos para o caminhamento elétrico dipolo-dipolo realizado ao longo do perfil Norte-Sul (MONDELLI et al., 2008).
152
Manchas de valores de resistividade mais baixas podem ser observadas fora da área
preenchida com resíduos, como entre as distâncias 180 e 240 m e entre 400 e 500 m. É
interessante notar que no primeiro trecho citado é onde estavam instaladas as lagoas de
chorume sobre os resíduos. Ao lado direito da Figura 5.63, observa-se que os valores de
resistividade aumentam para mais que 100 ohm.m, o que também está de acordo com aqueles
verificados para os solos superficiais do aterro, a partir da análise das demais sondagens
elétricas verticais (LAGO et al., 2006).
Levantamento 3D
Figura 5.5. Foto aérea do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru com a localização do levantamento 3-D
(USTRA, 2008).
A fim de avaliar com detalhe a contaminação presente a oeste do aterro, Ustra et al.
(2008) realizaram um levantamento geofísico 3-D na área apresentada na Figura 5.5. Esta
campanha de ensaios confirmaram os resultados obtidos nos levantamentos anteriores, agora
auxiliados pela existência de poços de monitoramento e sondagens realizados dentro da área
estudada, em nível de detalhe. Entre os valores de resistividade (R) típicos obtidos,
obtiveram-se: R = 70 ohm.m para a posição do nível d’água entre 7 e 10 m de profundidade;
153
R < 55 ohm.m para zona saturada contaminada; R < 20 ohm.m para os resíduos (USTRA,
2008).
A Figura 5.6 apresenta um resumo dos resultados da eletrorresistividade 3-D em três
diferentes profundidades, com a posição dos ensaios intrusivos existentes sobre a malha
representada na Figura 5.5. Esta figura confirma a existência de uma pluma de contaminação
proveniente dos resíduos, caminhando na direção leste-oeste e se espalhando quando atinge a
zona saturada, a 11 m de profundidade com R < 20 ohm.m (CE > 500µS/cm).
A Figura 5.6 também apresenta os valores de resistividade médios em ohm.m da água
subterrânea obtidos na região dos filtros dos poços de monitoramento PP-1, PP-7, PP-8 e PP-9
entre julho de 2006 e agosto de 2007, assim como os valores de resistividade do solo obtidos
na zona saturada com os ensaios RCPTU realizados em 2002. Considerando-se a diferença de
técnicas de medida de resistividade, assim como efeitos de diluição, profundidade, variação
do solo e posição exata do nível d’água, os resultados apresentam um bom ajuste, indicando
que os poços mais próximos da pluma de contaminação representada pela geofísica 3-D (PP-7
e PP-8) apresentam valores de resistividade mais baixos que os demais, sofrendo assim mais
influência da contaminação provocada pelos resíduos. A ordem de grandeza dos valores de
resistividade do solo medidos com o RCPTU (entre 20 e 50 ohm.m) é também praticamente a
mesma daquela obtida com os ensaios geofísicos, mesmo tendo sido realizados com quatro
anos de diferença. Isso reforça a importância de integração das diferentes técnicas de
investigação para aplicação geoambiental.
154
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
RCPTU14
RCPTU15
Resistividade
(ohm.m)
R1=60
R7=38
R9=65
R8=47
R14=50
R15=20
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
RCPTU14
RCPTU15
Resistividade
(ohm.m)
R1=60
R7=38
R9=65
R8=47
R14=50
R15=20
Figura 5.6. Síntese dos resultados obtidos com geofísica 3-D à oeste do aterro (modificado de USTRA et al.,
2008).
Relacionando-se os valores de resistividade do solo com aqueles obtidos para as águas
dos poços (Figura 5.6) obtêm-se os seguintes fatores de formação do solo: FF = 0,92 para o
poço PP-1; FF = 2,6 para o poço PP-7; FF = 0,95 para o poço PP-8; FF = 0,85 para o poço
PP-9. Valores de FF menores que 1,0 já haviam sido constatados por Mondelli (2004) durante
155
a campanha de piezocone de resistividade com coleta de água subterrânea nesse mesmo
aterro. Isso indica que a resistividade do solo pode ser muitas vezes menor do que a
resistividade da água subterrânea. Isso pode ser explicado devido à presença de argilominerais
na constituição do solo, e o que será confirmado a partir de medidas de resistividade em
laboratório ainda nesse trabalho. Essa situação se inverte quando existe indicativo de
contaminação na água, decrescendo o valor de resistividade da mesma e aumentando assim o
valor de FF. Isso foi observado para o poço PP-7, por exemplo.
Ustra (2008) concluiu que o modelo 3-D de resistividade e cargabilidade identificou
os resíduos e confirmou o sentido predominante leste-oeste do fluxo subterrâneo. A anomalia
condutora com valores de resistividade entre 2,3 e 20,2 ohm.m e de cargabilidade acima de
31,0 mV/V fora do aterro sugerem a presença de uma pluma de contaminação incipiente.
Valores entre 20,2 e 54,9 ohm.m e abaixo de 10,9 mV/V foram interpretados como sendo a
zona saturada. Valores acima de 54,9 ohm.m e abaixo de 3,8 mV/V foram interpretados como
o meio natural não-saturado a oeste do aterro.
5.1.1.3 Considerações Sobre a Geofísica de Superfície como Técnica de Investigação
Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a aplicação dos diferentes
ensaios geofísicos na área do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru:
Os ensaios geofísicos facilitaram o entendimento, a dimensão espacial, assim como os
sentidos da pluma de contaminação existente na área. Deste modo, ensaios geofísicos que
atingissem maiores profundidades, aliados ao conhecimento da topografia e da
hidrogeologia, com base em dados históricos e catalogados da área, constituiu base
fundamental para que as pesquisas na área tivessem um desenvolvimento mais adequado.
156
A geofísica não permitiu a identificação precisa das diferentes camadas de solo existentes,
prejudicadas também pela grande variabilidade local. Além disso, em função da
freqüência em que o ensaio é realizado, as profundidades atingidas são indiretamente
proporcionais à resolução. Essa precisão ou confirmação dos resultados geofísicos podem
ser alcançadas com a utilização de técnicas invasivas, como, por exemplo, sondagens e
poços de monitoramento.
Como sua interpretação depende de contrastes, a geofísica precisa ser complementada por
ensaios invasivos com ou sem amostragens de solo e água, principalmente em solos
tropicais, onde as pesquisas estão se iniciando.Os valores de resistividade do solo saturado
podem ser os mesmos para as camadas de solo mais argilosas, contaminadas ou não.
Nenhum ensaio intrusivo foi realizado sobre ou na profundidade em que a pluma de
contaminação foi diagnosticada pela geofísica 3-D e ao mesmo tempo que essa campanha
de ensaios foi realizada, o que fica como sugestão para futuros trabalhos a serem
realizados na área.
Os ensaios geofísicos podem ser aplicados como uma ótima técnica de monitoramento
geoambiental, podendo ser repetidos em diferentes estações do ano e também após a
realização de mudanças de operação do aterro. Duas sugestões seriam a repetição da linha
norte-sul sobre os resíduos, a fim de avaliar o efeito da retirada das lagoas de chorume de
cima dos resíduos, e a realização de uma linha na direção leste-oeste, a fim de melhor
interpretar o perfil geológico-geotécnico estimado para essa direção (Figura 5.44, adiante).
5.1.2 Ensaios de Piezocone e Acessórios
5.1.2.1 Metodologia e Ensaios Previamente Realizados
Foram realizadas várias campanhas de ensaios de piezocone no aterro de resíduos
sólidos urbanos de Bauru, entre 2001 e 2002, em diferentes estações climáticas (Figura 4.11).
157
Na primeira delas (CPTU-1 a CPTU-4), utilizou-se um piezocone padrão, com medidas da
resistência de ponta (q
c
), atrito lateral (f
s
) e poro-pressão (u
2
). Nas demais campanhas
(RCPTU-1 a RCPTU-16), foi acoplado a um piezocone padrão um dispositivo para medida da
resistividade elétrica (R).
Todos os piezocones utilizados transmitiam os sinais captados pelos sensores através
de ondas sonoras. A Figura 5.7 apresenta um desenho esquemático do piezocone de
resistividade utilizado, com 4 eletrodos (arranjo Wenner). O equipamento utilizado para
penetração dessa ponteira foi um sistema de reação multi-função, que possui um dispositivo
hidráulico com capacidade de 200 kN, em função da possibilidade de ancorar-se ao solo
através de um sistema de hastes helicoidais dispostas em sua base (Foto 5.6). A poro-pressão
foi registrada utilizando o piezo-elemento preenchido com graxa automotiva (slot filter) para
todos os ensaios, como sugerido por Larsson (1995), com exceção do RCPTU-5, que utilizou
o recurso tradicional de pedra porosa saturada com glicerina, após a realização de um pré-
furo.
Amostras de solo e água foram coletadas utilizando o sistema direct-push nas
profundidades que apresentavam alterações nos valores de q
c
e R
f
observadas em alguns
perfis de sondagem obtidos. Para as amostras de solo obtidas com o amostrador Geoprobe,
foram realizados ensaios de granulometria conjunta, azul de metileno e massa específica dos
grãos e para as amostras de água foram realizadas algumas análises químicas.
Figura 5.7. Representação esquemática e foto de piezocone de resistividade com quatro eletrodos dispostos em
arranjo Wenner.
158
Foto 5.6. Equipamento utilizado para realização dos ensaios de piezocone no aterro de resíduos sólidos urbanos
de Bauru.
5.1.2.2 Resultados e Discussão
Os resultados apresentados na Tabela 5.1 e nas Figuras 5.8 a 5.18 confirmam uma
concordância razoável entre os perfis obtidos através dos ensaios CPTU e RCPTU e as
mudanças de textura das camadas obtidas através de ensaios de granulometria. Sabe-se que a
classificação dos solos obtida através da interpretação dos ensaios de piezocone a partir de
cartas de classificação que relacionam q
c
e R
f
(ROBERTSON e CAMPANELLA, 1983,
ROBERTSON, 1990, JEFFERIES e DAVIES, 1991, FELLENIUS e ESLAMI, 2000) sugere
uma classificação do comportamento do solo devido à penetração do piezocone. Por isso, em
muitos casos de aplicação da classificação com base no CPT em solos tropicais, têm-se
observado solos com menos de 50 % de finos se comportarem como argilosos, por exemplo.
Assim, principalmente para caracterização dos solos tropicais, que possuem elevada
quantidade de finos e alguma cimentação entre as partículas, é importante que uma
159
interpretação dos ensaios CPTU e RCPTU para definição do perfil do subsolo seja feita
calibrando-se as correlações existentes com amostras de solo coletadas no local, seja com
sondagens SPT ou com amostradores especiais.
Os resultados da caracterização das amostras de solo utilizando-se o amostrador
Geoprobe revelaram a presença de materiais diferentes dos solos residuais do Grupo Bauru.
Camadas bastante argilosas, intercaladas com camadas de areia, e de origem flúvio-
sedimentar e de coloração amarela acinzentada, foram observadas nos ensaios CPTU-3, 4 e
RCPTU-13, que foram realizados ao longo da estrada à oeste, e próximo à nascente ao sul do
córrego existente a oeste. Na Foto 4.8, pode-se observar a zona de influência dessa região
caracterizada pela mata existente ao redor do córrego, que nasce ao sul e deságua a oeste do
aterro, até encontrar o Córrego Gabiroba, que corre no sentido norte.
Tabela 5.1 - Resultados dos ensaios de caracterização das amostras de solo coletadas com amostrador Geoprobe
(MONDELLI, 2004).
Ensaio Prof.(m)
Resistividade
da camada
(ohm.m)
%
Finos
%
argila
Acb
(g/100g)
Classificação da
camada - CPTU
CPTU 1
6,0 a 7,0
ND 54,9 33,0 3,27 Areia Siltosa
9,5 a 10,5
ND 10,9 4,0 ND Areia
CPTU 2
2,0 a 3,0
ND 11,9 5,2 16,40 Solo Fino Muito Rijo
CPTU 3
5,0 a 6,0
64 (RCPTU4) 47,1 27,5 6,98 Argila
6,0 a 7,0
100 (RCPTU4) 23,5 18,5 5,11 Areia Siltosa
7,0 a 8,0
24 (RCPTU4) 21,4 16,8 5,50 Areia Siltosa
CPTU 4
5,0 a 6,0
90 (RCPTU1) 28,0 9,3 20,24 Solo Fino Muito Rijo
6,0 a 7,0
175 (RCPTU1) 17,3 5,0 16,40 Areia Siltosa
7,0 a 7,7
79 (RCPTU1) 26,1 10,0 22,30 Areia Siltosa
7,7 a 8,0
54 (RCPTU1) 54,9 35,0 11,38 Solo Fino Muito Rijo
RCPTU13
1,5 a 2,5
714 12,4 7,0 9,00 Areia Siltosa
3,5 a 4,5
400 6,4 0,5 6,00 Areia Siltosa
7,5 a 8,5
21 52,5 22,5 11,33 Argila Siltosa
RCPTU15
2,0 a 3,0
125 18,4 5,5 10,55 Areia Siltosa
5,0 a 6,0
35 22,5 9,0 25,88 Areia Siltosa
6,0 a 7,0
22 26,7 11,0 19,82 Areia Siltosa
8,0 a 9,0
18,5 25,1 5,0 60,20 Areia Siltosa
ND = Não Determinado.
160
A ordem de grandeza dos parâmetros obtidos a partir das análises químicas das
amostras de água (Tabela 5.2) está de acordo com aquela determinada através dos poços de
monitoramento (Tabela 5.5), sendo mais elevada para alguns parâmetros, como cloretos e
cádmio. Como já discutido anteriormente, essas variações podem ser devido à menor diluição
dos solutos quando utilizada esta técnica ou até mesmo devido à localização e do tipo do lixo
que estava sendo disposto na época de realização das análises.
Apesar de não haver parâmetros de referência (background), os elevados teores de
quase todos os parâmetros observados para as profundidades 3,5 e 8,0 m dos ensaios RCPTU-
13 e 15, respectivamente, confirmaram a influência da atividade pecuária no primeiro caso, e
do chorume gerado pelo aterro nas águas subterrâneas, no segundo caso. Além disso, os
elevados valores de condutividade elétrica coincidiram com os baixos valores de resistividade
encontrados para os solos das mesmas camadas (Tabela 5.1).
Apesar do número limitado de ensaios, mas auxiliados por um melhor conhecimento
da hidrogeologia e das atividades locais, esses resultados mostram a eficiência da aplicação
do piezocone de resistividade com amostragem de solo e água na investigação geoambiental
de meios altamente heterogêneos.
Tabela 5.2 - Análise obtida para as amostras de água subterrânea coletadas com amostrador Geoprobe
(MONDELLI, 2004).
Ensaio
RCPTU13
RCPTU14
RCPTU15
Prof. (m)
3,5
-
4,5
8,0
-
9,0
7,3
-
8,3
6,0
-
7,
0
8,0
-
9,0
Data
Jul/2002 Jul/2002 Jul/2002 Jul/2002 Jul/2002
Temperatura (
o
C)
26,7 23,4 24,4 27,7 26,4
pH (25
o
)
6,1 5,7 5,3 5,9 5,8
Condut. (µ
µµ
µS/cm)
100 85 51 40 203
Cloretos (mg/L)
ND ND 25,0 73,0 28,0
DQO (mg/L)
ND ND 6 ND 19
Nitrogênio
Amoniacal (mg/L)
ND ND 0,1 0,6 0,5
Cd (mg/L)
0,011 ND 0,014 0,008 0,004
Cr total (mg/L)
0,206 ND ND ND ND
Fe total (mg/L)
35,20 ND 0,457 0,457 2,38
Zn (mg/L)
0,483 ND 0,032 0,035 0,131
ND = Não Determinado.
161
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25
u
2
(kPa)
0 100 200
Perfil Interpretado -CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Silte arenoso
Areia siltosa
Areia
* N.A. não encontrado
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - CPTU 01 (Dez/2001)
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Areia siltosa
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
PP-10
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
Figura 5.8. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado a leste do aterro.
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25
u
2
(kPa)
0 100 200 300 400 500
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Areia siltosa
Areia
* N.A. não encontrado
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - CPTU 02 (Dez/2001)
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Areia siltosa
Solo Fino Muito Rijo
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
PP-12
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
Figura 5.9. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado ao sul do aterro.
162
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25
u
2
(kPa)
0 100 200 300 400 500
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - CPTU 03 (Dez/2001)
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Areia
Areia siltosa
Silte arenoso
Argila siltosa
Areia Siltosa
Argila
Areia siltosa
Areia
Silte argiloso
Areia
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
N.A.
u
0
Figura 5.10. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado a oeste do aterro.
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25
u
2
(kPa)
-50 0 50 100 150 200
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - CPTU 04 (Dez/2001)
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
u
0
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Areia
Silte arenoso
Areia siltosa
Silte arenoso
Areia siltosa
Solo fino muito rijo
Areia siltosa
Solo fino muito rijo
Areia
Areia
Solo fino muito rijo
N.A.
Figura 5.11. Resultados de ensaio de piezocone re-interpretado, executado a oeste do aterro.
163
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
q
c
(MPa)
0 2 4 6 8 10121416 18
u
2
(kPa)
0 1000 2000 3000
R (ohm-m)
0 300 600 900 1200 1500
C (µS/cm)
0 100 200 300 400 500
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Areia
Areia Siltosa
Argila Siltosa
Lentes de Argila
Areia Siltosa
Solo Fino Muito Rijo
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 01 (Fev/2002)
N.A.
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
Figura 5.12. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado a oeste do aterro.
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
q
c
(MPa)
0 4 8 12 16 20 24 28 32
u
2
(kPa)
0 500 1000 1500 2000
R (ohm-m)
0 300 600 900 12001500
C (µS/cm)
0 200 400 600 800
% Finos
0 20 40 60 80 100
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Areia
Areia Siltosa
Areia Siltosa a Areia
Silte Arenoso
Areia Siltosa
Argila Siltosa
Argila
Areia Siltosa
Argila Siltosa
Argila Siltosa a Argila
Areia Siltosa
Areia Siltosa a
Silte Arenoso
Silte Arenoso
Areia Siltosa a Areia
Areia Siltosa a Areia
Areia Siltosa
Argila Siltosa a Argila
Argila Siltosa a Argila
Areia Siltosa
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 04 (Fev/2002)
N.A.
u
2
(slot filter)
u
0
Davies (1999)
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
Figura 5.13. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado a oeste do aterro.
164
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
q
c
(MPa)
0 4 8 12 16 20 24 28 32
u
2
(kPa)
0 500 1000 1500 2000
R (ohm-m)
0 300 600 900 1200 1500
C (µS/cm)
0 200 400 600 800
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Areia
Areia Siltosa
Areia Siltosa
Areia Siltosa
Argila Mole
Argila Siltosa
Areia Siltosa
Silte Arenoso
Areia
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 08 (Fev/2002)
Argila
Areia Siltosa
N.A.
Areia Siltosa
Silte Arenoso
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
PP-3A
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
Figura 5.14. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado a oeste do aterro e
próximo ao poço PP-3A (resíduos de saúde).
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
q
c
(MPa)
0 2 4 6 8 10 12 1416 18
u
2
(kPa)
-200 0 200 400 600
R (ohm-m)
0 300 600 900 1200 1500
C (µS/cm)
0 100 200 300
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Areia
Areia Siltosa
Areia Siltosa
Argila
Areia Siltosa
Silte Arenoso
Areia Siltosa
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 10 (Abr/2002)
Silte Arenoso
Silte Argiloso
Argila
Silte Argiloso
Areia Siltosa
Argila
Silte Argiloso
Silte Arenoso
N.A.
u
2
(slot filter)
u
0
Ic
0 1 2 3 4
Davies (1999)
Aterro-Bauru
Figura 5.15. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado a oeste do aterro e
próximo às erosões.
165
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
q
c
(MPa)
0 4 8 12 16 20 24 28
u
2
(kPa)
0 500 1000 1500
R (ohm-m)
0 500 1000 1500 2000
C (µS/cm)
0 300 600
% Finos
0 20 40 60 80 100
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Areia
Areia
Argila Siltosa
Argila Siltosa
Argila
Areia
Areia
Argila Siltosa
Areia Siltosa
Argila Siltosa
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 13 (Abr/2002)
Areia
Areia Siltosa
N.A.
u
2
(slot filter)
u
0
Davies (1999)
Aterro-Bauru
Ic
0 1 2 3 4
Geoprobe
Ic(u)
Figura 5.16. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado ao sul do aterro e
próximo à nascente.
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
u
2
(kPa)
0 200 400
R (ohm-m)
0 300 600 900 1200
C (µS/cm)
0 100 200 300 400 500
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Areia
Areia Siltosa
Areia Siltosa
Areia Pedregulhosa
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 14 (Abr/2002)
Solo Fino Muito Rijo
Silte Arenoso
Areia
Areia Siltosa
Argila
N.A.
u
2
(slot filter)
Davies (1999)
PP-3A
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
u
o
Figura 5.17. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado a oeste e próximo do
aterro.
166
R
f
(%)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
q
c
(MPa)
0 5 10 15 20 25 30 35
u
2
(kPa)
0 200 400 600
R (ohm-m)
0 300 600 900
C (µS/cm)
0 200 400 600 800
% Finos
0 10 20 30 40 50 60 70
Perfil Interpretado-CPT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Areia
Areia Siltosa
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - RCPTU 15 (Jul/2002)
Areia Siltosa
Argila
Areia Siltosa
Argila
N.A.
u
2
(slot filter)
u
0
Davies (1999)
Geoprobe
Ic
0 1 2 3 4
Aterro-Bauru
Figura 5.18. Resultados de ensaio de piezocone de resistividade re-interpretado, executado a oeste e próximo do
aterro.
5.1.2.3 Re-interpretação dos Ensaios de Piezocone
As Figuras 5.8 a 5.18 apresentam alguns dos ensaios de piezocone realizados na área e
que contaram com a coleta de amostras de solo utilizando o amostrador Geoprobe ou que
foram realizados próximos a poços de monitoramento construídos com a coleta de amostras
deformadas de solo. A fim de avaliar a variação dos valores da resistividade com a fração de
finos realmente existente nos solos amostrados (partículas menores que 0,075 mm), os dados
desses ensaios foram re-interpretados utilizando-se o software CPTINT 5.2 (WONG e
GREIG, 1991; 2002) para estimativa do índice de material do solo (Ic). Esta idéia teve como
base os dados de resistividade obtidos em laboratório, utilizando amostras indeformadas,
conforme será visto adiante, no item 5.2.4.
Davies (1999) estabeleceu uma correlação entre o índice de material (Ic) e a
porcentagem de finos (% F), para diversos rejeitos de minério do Canadá, conforme se segue:
167
Ic =
[
]
{
}
[ ]
22
q
)F(log3,15,1)B1(Qlog3 ++−− (5.1)
onde: Q = (q
t
-σ
vo
)/ σ’
vo
= resistência de ponta normalizada;
Bq = (u-u
o
)/(q
t
-σ
vo
) = parâmetro de poro-pressão;
F = f
s
/(qt-σ
vo
) = razão de atrito normalizada;
Para: Ic ≤ 1,3, %F = 0; 1,3 < Ic < 3,65, %F = 42,4(Ic)-54,9; Ic ≥ 3,65; %F = 100.
Esta expressão de Ic é baseada no ábaco de classificação sugerido por Jefferies e
Davies (1991), considerando que ele seja o raio da suposta circunferência formada pela
posição do solo no ábaco. Deste modo, lembra-se que este é um índice que considera o
comportamento do solo devido à cravação do piezocone e deste modo, sua correlação com a
porcentagem de finos também. Quando o comportamento do solo in situ for de material mais
argiloso, maior será o valor de Ic.
As Figuras 5.8 a 5.18 apresentam a porcentagem de finos estimada com base na
correlação sugerida por Davies (1999), bem como aquela adotada para o aterro de Bauru
(Figura 5.19, adiante). Uma vez que a porcentagem de finos foi determinada diretamente a
partir de resultados de alguns ensaios CPTU e RCPTU (Tabela 5.1) e também durante a
construção de alguns poços de monitoramento no aterro, foi possível obter uma correlação
local entre as porcentagens de finos e os valores de Ic calculados com base nos resultados de
ensaios de piezocone. Para o cálculo de Ic, admitiram-se os perfis de poro-pressão (u
2
)
obtidos com a utilização de filtro de cavidade preenchido com graxa, para cálculo de Bq e q
t
(Equação 5.1), aplicando-se um fator de área desiguais (a) igual a 0,60 (Figura 3.5). Para a
estimativa do perfil de poro-pressão hidrostática (u
0
), admitiu-se um gradiente hidráulico
positivo (zona de descarga) igual a 0,03 e posição do nível d’água conforme dados observados
em campo (Figura 4.17) e nos perfis de resistividade dos ensaios RCPTU.
Ainda existem poucos estudos sobre a avaliação das medidas de poro-pressão (u)
utilizando o filtro de cavidade preenchido com graxa comparadas com o método tradicional
168
de saturação do piezocone com pedra porosa e glicerina. Os resultados apresentados por De
Mio et al. (2004) mostram que os valores de poro-pressão tendem a ser maiores na zona
saturada para o primeiro caso, principalmente nas camadas de comportamento mais argiloso.
Além disso, a sucção presente na zona não-saturada compromete a saturação do piezo-
elemento, quando não é utilizado pré-furo até atingir o nível d’água através do método
tradicional. Esta sucção pode ser visualizada nos perfis de u
2
apresentados nas Figuras 5.8 a
5.18, quando os valores de poro-pressão podem ser negativos, ou mesmo inferiores à pressão
hidrostática (u
0
) (Figura 5.11). Este fato pode ser devido ao fluxo subterrâneo que ocorre na
área, não estando estático, ou então devido à deformação sofrida pelos materiais granulares
(areia e silte) durante a cravação do piezocone.
Uma vez que a Equação 5.1 leva em consideração as medidas de poro-pressão através
do índice Bq e da correção de q
c
para q
t
, foi feita uma verificação dos valores de Ic, chamados
agora de Ic(u), considerando: q
t
=q
c
; para u
2
negativa e acima do nível d’água, adotou-se u
2
igual a zero. Como mostra a Figura 5.16 para o ensaio RCPTU-13, observa-se que a diferença
entre Ic e Ic(u) é muito pequena, com exceção da camada mais argilosa, com os valores de
Ic(u) sendo um pouco maiores que de Ic. Para os demais ensaios, essa diferença foi
desprezível. Como Ic é diretamente proporcional à porcentagem de finos, considera-se que
quanto maior esse valor, maior será a influência da poro-pressão nas medidas de Ic e assim,
esta análise poderia ficar comprometida em solos tropicais mais argilosos que o solo do aterro
de Bauru. Devido à boa correlação obtida calculando-se Ic considerando as medidas de poro-
pressão com o uso da graxa, optou-se por conduzir essa análise seguindo-se a Equação 5.1,
sem nenhuma modificação.
A Figura 5.19 apresenta a correlação obtida com base nos ensaios realizados no aterro
de Bauru, com um coeficiente de determinação R
2
igual a 0,76 para os solos coluvionares e
aluvionares, presentes a oeste do aterro, onde foi possível realizar os ensaios de piezocone.
169
Os perfis de porcentagem de finos apresentados nas Figuras 5.8 a 5.18 mostram um
bom ajuste entre os dados obtidos diretamente através das amostras de solo coletadas com o
amostrador Geoprobe e dos poços de monitoramento, com aqueles obtidos indiretamente
através da re-interpretação dos ensaios de piezocone (correlação com Ic apresentada na Figura
5.19). As duas amostras de solo coletadas com o Geoprobe para o ensaio CPTU 1 não
corresponderam ao perfil estratigráfico e nem à correlação obtidos (Figura 5.8), tendo sido
uma delas descartada da curva da Figura 5.19. Na Figura 5.16, é possível concluir que para os
sedimentos flúvio-sedimentares presentes ao sul do aterro (RCPTU 13), esse ajuste foi ainda
melhor.
Porcentagem de Finos (% Finos)
versus
Índice de Material (Ic)
y = 27,36x - 35,80
R
2
= 0,76
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4
Ic
% Finos
Figura 5.19. Correlação entre a porcentagem de finos e o índice de material (Ic), obtida para os solos do entorno
do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru.
A estimativa da porcentagem de finos considerando válida a correlação sugerida por
Davies (1999) para resíduos de minérios superestimou as porcentagens de finos presentes nos
solos do entorno do aterro. Isto indica a necessidade da utilização de correlações locais para
170
realização dessa estimativa. A Figura 5.20 apresenta uma primeira tentativa de se obter a
mesma correlação para solos residuais mais argilosos de Campinas e de São Carlos, indicando
que nem sempre essa correlação entre Ic e a porcentagem de finos é válida para solos
residuais. A estrutura e a cimentação entre as partículas dos solos residuais mais argilosos que
ocorrem nessas cidades confirmam a necessidade de amostragem de solo para caracterização
dos mesmos. Já, para os solos que ocorrem no campo experimental da Unesp de Bauru tem-se
uma correlação melhor, pois são mais arenosos. A continuidade das pesquisas nessa área deve
ser encorajada, inclusive com a realização de ensaios de granulometria conjunta com e sem a
utilização de dispersante, para avaliar melhor as diferenças entre comportamento do solo e a
porcentagem de finos, em solos residuais.
Porcentagem de Finos versus Ic
y = 42.534x - 54.843
R
2
= 0.8671
y = 27.266x - 35.407
R
2
= 0.7581
y = 6.0656x + 14.726
R
2
= 0.5428
y = -3.1867x + 42.708
R
2
= 0.2324
y = -6.6369x + 50.857
R
2
= 0.5569
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Índice do comportamento do Solo CPTU - Ic
% Finos
Minas de Rejeito, Canadá - Davies(1999)
Aterro Sanitário de Bauru - Aluviões e Colúvios
Unesp, Bauru - Colúvios e Residual do Arenito
Unicamp, Campinas - Residual de Diabásio
USP, São Carlos - Residual do Arenito
Figura 5.20. Relação entre porcentagem de finos e índice de material (Ic) para diferentes materiais.
As Figuras 5.12 a 5.18 também apresentam uma boa concordância entre a
porcentagem de finos estimada aplicando-se a correlação com Ic da Figura 5.19, com os perfis
171
de condutividade elétrica obtidos para a zona saturada dos ensaios RCPTU realizados no
aterro. Esse fato motivou a avaliação da relação entre os valores de resistividade e a
porcentagem de finos aparente calculada para a zona saturada de todos os ensaios RCPTU,
aplicando-se a correlação da Figura 5.19. As Figuras 5.21 e 5.22 apresentam a relação entre a
resistividade e a porcentagem de finos aparente (obtida de forma indireta) e os valores de Ic
calculados para todos os ensaios RCPTU, respectivamente.
Resistividade do Solo Saturado
versus
Porcentagem de Finos Aparente
0
40
80
120
160
200
240
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
% Finos Aparente
Resistividade (ohm.m)
RCPTU1-sat
RCPTU4-sat
RCPTU8-sat
RCPTU10-sat
RCPTU13-sat
RCPTU14-sat
RCPTU15-sat
Figura 5.21. Relação entre a resistividade elétrica do solo e a porcentagem de finos aparente, utilizando-se os
resultados dos ensaios de piezocone de resistividade na zona saturada.
172
Resistividade do Solo Saturado versus Índice de Material
0
40
80
120
160
200
240
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5
Ic
Resistividade (ohm.m)
RCPTU1-sat
RCPTU4-sat
RCPTU8-sat
RCPTU10-sat
RCPTU13-sat
RCPTU14-sat
RCPTU15-sat
Figura 5.22. Relação entre a resistividade elétrica do solo e o índice de material (Ic), utilizando-se os resultados
dos ensaios de piezocone de resistividade na zona saturada.
Os resultados apresentados nas Figuras 5.21 e 5.22 indicam que para os ensaios
RCPTU 1, 10 e 13 os valores de resistividade tendem a crescer com a diminuição da
porcentagem de finos, mostrando a influência dos argilominerais sobre os mesmos. O mesmo
comportamento não foi observado para todas as camadas saturadas dos ensaios RCPTU 4, 8,
14 e 15, indicando uma maior influência do fluido dos poros entre as partículas nos valores de
resistividade. Esse comportamento pode estar relacionado à maior presença de íons no fluido
contido nos poros, e confirmar assim a presença de contaminação com base nos resultados dos
ensaios RCPTU. Os perfis dos ensaios RCPTU 10 e 13 se diferenciam dos demais ensaios
devido à elevada heterogeneidade do solo local, não podendo ser considerados como valores
de referência (background). Mas vale lembrar que os ensaios RCPTU 1 e 4 foram realizados
muito próximos um do outro e apresentaram tendências diferentes dos demais (Figuras 5.21 e
5.22).
173
Em resumo, esses resultados mostram que valores de resistividade variando entre 20 e
40 ohm.m para camadas predominantemente arenosas, são indicativos da presença de
chorume na água subterrânea. A fim de se identificar e visualizar as camadas susceptíveis à
contaminação, a Figura 5.23 apresenta a relação entre os valores de resistividade das camadas
saturadas e os resultados dos ensaios de caracterização realizados para as amostras de solo
coletadas com o amostrador Geoprobe (Tabela 5.1). Os resultados mostram que existe uma
tendência de aumento dos valores de resistividade com a diminuição do teor de finos, de
argila ou de atividade dos argilominerais. Contudo, podem-se identificar as camadas que não
seguem claramente essa tendência, conforme destacado na Figura 5.23, apresentando baixos
valores de resistividade (entre 20 e 40 ohm.m) para as amostras de solo mais arenosas,
conforme destacado na Figura 5.23. São elas: CPTU 3 (RCPTU4) – 7 a 8 m e RCPTU 15 – 5
a 9 m.
Resistividade do Solo versus Porcentagens de Finos, Argila e Atividade das Argilas
10
100
1000
0 10 20 30 40 50 60 70
% Finos, Argila, Acb
Resistividade (ohm.m)
% Finos
% Argila
Acb
Solos
possivelmente
contaminados
Figura 5.23. Variação da resistividade elétrica para as camadas de solo saturadas com a caracterização da fração
fina dos solos coletados com o amostrador Geoprobe.
174
Infelizmente, mais amostragens de solo e água não foram possíveis de serem
realizadas na época de realização dos ensaios de piezocone de resistividade, não permitindo
assim a confirmação da contaminação detectada a partir dos ensaios RCPTU 8 e 14 (Figuras
5.21 e 5.22), entre outros. Contudo, essa nova interpretação vai além daquela apenas
comparativa entre os valores de resistividade obtidos para todos os ensaios, realizada por
Mondelli (2004), que havia diagnosticado a presença de contaminantes apenas nos ensaios
RCPTU 14 e 15.
Alguma superposição de valores pode ocorrer neste tipo de análise, já que as camadas
mais argilosas também apresentam baixos valores de resistividade. Como o fluxo de
contaminates tende a ocorrer entre as camadas mais arenosas (mais permeáveis) o problema
pode ser simplificado na tentativa de se identificar apenas as mesmas. Os ensaios de
piezocone e seus acessórios mostraram-se um ótimo recurso para essa identificação,
permitindo a coleta de amostras de solo e água em profundidades bem definidas, com menor
diluição e distúrbio que aquelas coletadas nos poços de monitoramento, além da obtenção de
perfis quasi-contínuos de parâmetros de resistência e resistividade do solo.
A Tabela 5.3 apresenta os valores de fatores de formação (FF) para as camadas onde
foram coletadas amostras de solo e água. Observa-se que fatores de formação menores que 1
foram obtidos, o que pode estar relacionado à presença de argilominerais no solo e à ausência
de grandes quantidades de íons na água. Apesar das medidas de resistividade do solo
(RCPTU) e da água (Geoprobe) não terem sido realizadas ao mesmo tempo, observa-se que
para a camada de areia pura (RCPTU 13) o fator de formação foi maior que 1 (FF = 4),
considerado elevado, se comparado com aqueles apresentados na Tabela 4.2. A dificuldade
em interpretar esses resultados justificou a realização da campanha de ensaios de medida de
resistividade em laboratório, que será descrita adiante.
175
Tabela 5.3 - Fatores de formação (FF) determinados a partir dos resultados de alguns ensaios de piezocone de
resistividade realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru utilizando amostradores Geoprobe.
Ensaio RCPTU 13 RCPTU 13 RCPTU 14 RCPTU 15 RCPTU 15
Prof. (m)
3,5 a 4,5 7,5 a 8,5 7,3 a 8,3 6,0 a 7,0 8,0 a 9,0
% Areia
98,0 55,0 - 78,0 80,2
% Silte
1,5 22,5 - 11,0 14,8
% Argila
0,5 22,5 - 11,0 5,0
Descrição Táctil-
Visual
Areia pura
amarela-
acinzentada
Argila cinza -
Areia argilosa
vermelha
Areia argilosa
vermelha
Interpretação do
Piezocone
Areia a Areia
Siltosa (SBT=8)
Argila Siltosa a
Argila (SBT=4)
Areia
(SBT=9)
Areia Siltosa
(SBT=7)
Areia Siltosa
(SBT=7)
Porosidade (n)
0,45 0,52 0,47 0,47 0,49
Resistividade da
Camada (ohm.m)
400 21 50 22 18,5
Resistividade do
fluido (ohm.m)
100,0 117,6 196,1 250,0 49,3
FF 4,00 0,18 0,25 0,10 0,38
Os perfis de poro-pressão (u
2
) apresentados nas Figuras 5.8 a 5.18 indicam
qualitativamente a capacidade drenante das camadas de solo arenosas, mais propícias à
contaminação, enquanto os excessos de poro-pressão são nitidamente observados nas camadas
de textura mais fina. Alguns ensaios de dissipação do excesso de poro-pressão foram
realizados nessas camadas mais finas, cujos resultados interpretados para estimativa do
coeficiente de permeabilidade (k) são apresentados na Tabela 5.4, aplicando-se as sugestões
de Teh e Houlsby (1991) e Parez e Fouriel (1988).
Tabela 5.4 – Interpretação dos ensaios de dissipação do excesso de poro-pressão realizados para camadas onde a
penetração do piezocone foi não-drenada (adaptado de MONDELLI, 2004).
RCPTU
Medida
de u
2
Prof
(m)
C
h
(m
2
/s)
α
αα
α
q
t
(kPa)
M
(kPa)
k (m/s)
–
Teh e
Houlsby
(1991)
k (m/s)
–
Parez e
Fauriel
(1988)
Interpretação
com base no
CPTU
4
Graxa 9,46 2,55x10
-6
3 7090 21271
1,2x10
-9
3,1 x10
-8
Silte Arenoso
5
Glicerina 9,46 4,96x10
-7
3 8431 25293
1,9x10
-10
1,5 x10
-9
Areia Siltosa
6
Graxa
5,04 2,98x10
-6
3 1584 4753 6,1x10
-9
3,8 x10
-8
Argila
8
Graxa
7,98 1,52x10
-5
3 5250 15750
9,4x10
-9
2,9 x10
-7
Silte Arenoso
176
De maneira geral, observa-se que os valores de coeficiente de permeabilidade
estimados a partir dos ensaios de dissipação são menores que aqueles determinados para os
solos residuais de arenito em laboratório (Tabela 5.11, adiante), pois as camadas de solo
ensaiadas eram mais argilosas. O valor de permeabilidade obtido a partir do ensaio RCPTU-5,
executado com pedra porosa saturada com glicerina, é o menor de todos, para uma camada
teoricamente mais permeável. Lembra-se que este ensaio não apresentou o excesso de poro-
pressão tão bem definido nas camadas de argila como foi obtido com o uso do filtro de
cavidade preenchido com graxa automotiva (slot filter). Acredita-se que isso se deve à
dessaturação da pedra porosa, após a sua penetração em camadas de solo não-saturados com
elevada sucção. Existem alguns registros desse comportamento na literatura, justificando
assim a utilização do slot filter no lugar da pedra porosa em solos tropicais (DE MIO et al.,
2004) e não-saturados (LARSSON, 1995).
A existência de camadas de solo mais argilosos com baixa permeabilidade
intercalados com camadas de solo mais arenosas faz com que o fluxo de contaminantes se
concentre nessas últimas. A realização de ensaios de dissipação completos em camadas de
textura mais arenosa, seja utilizando-se um único ensaio, ou a partir de dois ensaios CPTU
espaçados a uma certa distância entre si na direção do fluxo, permitiria a estimativa do
gradiente hidráulico in situ da área, assim como o coeficiente de permeabilidade, conforme
propõem Campanella e Howie (2005). Sugere-se que isso seja realizado futuramente na área
de estudo.
5.1.2.4 Considerações Sobre o Ensaio de Piezocone e seus Acessórios como Técnica de
Investigação Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a aplicação dos ensaios de
piezocone e seus acessórios na área do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru:
177
Os ensaios invasivos de piezocone confirmaram a contaminação em alguns pontos,
quando se utilizou amostradores especiais de solo e água, além de poços de
monitoramento temporários construídos nos próprios furos onde esses ensaios foram
cravados. Além disso, também indicaram a variação da resistividade com o grau de
saturação, textura e contaminação do solo. Porém, não foi possível crava o piezocone em
regiões que pudessem servir de referência (background), tanto para o terreno como para o
aqüífero locais, quando se tinha solos residuais pouco evoluídos do arenito.
A tentativa de realização de novos ensaios de piezocone em áreas que pudessem servir de
referência para os solos residuais do Grupo Bauru, como na parte leste e norte do aterro
(próximo ao poço PP-13), não deve ser descartada. Como foi diagnosticada a presença de
materiais inconsolidados abaixo do arenito, a realização de pré-furo ou o emprego de um
outro tipo de perfuratriz (como core barrel com face diamantada, por exemplo –
CAMPANELLA, 2008) até ultrapassar o mesmo, é uma possibilidade para continuidade
de emprego futuro do RCPTU na área estudada.
A relação entre q
c
e R
f
permitiu que o perfil estratigráfico fosse identificado de forma
detalhada para os perfis altamente heterogêneos de aluviões e colúvios presentes a oeste
do aterro. Para os solos residuais, essa identificação se restringe ao comportamento dos
materiais perante a cravação do piezocone, necessitando, portanto, da amostragem de solo
para se obter uma classificação granulométrica adequada. Os perfis de resistividade
auxiliaram na identificação da posição do nível d’água, além de terem sido sensíveis às
variações de textura e saturação do solo.
Uma correlação determinada em função do índice de material (Ic) e da porcentagem de
finos existentes nas amostras de solo coletadas próximasdo aterro, ou no mesmo furo dos
ensaios de piezocone de resistividade (Geoprobe), permitiu que regiões da zona saturada,
possivelmente contaminadas, pudessem ser identificadas. Destaca-se que essa correlação
178
foi especialmente válida para os solos da área estudada, havendo restrições de emprego da
mesma em outros solos tropicais do interior de São Paulo.
Apesar da variabilidade dos materiais que ocorrem no local, os ensaios de piezocone
permitiram identificar as camadas mais susceptíveis à contaminação causada por esse
aterro, a qual foi confirmada a partir das análises químicas realizadas para as águas
subterrâneas coletadas dos poços de monitoramento. Mais ensaios de resistividade e
amostragem de solo e água para determinação do teor de umidade, coeficiente de
permeabilidade e fator de formação são propostos, para uma melhor caracterização
geoambiental mais bem definida com base em valores de resistividade, bem como para a
avaliação da variação dos valores de resistividade na zona não-saturada.
5.1.3 Poços de Monitoramento do Aqüífero Freático
Antes de iniciar um estudo mais detalhado e localizado das condições de
contaminação do aterro, procurou-se entender melhor a hidrogeologia do local onde está
situado o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, a partir de novas campanhas de coleta
de água dos poços de monitoramento, assim como da construção dos mesmos. Foram
realizadas nove campanhas de coleta de água, que facilitaram a re-interpretação dos resultados
dos ensaios geofísicos e das sondagens de simples reconhecimento, realizados anteriormente.
5.1.3.1 Construção dos Poços de Monitoramento
A Figura 5.24 apresenta o perfil típico e as características dos poços de monitoramento
permanentes construídos ao redor do aterro pela EMDURB (empresa municipal responsável
pelo aterro) em Setembro de 2002 (Foto 5.7). A Figura 5.25 apresenta o perfil típico e as
características dos cinco poços de monitoramento construídos em Fevereiro de 2006 pela
mesma empresa (Fotos 5.8 e 5.9), com o objetivo de monitorar uma possível contaminação da
179
água subterrânea devido aos resíduos de saúde dispostos em valas sépticas ao redor do aterro
a sul-sudeste (Foto 5.10). Em Agosto de 2006, mais dois poços foram construídos, PP-5A e
PP-5B, com o objetivo de confirmar ou não a contaminação apresentada pelo poço PP-5 até
Julho de 2006. O perfil construtivo desses poços é apresentado na Figura 5.26.
Foto 5.7. Poço de monitoramento sendo construído no aterro de resíduos sólidos de Bauru em Setembro de 2002.
180
a
b
0,80m
c
e
d
524,597
524,590
524,880
544,502
523,880
552,581
528,820
524,905
525,468
Cota (m)
0,5014,05,008,500,229
0,5018,005,0024,500,248
0,5012,006,005,500,247
0,506,004,001,500,216
0,508,004,203,300,225
0,5037,408,0028,900,274
0,0014,0010,004,000,073
0,0012,0010,002,000,222
0,0012,0010,002,000,361
e (m)d (m)c (m)b (m)a (m)Poço
524,597
524,590
524,880
544,502
523,880
552,581
528,820
524,905
525,468
Cota (m)
0,5014,05,008,500,229
0,5018,005,0024,500,248
0,5012,006,005,500,247
0,506,004,001,500,216
0,508,004,203,300,225
0,5037,408,0028,900,274
0,0014,0010,004,000,073
0,0012,0010,002,000,222
0,0012,0010,002,000,361
e (m)d (m)c (m)b (m)a (m)Poço
0,152 m
SEM ESCALA
Caixa de proteção
de alvenaria
Cota de superfície
Solo local
Tubo liso geomecânico 4”
Selo de cim ento
Pré-filtro (seixos 1 a 2 mm )
Tubo filtro geom ecânico 4”
(4,00 m)
Figura 5.24. Perfil típico dos poços de monitoramento permanentes instalados no aterro de resíduos sólidos de
Bauru, em Setembro de 2002.
Foto 5.8. Poço de monitoramento sendo construído no aterro de resíduos sólidos de Bauru,em Fevereiro de 2006.
181
Foto 5.9. Detalhe do cravador dinâmico utilizado para a perfuração dos poços, em Fevereiro de 2006.
Foto 5.10. Vala séptica escavada ao redor do aterro de Bauru, para disposição de resíduos de saúde.
546,154
536,980
546,139
554,104
527,992
Cota
(m)
4,5044,0017,9020,000,3213
1,0026,0010,5011,500,3012
15,037,509,707,500,2411
5,5042,0016,4016,500,2610
0,2023,3514,157,800,203A
e (m)d (m)c (m)b (m)a (m)Poço
546,154
536,980
546,139
554,104
527,992
Cota
(m)
4,5044,0017,9020,000,3213
1,0026,0010,5011,500,3012
15,037,509,707,500,2411
5,5042,0016,4016,500,2610
0,2023,3514,157,800,203A
e (m)d (m)c (m)b (m)a (m)Poço
SEM ESCALA
a
b
c
e
d
Proteção em
concreto (0,66 x 0,66 m)
Cota de superfície
Solo local
Tubo liso geomecânico 4”
Selo de cimento
Pré-filtro (seixos 1 a 2 mm)
Tubo filtro geomecânico 4”
(4,00 m)
0,05 m
0,25 m
Proteção em
concreto (φ
φφ
φ = 0,27 m)
0.178 m
a
b
c
e
d
Proteção em
concreto (0,66 x 0,66 m)
Cota de superfície
Solo local
Tubo liso geomecânico 4”
Selo de cimento
Pré-filtro (seixos 1 a 2 mm)
Tubo filtro geomecânico 4”
(4,00 m)
0,05 m
0,25 m
Proteção em
concreto (φ
φφ
φ = 0,27 m)
0.178 m
Figura 5.25. Perfil típico dos poços de monitoramento permanentes instalados no aterro de resíduos sólidos de
Bauru, em Fevereiro de 2006.
182
a
b
0,60m
c
e
d
523,443
523,904
Cota (m)
0,3024,8017,806,70
0,205B
0,5021,5014,506,50
0,205A
e (m)d (m)c (m)b (m)a (m)Poço
523,443
523,904
Cota (m)
0,3024,8017,806,70
0,205B
0,5021,5014,506,50
0,205A
e (m)d (m)c (m)b (m)a (m)Poço
0,178 m
SEM ESCALA
Caixa de proteção
de alvenaria
Cota de superfície
Solo local
Tubo liso geomecânico 4”
Selo de cimento
Pré-filtro (seixos 1 a 2 mm)
Tubo filtro geomecânico 4”
(4,00 m)
Figura 5.26. Perfil típico dos poços de monitoramento permanentes instalados no aterro de resíduos sólidos de
Bauru, em Agosto de 2006.
5.1.3.2 Análise Geral dos Resultados Obtidos
A Tabela 5.5 apresenta os resultados de todas as nove campanhas de coleta de água
dos poços de monitoramento permanentes realizadas, até o momento, no aterro de Bauru.
Apresenta também mais quatro campanhas realizadas por Lopes (2007), em apenas quatro
poços, entre o período de abril de 2004 a março de 2005, para que possam ser comparadas
com as demais campanhas que vêm sendo realizadas a cada 6 meses no aterro. Com exceção
da campanha realizada em 20/07/2005, cuja análise físico-química foi realizada no
Laboratório de Geoquímica do Departamento de Geotecnia da EESC-USP, todas as demais
análises foram realizadas pelo Laboratório de Saneamento da EESC-USP.
183
Tabela 5.5 - Resultados de todas as análises químicas realizadas para as águas subterrâneas coletadas dos poços de monitoramento do aterro de resíduos sólidos de Bauru.
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
23/01/2003 8,5 8,0 10,7 32,0 6,0 NE NE 2,6 5,6 7,2 6,9 NE NE NE NE
11/08/2003 8,0 6,0 9,0 30,0 6,0 NE NE 3,0 6,0 6,0 6,0 NE NE NE NE
13/02/2004 9,5 8,0 11,5 30,0 7,0 NE NE 3,1 8,0 7,5 7,0 NE NE NE NE
13/04/2004 8,9 7,4 7,8 32,5 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 9,2 7,7 10,8 33,0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 9,4 7,5 11,0 33,4 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 9,5 8,0 10,5 33,7 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
20/07/2005 9,1 7,9 10,6 31,7 6,9 NE NE 3,2 8,3 7,5 7,6 NE NE NE NE
08/11/2005 9,3 8,2 10,8 33,9 7,1 NE NE 3,6 8,2 7,7 7,5 NE NE NE NE
04/07/2006 9,41 8,52 10,75 33,47 7,35 7,20 8,00 4,13 8,55 8,04 7,99 33,89 27,95 18,69 30,41
15/02/2007 9,49 8,53 10,82 34,19 ND 7,4 7,78 3,09 8,51 8,26 8,18 34,69 27,26 19,1 30,76
16/08/2007 9,79 8,82 10,97 34,37 ND 7,65 7,92 3,21 8,86 8,51 8,44 34,74 27,40 19,15 31,05
17/04/2008 9,79 8,855 10,94 34,38 ND 7,7 7,83 2,94 8,91 8,54 8,45 34,81 27,45 19,17 30,88
23/01/2003 4,64 5,41 6,22 5,88
7,90
NE NE 4,84 5,36 5,78 5,89 NE NE NE NE
11/08/2003 5,00 5,60 6,60
7,10 6,80
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6,70 6,90
NE NE 5,00 5,94 6,11 6,23 NE NE NE NE
13/04/2004 4,81 5,40 5,65 6,41 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 5,33 5,71 5,19 6,57 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 5,00 5,42 5,98 6,14 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 5,02 5,27 6,06 6,23 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
20/07/2005 5,10 5,10 6,40 6,50
6,50
NE NE 4,80 5,80 5,70 5,70 NE NE NE NE
08/11/2005 5,45 5,56 6,27 6,43
6,59
NE NE 5,39
6,20 6,45 6,28
NE NE NE NE
04/07/2006 5,51 5,73 5,81 6,19
6,64 6,63 6,67
5,45 5,35 5,85 5,67 6,45
7,45
6,92 6,17
15/02/2007 5,43 5,75 5,88 6,33 ND
6,27 6,17
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7,03 7,29
6,22
16/08/2007 5,72 5,77 5,85 6,26 ND
6,14 6,4
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7,01
5,83
17/04/2008 5,01 5,65 5,97 6,45 ND
6,16 6,30
5,14 5,44 5,83 5,89
7,09
6,23
7,12
5,89
23/01/2003 465,0 47,0 183,0 174,0 360,0 NE NE 55,0 257,0 161,0 286,0 NE NE NE NE
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13/02/2004 556,0 78,3 267,0 342,0 701,0 NE NE 37,3 487,0 242,0 576,0 NE NE NE NE
13/04/2004 342,0 208,0 151,0 317,0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 191,0 197,0 191,0 404,0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 142,0 186,0 178,0 358,0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 96,0 175,0 284,0 385,0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
20/07/2005 116,9 211,0 213,0 350,0 519,0 NE NE 29,9 422,0 189,3 132,5 NE NE NE NE
08/11/2005 127,0 276,0 255,0 513,0 676,0 NE NE 32,8 524,0 231,0 149,3 NE NE NE NE
04/07/2006 157,8 487,0 125,7 464,0 925,0 310,0 223,0 43,7 253,0 256,0 160,4 346,0 188,4 349,0 138,2
15/02/2007 172,2 346,0 119,3 433,0 ND 178,2 163,7 47,7 270,0 166,0 149,2 336,0 476,0 388,0 177,7
16/08/2007 234,0 325,0 129,1 447,0 ND 177,9 187,7 70,1 365,0 201,0 159,9 353,0 416,0 584,0 147,5
17/04/2008 222,0 287,0 125,9 353,0 ND 150,8 154,1 46,4 297,0 168,8 134,1 292,0 218,0 465,0 96,4
pH
-
100 (3a) 286
(3b)
0,1
Cond. Elétrica
(
µ
µµ
µ
S/cm)
NA (m)
-- -
6,0 - 9,0 (2a)
5 - 8,7 (3a,
3b)
0 - 14
continua...
184
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
23/01/2003 98,0 5,0 5,5 5,0 21,0 NE NE 3,5 61,5 43,5 59,0 NE NE NE NE
11/08/2003 131,0 3,1 2,3 1,8 19,4 NE NE 3,7 53,5 21,6 54,5 NE NE NE NE
13/02/2004 113,0 3,2 3,3 1,6 7,4 NE NE 2,0 50,5 24,6 65,0 NE NE NE NE
13/04/2004 77,5 20,1 4,0 1,5 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 47,6 15,3 3,9 1,8 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 38,5 20,9 4,4 1,5 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 17,5 17,1 4,3 1,6 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
20/07/2005 24,8 38,5 9,7 1,3 15,0 NE NE 2,2 23,1 20,3 10,3 NE NE NE NE
08/11/2005 45,0 24,3 7,1 1,6 4,6 NE NE 2,4 15,7 12,6 3,9 NE NE NE NE
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11/08/2003
4,303
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5,895
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NE NE
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2,728
10,060
NE NE NE NE
13/04/2004 3,617 2,187 1,210
16,990
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 1,005 1,408 1,560 2,240 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 1,386 1,373 1,016 1,550 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 1,122 1,230 1,455 1,251 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 1,107 2,274 1,068 2,653
5,175
NE NE 5,052 1,410 0,866 0,884 NE NE NE NE
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13,240
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15/02/2007 3,052 2,285 1,732 1,822 ND 1,510 1,002
19,850
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6,195
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4,660 5,137
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17/04/2008 2,325 3,123 2,160 1,863 ND 1,470 1,271
7,780 4,225
2,095 1,960 1,769 1,196 1,402 1,827
23/01/2003 < 1 1 < 1 < 1
65
NE NE
9
< 1 < 1 < 1 NE NE NE NE
11/08/2003 1 1 < 1 < 1
68
NE NE
8
< 1 < 1 < 1 NE NE NE NE
13/02/2004 1 1 1 1
30
NE NE < 1 1 < 1 < 1 NE NE NE NE
13/04/2004
10
0 0 0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004
11
0 7 0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004
10
0 1 0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 7 0 0 0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 3 3 <1 <1
52
NE NE 1 <1 <1 <1 NE NE NE NE
04/07/2006 <1 <1 <1 <1
70 9
<0 4 <1 <1 <1 <1 1
14
<1
15/02/2007
11
<1 <1 <1 ND <1 1
20
<1 <1 <1 1 <1 3 <1
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<1 <1 1 1 1 <1 <1
17/04/2008 <1 <1 <1 <1 ND <1 <1
7
<1 <1 1 1 <1 1 1
23/01/2003 < 0,001 0,001 < 0,001 < 0,001 0,003 NE NE 0,007 < 0,001 < 0,001 < 0,001 NE NE NE NE
11/08/2003 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 NE NE < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 NE NE NE NE
13/02/2004 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 NE NE < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 NE NE NE NE
13/04/2004 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 NE NE <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 NE NE NE NE
04/07/2006 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
15/02/2007 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 ND <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
16/08/2007 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 ND <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
17/04/2008 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 ND <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001
0,1
Cloretos
(mg/L)
250 (2b) 4,8 (3b)
Carbono
Orgânico Total
(mg/L)
Sulfatos (mg/L)
Sulfetos (mg/L)
- - 0,1
250 (2b) - 1
0,05 (2b) - 0,001
continua...
185
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
23/01/2003
0,15
0,05 0,02 0,05
0,91
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0,04
0,32
NE NE NE NE
11/08/2003
0,27
0,05 0,04 0,46
0,21
NE NE
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NE NE NE NE
13/02/2004
0,21
0,03 0,03 0,06
0,17
NE NE
0,10 0,40 0,10 0,10
NE NE NE NE
13/04/2004
0,17
0,07 0,05 0,06 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 0,08 0,05 0,00
1,68
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004
0,14 0,12 0,17 0,19
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 0,05
0,12
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0,16
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005
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5,10
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0,005 0,002 0,001 0,002 0,003 0,005 0,007 0,095 0,013
15/02/2007 0,003 0,002 0,002 0,006 ND 0,003 0,002 0,012 0,002 0,004 0,006 0,005 0,003 0,022 0,005
16/08/2007 0,003 0,001 0,002 0,064 ND 0,002 0,009 0,004 0,002 0,002 0,003 0,002 0,002 0,003 0,004
17/04/2008 0,003 0,002 0,003 0,007 ND 0,002 0,004 0,007 0,003 0,004 0,008 0,003 0,002 0,002 0,004
23/01/2003 0,28 0,13 0,33 0,20 0,41 NE NE 0,20 0,23 0,15 0,56 NE NE NE NE
11/08/2003 2,70 1,00 1,00 1,40 2,40 NE NE
2,60
0,40 0,80 1,70 NE NE NE NE
13/02/2004 2,50 0,90 0,90 0,30 2,30 NE NE
2,00 2,00
0,80 1,00 NE NE NE NE
23/11/2004 0,89 0,62 0,86 0,91 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 0,22 0,62 0,31 0,62 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 0,80 1,00 0,50 1,10 2,00 NE NE 1,00 2,80 0,40 0,40 NE NE NE NE
04/07/2006 0,15 0,51 0,02 0,03 1,34
2,00 4,00
0,50 0,12 0,02 0,02 0,06 0,02 0,01 <0,00
15/02/2007 0,40 1,00 0,29 0,33 ND 0,25 0,24
3,92
0,39 0,22 0,32 0,39 0,33 0,19 0,41
16/08/2007 0,27 0,57 0,10 0,36 ND 0,37 1,12 1,10 0,37 0,12 0,26 0,24 0,24 0,25 0,12
17/04/2008
3,00 4,00 4,00 2,00
ND 1,00
2,00 3,00 3,00 3,00 3,00 4,00 3,00 2,00 4,00
Nitrogênio
Total (mg/L)
Nitrogênio
Amoniacal
(mg/L)
Nitrogênio
Nitrato (mg/L)
Nitrogênio
Nitrito (mg/L)
1,5 (2b) - 0,01
10 (2b) 5,3 0,01
1 (2b) - 0,001
- 0,01
continua...
186
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
23/01/2003 0,04 0,03 0,06 0,04 0,07 NE NE 0,04 0,04 0,03 0,04 NE NE NE NE
11/08/2003 0,16 0,27 0,09 0,17 0,11 NE NE 0,12 0,21 0,04 0,08 NE NE NE NE
13/02/2004 0,08 0,08 0,06 0,06 0,08 NE NE 0,10 0,08 0,05 0,04 NE NE NE NE
08/11/2005 0,12 0,13 0,14 0,26
2,68
NE NE 0,89 0,10 0,06 0,11 NE NE NE NE
04/07/2006 0,09 0,12 0,10 0,18 5,2 0,16 0,06
3,21
0,09 0,05 0,06 0,12 0,14 0,09 0,06
15/02/2007 0,71 0,50 0,15 0,18 ND 0,15 0,13
2,19
0,11 0,07 0,06 0,15 0,15 0,15 0,08
16/08/2007 0,14 0,20 0,06 0,22 ND <0,01 0,08 0,13 0,12 <0,01 0,04 0,04 0,07 0,08 0,04
17/04/2008 0,02 0,08 0,04 0,03 ND 0,02 0,02 0,47 0,07 0,04 0,07 0,07 0,03 0,07 0,04
23/01/2003
39
18
8
4
16
NE
NE
13
3
16
3
NE
NE
NE
NE
11/08/2003
66 32
16 9 24 NE NE
38
18 4 5 NE NE NE NE
13/02/2004
64 27
21 17
28
NE NE
53 77 27 37
NE NE NE NE
13/04/2004
58 88 28
18 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 24 19 16
49
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 13 8 12
34
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 7 12 16 12 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 6 12 24
49 132
NE NE
33
21 12 4 NE NE NE NE
04/07/2006 16
32
14 21
508
21 6
104 32
13 15 18 10 4 6
15/02/2007 17 23 10 22 ND 17 18
53 39
23
28
22 13 14
32
16/08/2007
28 46
12
116
ND 6 8
68 81
4
26 28
12 16
25
17/04/2008 5 14 9
51
ND 6 2
42 51
13 <1 6 <1 11 18
23/01/2003 18 8,9 6 3,5 9 NE NE 10 3,2 11 2,9 NE NE NE NE
11/08/2003 17 7 4 < 1 7 NE NE 7 3 < 1 <1 NE NE NE NE
13/02/2004 8 6 4 < 1 4 NE NE 8 17 5 6 NE NE NE NE
13/04/2004 5 7 0 0 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 2 2 2 8 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 5 0 0 16 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 0 1 1 1 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 <1 2 4 8 28 NE NE 5 3 2 <1 NE NE NE NE
04/07/2006 2 4 2 4 86 4 1 8 3 2 3 3 2 <1 <1
15/02/2007 2 3 2 3 ND 3 3 4 3 3 3 3 2 2 3
16/08/2007 1 3 1 15 ND <1 2 5 5 <1 2 2 <1 4 7
17/04/2008 <1 2 1 6 ND <1 <1 4 6 1 <1 <1 <1 2 4
23/01/2003 1060 600 900 18.000 500 NE NE 250 450 1.200 20.000 NE NE NE NE
11/08/2003 200 9500 10000 100000 3000 NE NE 84000 300 840 78.000 NE NE NE NE
13/02/2004 50000 20000000 30000 2000000 200000 NE NE 400000 1000000 30000 60000 NE NE NE NE
13/04/2004 33000000 2000 3000 50000 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 400000000 3000 2000 100000 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 2000000 200000000 1400 90000 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 345 1733 236 291 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 250 600 8820 5630 600000 NE NE 6000 420 4570 315 NE NE NE NE
04/07/2006 2200 900 1400 4600 80000000 13400 4600 11000 2700 270 580 3200 7500 960 13000
15/02/2007 1600 1100 1500 5100 ND 11000 3800 42000 2900 360 710 2900 8900 790 22000
16/08/2007 14 874 108 9200 ND 517 1300 63000 270 2400 172 200 154 83 3900
17/04/2008 12 915 222 42000 ND 710 805 150000 190 4900 468 380 89 129 53000
Fosfato Total
(mg/L)
DQO (mg/L)
DBO (mg/L)
Coliformes
Totais
(UFC/100 mL)
0,1 (2a) - 0,01
- - 1
5 (2a) - 1
ausente - -
continua...
187
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
23/01/2003 10 0 0 0 0 NE NE 0 0 10 10 NE NE NE NE
11/08/2003 42 500 25 140 47 NE NE 10 25 30 3 NE NE NE NE
13/02/2004 1 1 9 33 3 NE NE 17 13 68 11 NE NE NE NE
08/11/2005 50 10 70 16 1000 NE NE 4000 40 60 2 NE NE NE NE
04/07/2006 230 4 10 116 900 30 20 800 130 10 32 180 30 72 180
15/02/2007 500 23 31 150 ND 26 13 1100 140 15 46 150 73 58 210
16/08/2007 Ausente Ausente 1 770 ND 1 3 100 1 Ausente 3 10 6 58 60
17/04/2008 Ausente Ausente 3 6300 ND 2 1 860 Ausente 2 6 16 1 71 91
13/04/2004
0,46 0,33 0,29 0,21
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004
1,50 1,12 1,02 1,73
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004
1,32 0,22 0,68 0,65
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005
0,25 0,32 0,14 0,60
ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005
0,16
<0,002 <0,002 <0,002 <0,002 NE NE <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 NE NE NE NE
04/07/2006 0,08
0,19 0,30 0,10 0,74
0,07 0,08 0,44
0,43 0,28 0,11 0,10 0,11 1,05 0,10
15/02/2007 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 ND <0,002 <0,002 <0,002
0,19
<0,002 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002 <0,002
16/08/2007 0,07
0,17
0,04
0,24
ND 0,07 0,07 0,07
0,30
0,07 0,07 0,07 0,09 0,09
0,10
17/04/2008
0,11 0,11
0,03
0,17
ND 0,03 0,03 0,05
0,24
0,03 0,03 0,06 0,06 0,04 0,02
13/04/2004 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 NE NE <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 NE NE NE NE
04/07/2006 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
15/02/2007 <0,01 0,51 <0,01 <0,01 ND 0,06 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,02 <0,01 0,07
16/08/2007 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 ND <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 0,10
17/04/2008 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 ND <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01
13/04/2004 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 NE NE <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 NE NE NE NE
04/07/2006 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008
15/02/2007 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008
16/08/2007 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008
17/04/2008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 ND <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008 <0,008
23/01/2003 <0,0006 <0,0006 <0,0006 0,02 0,08 NE NE <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 NE NE NE NE
11/08/2003 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 NE NE <0,0006 <0,0006 0,002 0,001 NE NE NE NE
13/02/2004 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 NE NE <0,0006 <0,0006 0,002 0,001 NE NE NE NE
13/04/2004 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 NE NE <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 NE NE NE NE
04/07/2006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006
15/02/2007 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006
16/08/2007 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006
17/04/2008 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 ND <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006 <0,0006
Ni (mg/L)
Cd (mg/L)
E. COLI
(UFC/100 mL)
Pb (mg/L)
Zn (mg/L)
ausente - -
5 (2b) 0,01 (3b) 0,002
0,01 (2b) 0,003 (3b) 0,02
0,008<0,02 (3b)0,02 (2c)
0,005 (2b) <0,0001 (3b) 0,0006
continua...
188
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
23/01/2003
34,50
18,20 4,10 1,10 15,50 NE NE 1,80
27,40
1,00 3,10 NE NE NE NE
11/08/2003 12,80
52,00
0,89 0,20 2,66 NE NE 1,10 4,94 0,04 0,53 NE NE NE NE
13/02/2004
25,30
15,00 1,92 2,45 10,15 NE NE 3,24
120,00
0,76 2,78 NE NE NE NE
13/04/2004 0,21 0,15 0,16 0,16 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004 <0,005 <0,005 <0,005 0,19 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 7,37 0,27 5,44 1,96 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 0,15 0,22 0,24 0,23 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 2,00 5,44 0,24 0,15
21,74
NE NE 1,03 5,00 <0,005 <0,005 NE NE NE NE
04/07/2006 2,98 1,64 0,27 0,62
55,30
0,27 0,02 15,70 4,61 0,19 0,42 0,64 4,31 0,23 0,43
15/02/2007 19,36 5,63 0,78 2,42 ND 0,86 0,67 5,30 5,08 0,57 0,97 3,65 1,28 1,34 0,99
16/08/2007
23,24
6,31 2,07 4,54 ND 0,51 0,57 5,08 4,93 0,20 2,65 2,60 3,59 2,68 2,52
17/04/2008
27,03
3,73 1,45 8,38 ND 0,67 0,80 7,25 6,01 0,68 2,71 1,99 3,80 2,60 2,63
23/01/2003 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 NE NE < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 NE NE NE NE
11/08/2003
0,228 0,256 0,105 0,078 0,117
NE NE
0,132 0,14 0,113 0,089
NE NE NE NE
13/02/2004
0,12 0,03
< 0,005 < 0,005
0,10
NE NE 0,01
0,36 0,05
< 0,005 NE NE NE NE
13/04/2004 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
02/09/2004
0,13
0,01
0,15
0,02 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
23/11/2004 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
21/03/2005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 ND NE NE ND ND ND ND NE NE NE NE
08/11/2005 <0,005
0,02 0,01
<0,005
0,17
NE NE 0,03 <0,005 <0,005 <0,005 NE NE NE NE
04/07/2006
0,87
< 0,005 < 0,005 < 0,005
0,19 0,01
< 0,004
0,05 0,32
< 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005
15/02/2007 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 ND < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005
16/08/2007 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 ND < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005
17/04/2008 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 ND < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005
0,06
20/07/2005 4,2 1,5 0,9 0,6 12,0 NE NE 0,9 1,7 1,6 1,2 NE NE NE NE
04/07/2006 3,2 2,6 1,2 3,5
22,7
ND ND 1,5 2,0 2,5 1,7
7,0
1,6 3,0 1,8
15/02/2007 2,9 1,7 1,2 1,6 ND 1,6 1,3 1,5 2,2 2,6 1,6 2,9 1,6 2,3 1,4
16/08/2007 3,9 1,2 0,8 1,5 ND 0,8 1,6 1,7 2,1 1,7 1,6 2,3 1,6 0,8 1,2
17/04/2008
5,5
1,5 1,2 1,2 ND 1,0 1,2 1,4 2,0 2,3 1,5 2,0 1,3 1,5 1,0
20/07/2005 0,6 3,2 2,2 4,1 11,0 NE NE 1,1 3,9 2,7 2,9 NE NE NE NE
04/07/2006 0,7 4,2 1,7 5,0
13,6
ND ND 2,7 3,8 3,7 2,9
9,7
2,7 6,5 2,3
15/02/2007 0,5 3,3 1,7 4,0 ND 2,7 2,9 2,1 4,9 6,0 3,8 6,9 3,6 5,9 3,2
16/08/2007 0,5 2,9 1,7 4,2 ND 1,9 2,9 1,8 4,5 3,5 3,6 5,0 3,2 4,6 2,4
17/04/2008 0,9 3,1 1,9 3,8 ND 1,8 2,7 2,0 4,3 6,0 3,7 4,7 3,2 4,0 2,0
Na (mg/L)
200 (2b) 16,7 (3b) 0,1
Cr Total
(mg/L)
0,05 (2b) 0,03 (3b) 0,005
Fe Total (mg/L)
K (mg/L)
0,1
0,3 (2b) 0,1 (3b) 0,005
- 6,4 (3b)
continua...
189
Data PP-1 PP-2
PP-3/3A
(1)
PP-4 PP-5 PP-5A PP-5B PP-6 PP-7 PP-8 PP-9 PP-10 PP-11 PP-12 PP-13
Padrão
Potab.
(2)
Padrão
Adotado
(3)
Limite de
detecção
20/07/2005 3,10 10,00 29,00 41,00 38,00 NE NE 0,00 33,00 22,00 13,00 NE NE NE NE
04/07/2006 17,80
51,00
21,70
63,60 83,80
ND ND 5,50 39,60 40,00 31,80
52,40 53,00 59,20
22,30
16/08/2007 14,56 26,5 10,43
55,54
ND 11,67 14,1 3,65 17,64 12,13 12,98 38,03
62,07 86,50
11,30
17/04/2008 14,92 21,90 12,84
50,42
ND 16,80
73,08
2,66 25,85 17,76 16,56 43,60 30,03
82,12
8,70
20/07/2005
mal cheiro -
Raízes
pretas
-
Odor,
raízes
NE NE Fosca -
Cheiro de
óleo
- NE NE NE NE
08/11/2005
mal cheiro,
escura
Cheiro forte
Raízes
pretas
-
Cheiro,
cinza
escura
NE NE Fosca mal cheiro - - NE NE NE NE
04/07/2006
pouco turva cheiro forte cetesb -
cheiro,
preta c/
raízes
ND ND
turva,
cheiro forte
cheiro forte - - cetesb
cetesb -
algum
cheiro
cetesb -
15/02/2007
averm.
(solo)
- - - ND - -
bastante
turva
(aciz.)
cheiro - - - - - -
16/08/2007
turva pouco turva -
pouco
turva
ND - -
turva
(acizentad
a)
- - - -
pouco
turva
- -
17/04/2008
turva,bte
averm. c/
pouco
cheiro
- -
turva
verm.
clara
ND minhocas -
turva
acizent.
pouco
cheiro
turva,
averm. c/
pouco
cheiro
-
turva verm.
clara
pouco
cheiro
Formigas
turva,
verm.
clara
- -
Ca (mg/L)
Obs. sobre a
amostra
0,02136,1 (3b)-
- - -
------ Coletas e análises realizadas por Lopes (2007); ------ Valores acima dos padrões de potabilidade; ----- Valores acima dos padrões adotados.
Em negrito: Valores considerados anômalos com base nos valores de referência (background) locais.
NE: Não Existia; ND: Não Detectado.
(1)
Análises realizadas para PP-3 até 8/11/2005 e para PP-3A a partir de 4/7/2006. Primeiras campanhas de coleta nos poços PP-5A e PP-5B realizadas em 03/08/2006 e
não em 04/07/2006.
(2)
Padrões de potabilidade para consumo de água humano conforme estabelecidos pelos órgãos governamentais:
(2a)
Valores máximos estabelecidos para águas doces superficiais de Classe II, segundo Resolução do CONAMA nº 357, de 17/03/2005;
(2b)
Valores máximos estabelecidos para águas subterrâneas, segundo a Portaria 518, de 26 de março de 2004, do Ministério da Saúde;
(2c)
Valores de intervenção estabelecidos para águas subterrâneas, segundo a CETESB (2005).
(3)
Valores de referência adotados para o presente estudo com base nas características hidrogeológicas locais:
(3a)
Valores adotados com base nas características físico-químicas das amostras de solo coletadas (Tabela 5.4);
(3b)
Valores máximos observados para poços de exploração do Aqüífero Bauru e monitorados pela CETESB, segundo o Relatório de Qualidade das Águas
Subterrâneas no Estado de São Paulo 2001-2003. Foram considerados os resultados dos seguintes poços da SABESP: Avaí P1, Presidente Alves P1 e Gália P2
(Formações Marília e Adamantina).
190
Inicialmente, em 2002, foram construídos dois poços considerados de montante: PP-4,
a leste e PP-6, ao sul do aterro (Figura 4.11). Durante as diversas campanhas de coleta das
águas desses poços, observou-se que o poço PP-4 apresenta valores elevados de
condutividade, pH, DBO, DQO, E. Coli e metais em relação aos outros poços considerados
como de jusante. O poço PP-6 vem apresentando baixos valores de pH, condutividade,
cloretos, entre outros parâmetros. Contudo, devido à grande estiagem ocorrida em julho de
2006, o poço PP-6, assim como o Lago 1, secaram, dificultando a coleta de água desse poço,
apresentando, portanto, valores não confiáveis e bastante elevados de fosfato, DQO,
coliformes, Zn, Fe, Na, K e Ca, em relação às campanhas anteriores (Tabela 5.5). Além disso,
o poço PP-6 não está localizado numa área com as mesmas características hidrogeológicas
dos demais poços e de onde o aterro está situado, por estar situado em outro compartimento
hidrogeológico.
Por isso, os poços PP-10 e PP-13 foram construídos em 2006 a fim de finalmente se
obter um poço que servisse como referência (background) para os demais e que não
apresentassem contaminação. As primeiras análises realizadas com as águas desses poços
(Tabela 5.5 – a partir de 04/07/2006) mostram que o poço PP-10 pode estar sendo
influenciado pelos contaminantes gerados pelos resíduos de saúde, com valores elevados de
condutividade elétrica, nitrogênio total, fosfato, DQO, K, Ca, além de ter demonstrado
presença de Pseudomonas sp (análise CETESB 2006 – Fundação Véritas). Já, o poço PP-13
apresentou baixos valores em quase todos os parâmetros analisados na primeira campanha em
04/07/2006, mas agora vem apresentando teores de DQO, DBO, Pb, Zn e coliformes
razoavelmente elevados.
Os valores discrepantes obtidos para praticamente todos os parâmetros na água do
poço PP-5, comparados com aqueles obtidos para os demais poços localizados a oeste do
aterro, além de ter sido o único poço que apresentou teores de sulfatos e mau cheiro, mostra
191
que existe influência de outros fatores na água coletada, e não só do aterro. Pelo fato de ser o
poço mais próximo da fossa séptica existente no escritório presente no aterro (cerca de 56 m à
jusante desta), além do fato do nível d’água estar abaixo da cota do filtro. Isto tem provocado
a ocorrência de raízes, assim como no poço PP-3. Por esses motivos, este poço não foi
considerado para qualquer estimativa da presença da pluma de contaminação provocada pelo
aterro neste ponto.
Por esta razão e a fim de confirmar essa contaminação, foram construídos em 2006 os
poços PP-5A e PP-5B, ao lado do poço PP-5, sendo o primeiro com 21,5 m e o segundo com
24,8 m de profundidade. Os resultados das primeiras coletas também estão apresentados na
Tabela 5.5. Observa-se que os valores de condutividade elétrica, carbono orgânico total,
sulfatos, fosfato, DQO, DBO, coliformes, Fe e Cr diminuíram, apesar de continuarem
elevados em relação aos outros poços. Com tendência contrária, os teores de nitrogênios
aumentaram.
De maneira geral, nota-se que todos os poços apresentam pH ácido, entre 5,5 e 6,5, em
conseqüência da acidez característica dos solos da região. Outra característica resultante do
processo de laterização desses solos é a presença de ferro nas águas de todos os poços, seja
em menor ou maior quantidade. Contudo, isso não descarta a hipótese de que uma maior
concentração de ferro seja um indicativo de contaminação. Quando os parâmetros analisados
na Tabela 5.5 são comparados com aqueles adotados como típicos para o Aqüífero Bauru
(CETESB, 2004c), quase todos eles são superiores em um ou mais poços, em diferentes
épocas. Isto confirma a presença de contaminantes nas águas subterrâneas, principalmente a
oeste do aterro.
Atenção foi dada aos caminhos preferenciais de fluxo que ocorrem no aterro e no
entorno dele, a fim de explicar a presença ou não de contaminantes nos poços à montante,
além da origem desses contaminantes, com base nas profundidades dos níveis d’água obtidas
192
durante essas campanhas. Pelo fato do poço PP-6 apresentar o nível freático em cota mais
elevada (Figura 5.24 e Tabela 5.5), e muito acima daquela obtida para o poço PP-4 (sendo que
PP-4 e PP-6 estão localizados em cotas elevadas e bem parecidas), considera-se que existe
uma recarga da nascente existente próxima ao poço PP-6 e, assim, uma recarga proveniente
do sul do aterro sobre a água subterrânea dos poços localizados a oeste do aterro. Por isso,
uma campanha de coleta de águas superficiais foi realizada, considerando a Nascente e os
Lagos 1 e 2 localizados ao sul do aterro, que é caracterizado como uma área de várzea. Os
resultados são apresentados na Tabela 5.6. Estes valores precisam ser interpretados com muito
cuidado, pois existe o contato direto do gado com essas águas, principalmente no Lago 1. Não
foi possível continuar o monitoramento dessas águas a partir de 2006, pois esse lago secou.
O gradiente hidráulico calculado entre o Lago 1 e o poço PP-3 é de 0,07, e entre o
Lago 2 e o poço PP-2 é de 0,055, no sentido Sul-Norte. Considerando a posição dos níveis
d’água obtidos quando da realização das sondagens de simples reconhecimento com medida
de SPT, em 1992, e o mapa de fluxo subterrâneo obtido a partir dos ensaios geofísicos, o
gradiente hidráulico varia entre 0,025 e 0,05, conforme discutido no ítem 4.3.
Os resultados da Tabela 5.6 mostram que as águas dos poços de monitoramento
podem até ser influenciadas pelas águas superficiais, quando são avaliados os valores
nitrogênios, DBO, DQO, Cr e Pb. Mas o fato de que para alguns poços foram obtidos valores
de condutividade, cloretos, Fe, Na, K e Ca maiores que aqueles que constam na Tabela 5.5,
confirmam a influência do aterro na contaminação das águas subterrâneas, mais do que dessas
águas superficiais.
193
Tabela 5.6 - Análise química das águas superficiais localizadas ao sul do aterro.
Data (1) Nascente Lago 1 Lago 2
Padrão Potab.
(2)
Limite de detecção
9/4/2002 5,11 5,63
ND
17/4/2002 6,38 6,30
ND
3/5/2002 6,71 5,52
ND
22/5/2002 5,30 6,05
ND
7/6/2002 5,07 7,11 6,62
12/8/2002 5,73 5,94 6,02
23/9/2002 5,61 6,65 6,03
17/10/2002 5,96 6,89 6,45
7/11/2002 5,74 7,02 6,04
9/4/2003 5,90 6,24 6,09
11/8/2005
5,80
8,80
6,90
8/11/2005
6,35 6,51 6,45
4/7/2006 seco seco 6,78
9/4/2002 52,1 94,7
ND
17/4/2002 48,9 59,6
ND
3/5/2002 63,8 52,6
ND
22/5/2002 46,4 52,0
ND
7/6/2002 51,2 54,6 90,6
12/8/2002 41,5 62,7 62,3
23/9/2002 32,6 68,1 74,0
17/10/2002 33,4 99,9 94,0
7/11/2002 35,0 128,5 97,8
9/4/2003 58,0 46,9 39,8
11/8/2005 46,6 82,0 79,3
8/11/2005
53,2 145,6 162,5
4/7/2006 seco seco 252,5
3/5/2002 0,0 0,5
ND
22/5/2002 0,5 1,5
ND
7/6/2002 0,5 2,5 4,0
12/8/2002 1,0 2,0 13,0
23/9/2002 0,5 3,0 4,0
17/10/2002 2,5 11,0 4,0
7/11/2002 1,5 15,0 5,5
9/4/2003 2,5 3,5
ND
11/8/2005 3,0 14,0 2,8
8/11/2005
2,0 16,5 10,3
4/7/2006 seco seco 13,6
9/4/2002 23 52
ND
17/4/2002 26 24
ND
3/5/2002 27 21
ND
22/5/2002 19 22
ND
7/6/2002 18 22 36
12/8/2002 24 26 28
23/9/2002 16 28 26
17/10/2002 16 43 56
7/11/2002 15 49 56
9/4/2003 19 20 16
3/5/2002 0,70 0,30
ND
22/5/2002 0,00 0,10
ND
7/6/2002 0,10 0,20 2,30
12/8/2002 0,20 0,40 0,00
23/9/2002 0,00
1,20
0,00
17/10/2002
ND
0,20
ND
9/4/2003
0,20
0,60
1,50
pH
6,0 - 9,0 0 - 14
Nitrogênio
amoniacal
(mg/L)
0,1
0,1
0,01
3,7p/ pH <= 7,5
2,0 p/ 7,5 < pH <=
8,0
1,0 p/ 8,0 < pH <=
8,5
0,5 p/ pH > 8,5
1 -
Cond.
Elétrica
(µ
µµ
µS/cm)
-
Cloretos
(mg/L)
250
Alcalinidade
total (mg/L)
continua...
194
Data Nascente Lago 1 Lago 2
Padrão Potab.
(2)
Limite de detecção
3/5/2002 1,20 0,00
ND
22/5/2002 0,00 0,10
ND
7/6/2002 0,80 1,20 1,10
12/8/2002 0,00 1,60 3,90
23/9/2002 0,00 2,40 1,10
17/10/2002
ND
1,00 1,60
9/4/2003
1,50
0,70
ND
4/7/2006 seco seco 0,70
3/5/2002 0,000 0,004
ND
22/5/2002 0,000 0,000
ND
7/6/2002 0,000 0,004 0,528
12/8/2002 0,003 0,000 0,000
23/9/2002 0,003 0,000 0,000
17/10/2002 0,009 ND 0,001
9/4/2003 0,014 0,020
ND
4/7/2006 seco seco 0,006
9/4/2002 17 44
ND
17/4/2002 0 38
ND
3/5/2002 1 1
ND
22/5/2002 0 57
ND
7/6/2002 10 70 12
12/8/2002 9 105 36
23/9/2002 0 453 9
17/10/2002 14 125 31
7/11/2002 ND 1152 15
9/4/2003 32 117 79
9/4/2002 0 0 ND
17/4/2002 0 0 ND
3/5/2002 0 0 ND
22/5/2002 0 3 ND
12/8/2002 ND ND 0
17/10/2002 19 ND ND
7/11/2002 66 ND ND
9/4/2003 14 37 17
Zn (mg/L)
8/11/2005 ND 2,34 0,82 0,18 0,002
Pb (mg/L)
9/4/2003 0,120 0,024 0,162
0,01 0,01
Mn (mg/L)
8/11/2005
0,22 0,41 0,57
0,1 0,01
Cu (mg/L)
8/11/2005
0,01 0,01 ND
0,009 0,001
9/4/2003
2,488 1,685 0,129
8/11/2005
8,680 15,400 4,670
4/7/2006 seco seco 2,840
8/11/2005 ND
0,04 0,09
4/7/2006 seco seco 0,04
11/8/2005
2 3,6 3
4/7/2006 seco seco
11,5
11/8/2005
1,4 14,5 5,5
4/7/2006 seco seco 9,5
11/8/2005
0,4 0,7 3,8
4/7/2006 seco seco
19,6
Nitrogênio
nitrito (mg/L)
15
- 1
DQO (mg/L)
10 0,01
Nitrogênio
nitrato (mg/L)
1 0,001
Fe total
(mg/L)
Cr total
(mg/L)
0,005
- 0,1
K (mg/L)
Ca (mg/L)
200 0,1
Na (mg/L)
- 0,021
0,3
0,0050,05
DBO (mg/L)
------ Valores acima dos padrões de potabilidade;
Em negrito: Valores considerados anômalos com base nos valores de referência (background) locais.
ND: Não Detectado.
(1)
Entre 9/4/2002 e 9/4/2003 os valores foram obtidos por Cintra (2004).
(2)
Valores máximos estabelecidos para águas doces superficiais de Classe II, segundo Resolução do
CONAMA nº 357, de 17/03/2005.
195
Lopes (2007) monitorou as águas superficiais existentes a oeste do aterro e junto às
erosões, durante o período de 13/04/2004 a 21/03/2005. Além do aterro, essas águas recebem
contribuição das águas superficiais apresentadas na Tabela 5.6. Lopes (2007) identificou
valores acima de 1000 µS/cm para condutividade elétrica, de 1000 mg/L para DBO, DQO e
sólidos totais dissolvidos e metais pesados acima dos padrões para água classe 2 (CONAMA,
2005), principalmente para as épocas chuvosas. Interessante notar que metais como
manganês, cobre e alumínio apareceram, tanto para as águas subterrâneas quanto superficiais,
nas mesmas épocas. Nota-se também que nenhum parâmetro ultrapassa a ordem de 1000
mg/L nas Tabelas 5.5 e 5.6. Esses dados confirmam a influência da drenagem das águas
superficiais provenientes do aterro e das lagoas de chorume no sentindo oeste, provocando a
contaminação desses mananciais, tendo como principal alvo o Córrego Gabiroba,
confirmando um modelo muito próximo daquele apresentado na Figura 4.20d. A situação
crítica são os períodos de chuva. Acredita-se que a construção das novas lagoas de chorume,
assim como um projeto de cobertura e drenagem superficial do aterro, possam melhorar tanto
a qualidade dessas águas superficiais, como das águas subterrâneas.
5.1.3.3 Evolução da Contaminação no Tempo
Considerando os resultados apresentados na Tabela 5.5 e descartando-se os resultados
dos poços PP-5 e PP-6 por razões já apresentadas, podem-se fazer as seguintes considerações
para cada parâmetro estudado:
• Nível d’água: Como pode-se observar na Figura 5.27, os níveis d’água de todos os poços
estão ficando mais profundos, independente da estação (seca ou chuvosa) em que foi
realizada a coleta. Essa tendência vem sendo confirmada a cada campanha e ainda não se
sabe a real causa desse fenômeno (se aquecimento climático, bombeamento de água por
algum poço, ou influência dos próprios resíduos dispostos);
196
5
10
15
20
25
30
35
set-02 jan-03 jun-03 nov-03 abr-04 set-04 f ev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
Nível D'água (m)
Data
Poços de Monitoramento - Profundidade do Nível d'água
PP-1 - NA
PP
-
4
-
NA
PP-7 - NA
PP-9 - NA
PP-13 - NA
Figura 5.27. Rebaixamento do nível d’água de alguns poços ao longo do tempo.
• pH: Os valores de pH têm se confirmado ácidos para todos os poços, da ordem de 5 a 6,
caracterizando assim a influência do pH dos solos residuais e laterizados do Grupo Bauru.
Contudo, as águas dos poços PP-5A, 5B, 4, 10, 11 e 12 têm apresentado pHs mais
alcalinos, que, no caso dos 4 últimos poços, podem estar relacionados aos elevados teores
de cálcio (muito presente no Arenito Bauru), ou à própria alcalinidade presente no
chorume (Tabela 4.3). Isto pode ser um indicativo da contaminação por chorume nesses 6
poços, pois o poço PP-13(de referência) apresenta valores mais baixos, da ordem de 5,
como esperado para esses solos. A Figura 5.28 apresenta a evolução do pH da água dos
poços PP-1, 4, 7, 9, 11 e 13 com o tempo. Com exceção da última campanha de coleta,
realizada aos a implantação das lagoas de chorume, observa-se que os níveis obtidos para
o poço PP-11 estão acima dos demais poços e que o pH do poço PP-1 vem aumentando
com o tempo;
•
Condutividade Elétrica: Considerada um dos parâmetros mais representativos para
avaliação da contaminação do aterro, atenção deve ser dada aos poços PP-2, 7 e 10 e,
197
principalmente, aos poços PP-4, 11 e 12, com valores acima de 400 µS/cm, antes da
implantação das lagoas de chorume, em 2008. A Figura 5.29 apresenta a evolução da
condutividade da água dos poços PP-1, 4, 7, 9, 11 e 13 com o tempo. Na tendência
contrária dos demais poços, a condutividade dos poços PP-1 e 9 vêm decrescendo com o
tempo, o que pode representar a mudança dos locais de disposição e compactação do lixo
no aterro, com o tempo. Lembra-se que quando as análises foram iniciadas em 2002, o
lixo estava sendo disposto a noroeste (próximo ao poço PP-1), passando para sudoeste e
agora a leste, causando uma piora na qualidade das águas dos poços PP-2 e 7, e 4,
respectivamente. Observa-se que os valores para esse parâmetro diminuíram
substancialmente para todos os poços, após a retirada das lagoas de chorume de sobre o
aterro em 2008;
4
5
6
7
8
set-02 jan-03 jun-03 nov-03 abr-04 set-04 fev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
pH
Data
Poços de Monitoramento - pH
PP-1 - pH
PP
-
4
-
pH
PP-7 - pH
PP-9 - pH
PP-11 - pH
PP-13 - pH
Figura 5.28. Valores de pH da água de alguns poços ao longo do tempo.
198
80
130
180
230
280
330
380
430
480
530
580
630
680
set-02 jan-03 jun-03 nov-03 abr-04 set-04 fev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
Condutividade Elétrica (
µ
µ
µ
µS/cm)
Data
Poços de Monitoramento - Condutividade Elétrica
PP-1 - Cond.
PP-4 - Cond.
PP-7 - Cond.
PP-9 - Cond.
PP-11 - Cond.
PP
-
13
-
Cond.
Figura 5.29. Valores de condutividade elétrica da água de alguns poços ao longo do tempo.
• Cloretos: Os teores de cloretos podem ser considerados baixos ou normais para a maioria
dos poços, quando comparados com os níveis apresentados pelo chorume bruto. Contudo,
lembra-se que os cloretos comportam-se como íons traçadores, não ficando retidos no
solo. Destaque para os poços PP-1, 2 e 7, com teores mais elevados do que o esperado
para o Aqüífero Bauru (4,8 mg/L). A Figura 5.30 apresenta a evolução do teor de cloretos
com o tempo para alguns poços. Mais uma vez é observado um decaimento na curva
obtida para o poço PP-1 e também para o poço PP-7, que depois voltam a crescer;
• Carbono Orgânico Total: Os valores de carbono orgânico (C.O.) podem ser considerados
elevados para todos os poços, com destaque para os poços PP-1, 2, 4, 7 e 11;
• Sulfatos e Sulfetos: Entre os poços que estavam apresentando sulfatos (PP-1, 2, 4, 5A e
12), os poços PP-4, 5A e 12 apresentaram decréscimo. Nenhum poço apresentou
concentração de sulfeto;
199
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
set-02 jan-03 jun-03 nov-03 abr-04 set-04 fev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
Ca, Cl (mg/L)
Data
Poços de Monitoramento - Cálcio e Cloretos
PP-1 - Ca
PP-1 - Cl
PP
-
4
-
Ca
PP
-
4
-
Cl
PP
-
7
-
Ca
PP-7 - Cl
PP-11 - Ca
PP-11 - Cl
PP-13 - Ca
PP-13 - Cl
Figura 5.30. Valores de cálcio e cloretos para a água de alguns poços ao longo do tempo.
• Nitrogênio Amoniacal: Presente em grande quantidade no chorume (Tabela 4.3), os poços
que apresentaram maiores concentrações de amônia foram os poços PP-1, 5A, 5B e 12,
com destaque para os poços PP-2, 4 e 7. A Figura 5.31 apresenta a evolução dos valores
de NO
4
com o tempo, para a água dos poços PP-1, 4 e 7. Observa-se que alguma anomalia
pode ter ocorrido em 2004 na água do poço PP-4, acompanhado de maiores teores de Zn
no mesmo período para este e para o poço PP-1. Também houve decréscimo desse
parâmetro em todos os poços após a retirada das lagoas de chorume de sobre o aterro;
• Nitrogênios Nitrato e Nitrito: com exceção do poço PP5-B, as concentrações de nitrato
podem ser consideradas baixas nos poços, não ultrapassando os limites de potabilidade
(10 mg/L) e do Aqüífero Bauru (5,3 mg/L). Os poços que apresentaram as maiores
concentrações de nitrato foram os poços PP-3, 4, 5B, 8, 9, 10, 12 e 13. As concentrações
de nitrito também são baixas em todos os poços de monitoramento;
•
Nitrogênio e Fosfato Totais: Quase todos os poços apresentaram teores de fosfato acima
do padrão de potabilidade e em diferentes campanhas de coleta de água, com exceção do
200
poço PP-13. Os poços que apresentaram maiores concentrações de fosfato foram PP-1 e 2,
com destaque para os poços PP-4 e 7, que apresentaram aumento e para os poços PP-5B,
10, 11 e 12 que apresentaram diminuição. Os poços que apresentaram maiores
concentrações de nitrogênio foram PP-1, 2,4 e 5A, com destaque para os poços PP-5B e 7;
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
set-02 jan-03 jun-03 nov-03 abr-04 set-04 f ev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
NH4, Zn (mg/L)
Data
Poços de Monitoramento - Nitrogênio Amoniacal e Zinco
PP-1 - Zn
PP-1 - NH4
PP-4 - Zn
PP-4 - NH4
PP-7 - Zn
PP-7 - NH4
Figura 5.31. Concentrações de nitrogênio amoniacal e zinco na água de alguns poços ao longo do tempo.
• Demanda Química de Oxigênio: Alguns poços têm apresentado valores elevados de DQO,
como PP-1, 2, 4, 7, 9, 10 e 13. A Figura 5.32 apresenta a evolução dos valores de DQO no
tempo, para os poços PP-1, 4 e 7, sendo que, ao contrário do primeiro, os dois últimos
poços apresentaram aumento nos valores de DQO;
• Demanda Bioquímica de Oxigênio: De maneira geral, os poços apresentam baixos valores
de DBO, com exceção dos poços PP-4, 7 e 13, que ultrapassaram o limite de potabilidade
(5 mg/L) em algumas campanhas;
•
Coliformes: A quantidade de coliformes diminuiu consideravelmente nas últimas
campanhas de coleta de água. Contudo, os poços PP-4, 5B, 8, 12 e 13 ainda apresentam
201
índices muito elevados. É complicado explicar porque poços de montante como o PP-4 e
o PP-13 apresentam quantidades tão elevadas de coliformes, inclusive maiores que do
próprio chorume (Tabela 4.3). Mais uma vez esse pode ser um indicativo da influência da
drenagem e atividades superficiais sobre as águas subterrâneas através dos poços, uma vez
que estes não estão inteiramente selados (Figuras 5.24 a 5.26);
• Zinco: Entre os metais pesados investigados, o Zn é o que aparece com mais freqüência na
água dos poços, apesar de não ultrapassar o limite de potabilidade (5 mg/L). Apesar desse
elemento poder fazer parte da constituição natural do solo ou da rocha, atenção deve ser
dada aos poços PP-2, 4, 7, 11 e 13. A Figura 5.31 apresenta as concentrações de Zn
encontradas em algumas campanhas de coleta realizadas para alguns poços. Mais uma
vez, observa-se uma tendência de decréscimo nas concentrações para o poço PP-1 e o
contrário para os poços PP-4 e 7;
• Chumbo: Durante as últimas campanhas de coleta anteriores a 2008, alguns poços têm
apresentado concentrações elevadas de Pb. Entre eles, estão os poços PP-2, 5A, 11 e 13;
• Níquel e Cádmio: Concentrações desses metais pesados são consideradas praticamente
inexistentes nas águas subterrâneas do aterro, atualmente. A disposição de resíduos como
baterias de aparelhos eletrônicos podem piorar esses índices;
• Cromo: Apesar de não ter aparecido nas duas últimas campanhas de coleta de água nos
poços, o poços PP-1, 7, 8, 9 e 13 já apresentaram concentrações desse elemento acima dos
padrões de potabilidade;
• Ferro: Com exceção dos poços PP-5A e 5B, localizados na região de aluviões, todos os
poços apresentam elevadas concentrações de ferro, devido à presença desse elemento nos
solos lateríticos. Contudo, atenção deve ser dada aos poços PP-1, 2, 4, 6 e 7. A Figura
5.32 mostra que as concentrações de ferro tendem a decair com o tempo, com exceção do
poço PP-1;
202
0
20
40
60
80
100
120
set-02 jan-03 jun-03 nov-03 abr-04 set-04 fev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
Fe, DQO (mg/L)
Data
Poços de Monitoramento - Ferro e Demanda Química de Oxigênio
PP-1 - Fe
PP-1 - DQO
PP-4 - Fe
PP
-
4
-
DQO
PP-7 - Fe
PP-7 - DQO
Figura 5.32. Concentrações de ferro e demanda química de oxigênio na água de alguns poços ao longo do tempo.
• Sódio e Potássio: Apesar de estarem presentes nos minerais constituintes do solo, também
estão presentes em elevadíssimas concentrações no chorume. As concentrações de Na e K
podem ser consideradas baixas, apesar dos valores de K estarem próximos do limite do
Aqüífero Bauru (6,4 mg/L), principalmente nos poços PP-4, 7, 10, 11 e 12. A Figura 5.33
apresenta o comportamento da concentração desses dois metais alcalinos no tempo que,
aparentemente, parece estar razoavelmente constante, com exceção do aumento de Na
verificado para o poço PP-1;
• Cálcio: Muito presente no Arenito Bauru, observa-se maiores concentrações de cálcio nos
poços mais profundos (Figura 5.30). Contudo, o fato de o poço PP-13 apresentar uma
baixa concentração desse elemento em relação aos demais poços profundos (PP-4, 10, 11
e 12), pode ser um indicativo de contaminação, devido ao cálcio existir em elevada
concentração também no chorume (Tabela 4.3).
203
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
fev-05 jul-05 dez-05 mai-06 out-06 mar-07 ago-07 jan-08 jun-08 out-08
Na, K (mg/L)
Data
Poços de Monitoramento - Sódio e Potássio
PP-1 - Na
PP-1 - K
PP-4 - Na
PP-4 - K
PP-7 - Na
PP-7 - K
Figura 5.33. Concentrações de sódio e potássio na água de alguns poços ao longo do tempo.
De maneira geral, pode-se dizer que a influência do aterro na qualidade das águas
subterrâneas é evidente, com base em valores adotados como referência para o aqüífero local.
Muitas vezes essa confirmação é prejudicada devido à diluição dos contaminantes e também
devido à influência de fatores superficiais, como má drenagem e operação, e tipo dos resíduos
dispostos. Um exemplo da influencia dos fatores superficiais na qualidade das águas
subterrâneas foi a retirada das lagoas de chorume de sobre o aterro em 2008, melhorando
assim a qualidade de praticamente todos os parâmetros na última campanha de coleta
realizada em Abril de 2008.
Se forem tratados como padrão de consumo humano, os seguintes parâmetros estão
acima ou fora dos limites adotados na Tabela 5.1: pH, fosfato total, DBO, Pb, Fe e Cr.
Como valores de referência (background) com base na experiência local ao longo das
diversas campanhas de monitoramento realizadas desde 2003 a 2008, sugere-se: pH < 6,5; CE
< 200 µS/cm; Cl
-
< 20 mg/L; C.O. < 2 mg/L; SO
4
< 10 mg/L; sulfatos e sulfetos ausentes;
204
NH
4
< 0,1 mg/L; NO
4
< 5 mg/L; NO
2
< 0,01 mg/L; N < 2 mg/L; PO
4
< 0,15 mg/L; DQO < 25
mg/L; DBO < 5 mg/L; coliformes e E.Coli ausentes; Zn < 0,1 mg/L; Pb, Ni, Cd e Cr ausentes;
Fe < 20 mg/L; Na < 7 mg/L; K < 7 mg/L; Ca < 50 mg/L.
Relacionando os resultados da última campanha de coleta com as anteriores, estando
todas elas apresentadas na Tabela 5.5, pode-se concluir que:
1) Os poços PP-4 e PP-11 são os mais contaminados atualmente no aterro, apresentando
piora com tempo e elevados índices em quase todos os parâmetros. Constatou-se uma
melhora na qualidade das águas coletadas no poço PP-4 devido à retirada das lagoas de
chorume, provando que mesmo em posição contrária ao fluxo subterrâneo, as mesmas
influenciavam as águas de montante;
2) Com relação aos poços localizados a oeste do aterro, importância deve ser dada aos poços
PP-1, 2, 5B, 7 e 9. Todos eles estão interceptando a pluma de contaminação observada nas
Figuras 4.18 e 4.19 e têm apresentado piora na qualidade de suas águas, com respeito ao
Zn, K, Fe, condutividade e DQO (Figuras 5.31 a 5.33);
3) Comparando-se os poços multiníveis PP-5A e 5B e PP-8 e 9, observa-se que os poços PP-
5B (mais profundo) e PP-9 (mais raso) apresentam uma qualidade pior em suas águas que
os poços PP-5A (mais raso) e PP-8 (mais profundo), respectivamente;
4) O poço PP-6 não pode ser tomado como referência para o aqüífero freático contaminado
pelo aterro de resíduos. Além de estar situado em outro compartimento hidrogeológico, as
características construtivas desse poço não correspondem atualmente à norma ABNT
NBR 13895/97.
5.1.3.4 Ensaios de Recuperação e de Dispersão In Situ
Durante a campanha de coleta de água nos poços de monitoramento realizada em 14 e
15/02/2007, foram feitos também alguns testes de dispersão e recuperação do nível freático.
Estes ensaios apresentaram alguns problemas durante suas execuções no campo. Os
205
resultados obtidos são apresentados abaixo e devem ser validados por ensaios de laboratório
ou por mais ensaios como esses in situ.
• Ensaio de Recuperação: Foi realizado conforme a proposta da ABGE (1996). Após o
bombeamento da água do poço, a recuperação do nível d’água foi medida utilizando-se o
sistema de bóia apresentado na Foto 5.11. A Foto 5.12 apresenta as principais etapas do
ensaio. Os ensaios foram realizados nos poços PP-3A e PP-12 e o coeficiente de
permeabilidade (k) foi estimada empregando-se a seguinte fórmula:
k =
t
S
h
h
lnr
2
1
2
∆⋅
⋅⋅π
(5.2)
onde: r = raio do poço (5,08 cm);
h
1
= profundidade do nível d’água em relação ao nível d’água natural no tempo t
1
;
h
2
= profundidade do nível d’água em relação ao nível d’água natural no tempo t
2
;
∆t = intervalo de tempo decorrido entre t
1
e t
2
;
S = coeficiente determinado por analogia elétrica e função do comprimento do filtro do poço
(L = 4,0 m) dividido pelo raio (r) do mesmo, conforme recomenda a ABGE (1996).
Foto 5.11. Hastes graduadas para medida da elevação do nível d’água após seu esgotamento e bóia feita com
garrafa de refrigerante PET de 2 litros.
206
(a) (b)
Foto 5.12. Detalhe do ensaio de recuperação sendo realizado: a) Bomba utilizada para esgotamento dos poços; b)
Medida da recuperação do nível freático.
Deste modo, determinaram-se os seguintes coeficientes de permeabilidade: k = 5,6 x
10
-8
m/s para o poço PP-3A e k = 6,9 x 10
-7
m/s para o poço PP-12. Estes valores são
considerados muito baixos para o Aqüífero Bauru (Tabela 4.3).
Dentre os problemas ocorridos durante os ensaios de recuperação e que podem ter
alterado estes valores muito baixos, destacam-se:
1) O atrito entre a garrafa (bóia) e a parede do poço;
2) Entrada de água na garrafa, necessitando assim que seja feita uma melhor vedação da
mesma nos próximos ensaios;
3) O grande tempo decorrido entre a retirada da bomba e a colocação e rosqueamento das
hastes de PVC. Observou-se que grande parte da recuperação do nível d’água ocorre nos
207
primeiros momentos quando da retirada da bomba. Sendo assim, conseguia-se medir
apenas a recuperação lenta e mais tardia do nível d’água;
4) Dificuldade de realização do ensaio em poços mais profundos, o que inviabilizou esse
procedimento.
Sugere-se que ensaios utilizando o próprio medidor de nível d’água elétrico sejam
realizados para leitura da recuperação de nível, imediatamente após a retirada da bomba. O
problema, nesse caso, é que a bomba quase toca as paredes dos poços, impedindo a colocação
de outros dispositivos ao mesmo tempo dentro do poço.
• Ensaio de Dispersão Longitudinal: Foi realizado conforme a proposta de Gelhar e
Collins (1971). O poço PP-10 foi escolhido para realização desse ensaio, devido à sua
localização à montante do aqüífero e também por estar inserido no Aqüífero Bauru e já
apresentar alguma contaminação. Foi utilizada uma solução contendo NaCl a 1000 ppm,
devido à sua característica de traçador. Quando foram colocados 20 L dessa solução no
poço, esta solução se diluiu e a água do poço passou ter uma concentração aproximada de
440 ppm de NaCl. Imediatamente depois foi dado início ao ensaio, com o monitoramento
do nível d’água e coletas periódicas da água do poço, empregando um bailer (Foto 5.13).
As amostras de água foram então levadas para o laboratório para determinação do teor de
cloretos em função do tempo. A dispersividade longitudinal (α) do íon Cl
-
contido na água
do poço foi estimada através da seguinte fórmula (GELHAR; COLLINS, 1971):
2
1
1
2
2
1
1
2
1
1
2
0
112
R3
16
1
erfc
2
1
C
C
∀
∀
−⋅
∀
∀
−−⋅
α
−
∀
∀
=
(5.3)
onde: C = concentração do traçador;
C
0
= concentração incial do traçador no poço;
208
∀
1
= volume total de injeção;
∀
2
= volume total bombeado;
R
1
=
2
1
nL
V
⋅⋅π
, sendo V = volume de solução injetado no poço;
L = espessura da lâmina d’água;
n = porosidade.
Foto 5.13. Detalhe do bailer utilizado durante as coletas de água dos poços, assim como durante a realização do
ensaio de dispersão no poço PP-10.
O melhor ajuste obtido entre as curvas de dispersão experimental e teórica (Equação
5.3) é apresentado na Figura 5.34. O valor da dispersividade longitudinal encontrada foi de α
αα
α
= 0,01 m. Este valor será comparado com aqueles obtidos através de ensaios de coluna em
laboratório, para avaliação dos valores determinados, bem como da metodologia empregada
nesse ensaio. Observa-se, na Figura 5.34, que as curvas seguem a mesma tendência, porém
não se ajusta para os valores mais baixos de concentração, devido ao baixo volume de água
retirado do poço, coletado com um
bailer e não através de bomba.
209
Para ensaios com traçadores considerando fluxo horizontal unidimensional, Hiscock
(2005) apresenta a seguinte equação:
C =
π
−
d
vt8
expC
0
(5.4)
onde: C = concentração do traçador;
C
0
= concentração incial do traçador no poço;
v = velocidade da Lei de Darcy;
t = tempo;
d = diâmetro do poço.
Ensaio de Dispersão in Situ
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00
Tempo (h)
C/C0
Poço 10
estimado
Figura 5.34. Resultado do ensaio de dispersão de cloretos obtido para o poço PP-10.
Comparando-se os dados experimentais com aqueles teóricos dados pela Equação 5.4,
foi possível obter valores de
v = 61 m/ano e k = 3,9x10
-5
m/s
, considerando-se o gradiente
hidráulico de campo igual 0,05. A Figura 5.35 mostra que o ajuste entre as curvas
experimental e teórica foi melhor para a estimativa do coeficiente de permeabilidade do que
para a dispersividade.
210
Ensaio com Traçador (Cl) in Situ - Estimativa de k
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 10 20 30 40 50
Tempo (h)
C/C0
Poço 10
estimado
Figura 5.35. Resultado do ensaio de dispersão de cloretos obtido para o poço PP-10 – Estimativa do coeficiente
de permeabilidade (k).
O ensaio de dispersão é fácil e acessível de executar, podendo responder questões
importantes sobre o comportamento hidráulico de um aqüífero heterogêneo em campo.
Contudo, sua interpretação é difícil e a metodologia para execução do ensaio deve ser
revisada e normalizada para que seja aplicado de forma mais corrente em problemas de fluxo
em meios porosos saturados e contaminados. A comparação com resultados de laboratório e
realização de mais ensaios
in situ
é importante para a validação dessa técnica.
5.1.3.5 Considerações Sobre os Poços de Monitoramento como Técnica de Investigação
Geoambiental
Após as diversas campanhas de coleta de água e diferentes testes executados
utilizando os poços de monitoramento construídos no aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru, pode-se fazer as seguintes considerações:
211
A coleta de águas de superfície é tão importante quanto à coleta das águas subterrâneas,
podendo auxiliar no entendimento dos dados obtidos para as últimas.
A comparação com as características do(s) contaminante(s) presentes na fonte é necessária
para que a influência de fatores e de contaminantes externos não mascare a interpretação
dos resultados provenientes dos poços de monitoramento.
A verificação da existência da contaminação ou não depende da comparação com valores
de referência (
background
) e com as características naturais do aqüífero. A comparação
com padrões de potabilidade é importante para estudos de análise de risco à saúde
humana.
O conhecimento do fluxo subterrâneo deve ser feito previamente através da análise das
características topográficas e hidrogeológicas da área, a partir de diferentes técnicas de
investigação.
Os resultados apresentaram boa repetibilidade utilizando-se diferentes técnicas de coleta
em campo, apresentando boa correlação com os resultados obtidos por Lopes (2007).
O entendimento do que está acontecendo em superfície – como cobertura existente ou
não, drenagem, posição onde o lixo está sendo depositado e tipo de contaminantes
dispostos em determinada época – pode explicar o que vem ocorrendo nas águas
subterrâneas. A análise química de metais pesados provou isso, uma vez que quando os
mesmos aparecem, aparecem numa mesma época em diferentes poços e até mesmo nas
águas de superfície.
Os poços de monitoramento se confirmam como uma ótima técnica de investigação em
solos residuais e em rochas características de regiões tropicais, devido à capacidade de
perfuração em grandes profundidades. Contudo, a técnica de perfuração precisa ser
melhorada, normalizada e inovada no Brasil. A utilização de poços multi-níveis e
cravadores hidráulicos e/ou sônicos, que não necessitam de água durante a perfuração,
212
assim como uma caracterização mais detalhada da litologia, e com selo de bentonita ao
longo de todo o perfil dos poços, deixando apenas o(s) filtro(s) livre(s), com
comprimentos máximos de 2 m, pode melhorar a qualidade e diminuir a diluição das
amostras de água.
Nem sempre a escolha do local de implantação de poços de monitoramento com base
apenas na topografia e fluxo subterrâneo preferencial cumpre o objetivo desejado para
uma investigação geoambiental, podendo haver influência da forma, tempo e locais de
disposição, além da complexa hidrogeologia natural ou mesmo de alterações nas mesmas,
causadas pela própria presença do aterro.
5.1.4 Ensaios Diretos de Investigação
O presente ítem tem como objetivo apresentar a importância dos ensaios diretos de
investigação na investigação geoambiental do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru.
Caracterizados principalmente pela amostragem de solo e análise táctil-visual dos mesmos,
esses ensaios devem ainda ser considerados fundamentais na estimativa do perfil
estratigráfico de terrenos situados em regiões de clima tropical.
Realizados em diferentes épocas desde a implantação do aterro, em 1992, foram
(re)analisados nesse ítem os ensaios de simples reconhecimento com medida de SPT, as
amostras de solo deformadas coletadas durante a construção dos poços de monitoramento em
2003 e 2006, além da coleta de amostras indeformadas para realização de ensaios de
laboratório em 2003 e 2006.
5.1.4.1 Perfil Geológico-Geotécnico
Para definição dos solos susceptíveis à contaminação provocada pelo aterro,
localizados na base e ao redor do mesmo, analisou-se táctil-visualmente algumas amostras
213
coletadas durante a execução das sondagens de simples reconhecimento com medida de SPT
e dos poços de monitoramento antigos. A Foto 5.14 mostra alguns da grande variedade de
solos que ocorrem no local, principalmente na parte oeste do aterro (amostras dos SPTs 1 e 2),
onde existe a presença de aluvião e o nível d’água é menos profundo. As amostras lavadas do
poço PP-9 e também aquelas da sondagem SPT 5 podem ser caracterizadas como colúvio e
residual do arenito do Grupo Bauru, respectivamente, conforme se caminha de oeste para
leste-noroeste do aterro. A grande heterogeneidade encontrada para as amostras da sondagem
SPT 2 confirma a característica aluvionar dos solos existentes a oeste do aterro.
As Figuras 5.36 a 5.42 apresentam os perfis obtidos através das amostras de solo
coletadas durante a instalação dos novos poços de monitoramento, em 2006. Apesar de
lavadas, houve o cuidado para que inclusive os finos (porcentagem de grãos menores de 0,075
mm) fossem coletados. Assim, além da caracterização táctil-visual, também foi estimada a
porcentagem de finos das amostras, a cada 2 m de profundidade.
Com exceção dos poços PP-3A, PP-5A e PP-5B, instalados em regiões com
predominância de colúvio e aluviões, respectivamente, os demais poços apresentaram níveis
d’água muito profundos, todos abaixo do arenito (Formação Marília indicado na Foto 4.4).
Esses níveis foram confirmados também após a limpeza e o esgotamento dos poços, durante
as primeiras campanhas de coleta de água (Tabela 5.5). A presença do nível d’água abaixo do
arenito limitou o emprego dos ensaios de piezocone de resistividade com coleta de água na
área, devido ao sistema de cravação geralmente utilizado para esses ensaios. Mas esse fato
não descarta a aplicação desse ensaio nas regiões a oeste do aterro, com presença de colúvio,
ou seja, material menos resistente à cravação.
214
a) Poço PP-9 b) SPT 1
c) SPT 2 d) SPT 5
Foto 5.14. Algumas amostras coletadas durante a execução das sondagens de simples reconhecimento com
medida de SPT e dos poços de monitoramento.
Interpretando-se os perfis obtidos através dos poços e juntando-se as informações
obtidas através dos ensaios SPT realizados em 1992, antes da implantação do aterro, foi
possível representar as seções geológico-geotécnicas nas direções Norte-Sul e Leste-Oeste
(Figuras 5.43 e 5.44, respectivamente). Estas seções foram definidas procurando-se adicionar
o maior número de ensaios possível num único alinhamento (Figura 4.11) e também
acrescentando-se os levantamentos topográficos realizados antes da implantação do aterro e o
mais recente de 2006 (Figuras 4.9 e 4.7, respectivamente). Com isso, foi possível definir
também a posição e a profundidade do aterro de resíduos, cuja base, segundo o EIA-RIMA
(1992), atingiria o solo de alteração do arenito, ou o próprio arenito, uma vez que todo o
colúvio deveria ser escavado.
215
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO - POÇO 10
Prof.
(m)
Superfície
554,104 m
Areia argilosa marrom avermelhada com
raízes até 4 m
% Finos = 25,0 %
Argila arenosa marrom avermelhada com torrões de
argila, concreções cinzas e CaCO
3
; % Finos = 50,1 %
Areia argilosa vermelha amarronzada
% Finos = 22,5 %
Areia argilosa marrom com torrões de argila,
pedregulhos grandes e CaCO
3
% Finos = 23,3 %
Areia argilosa vermelha amarronzada com torrões
de argila, pedregulhos pequenos e pouco CaCO
3
% Finos = 36,8 %
Areia argilosa marrom avermelhada com
pedregulhos pequenos e pouco CaCO
3
% Finos = 24,5 %
Areia argilosa marrom avermelhada com torrões de argila,
pedregulhos e CaCO
3
; % Finos = 24,8 %
Areia argilosa marrom avermelhada com pedregulhos,
concreções cinzas e moles, e pouco CaCO
3
; % Finos = 20,9 %
Areia argilosa marrom avermelhada com torrões
de argila, pedregulhos pequenos e CaCO
3
% Finos = 24,3 %
Areia marrom escura avermelhada com torrões
de argila, pedregulhos e pouco CaCO
3
% Finos = 2,6 %
N.A. (33,0 m)
(12/02/06)
Figura 5.36. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-10.
216
N.A. (33,0 m)
(15/02/06)
Areia argilosa marrom avermelhada com torrões
de argila
% Finos = 13,4 %
Areia argilosa marrom com pedregulhos e CaCO
3
% Finos = 18,5 %
Areia argilosa marrom avermelhada com pedregulhos e CaCO
3
% Finos = 18,6 %
Areia argilosa marrom avermelhada
% Finos = 23,0 %
546,139 m
Superfície
Prof.
(m)
PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO - POÇO 11
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Areia argilosa vermelha amarronzada, com
alguns torrões de argila
% Finos = 17,8 %
Areia argilosa marrom clara com pedregulhos e CaCO
3
; %F= 20,3%
Areia argilosa marrom clara avermelhada com pedregulhos e
CaCO
3
; % Finos = 18,6 %
Areia argilosa vermelha amarronzada com pedregulhos
% Finos = 13,8 %
Areia argilosa marrom avermelhada com pedregulhos, torrões de
argila, concreções cinzas e CaCO
3;
% Finos = 22,4 %
Areia argilosa marrom avermelhada com pedregulhos
pequenos, alguns torrões de argila e CaCO
3
; % Finos = 25,0 %
Areia argilosa marrom clara com pedregulhos e CaCO
3
% Finos = 23,2 %
Areia argilosa vermelha amarronzada com pedregulhos, alguns
torrões de argila e pouco CaCO
3;
% Finos = 30,6 %
Areia argilosa vermelha escura com alguns torrões de argila e
pouco CaCO
3;
% Finos = 16,0 %
Figura 5.37. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-11.
N.A. (22,0 m)
(21/02/06)
Areia argilosa marrom avermelhada com raízes; % Finos = 24,5 %
536,980 m
Superfície
Prof.
(m)
PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO - POÇO 12
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Areia argilosa marrom clara avermelhada com pedregulhos e
CaCO
3
; % Finos = 23,4 %
Areia argilosa marrom avermelhada com pedregulhos
% Finos = 25,4 %
Areia argilosa marrom clara com pedregulhos e CaCO
3
% Finos = 24,1 %
Areia argilosa marrom escura avermelhada com, torrões de argila,
pedregulhos e pouco CaCO
3
; % Finos = 29,7 %
Areia argilosa marrom clara com pedregulhos, concreções cinzas
e CaCO
3
; % Finos = 28,4 %
Areia argilosa marrom clara avermelhada com
pedregulhos e CaCO
3
% Finos = 23,8 %
Areia argilosa marrom avermelhada com pedregulhos e
CaCO
3
% Finos = 19,1 %
Areia pouco argilosa marrom avermelhada
% Finos = 15,1 %
Figura 5.38. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-12.
217
N.A. (32,0 m)
(23/02/06)
Areia argilosa marrom avermelhada com torrões
de argila
% Finos = 20,0 %
Areia argilosa vermelhada amarronzada com
torrões de argila, pedregulhos e pouco CaCO
3
% Finos = 14,6 %
Areia argilosa marrom avermelhada com
pedregulhos pequenos e pouco CaCO
3
% Finos = 24,5 %
Areia argilosa marrom avermelhada com
torrões de argila, pedregulhos e CaCO
3
% Finos = 34,1 %
Areia argilosa marrom com pedregulhos
pequenos e pouco CaCO
3
% Finos = 23,5 %
Areia argilosa marrom clara com pedregulhos
pequenos e CaCO
3
% Finos = 27,3 %
Areia argilosa marrom avermelhada com torrões de
argila, pedregulhos e CaCO
3
; % Finos = 27,4 %
Argila arenosa vermelha amarronzada com torrões grandes
envoltos por concreções cinzas e esbranquiçadas; %F= 53,4%
546,154 m
Superfície
Prof.
(m)
PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO - POÇO 13
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
44
Areia vermelha amarronzada; % Finos = 8,9 %
Areia vermelha amarronzada com torrões de argila e CaCO
3
% Finos = 12,4 %
Areia marrom avermelhada
% Finos = 10,5 %
Figura 5.39. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-13.
N.A. (14,0 m)
(01/03/06)
Areia argilosa marrom avermelhada
% Finos = 13,6 %
Areia pouco argilosa vermelha amarronzada
com torrões de argila
Finos = 12,0 %
Areia argilosa marrom avermelhada com
alguns torrões de argila
% Finos = 17,2 %
527,992 m
Superfície
Prof.
(m)
PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO - POÇO 3A
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Areia argilosa marrom avermelhada com alguns torrões de argila,
pedregulhos e CaCO3; % Finos = 17,2 %
Areia argilosa vermelha amarronzada com torrões de argila
% Finos = 14,6 %
Areia argilosa marrom avermelhada com alguns torrões de argila,
pedregulhos e CaCO3; % Finos = 12,0 %
Figura 5.40. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-3A.
218
Areia argilosa marrom avermelhada
Areia argilosa marrom clara com torrões de argila
avermelhados
Areia média pouco argilosa marrom acizentada com raízes
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Prof.
(m)
Superfície
523,904 m
N.A. (7,00 m)
(04/08/06)
Areia fina a média argilosa
marrom avermelhada
Areia argilosa marrom clara com manchas pretas e raízes (cheiro ruim)
com manchas pretas
com raízes
com manchas pretas
com manchas pretas e raízes
______________
Figura 5.41. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-5A.
Areia média argilosa marrom clara
acizentada
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO - POÇO 5B
Prof.
(m)
Superfície
523,443 m
N.A. (7,80 m)
(04/08/06)
30
28
26
com manchas vermelhas
com nódulos
Areia média pouco argilosa cinza e amarela com nódulos
Areia média pouco argilosa amarela acizentada com veios
marrons e pretos, e raízes
Areia média amarela amarronzada com raízes
Areia média amarela
com nódulos cinzas argilosos e cheiro forte
Areia média marrom clara
Areia argilosa vermelha amarronzada
Areia argilosa marrom avermelhada com raízes e torrões
Areia pura marrom clara com raízes e torrões de
argila e de areia
Areia pura amarela com raízes e torrões de argila
Figura 5.42. Perfil obtido a partir das amostras de solo coletadas durante a construção do poço de monitoramento
PP-5B.
219
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
Distância (m)
500
510
520
530
540
550
560
Cota (m)
PP-13
SPT-6
SPT-13
SPT-9 SPT-7
PP-11
PP-10
P
e
r
f
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G
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g
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c
o
G
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c
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B
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u
Concreções
Nódulos de CaCO
3
Seixos
Areia pura
verm. amarr.
concreções com finos
Concreções
Areia muito argilosa vermelha amarronzada
Areia pura
marrom avermelhad
a
CPTU-2
Colúvio - Areia argilosa vermelha amarronzada ou marrom avermelhada
Solo de Alteração de Arenito - Grupo Bauru
Areia argilosa a muito argilosa com concreções brancas ou cinzas, CaCO
3
e torrões
Arenito, Formação Marília - Grupo Bauru - Areia argilosa
variegada (marrom a marrom clara, marrom avermelhada) e com CaCO
3
e torrões
Alúvio - Areia a areia argilosa variegada (marrom claro, cinza, amarelo) com raízes
Resíduos
Superfície atual do terreno
Superfície do terreno em 1992
Nível d'água atual - 2007
Nível d'água em 1992
Concreções
Figura 5.43. Seção geológico-geotécnica Norte-Sul obtida através de vários ensaios e levantamentos realizados no aterro de resíduos sólidos de Bauru desde 1992.
220
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
Distância (m)
500
510
520
530
540
550
560
C
o
t
a
(
m
)
?
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n
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s
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e
B
a
u
r
u
PP-4
SPT-12
SPT-11
SPT-14
SPT-21
SPT-7
PP-5A
Colúvio - Areia argilosa vermelha amarronzada ou marrom avermelhada
Solo de Alteração de Arenito - Grupo Bauru
Areia argilosa a muito argilosa com concreções brancas ou cinzas, CaCO
3
e torrões
Arenito, Formação Marília - Grupo Bauru - Areia argilosa
variegada (marrom a marrom clara, marrom avermelhada) e com CaCO
3
e torrões
Alúvio - Areia a areia argilosa variegada (marrom claro, cinza, amarelo) com raízes
Resíduos
Superfície atual do terreno
Superfície do terreno em 1992
Nível d'água atual - 2007
Nível d'água em 1992
com manchas escuras
com manchas escuras
Marrom claro
Nódulos
resistentes
Nódulos resistentes
Mar. acizent.
Mar. claro com torrões
Mar. claro com manchas pretas
manchas pretas
manchas pretas
raízes
raízes
CPTU-1
RCPTU-8
RCPTU-7
Figura 5.44. Seção geológico-geotécnica Leste-Oeste obtida através de vários ensaios e levantamentos realizados no aterro de resíduos sólidos de Bauru desde 1992.
221
A definição de um perfil geológico-geotécnico para uma área com presença de
saprólitos e os Arenitos do Grupo Bauru, deve ser vista com limitações. Segundo Giacheti et
al. (2006), nas regiões de clima tropical e sub-tropical, a origem dos solos está relacionada ao
intemperismo tropical dos minerais, à pedogênese e à morfogênese. Nestas situações, não
existe continuidade lateral e o termo “camada” deve ser utilizado com restrições.
Por isso, salvo a variabilidade local, o máximo número de “camadas” definido nos
perfis das Figuras 5.43 e 5.44 foram quatro: aluvião, colúvio, solo de alteração e arenito. As
Figuras 5.41 e 5.42 apresentam a grande variabilidade do aluvião, o que foi confirmado pelos
ensaios RCPTU executados anteriormente. As Figuras 5.36 a 5.39 mostram que o solo de
alteração também varia dependendo do local, de mais argiloso para mais arenoso, com mais
carbonato de cálcio (CaCO
3
), para menos carbonato. Como são poços profundos, observa-se
que abaixo do arenito (identificado como areia argilosa marrom clara), existem grandes
variações nas características dos materiais, até mesmo quanto à sua consolidação, podendo
existir materiais inconsolidados abaixo do mesmo, como pode ser observado na Foto 4.4.
Uma suposta camada foi representada abaixo do arenito na Figura 5.43. Essa “camada”,
caracterizada como uma areia vermelha amarronzada bastante argilosa (% Finos > 30 %),
apareceu nos poços PP-10 ao PP-13. Acredita-se que essa camada possa trabalhar como um
liner
natural do aqüífero.
Esses fatores mostram a importância do conhecimento da Geologia para uma
adequada interpretação dos ensaios realizados na área. Como mostra a Figura 5.44, a faixa de
transição entre o arenito e o colúvio ainda não está bem definida. Isso exigiria a realização de
mais investigações nessa região do aterro, porém, com a limitação dela estar sob os resíduos.
222
5.1.4.2 Amostragem de Solo
Com base nos perfis detalhados obtidos a partir da instalação dos poços (Figuras 5.36
a 5.42), procurou-se definir quais os solos que supostamente estariam sujeitos à contaminação
provocada pelo aterro. Uma vez definidos, uma investigação para coleta de amostras
deformadas e indeformadas do solo residual de arenito para caracterização e realização de
ensaios de laboratório foi iniciada. Decidiu-se, primeiramente, coletar amostras a partir da
escavação de poços exploratórios, de no máximo 5 m de profundidade, a fim de coletar
amostras a 1 e 3 m ao lado do poço PP-13 e a 2 e 4 m ao lado do poço PP-12. Quando ocorreu
a vistoria da área anterior à campanha de coleta, percebeu-se que na base de um dos taludes
próximo ao poço PP-12 aflorava o arenito do Grupo Bauru, estando logo acima dele o solo
com uma camada de aluvião seguida da de colúvio (Foto 5.15). Já a área onde estava situado
o poço PP-13 havia sido escavada para utilização de solo para cobrimento dos resíduos,
aparecendo, portanto, o perfil que se desejava investigar na forma de talude.
Foto 5.15. Amostragem do arenito do Grupo Bauru na área do aterro de Bauru (Julho de 2006).
Deste modo, foi feita uma investigação com retirada de amostras dos taludes
existentes na área, procurando-se solos residuais de arenito com características diferentes.
Foram então coletadas duas amostras (1 e 2) do talude, ao norte da cava de resíduos e
Aluvião
Colúvi
o
Solo residual
coberto com
asfalto diluído
Arenito
223
próximo ao poço PP-13, a 1 e 2 m do topo do talude. Quando se caminha do poço PP-13 em
sentido ao poço PP-4, percebeu-se a ocorrência de um solo residual com características
diferentes daquele que ocorre na região do poço PP-13. Coletaram-se então mais duas
amostras (4 e 5) a 3 e a 5,5 m do topo do talude, que já existia na área. Utilizando uma pá-
carregadeira, foi possível coletar alguns blocos de arenito (amostra 3), para que algumas
características do mesmo pudessem ser determinadas em laboratório. A Figura 5.45 apresenta
as características das cinco amostras coletadas para a realização de ensaios em laboratório.
Figura 5.45. Características das amostras de solo obtidas durante a investigação realizada.
224
Mondelli (2004) realizou esse mesmo tipo de campanha com amostragem de solos
caracterizados como colúvios e geotecnicamente semelhantes aos solos residuais mais
superficiais (amostras 4 e 5).
5.1.4.3 Considerações Sobre os Ensaios Diretos como Técnica de Investigação
Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a aplicação das técnicas
que utilizaram amostragem de solo na área do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru:
A execução de poços profundos na área, com amostragem direta de solo, assim como a
preservação e a análise das amostras provenientes dos ensaios SPT permitiram que o perfil
geológico-geotécnico fosse definido. Além disso, permitiram um melhor entendimento da
hidrogeologia e da heterogeneidade local.
Com relação às técnicas de perfuração e coleta utilizadas, considera-se que a medida do
índice resistência do SPT (N) não é uma informação fundamental para investigação
geoambiental com o objetivo de detectar contaminantes no solo.
No presente caso, a penetração dos amostradores SPT e
direct-push
ficou limitada aos
solos superficiais, colúvios e aluviões, não atingindo as camadas susceptíveis à
contaminação profunda provocada pelo aterro e não contribuindo para o entendimento da
geologia local. A técnica a percussão utilizada para construção dos poços de
monitoramento permitiu a coleta de amostras em grandes profundidades, porém, de
qualidade inferior, umas vez que utilizou-se água para perfuração.
A coleta de amostras representativas e indeformadas dependeu da escavação de terra por
máquinas existentes no local, devido ao fato de ser um aterro em operação. Em outras
situações de investigação essa facilidade pode não ocorrer, necessitando-se da escavação
de poços exploratórios. Por isso, a implantação de novas técnicas de perfuração no Brasil,
225
como
Hollow Stem Auger
(Trado Oco) e
Sonic drilling
(Perfuração Sônica) devem ser
encorajadas e utilizadas, apesar de ainda serem muito caras. Apesar de não apresentarem a
mesma qualidade das amostras indeformadas coletadas manualmente, essas técnicas
permitem a obtenção de amostras contínuas e algumas vezes até indeformadas, se
utilizado o amostrador
Shelby
anexado a elas. Isso garante a coleta de amostras de boa
qualidade para realização de ensaios de caracterização em laboratório e até mesmo de
permeabilidade, resistência, adensamento, entre outros.
O complexo e heterogêneo intemperismo que ocorre durante a formação dos solos
localizados em regiões tropicais demanda que investigações diretas com amostragem
sejam realizadas para uma adequada caracterização desses solos.
Nem sempre uma amostragem realizada com objetivos geoambientais deve ser realizada
com os mesmos procedimentos daquelas com objetivos somente geotécnicos. A
possibilidade de entrar em contato direto com contaminantes deve ser seriamente
considerada, nem sempre sendo possível realizar toda a inspeção táctil-visual desejada.
Por este fato, mais uma vez, a utilização de técnicas modernas de amostragem deve ser
desenvolvida para solos tropicais, tornando-se mais acessível e empregada.
5.2 Ensaios de Laboratório
A realização de ensaios de laboratório como parte da investigação geoambiental do
aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru tornou-se importante principalmente para
confirmação e integração dos resultados provenientes das técnicas aplicadas em campo. Além
disso, muito dessas técnicas são inovadoras, havendo necessidade no Brasil em se aprimorar
os ensaios de laboratório, que são realizados sob condições mais controladas, permitindo
assim a estimativa de parâmetros para solos tropicais, os quais muitas vezes são influenciados
pelas diversas variáveis encontradas em campo, como temperatura, chuvas, heterogeneidades,
efeito de escala, construção dos equipamentos etc.
226
Uma vez coletadas amostras de diferentes solos residuais do arenito, assim como o
próprio arenito, ensaios de caracterização detalhados foram realizados, para que a
representatividade e diferenças entre esses solos fosse observada. Ensaios de equilíbrio em
lote e de coluna com a utilização do chorume como solução contaminante foram realizados
para as amostras apresentadas na Figura 5.45, para que a interação e os parâmetros de
transporte fossem estimados.
A estimativa de parâmetros de transporte de poluentes para solos tropicais está se
desenvolvendo ao longo dos últimos anos no Brasil e uma base de dados para solos tropicais
com valores típicos de parâmetros como dispersões mecânica e hidrodinâmica e coeficientes
de retardamento e de difusão são praticamente inexistentes para esses solos em condições
naturais e indeformadas. A maioria das pesquisas têm sido concentrada no estudo do
comportamento de
liners
com geocompostos ou argilas compactadas, o que é muito útil para
os futuros empreendimentos que necessitam impedir a percolação ou a formação de poluentes
para o meio natural, além de baixar o custo dos mesmos.
Contudo, também existe o problema dos antigos e/ou atuais locais de disposição de
resíduos que não foram projetados conforme as normas ambientais atuais, e que são muito
comuns nas pequenas e médias cidades dos países em desenvolvimento. Até mesmo em
grandes aterros sanitários construídos na metade do século passado e que estão em operação
até hoje nos países desenvolvidos, o comportamento físico-químico do chorume com o meio
natural ainda é pouco conhecido e há poucos trabalhos sobre o assunto (CHISTENSEN et al.
2000, 2001; FREMPONG & YANFUL, 2008).
Segundo Boscov (2008), o modelo físico e o equacionamento do transporte de massa
em meios porosos (Equação 3.7) baseia-se na hipótese de fluxo em meio saturado, a qual não
reflete a condição inicial de camadas de solo compactado e, principalmente, das condições
in
situ
dos solos saprolíticos e lateríticos que cobrem extensas regiões do Brasil.
227
Por isso, o presente ítem apresenta os resultados obtidos empregando-se o chorume
natural proveniente do aterro como solução para estimativa dos parâmetros de transporte. Os
ensaios de equilíbrio em lote foram realizados com amostras deformadas para estimativa do
coeficiente de retardamento e os ensaios de coluna em amostras indeformadas para estimativa
do coeficiente de permeabilidade e dos coeficientes de retardamento e de dispersão
hidrodinâmica. Ensaios de difusão não foram realizados devido ao fato do coeficiente de
difusão ser mensurável apenas para solos com coeficiente de permeabilidade abaixo de 10
-9
m/s e/ou muito argilosos e compactados, o que não é esperado para os solos arenosos
estudados.
Ensaios de resistividade elétrica em laboratório foram realizados após a saturação dos
corpos de prova dos solos descritos na Figura 5.45 através dos ensaios de coluna. Como
abordado no Capítulo 3, a resistividade é uma propriedade elétrica dos materiais, permitindo
assim caracterizar diferentes tipos de solos e condições de saturação e contaminação quando
aplicada à Geotecnia Ambiental.
O grande interesse por medidas de resistividade elétrica na investigação geoambiental
de áreas potencialmente contaminadas está no fato de ser uma medida indireta, que pode ser
alcançada através de ensaios sub e/ou superficiais, além de ser sensível a variações do meio
físico com o tempo. Isso também permite que seja utilizada como técnica de monitoramento e
não apenas de investigação geoambiental.
Trabalhos no Brasil e no exterior têm mostrado a capacidade da resistividade em
delinear de forma geral a situação atual de uma área potencialmente contaminada utilizando-
se geofísica de superfície. Além de permitir a estimativa da extensão da pluma de
contaminação, também auxiliam na locação dos ensaios intrusivos, como sondagens e poços
de monitoramento.
228
A idéia das medidas de resistividade em laboratório surgiu da necessidade de entender
a variação da mesma para diferentes condições de saturação e litologias as quais estão sujeitos
os solos tropicais. Além disso, acredita-se que os resultados alcançados possam contribuir
para uma melhor interpretação da estratigrafia e na definição da pluma de contaminação a
partir dos ensaios de campo.
5.2.1 Ensaios de Caracterização
5.2.1.1 Metodologia
Uma vez definidas e coletadas as amostras descritas na Figura 5.45, foram realizados
os diversos ensaios de caracterização dos solos em laboratório, englobando desde os
geotécnicos convencionais, até químicos e mineralógicos. Foram realizados os seguintes
ensaios:
•
Teor de umidade
in situ
(estufa no mesmo dia);
•
Massa específica natural (NBR 10838/88);
•
Massa específica dos sólidos (NBR 6508/84);
•
Granulometria conjunta com e sem defloculante (NBR 7181/84);
•
Determinação do teor de carbonato de cálcio (CaCO
3
) a partir de banho e filtragem do
arenito triturado em HCl 1N;
•
Limite de liquidez (NBR 6459/84);
•
Limite de plasticidade (NBR 7180/84);
•
Adsorção de azul de metileno (PEJON, 1992);
•
Análise térmica diferencial (SANTOS, 1989), Departamento de Geotecnia – EESC/USP;
•
Difratometria de Raios-X (SANTOS, 1989), Instituto de Física de São Carlos – USP;
•
pH dos solos em água e em KCl (CAMARGO et al., 1986);
•
Condutividade elétrica dos solos (CAMARGO et al., 1986).
229
As Fotos 5.16 a 5.20 apresentam detalhes dos ensaios de azul de metileno (relação
solo:água = 1:10) sendo executados, do equipamento de ATD utilizado, das lâminas
preparadas para análise por difração de raios-X (relação solo:água = 1:200 + 100 ml de
hexametafosfato de sódio), dos ensaios para medida do pH (relação solo:água = 1:2,5) e da
condutividade elétrica (relação solo:água = 1:1), respectivamente.
Foto 5.16. Ensaio de azul de metileno sendo executado e os resultados obtidos.
230
Foto 5.17. Equipamento utilizado para os ensaios de ATD, Departamento de Geotecnia, EESC-USP.
Foto 5.18. Lâminas preparadas, durante secagem, para serem analisadas por difração de Raios-X.
Foto 5.19. Ensaio para medida do pH dos solos (velocidade igual a 42 rpm por 30 min).
231
Foto 5.20. Diluição das amostras de solo em água deionizada para medida da condutividade elétrica dos solos.
5.2.1.2 Resultados e Discussão
A Tabela 5.7 apresenta a classificação granulométrica e unificada de todos os solos
estudados na área do aterro de Bauru. Com exceção da amostra 3 (arenito), o solo local trata-
se basicamente de uma areia fina argilosa marrom avermelhada, bastante a pouco argilosa,
dependendo do grau de intemperismo sofrido pela rocha. Observa-se também, na Tabela 5.7,
que quando não se utiliza o hexametafosfato de sódio como defloculante durante dos ensaios
de granulometria conjunta, a fração argila praticamente desaparece, confirmando assim o
estado natural floculado das mesmas.
Observa-se na Tabela 5.7 que a amostra 3 (arenito) apresenta maior atividade, seguida
pela amostra 1. Esses dados revelam a importância de se estudar mais detalhadamente os
minerais constituintes desses materiais coletados, a fim de explicar a formação e evolução dos
mesmos.
A Tabela 5.8 apresenta os índices físicos e os valores de pH e condutividade elétrica
determinados para os solos estudados. Já a Tabela 5.9 apresenta os valores de capacidade de
troca catiônica (CTC) do solo e da fração argila, superfície específica (SE) do solo,
quantidade de azul de metileno consumida para cada 100 g de solo (Vb) e a atividade da
232
fração argila em g/100 g de argila (Acb), calculados com base nos resultados dos ensaios de
adsorção de azul de metileno, segundo proposta de Pejon (1992).
Tabela 5.7 - Classificação dos solos existentes no Aterro de Bauru.
N
o
da amostra 1 2 3 4 5
Coluvio
(Mondelli,
2004)
Granulometria
Conjunta
(NBR 6502/95)
% Areia média
18,0 19,0 25,0 21,0 20,0 32,5
% Areia fina
54,6 42,0 52,5 55,6 62,0 40,5
% Silte
13,9 18,0 17,5 7,1 8,0 5,5
% Argila
13,5 21,0 5,0 16,3 10,0 21,5
% Finos
39,6 46,3 28,4 37,8 31,6 30,0
% CaCO
3
- - 5,0 - - -
Limites de
Consistência
LL (%)
28 32 39 27,5 28 26
LP (%)
16 22 30,5 19,5 20 16
IP (%)
12 10 8,5 8 8 10
Classificação Unificada
Areia
argilosa
SC
Areia
argilosa
SC
Areia
siltosa
SM
Areia
argilosa
SC
Areia
argilosa
SC
Areia
argilosa
SC
Classificação
Granulométrica
com
defloculante
Areia fina
silto-
argilosa
Arei
a fina
argilo-
siltosa
Areia
fina
siltosa
Areia
fina
argilosa
Areia fina
argilo-
siltosa
Areia fina
argilosa
sem
defloculante
Areia fina
siltosa
Areia fina
muito
siltosa
Areia
fina
siltosa
Areia fina
siltosa
Areia fina
siltosa
-
Índice de atividade (%)
0,89 0,47 1,70 0,48 0,73 0,47
normal inativa ativa inativa inativa inativa
Tabela 5.8 - Índices físicos in situ e características químicas das amostras de solo coletadas.
N
o
da amostra 1 2 3 4 5
Colúvio
(Mondelli, 2004)
w (%)
12,6 18,1 14,5 7,7 10,8 8,0
ρ
ρρ
ρ (g/cm
3
)
1,98 1,92 2,09 1,77 1,71 1,70
ρ
ρρ
ρ
s
(g/cm
3
)
2,70 2,69 2,64 2,70 2,65 2,84
ρ
ρρ
ρ
d
(g/cm
3
)
1,76 1,63 1,83 1,64 1,54 1,57
e
0,53 0,66 0,45 0,64 0,72 0,80
n (%)
35 40 31 39 42 45
Sr (%)
64 74 86 32 40 28
pH (H
2
O)
5,68 5,66 8,65 5,24 5,79 -
pH (KCl)
3,95 3,85 7,73 4,13 4,01 -
∆
∆∆
∆pH
-1,73 -1,81 -0,92 -1,11 -1,78 -
pH
0
2,22 2,04 6,81 3,02 2,23 -
CE (µ
µµ
µS/cm)
17,4 13,7 99,0 20,2 24,2 -
R (ohm-m)
574,7 729,9 101,0 495,0 413,2 -
233
Tabela 5.9 - Resultados obtidos a partir do ensaio de adsorção de azul de metileno.
N
o
da amostra 1 2 3 4 5
Colúvio
(Mondelli,
2004)
Peso seco (g)
0,8322 0,9529 0,6753 0,8232 0,8254 2,60
% Finos (#200)
39,6 46,3 28,4 37,8 31,6 30,0
% argila
13,5 21,0 5,0 16,3 10,0 21,5
Concentração de azul
(N)
0,0047 0,0047 0,0047 0,0047 0,0047 0,0047
Vol. de solução gasto
(ml)
8,1 19,0 6,0 5,0 7,0 17,0
CTC (meq/100g)
5 9 4 3 4 3
CTC (meq/100g de
argila)
34 45 84 18 40 14
SE (m
2
/g)
36 73 33 22 31 28
Vb (g/100g)
1,46 2,99 1,33 0,91 1,27 1,14
Acb (g/100g)
11 14 27 6 13 5
Argilomineral provável
com base na CTC
Ilita Ilita Montm./Ilita
Ilita/Caulinita
Ilita Caulinita
Classificação (Lautrin,
1989 apud Pejon, 2005)
Ilita
ativa
Montm.
muito
ativa
Montm.
nociva
Caulinita
normal
Ilita
ativa
Caulinita
normal
Os valores de pH ácido, da ordem de 5, confirmam a laterização dos solos residuais
estudados, assim como o pH básico para a amostra 3 confirma a presença de carbonato de
cálcio como material cimentante das partículas. A amostra 3 dissolvida também possui maior
condutividade elétrica (menor resistividade) que as outras amostras, o que deverá ser
confirmado a partir da medida da resistividade do solo em condição indeformada (Tabela 5.8).
A diferença entre os pHs da suspensão do solo em KCl e em água é dada pelo ∆pH.
Quando este é negativo, como no caso das amostras ensaiadas (Tabela 5.8), significa que
existe predominância de cargas negativas na superfície dos grãos, havendo assim a tendência
destes materiais adsorverem ou trocarem cátions. Segundo Boff (1999), quando o ∆pH é
pequeno, como no caso da amostra 3, é possível que o solo seja dominado por cargas
variáveis, dependentes do pH do meio. O autor também apresenta a estimativa do ponto de
efeito salino zero (P
ESZ
ou pH
0
) através da diferença entre duas vezes o pH em KCl pelo pH
234
em água. Esse ponto, que pode ser comparado com aquele obtido por titulação
potenciométrica, corresponde a um equilíbrio das cargas variáveis. Acima desse ponto, haverá
um predomínio de cargas variáveis negativas, enquanto que para o contrário haverá um
predomínio de cargas variáveis positivas.
Os resultados da Tabela 5.9 indicam que os argilominerais predominantes nas
amostras de solo são a ilita seguida da caulinita. Para amostra de arenito, a montmorilonita
aparece devido à elevada atividade da fração argila obtida para essa amostra (Acb). O ensaio
de azul de metileno serve como uma estimativa rápida e inicial da fração fina do solo e seus
resultados devem ser confirmados a partir da realização de ensaios de difração de Raios-X. Os
resultados desses ensaios são descritos abaixo, em ordem decrescente dos minerais
constituintes das amostras:
•
Amostra 1
: quartzo, ilita, amesita, feldspato, caulinita, goetita/hematita, zircão;
•
Amostra 2
: quartzo, ilita, feldspato, amesita, caulinita, goetita/hematita, zircão;
•
Amostra 3
: paligorsquita, quartzo, beidelita, feldspato, sepiolita, muscovita, caulinita,
mulita;
•
Amostra 4
: quartzo, caulinita, amesita, ilita, feldspato, goetita/hematita;
•
Amostra 5
: quartzo, ilita, caulinita, amesita, feldspato, goetita/hematita.
A presença de quartzo e feldspato em todas as amostras já era esperada devido ao fato
do solo ser residual de arenito ou o próprio arenito. Os argilominerais predominantes nas
amostras de solo foram a ilita, seguida da caulinita, que aparece em maior quantidade na
amostra 4, mais intemperizada. A ilita é um argilomineral do grupo das micas, sendo
diferenciada estruturalmente pela muscovita apenas pela quantidade maior de potássio que
esta última possui em relação a ela, sendo difícil a diferenciação entre as duas através da
difração de raios-X. Gidigasu (1976) considera que solos lateríticos localizados abaixo da
235
Linha A da carta de Casagrande possuem muscovita, enquanto que os localizados acima
possuem ilita.
As curvas de ATD (Figuras 5.46 e 5.47, para amostras 3 e 5) e os valores de CTC
maior que 10 (Tabela 5.9) já haviam apontado para a presença da ilita, além da caulinita, nas
amostras de solos residuais coletadas. O pico endotérmico a 150
o
C representa a perda de água
entre as camadas da ilita, enquanto o pico a 560
o
C representa a perda das hidroxilas,
transformando a caulinita em metacaulinita (SANTOS, 1989). O pico exotérmico que se
forma a partir de 900
o
C representa a formação do espinélio para a ilita, seguida da nucleação
da mulita para a caulinita (Figura 5.47).
Amostra 3 - ATD - repetido
-20
-15
-10
-5
0
5
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
Temperatura (oC)
Variação de Temperatura
Figura 5.46. Curva de ATD obtida para a fração fina do arenito do Grupo Bauru.
Amo stra 5 - ATD
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
0 1 00 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 11 00
Te mpe ratu ra (o C)
Variação de Temperatura
Ilita
Caulinita
Espinélio/Mulita
Amo stra 5 - ATD
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
0 1 00 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 11 00
Te mpe ratu ra (o C)
Variação de Temperatura
Ilita
Caulinita
Espinélio/Mulita
Figura 5.47. Curva típica de ATD para os solos residuais pesquisados.
236
A presença da paligorsquita como argilomineral predominante na amostra 3,
representada pelo arenito, foi confirmada pelos resultados da difração de raios-X (Figura
5.48), com o auxílio do manual da SSSA (1977). A paligorsquita e a sepiolita são
argilominerais de estrutura fibrosa, em forma de fita, e não em forma de folhas, como os
demais argilominerais. São formados em meios com pH elevado e presença de Ca e Mg, e sob
condições de clima semi-árido na época geológica de sua formação. Ribeiro (2001), Batezelli
et al. (2005) e Paiva Neto e Nascimento (1957) apud Santos (1989) comentam a presença
desses argilominerais em amostras da Formação Marília no triângulo mineiro e no centro-
oeste do Estado de São Paulo. No caso da amostra 3, além da sepiolita, identificou-se um pico
de beidelita (2θ = 7,2
o
– d=12,3A) através da expansão sofrida pela mesma a um espaçamento
de 16A, quando tratada com etileno glicol. Por ser uma esmectita, a presença da beidelita
pode justificar a elevada CTC obtida para essa amostra (84 meq/100g de argila) na Tabela 5.9.
Nas amostras de solo, ainda foram identificados óxidos ferro em pouca quantidade
(hematita e goetita) e também a amesita (d = 3,51A) (argilomineral do grupo das caulinitas e
formado através de rochas ricas em Al e Mg, que é o caso do Arenito Bauru), como pode-se
observar na Figura 5.49 para a amostra 5.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
2000
4000
6000
8000
7,2
8,44
13,94
19,9
20,88
24,2225,3
26,7
27,56
34,6
Intensidade (cps)
2θ
(graus)
Am 3 - Natural
Caulinita
Muscovita / Ilita
Quartzo
Feldspato
Paligorsquita/sepiolita
beidelita
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
2000
4000
6000
8000
7,2
8,44
13,94
19,9
20,88
24,2225,3
26,7
27,56
34,6
Intensidade (cps)
2θ
(graus)
Am 3 - Natural
Caulinita
Muscovita / Ilita
Quartzo
Feldspato
Paligorsquita/sepiolita
beidelita
Figura 5.48. Difratograma de raios-X obtido para a amostra 3, arenito do Grupo Bauru.
237
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
8,92
10,78
17,82
19,92
20,86
25,28
26,72
27,5
33,2
45,48
47,22
48,02
50,2
67,84
Intensidade (cps)
2θ
(graus)
Am 5 - Natural
Caulinita
Muscovita / Ilita
Quartzo
Feldspato
Hematita / Goetita
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
8,92
10,78
17,82
19,92
20,86
25,28
26,72
27,5
33,2
45,48
47,22
48,02
50,2
67,84
Intensidade (cps)
2θ
(graus)
Am 5 - Natural
Caulinita
Muscovita / Ilita
Quartzo
Feldspato
Hematita / Goetita
Figura 5.49. Difratograma de raios-X obtido para a amostra 5, residual do Grupo Bauru.
A análise das amostras em diferentes condições de tratamento (natural, aquecida a
550
o
C e com etileno glicol) foi de extrema importância para que se definisse ou diferenciasse
os minerais existentes e prováveis em cada uma delas (PEJON, 2005).
5.2.1.3 Considerações Sobre os Ensaios de Caracterização na Investigação
Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a realização dos ensaios
de caracterização solos encontrados no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de
Bauru:
Segundo Gidigasu (1976), as características geotécnicas assim como a performance
em campo dos solos lateríticos depende: dos fatores genéticos e pedogenéticos, do
grau de intemperismo (decomposição, cimentação, presença de sesquióxidos e
desidratação), da mineralogia e da porcentagem da fração argila.
Por isso, a metodologia aplicada neste trabalho para caracterização dos solos
investigados é de extrema importância para auxiliar no melhor entendimento da
238
Geologia e na interpretação dos resultados de campo, como a presença ou não de
alguns contaminantes, pH, valores de resistividade, permeabilidade etc.
Desde o Congresso Internacional de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica
(ISSMGE) de 1969 que existe a proposta para realização de ensaios de caracterização
mais detalhados em solos tropicais e essa metodologia não pode ser esquecida.
Todos os ensaios realizados apresentaram resultados consistentes, de modo que,
quando comparados, confirmam a relação entre eles. Deste modo, sempre que
estiverem disponíveis ou acessíveis, a execução de todos eles deve ser encorajada.
Entre os ensaios realizados, consideram-se de extrema importância para caracterização
geoambiental de solos tropicais, relacionando-se a facilidade de execução, assim como
a importância dos resultados obtidos: Granulometria Conjunta, Difração de Raios-X,
Índices de Consistência, Azul de Metileno.
5.2.2 Ensaios de Equilíbrio em Lote
5.2.2.1 Metodologia
Os ensaios de equilíbrio em lote foram realizados nas cinco amostras coletadas, no
material passado na peneira # 40, usando-se como solução o chorume bruto, coletado do
aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru em 25/10/2006 e armazenado a 4
o
C durante a
realização dos ensaios.
Conforme os primeiros ensaios realizados por Mondelli (2004), adotou-se razão
solo:solução (RSS) 1:4 (25 g de solo para 100 ml de chorume), uma vez que essa é uma RSS
que permite grande adsorção dos poluentes pelo solo, além de ser bastante utilizada. Essa RSS
foi empregada nos ensaios prévios para determinação do tempo de equilíbrio. Os testes foram
realizados apenas com as amostras 2, 3 e 4, considerando que as características entre os solos
1 e 2 e 4 e 5 são semelhantes, não havendo assim a necessidade de ensaiar as amostras 1 e 5.
239
As misturas, assim como os “brancos” (somente a solução no frasco, sem o solo),
permaneceram em constante agitação por 1 semana. O agitador utilizado foi o da Nova
Técnica, Modelo MT 145, e funcionou a 90 rpm (Foto 5.21).
Foto 5.21. Ensaio de equilíbrio em lote em andamento e filtragem das amostras.
Durante essa primeira fase do ensaio, foram analisadas as concentrações de cloretos
(Cl
-
), Ca, Na e K, além do pH e da condutividade elétrica, tendo sido todos realizados no
Laboratório de Geoquímica do Departamento de Geotecnia, EESC-USP. Os resultados das
curvas do grau de sorção (S)
versus
tempo estão apresentados no Anexo 1.
Os resultados mostram a complexidade das reações que podem ocorrer entre o solo e o
chorume durante 1 semana (adsorção, precipitação, oxi-redução, degradação da matéria
orgânica, etc.), ficando difícil a determinação de um tempo de equilíbrio. Considerando a
elevadíssima concentração dos elementos químicos analisados no chorume (Cl
-
= 3900 mg/L;
Na = 2500 mg/L; K = 1900 mg/L; Ca = 130 mg/L; C = 25000 µS/cm), o que prejudicou a
precisão das análises (0,1 mg/L), observa-se que praticamente não houve adsorção de cloretos
e cálcio para os solos ensaiados, havendo desadsorção em alguns casos. Isto já era esperado,
uma vez que o cloreto é considerado um traçador e o cálcio é constituinte das amostras 2 e 3.
240
Quanto ao sódio, observou-se um comportamento muito variável com o tempo, e com baixos
graus de adsorção. Sendo assim, o potássio foi o elemento mais adsorvido nessa fase dos
ensaios pelos diferentes solos, e foi escolhido como o metal alcalino de referência para
obtenção do coeficiente de partição (K
d
).
Além do sódio e do potássio, também foram escolhidos mais dois metais, presentes em
menores concentrações no chorume para obtenção de K
d
. Foram eles: o zinco, já estudado por
Mondelli (2004) e presente no chorume numa concentração de cerca de 0,56 mg/L (Tabela
4.3); e o ferro, presente numa concentração um pouco maior no chorume (9,86 mg/L), para
que a precisão durante a construção das isotermas fosse melhorada. Decidiu-se realizar as
análises desses metais somente na fase da construção das isotermas, uma vez que o custo de
análise era elevado e deveria ser contratado para esses elementos.
O tempo de equilíbrio escolhido foi de 24 h, justificado pelo fato de que após esse
tempo havia variação dos constituintes dos “brancos” (só chorume) e também do grau de
adsorção. Além disso, foi o tempo em houve a maior adsorção para algumas amostras e que
vem sendo bastante adotado na literatura.
5.2.2.2 Resultados e Discussão
A partir dos resultados obtidos, foram construídas isotermas de sorção (ECI –
Environmentally Conservative Isotherms
) estão. Para a construção dessas isotermas “ECI”,
variou-se a quantidade de solo (25, 10, 5, 2 e 1 g) e permaneceu constante o volume de
chorume (100 ml). As Figuras 5.50 a 5.52 apresentam alguns dos resultados obtidos para a
amostra 4. Os graus de adsorção (S) foram calculados com base na Equação 3.8 e resumidos
na Tabela 5.10.
241
pH x RSS - Amostra 4
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
0 20 40 60 80 100
RSS
pH
Branco
Figura 5.50. Variação do pH em relação à razão solo-solução para a amostra 4 (areia argilosa residual de
arenito).
Condutividade x RSS - Amostra 4
23500
23750
24000
24250
24500
0 20 40 60 80 100
RSS
Condutividade (
µ
S/cm)
Branco
Figura 5.51. Variação da condutividade elétrica em relação à razão solo-solução para a amostra 4 (areia argilosa
residual de arenito).
Fe - Amostra 4 (Isoterma de Sorção)
S = 0,1075C - 0,5992
R
2
= 0,946
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0
Cequilíbrio (mg/L)
Grau de Adsorção (mg/g)
Figura 5.52. Isoterma de sorção da amostra 4 (areia argilosa residual de arenito) obtida para o ferro.
242
A partir dos resultados, observa-se que, com exceção das misturas que continham
maior quantidade de solo (RSS = 1:4), praticamente não houve variação do pH das RSS em
relação ao branco. Já, a condutividade elétrica apresentou um comportamento esperado,
tendendo a crescer com o aumento da RSS, ou seja, se aproximava mais da condutividade do
branco, quanto menos solo havia na mistura. Apesar da dificuldade na determinação precisa
das concentrações dos elementos, foi possível obter as isotermas de sorção lineares, cujos
resultados encontram-se resumidos na Tabela 5.10. Os valores dos coeficientes de
retardamento (R
d
) foram calculados com base na Equação 3.10.
Em muitos casos houve a necessidade de descartar os pontos referentes às razões solo-
solução 1:100, ou mesmo 1:50, devido a pouca precisão obtida para essas pequenas
quantidades de solo. Contudo, os resultados preliminares confirmam a elevada retenção
desses solos, principalmente do arenito (amostra 3), seguido pelo solo 4, residual. Os metais
mais retidos foram o potássio e o ferro. Como esperado, não houve adsorção do sódio por
esses solos, com exceção do arenito e da amostra 2, podendo ter havido influência da presença
de carbonato de cálcio nesse caso. Estes resultados deverão ser confirmados através de
ensaios de coluna com percolação de chorume, servindo apenas para uma análise qualitativa
dos fenômenos de sorção nesses solos. A baixa concentração de zinco no chorume coletado
limitou a precisão desses resultados. Contudo, a menor adsorção desse metal pelos solos
estudados pode ser justificada pelo seu aparecimento na água do poço de monitoramento PP-
7. Quanto ao ferro, acredita-se que as elevadas concentrações desse metal existente nas águas
dos poços, maiores inclusive que a do próprio chorume (Tabela 4.3), deve-se à presença das
partículas de solo nessas águas. A utilização de um filtro de água (# 0,45 µm) durante as
futuras campanhas de coleta de água poderia confirmar esta hipótese.
243
Os valores do coeficiente de retardamento (R
d
) estão coerentes com aqueles
encontrados por Mondelli (2004) para amostra de colúvio, estando na mesma ordem de
grandeza, assim como a própria relação, quase linear das isotermas.
Tabela 5.10 - Resultados dos ensaios de equilíbrio em lote realizados com chorume.
No da amostra 1 2 3 4 5
Gênese
Residual de
arenito
Residual de
arenito
Arenito Bauru
com CaCO
3
Residual de
arenito
Residual de
arenito
Textura
Areia silto-
argilosa
Areia argilo-
siltosa
Areia siltosa Areia argilosa
Areia argilo-
siltosa
ρ
ρρ
ρ
d
(g/cm
3
)
1,6 1,5 1,8 1,5 1,5
n (%)
40 44 31 42 42
K
d
(ml/g)
Na
0 35 290 0 0
K
34 45 53 30 35
Fe
32 24 44 107 40
Zn
0 35 20 39 9
R
d
Na
1 120 1706 1 1
K
137 154 313 107 130
Fe
129 83 260 383 149
Zn
1 120 119 140 34
5.2.2.3 Considerações Sobre os Ensaios de Equilíbrio em Lote na Investigação
Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a realização dos ensaios
de equilíbrio em lote utilizando-se os solos e o chorume do aterro de resíduos sólidos urbanos
de Bauru:
Os ensaios de equilíbrio em lote são fáceis e baratos de serem realizados, contudo,
raramente a visualização das diversas reações que ocorrem entre o solo e o contaminante é
possível, o que prejudica a sua interpretação. Os equipamentos, tempos de equilíbrio,
rotação e quantidades de solo e solução variam entre normas e diferentes áreas do
conhecimento que utilizam esse ensaio. Uma norma brasileira para fins de Geotecnia
Ambiental faz-se necessária.
244
A precisão dos equipamentos analíticos utilizados foi um problema encontrado durante os
ensaios. O chorume contém elevadas concentrações de determinados sais, necessitando-se
assim de muitas diluições para que as análises químicas sejam realizadas utilizando-se os
equipamentos comumente disponíveis no mais diversos laboratórios.
Os valores encontrados para K
d
e R
d
são considerados elevados para solos com apenas
cerca de 20 % de argila em sua constituição. Christensen et al. (2001) apresentam valores
nessa mesma ordem de grandeza para metais pesados (K
d
= 18 a 460 ml/g). Estes ensaios
serão re-interpretados após a realização dos ensaios de coluna, os quais podem ser
considerados mais próximos da situação de campo, com a utilização de amostras
indeformadas ou compactadas.
A avaliação de resultados de ensaios que utilizam água subterrânea contaminada com
chorume no pH de campo (da ordem de 6) e uma razão solo-solução igual a 10, assim
como Christensen et al. (2001) apresentam, seria interessante como trabalho futuro para
confirmação da capacidade de sorção de metais por solos tropicais, de modo a manter a
competição entre os diferentes íons e reações de complexação e precipitação com os
constituintes orgânicos e inorgânicos presentes no chorume.
5.2.3 Ensaios de Coluna
5.2.3.1 Metodologia
Com o objetivo de estimar os coeficientes de permeabilidade (k), de dispersão
hidrodinâmica (D
h
) e de retardamento (R
d
), foi montado um aparato que comportasse corpos
de prova moldados das amostras indeformadas coletadas (arenosas e heterogêneas), assim
como a percolação de contaminantes. Para isso, foi montado um sistema que funcionasse a
carga constante, com gradientes hidráulicos não muito elevados (Foto 5.22). Deste modo,
245
optou-se por utilizar o sistema de colunas desenvolvido no Departamento de Geotecnia,
EESC-USP, com parede rígida de PVC (BOFF, 1999). Foi adotado diâmetro igual a 100 mm
e altura aproximada de 80 mm para os corpos de prova a serem ensaiados. A carga hidráulica
aplicada foi de 370 mm, resultando num gradiente hidráulico (i) de 4,6, o menor conseguido,
uma vez que os gradientes em campo são baixos (da ordem de 0,05).
Reservatório
solução
Carga constante
Provetas graduadas
efluente
Cronômetro
Colunas
corpos de prova
Reservatório
solução
Carga constante
Provetas graduadas
efluente
Cronômetro
Colunas
corpos de prova
Foto 5.22. Sistema desenvolvido para realização de ensaios de coluna em amostras de solo indeformadas e
predominantemente arenosas.
5.2.3.2 Coeficiente de permeabilidade (k)
A partir das vazões medidas através do sistema, foi calculada a condutividade
hidráulica dos diferentes solos ensaiados. Como foram utilizados diferentes fluidos de
saturação, os valores de condutividade hidráulica serão chamados aqui de coeficiente de
permeabilidade.
246
Os valores de coeficiente de permeabilidade obtidos usando permeâmetro de parede
rígida para as diferentes amostras e fluidos estudados são apresentados na Tabela 5.11. Os
resultados obtidos por Mondelli (2004) para as amostras de colúvio usando permeâmetro de
parede flexível também estão resumidos na Tabela 5.11. Destaca-se que alguns corpos de
prova, principalmente para amostra 2 (2b, 2c e 2d), foram difíceis de serem moldados na sua
forma natural, devido à existência de muitos flocos de argila e concreções. Mesmo assim,
pode-se considerar esses resultados consistentes com relação à textura e à mineralogia dos
materiais estudados.
Tabela 5.11 - Coeficientes de permeabilidade (k) determinados para os diferentes materiais coletados no entorno
do aterro de Bauru, percolados com diferentes fluidos.
Fluido
Amostra
1 2 3 4 5
Parede Flexível
(Mondelli, 2004)
Gênese
Residual
de
arenito
Residual
de
arenito
Arenito
Bauru
Residual
de
arenito
Residual
de
arenito
Colúvio
Textura
Areia
silto-
argilosa
Areia
argilo-
siltosa
Areia
siltosa
Areia
argilosa
Areia
argilo-
siltosa
Areia argilo-
siltosa
Água
destilada
k 20
o
C
(m/s)
(a)
1,3x10
-6
(a)
3,8x10
-6
(a)
2,5x10
-5
(a)
1,9x10
-5
(a)
1,5x10
-5
7,4 x10
-6
a
1,2x10
-5
(b)
3,9x10
-6
(b) *
4,0x10
-5
(b)
1,6x10
-5
(b)
2,4x10
-5
(b)
9,6x10
-6
(c)
2,3x10
-6
(c) *
7,5x10
-5
(c)
1,5x10
-5
-
(c)
1,7x10
-5
-
(d) *
5,4x10
-5
-
(d)
1,9x10
-5
(d)
8,9x10
-6
NaCl
(1000 ppm)
k 20
o
C
(m/s)
(c)
2,0x10
-6
(b) *
3,1x10
-5
(c)
1,5x10
-5
(d)
1,7 x10
-5
(d)
1,2x10
-5
2,2x10
-5
Chorume
k 20
o
C
(m/s)
(b)
4,2x10
-6
(d) *
2,0x10
-5
(b)
6,5x10
-6
(b)
1,7x10
-5
(b)
1,5x10
-5
1,2x10
-5
* Corpos de prova com moldagem comprometida. Para amostra 2, estima-se k = 10
-6
m/s.
Assim, esperava-se que os solos residuais menos evoluídos e mais argilosos (amostras
1 e 2 – k = 10
-6
m/s) apresentassem valores de permeabilidade menores que aqueles solos
mais evoluídos (amostras 4 e 5 – k = 10
-5
m/s), o que de fato ocorreu (Tabela 5.11). A mesma
ordem de grandeza dos valores de permeabilidade foi obtida para o colúvio e as amostras 4 e
5, o que já era esperado, devido às características granulométricas semelhantes entre esses
247
materiais. Esse fato confirma a aplicabilidade dessas duas técnicas (parede rígida e flexível)
na realização de ensaios de coluna utilizando os solos estudados no estado indeformado.
Os coeficientes de permeabilidade determinados utilizando-se solução salina sofreram
pouca variação em relação àquelas obtidas com água deionizada, tendendo a diminuir, com
exceção das amostras 1, 5 e do colúvio, que apresentaram um pequeno aumento da
condutividade com a percolação de NaCl. As Figuras 5.53 e 5.54 apresentam a variação dos
coeficientes de permeabilidade determinados em água e em solução salina em função do
número de volume de vazios percolados para as amostras 3 e 5, respectivamente.
1,0E-06
1,0E-05
1,0E-04
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
k 20 oC (m/s)
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Coeficiente de Permeabilidade - Amostra 3c
Água
NaCl
Figura 5.53. Variação dos coeficientes de permeabilidade determinados em água e em solução salina com o
número de volume de vazios percolados para a amostra 3(c).
248
1,0E-07
1,0E-06
1,0E-05
1,0E-04
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
k 20 oC (m/s)
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Coeficiente de Permeabilidade - Amostra 5d
Água
NaCl
Figura 5.54. Variação dos coeficientes de permeabilidade determinados em água e em solução salina com o
número de volume de vazios percolados para a amostra 5(d).
Com base nos resultados apresentados na Tabela 5.11, observa-se que os coeficientes
de permeabilidade determinados com percolação de chorume tenderam aumentar para as
amostras 1 e 5 e a diminuir para as amostras 2, 3 e 4. Vale salientar essa permeabilidade
variou durante os cerca de 50 volumes de vazios percolados com chorume para cada amostra,
sendo apresentado na Tabela 5.11 apenas os valores médios finais de cada ensaio. As Figuras
5.55 e 5.56 apresentam essa variação para as amostra 3 e 5, respectivamente, percoladas
primeiramente com água e, em seguida, com chorume.
249
1,0E-08
1,0E-07
1,0E-06
1,0E-05
1,0E-04
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
k 20 oC (m/s)
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Coeficiente de Permeabilidade - Amostra 3b
Chorume
Água
Figura 5.55. Variação dos coeficientes de permeabilidade com percolação de água e chorume com o número de
volume de vazios percolados para a amostra 3 (b).
1,0E-06
1,0E-05
1,0E-04
1,0E-03
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
k 20 oC (m/s)
Número de Volume de VaziosPercolados (T)
Coeficiente de Permeabilidade - Amostra 5b
Água
Chorume
Figura 5.56. Variação dos coeficientes de permeabilidade com percolação de água e chorume com o número de
volume de vazios percolados para a amostra 5 (b).
250
Observa-se que reações químicas ocorreram entre o chorume e o solo, principalmente
até cinco volumes de vazios percolados, o que possivelmente alterou a estrutura do solo. Esse
mesmo fato ocorreu com os corpos de prova de colúvio ensaiados em permeâmetro de parede
flexível. Com exceção dos corpos de prova da amostra 3, que devido à presença de
argilominerais ativos demorava mais para saturar (Figura 5.55), os demais corpos de prova
apresentaram a ocorrência de bolhas durante o inicio da percolação com chorume, começando
a saturar apenas a partir de cinco volumes de vazios percolados.
De maneira geral, pode-se concluir que o aqüífero sobre o qual está situado o aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru é bastante permeável e susceptível a contaminação e
deslocamento de íons existentes no chorume. Mesmo apresentando maior densidade e
argilominerais mais ativos em sua constituição, observa-se que o coeficiente de
permeabilidade do arenito (amostra 3) é elevado quando saturado (2x10
-5
m/s), devido à
predominância de grãos arenosos mais grossos. Assim, considera-se o subsolo do aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru é altamente susceptível à percolação de contaminantes e
poluentes, com exceção de alguns materiais residuais mais argilosos. Esse fato justifica os
baixos valores de resistividade obtidos a grandes profundidades, como mostra a Figura 4.20
para 22 m de profundidade.
A partir dos dados da Tabela 5.11, pôde-se estimar as velocidades para as diferentes
amostras representativas do aqüífero local, adotando-se um gradiente hidráulico (i) igual a
0,05 (máximo de campo), as quais, de uma maneira geral, são consideradas elevadas:
•
Amostras 1 e 2: velocidades iguais a 2,0 a 6,6 m/ano;
•
Amostra 3: velocidades iguais a 10,9 a 25,2 m/ano;
•
Amostras 4 e 5 e colúvio: velocidades iguais a 11,7 a 37,8 m/ano.
Estes valores de velocidade ainda são menores que aquele encontrado através do
ensaio de dispersão com traçador em campo (61m/ano), apesar dos valores de permeabilidade
251
terem sido muito próximos (k = 3,9x10
-5
m/s), podendo ou não validar a técnica utilizada em
campo. De qualquer modo, esses valores são muito elevados, o que confirma a facilidade de
ocorrência de contaminação do aqüífero freático, seja através aterro de resíduos domésticos,
ou seja, através das valas de resíduos hospitalares. Não era esperado que a amostra 3 (arenito)
apresentasse velocidade ou permeabilidade maiores que as amostras residuais 1 e 2, devido a
sua baixa porosidade e elevada massa específica (Tabela 5.8). Contudo, a sua complexa
mineralogia, apresentando minerais como paligorsquita e beidelita, além de possuir material
cimentante (diluindo após saturado) e menor porcentagem de argila que as demais amostras
(Tabela 5.7), podem justificar os resultados obtidos, que deverão ser confirmados em
investigações futuras.
5.2.3.3 pH
Os valores de pH dos efluentes das colunas foram monitorados durante a realização
dos ensaios. As Figuras 5.57 a 5.60 apresentam a variação do pH para as amostras 3 e 5,
quando percoladas com água deionizada e em seguida, com NaCl e chorume,
respectivamente.
Os resultados apresentados na Figura 5.58 confirmam a acidez dos solos residuais
estudados, caracterizadamente lateríticos. Observa-se que essa acidez aumenta ainda mais
com a percolação da solução de NaCl. Para a amostra 3 (arenito não laterizado), o pH em
água deionizada fica em torno de 6,8 (Figura 5.57), ou seja, maior que para a amostra 5,
residual. As Figuras 5.59 e 5.60 mostram que independentemente do tipo e do grau de
evolução do solo , existe um aumento dos valores de pH quando os corpos de prova foram
percolados com chorume. Esse crescimento tende a estabilizar no mesmo valor do pH do
chorume bruto sempre a cerca de 5 volumes de vazios percolados, confirmando assim a
saturação dos corpos de prova após 5 volumes de vazios percolados.
252
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
pH
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de Água e NaCl - Amostra 3c
Água
NaCl
Figura 5.57. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados para a amostra 3 (c) –
Água e Solução Salina.
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
pH
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de Água e NaCl - Amostra 5d
Água
NaCl
Figura 5.58. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados para a amostra 5 (d) –
Água e Solução Salina.
253
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
pH
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de Água e Chorume - Amostra 3b
Água
Chorume
Figura 5.59. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados para a amostra 3 (b) –
Água e Chorume.
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
pH
Número de Volume de VaziosPercolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de Água e Chorume - Amostra 5b
Água
Chorume
Figura 5.60. Monitoramento do pH em função do número de volume de vazios percolados para a amostra 5 (b) –
Água e Chorume.
254
5.2.3.4 Coeficientes de Dispersão Hidrodinâmica (D
h
) e de Retardamento (R
d
)
As Figura 5.61 a 5.64 apresentam as curvas de eluição obtidas para as amostras 3 e 5,
respectivamente, percoladas com solução de NaCl a 1000 ppm (traçador) e chorume. Para os
ensaios realizados com percolação de solução salina, as curvas foram construídas
relacionando as concentrações de Na e Cl
-
obtidas para os efluentes da coluna (C) com as
concentrações iniciais da solução de NaCl (C
0
). A condutividade elétrica também foi
monitorada durante os ensaios. Uma análise qualitativa dessas curvas indica que C/C
0
se
iguala a um a cerca de cinco volumes de vazios percolados para a maioria das amostras
(Figuras 5.61 e 5.62). Entre os elementos analisados, o sódio apresentou um certo
retardamento em relação aos cloretos e à condutividade, o que poderia indicar uma retenção
pequena desse íon pelos solos pesquisados.
Para os ensaios realizados com percolação de chorume, os parâmetros monitorados
foram a condutividade elétrica e os íons Na, K, Ca, Fe e Cl
-
. A partir de uma análise
qualitativa inicial, observa-se que o sódio e os cloretos apresentam comportamento de íons
traçadores, com a frente de contaminação chegando a cerca de seis volumes de vazios
percolados. O potássio apresentou um retardamento um pouco maior em relação à frente de
chegada do chorume, com doze volumes percolados para amostra 1 e cerca de sete volumes
percolados para as demais amostras (quando a condutividade elétrica foi monitorada) (Figuras
5.63 e 5.64).
Com relação ao íon Ca, houve desadsorção a partir de dois volumes de vazios para as
amostras 1 e 2 e a partir de quatorze volumes de vazios para as amostras 4 e 5. A amostra 3 (o
arenito que contém bastante cálcio) apresentou a desadsorção logo no início da percolação, a
qual foi caindo até permanecer em um nível constante, a C/C
0
igual a 1 (Figura 5.63). Essa
desadsorção do cálcio pelos solos estudados já havia sido prevista durante a fase de
determinação do tempo de equilíbrio durante os ensaios de equilíbrio em lote. Esse
255
comportamento de desadsorção do cálcio também foi conferido por Kjeldsen e Christensen
(1984), quando realizaram ensaios de coluna com chorume na fase ácida.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
C/C0
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de NaCl - Amostra 3c
Condutividade-NaCl
Na
Cl
Modelo
Dh = 0,007 m2/s
Rd = 10
K = 1,5x10-5 m/s
Figura 5.61. Curva de eluição obtida para a amostra 3 (c), percolada com solução salina.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
C/C0
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de NaCl - Amostra 5d
Condutividade-NaCl
Na
Cl
Modelo
Dh = 0,001 m2/s
Rd = 10
K = 1x10-5 m/s
Figura 5.62. Curva de eluição obtida para a amostra 5 (d), percolada com solução salina.
256
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
C/C0
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de Chorume - Amostra 3b
Condutividade-Chorume
Na - chorume
K - chorume
Cl - chorume
Fe - chorume
Ca - chorume
Modelo
Dh = 0,01 m2/s
Rd = 10
K = 6,5x10-6 m/s
Figura 5.63. Curva de eluição obtida para a amostra 3 (b), percolada com chorume.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
C/C0
Número de Volume de Vazios Percolados (T)
Ensaio de Coluna com Percolação de Chorume - Amostra 5b
Condutividade-Chorume
Na - chorume
K - chorume
Cl - chorume
Fe - chorume
Ca - chorume
Modelo
Dhl= 0,01 m2/s
Rd = 15
K = 1,5x10-5 m/s
Figura 5.64. Curva de eluição obtida para a amostra 5 (b), percolada com chorume.
257
Assim como nos ensaios de equilíbrio em lote, a precisão nas análises químicas ficou
um pouco comprometida. A análise química do ferro, existente em menor concentração no
chorume, melhorou a precisão das análises, indicando maior retardamento e dispersão quando
transportado através do solo. Contudo, o ferro, assim como a maioria dos metais pesados,
tende a precipitar em meios alcalinos, como o chorume, por exemplo. Interessante notar que
essa precipitação foi menor para as amostras 2 e 3 (Figura 5.63), que contêm menos ferro na
sua constituição e maiores quantidade de CaCO
3
. Para poder entender melhor este
comportamento, análises químicas separadas de Fe
+2
e Fe
+3
deveriam ser realizadas, a fim de
estudar o comportamento destes íons e as quantidades existentes dos mesmos no solo e no
chorume, e também em relação a meios com valores de pH e Eh variados, utilizando-se
técnicas de extração e microscopia em laboratório (Christensen et al., 2001). A metodologia
de análise empregada neste estudo não permitiu a obtenção de Fe
+3
, apenas de Fe
+2
,
explicando assim as baixas concentrações obtidas para este último nas curvas de eluição dos
solos mais evoluídos e assim, mais ácidos. Para as amostras 1, 4 e 5, que possuem pH mais
ácido, Fe
+2
torna-se Fe
+3
devido à perda de um elétron. Este reage com HCO
3
-
, enquanto o
cálcio é dissolvido, conforme apresentam a curva da Figura 5.64. Para as amostras 3 e 2, que
possuíam pH mais alcalino, essas reações praticamente não ocorreram, não sendo visíveis nas
análises finais apresentadas nas curvas de eluição.
Uma análise quantitativa de todas as curvas de eluição obtidas foi realizada, para
estimativa do coeficiente de dispersão hidrodinâmica (D
h
), utilizando a proposta de
Shackelford (1994), para transporte predominantemente advectivo, aplicando-se a seguinte
equação:
( )
( )
( )
( )
( )
( )
+
+
−
=
h
d
d
h
h
d
d
DuL
Rt
RT
erfc
D
vL
DuL
Rt
RT
erfc
C
C
/
/
2
/1
exp
/
/
2
/1
2
1
0
(5.4)
258
onde:
T = número de volume de vazios percolados ou fator tempo;
u = velocidade específica (k.i / n);
L = altura do corpo de prova;
(uL/D
h
) = número de Peclet.
As curvas correspondentes ao modelo e os parâmetros de transporte apresentados nas
Figuras 5.63 e 5.64 correspondem aos resultados obtidos para o sódio. A Tabela 5.12 resume
os valores dos parâmetros de transporte obtidos para todos os íons estudados, com exceção do
cálcio, que apresentou desadsorção.
Tabela 5.12 - Estimativa dos parâmetros de transporte de poluentes com base nos resultados dos ensaios de
coluna.
Fluido Amostra
1 2 3 4 5
NaCl
(1000
ppm)
Na
D
h
=0,0001m
2
/s
R
d
= 10
α = 4,2 m
D
h
=0,002m
2
/s
R
d
= 10
α= 6,7 m
D
h
=0,007m
2
/s
R
d
= 10
α= 35 m
D
h
=0,007m
2
/s
R
d
= 10
α= 35 m
D
h
=0,001m
2
/s
R
d
= 10
α= 10 m
Cl
-
D
h
=0,0001m
2
/s
R
d
= 10
α= 333 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 10
α= 17 m
D
h
=0,007m
2
/s
R
d
= 10
α= 35 m
D
h
=0,007m
2
/s
R
d
= 10
α= 35 m
D
h
=0,01m
2
/s
R
d
= 8
α= 100 m
Chorume
Na
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 30
α= 92 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 10
α= 14 m
D
h
=0,01m
2
/s
R
d
= 10
α= 260 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 15
α= 50 m
D
h
=0,01m
2
/s
R
d
= 15
α= 67 m
Cl
-
D
h
=0,008m
2
/s
R
d
= 10
α= 148 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 10
α= 14 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 20
α= 130 m
D
h
=ND
R
d
= ND
α = ND
D
h
=ND
R
d
= ND
α = ND
K
D
h
=0,001m
2
/s
R
d
= 100
α= 18 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 10
α= 14 m
D
h
=0,005m
2
/s
R
d
= 20
α= 130 m
D
h
=0,008m
2
/s
R
d
= 50
α= 80 m
D
h
=0,008m
2
/s
R
d
= 50
α= 53 m
Fe*
D
h
=0,0005m
2
/s
R
d
= 100
α= 9,2 m
D
h
=0,0008m
2
/s
R
d
= 30
α= 2,2 m
D
h
=0,01m
2
/s
R
d
= 10
α= 260 m
D
h
=0,001m
2
/s
R
d
= 150
α= 10 m
D
h
=0,0001m
2
/s
R
d
= 20
α= 0,7 m
Máximos
D
h
0,008m
2
/s 0,005m
2
/s 0,01m
2
/s 0,008m
2
/s 0,01m
2
/s
R
d
100 30 20 150 50
α
αα
α
333 m 17 m 260 m 80 m 100 m
Mínimos
D
h
0,0001m
2
/s 0,0008m
2
/s 0,005m
2
/s 0,005m
2
/s 0,0001m
2
/s
R
d
10 10 10 10 8
α
αα
α
4,2 m 6,7 m 35 m 35 m 10 m
Média
D
h
0,0045 m
2
/s 0,0053 m
2
/s 0,0073 m
2
/s 0,0064 m
2
/s 0,0078 m
2
/s
Rd 32 10 14 21 20
α
αα
α
198 m 13 m 118 m 50 m 58 m
* Valores obtidos obtendo-se ajuste forçado nas curvas de eluição e não utilizados no cálculo das médias.
259
Deixando de considerar os parâmetros obtidos para o ferro, que precipitou, os valores
médios variaram entre: 4,5 e 7,8 x 10
-3
m
2
/s para o coeficiente de dispersão (D
h
); 10 e 32 para
o coeficiente de retardamento (R
d
); 13 e 198 para a dispersividade (α=D
h
/u) (Tabela 5.12).
Estes últimos, por sua vez, são considerados elevados se comparados com valores publicados
na literatura, com α variando entre 0,4 e 3,0 m (GELHAR, 1992). Já os valores de R
d
são
menores que aqueles apresentados na Tabela 5.6, resultantes dos ensaios de equilíbrio em
lote. Acredita-se que os elevados valores de K
d
e R
d
apresentados na Tabela 5.6 se devem à
maior superfície de contato das partículas de solo com o contaminante, e também devido ao
solo estar em estado deformado. Além disso, o ensaio de equilíbrio em lote considera todas as
reações de sorção que ocorreram entre o solo e o contaminante. Entre elas, incluem-se não só
a adsorção como ocorre no ensaio de coluna, mas também a precipitação, complexação, oxi-
redução, entre outras. Novos ensaios utilizando razão solo-solução igual a 1:10 poderiam ser
realizados para verificar se os valores de K
d
e R
d
seriam menores que aqueles obtidos
utilizando-se RRS 1:4.
O potássio e o ferro foram os elementos mais adsorvidos pelos solos ensaiados nos
dois diferentes ensaios. Não foi possível ajustar o modelo para valores de R
d
menores que 10
nos ensaios de coluna, que pode ser adotado como referência e padrão para o sódio e cloretos,
além de ser conservativo. De maneira geral, pode-se considerar a seguinte ordem (crescente)
de retenção para os íons estudados: Ca < Cl
-
< CE < Na < Zn < Fe < K.
Com relação à dispersividade dos íons estudados, apesar da influência da
permeabilidade de cada solo estudado, pode-se considerar a seguinte ordem decrescente: Cl
-
<
< Na < K < Fe.
A amostra 1 foi a que apresentou menores coeficientes de dispersão e de retardamento.
Isso já era esperado porque as colunas constituídas com a amostra 1 podem ser consideradas
mais representativas do solo menos evoluído e residual do arenito e que possui maior fração
260
argila. Acredita-se que caminhos preferenciais de fluxo podem ter influenciado os parâmetros
apresentados na Tabela 5.12 para as amostras 2 e 3, de difícil moldagem. Por isso, os
resultados obtidos a partir dos ensaios de equilíbrio em lote apresentaram melhor correlação
com os argilominerais encontrados nos diferentes solos estudados, apesar de terem
apresentado valores superestimados e não conservativos para projeto.
Como parâmetros de projeto para os solos estudados e futuros estudos de avaliação de
risco que possam ser realizados na área futuramente, sugere-se:
2)
Adotar R
d
= 10 para íons traçadores (Na e Cl
-
);
3)
Adotar R
d
= 100 para cátions (e/ou metais pesados) para os solos residuais jovens e
bastante argilosos;
4)
Adotar R
d
= 20 para cátions (e/ou metais pesados) para os solos residuais maduros e mais
arenosos;
5)
Adotar D
h
= 0,007 m
2
/s e/ou α = 50, com base nos resultados dos ensaios de laboratório.
O valor de do coeficiente de dispersão hidrodinamica longitudinal (D
hl
) estimado a partir
do ensaio de dispersão em campo (D
hl
= α*v = 0,01m*61m/ano =2x10
-8
m
2
/s) é muito
baixo quando comparado com aqueles obtidos em laboratório (na direção vertical),
quando espera-se que o coeficiente de dispersão longitudinal (na direção do fluxo
subterrâneo) seria maior. Além disso, a curva teórica não se ajustou bem aos dados
experimentais (Figura 5.34).
5.2.3.5 Considerações Sobre os Ensaios de Coluna na Investigação Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a realização dos ensaios
de coluna utilizando o sistema de parede rígida desenvolvido e amostras arenosas
indeformadas encontradas no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru:
261
Os ensaios de coluna permitem o monitoramento de diversos parâmetros com relação ao
tempo. Entre eles, destacam-se a permeabilidade do solo a diferentes fluidos, a
condutividade elétrica, o pH e os mais diversos solutos de interesse que podem ser
analisados, dependendo do custo e disponibilidade de equipamentos. Esses são parâmetros
de grande interesse para a investigação geoambiental de qualquer área potencialmente
contaminada e podem ser estimados utilizando-se equipamentos relativamente simples,
desde que construídos com materiais inertes. A utilização de ensaios de extração de íons
dos corpos de prova e microscopia eletrônica depois dos ensaios é sugerida para pesquisas
futuras. Acredita-se que isso possa auxiliar e/ou confirmar as diversas reações físico-
químicas que ocorrem quando da interação solo-soluto.
Os ensaios de coluna deram suporte aos resultados obtidos através dos ensaios de
equilíbrio em lote, facilitando a interpretação dos mesmos. Considera-se que os ensaios de
coluna proporcionam uma melhor simulação das condições do solo e dos contaminantes
in
situ
. Apesar de sua análise ser complexa, também permite a estimativa dos parâmetros de
transporte de interesse de uma maneira mais controlada.
A precisão dos equipamentos analíticos utilizados foi um problema encontrado durante a
realização desses ensaios. O chorume contém elevadas concentrações de determinados
sais, necessitando-se assim de muitas diluições para que as análises químicas sejam
realizadas utilizando-se os equipamentos comumente disponíveis nos mais diversos
laboratórios de análises químicas.
O conhecimento prévio da mineralogia e da constituição básica dos solos investigados foi
de grande importância para uma adequada interpretação dos resultados obtidos. Análises
químicas dos solos a fim de determinar a concentração de metais também são
recomendadas, para que os contaminantes retidos nos solos também possam ser avaliados
e comparados com aqueles existentes nas soluções. Para isso, técnicas de extração devem
262
ser conhecidas, regulamentadas e popularizadas na Geotecnia Ambiental, raramente
havendo laboratórios adequados e equipados para esse tipo de análise.
Os resultados obtidos devem ser considerados preliminares, pois não existe base de dados
na literatura que inclua a situação utilizada nos referidos ensaios: tipo e constituição dos
solos residuais e laterizados, condição indeformada e chorume bruto na fase metanogênica
ensaiados em permeâmetros de parede rígida. Tudo isso deve ser levado em consideração
antes da comparação com dados disponíveis até o momento e publicados na literatura.
5.2.4 Sistema para Medida da Resistividade Elétrica em Laboratório
5.2.4.1 Metodologia e Calibração
O sistema para testes de resistividade em laboratório foi desenvolvido seguindo a
proposta de Daniel (1997). O sistema é constituído por um molde feito com material isolante
(PVC), o qual deve conter as amostras indeformadas provenientes dos ensaios de coluna. Dois
eletrodos de aço-inox, um em cada extremidade, e dois no centro do corpo de prova, foram
acoplados ao molde para transferência da corrente elétrica e medida da diferença de potencial,
respectivamente (Foto 5.23). Para a aquisição de dados, foi utilizado o eletrorresistivímetro de
campo (
Syscal Pro
), apresentado na Foto 5.2.
Foto 5.23. Detalhe do sistema desenvolvido para medida de resistividade elétrica em laboratório.
263
O sistema foi calibrado com o acréscimo de cloreto de sódio (NaCl) em água de-
ionizada. Era então medida a condutividade elétrica (CE) da solução utilizando um
condutivímetro portátil, e em seguida comparada com a resistividade obtida através do
eletrorresistivímetro, adotando-se sempre a relação da Equação 3.5. As curvas de calibração
do sistema (Figuras 5.65 e 5.66), correspondentes às leituras realizadas em função da
condutividade e da resistividade, respectivamente, confirmaram o bom desempenho do
sistema. O fator de determinação obtido ficou muito próximo de 1.
Os corpos de prova percolados com água deionizada, com solução salina e chorume
durante os ensaios de coluna foram submetidos a medidas de resistividade elétrica em
laboratório. Amostras em estado natural (sem percolação) também foram testadas, para
verificação da influência da estrutura e cimentação dos solos estudados nos valores de
resistividade. Todos os resultados foram obtidos aplicando-se o fator de correção devido à
calibração do sistema (Figura 5.66), assim como o fator geométrico de cada corpo de prova,
sendo a resistividade elétrica do conjunto solo, fluido e ar (R) calculada pela seguinte
expressão:
I
∆V
L
A
cR ⋅⋅=
(5.5)
onde:
c = constante de calibração do sistema (Figura 5.60);
A = área da seção transversal do corpo de prova (m
2
);
L = distância entre os eletrodos de potencial ou altura do corpo de prova dividida por 3 (m);
∆V = diferença de potencial lida pelo eletrorresistivímetro (mV);
I = corrente elétrica lida pelo eletrorresistivímetro (mA).
264
Condutividade Elétrica - Calibração
y = 0,8286x + 155,5
R
2
= 0,9997
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
0 10000 20000 30000 40000 50000
Leitura - Eletrorresistivímetro
Leitura - Condutivímetro
Figura 5.65. Curva de calibração obtida para o sistema de medida de resistividade em laboratório –
Condutividade elétrica.
Resistividade Elétrica - Calibração
y = 1E-04x
2
+ 1.0368x + 0.2051
R
2
= 1
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
Leitura - Eletrorresistivímetro (ohm.m)
Leitura - Condutivímetro (ohm.m)
Figura 5.66. Curva de calibração obtida para o sistema de medida de resistividade em laboratório - Resistividade.
5.2.4.2 Resultados e Discussão
As Figuras 5.67 a 5.71 apresentam a variação da resistividade com o grau de saturação
para as amostras 1, 2, 3, 4 e 5, respectivamente, percoladas com água deionizada e também
em estado natural, na umidade de campo.
265
Amostra 1a - Água Deionizada
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am1a
Natural
Am 1d- Natural
Am 1b- Natural
Am 1b- quasi-saturada
Figura 5.67. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 1 em estado natural e
percolada com água deionizada.
Amostra 2 - Água Deionizada
100
150
200
250
300
350
400
450
500
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am2a
Natural
Am2c
Am 2c - Natural
Am 2d - Natural
Am 2b - Natural
Am 2b - quasi-saturada
Figura 5.68. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 2 em estado natural e
percolada com água deionizada.
266
Amostra 3a - Água Deionizada
10
12
14
16
18
20
22
24
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am3b
Natural
Am 3b - Natural
Am 3b - quasi-saturada
Figura 5.69. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 3 em estado natural e
percolada com água deionizada.
Amostra 4 - Água Deionizada
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
20 30 40 50 60 70 80 90 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am4a
Am4c
Figura 5.70. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 4 percolada com água
deionizada.
267
Amostra 5 - Água Deionizada
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am5a
Natural
Am5c
Am 5c - Natural
Am 5b - Natural
Am 5d - Natural
Am 5b - quasi-saturada
Figura 5.71. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para a amostra 5 em estado natural e
percolada com água deionizada.
Observa-se que as amostras mais argilosas (amostras 1 e 2) apresentaram valores de
resistividade menores que aquelas menos argilosas (amostras 4 e 5), tendendo a permanecer
constante com o grau de saturação. Sabe-se da literatura que as partículas de argila são
capazes de conduzir eletricidade devido à presença da dupla camada, o que não ocorre com os
grãos de quartzo constituintes da areia. Isto indica que, no presente caso, a condução da
eletricidade através dos minerais e materiais cimentantes superou a condutividade do fluido
de saturação, que era muito baixa (para água deionizada, CE = 1,3 µS/cm).
Os baixos valores de resistividade medidos para o arenito (amostra 3 – Figura 5.69)
podem ser justificados pela presença de argilominerais ativos e pela elevada cimentação de
carbonato de cálcio existente (Tabela 5.7). Esses baixos valores de resistividade também
podem ser observados no perfil da Figura 5.4. A inundação das amostras com fluidos de
diferentes resistividades pode auxiliar na interpretação da SEV-10 (Figura 5.3), uma vez que a
água subterrânea pode estar contaminada, ou seja, muito diferente da condição deionizada.
268
Mesmo para diferentes corpos de prova, a tendência de valores constantes ou mesmo
crescentes da resistividade com a redução do grau de saturação foi confirmado para a amostra
2 e amostras 4 e 5, respectivamente. Constatou-se um acréscimo nos valores de resistividade
para graus de saturação inferiores a 50 % na amostra 3. O corpo de prova em estado natural
(mais seco) correspondeu à essa mesma tendência. Os corpos de prova em estado natural das
amostras 1, 2 e 5 também seguiram essa tendência de crescimento com a diminuição do grau
de saturação. A amostra 1 foi a que apresentou maiores variações em relação aos valores de
resistividade dos diferentes corpos de prova, saturados ou em estado natural. Isso se deve à
grande heterogeneidade do bloco indeformado coletado para esta amostra residual do arenito.
Já para a amostra 4 não foi possível obter o valor de resistividade para o solo em estado
natural, uma vez que seu teor de umidade
in situ
era muito baixo, dificultando assim o contato
dos eletrodos com o solo.
Esse problema também foi encontrado durante todos os ensaios, o que acarretou numa
grande dispersão dos resultados, que aumentava com a diminuição da saturação dos corpos de
prova. Por isso, alguns pontos foram descartados das curvas de resistividade, deixando-se
apenas aqueles que apresentaram maiores resistências de contato durante as medidas
realizadas pelo eletrorresistivímetro.
Reunindo-se esses resultados em apenas um gráfico (Figura 5.72), observa-se a grande
faixa de variação dos valores de resistividade encontrados para os diferentes solos estudados.
Essa grande faixa de variação também havia sido encontrada em campo, o que dificultou a
interpretação dos ensaios. É interessante notar, que essa variação é muito mais significativa
quanto à mineralogia e à evolução dos solos estudados, do que quanto à saturação por água
deionizada. Observa-se que essa variação é maior para os solos mais evoluídos e menos
argilosos (amostra 4 e 5). Ou seja, quanto mais evoluído o solo residual em relação ao arenito,
maiores são os valores de resistividade, com a seguinte ordem de evolução das amostras:
269
amostra 3<2<1<5<4.
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - Água Deionizada
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Amostra 1
Amostra 2
Amostra 3
Amostra 4
Amostra 5
Figura 5.72. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas amostras de solo naturais e
ensaiadas com água deionizada.
A Figura 5.73 apresenta os resultados para as amostras percoladas com solução salina
(NaCl) a uma concentração de 1000 ppm e condutividade elétrica de 1922 µS/cm (R = 5,2
ohm.m). Nesse caso, observa-se que a resistividade do fluido teve maior influência que a
mineralogia, com exceção da amostra 3 (arenito), que já possuía uma resistividade natural
baixa (Figuras 5.2 e 5.3).
Constatou-se que entre 100 e 58 % de grau de saturação, houve pouca variação nos
valores de resistividade para as diferentes amostras de solo estudadas, passando a haver um
nítido aumento exponencial para graus de saturação inferiores a 58 %. Para a condição quasi-
saturada do solo, obteve-se resistividade média de 35 ohm.m, o que corresponderia,
aplicando-se a Lei de Archie (Equação 3.15), a um fator de formação (FF) igual a 6,7. Esse
270
número é considerado alto quando comparado com aqueles verificados para as areias aluviais
em campo (Tabela 4.2), mas o fator de formação também poderia ser menor que 1, se a Lei de
Archie fosse aplicada para os solos ensaiados com água deionizada (R = 7700 ohm.m), o que
estaria de acordo com os resultados apresentados na Tabela 5.3.
Resistividade Elétrica x Grau de Saturação - Solução NaCl 1000 ppm
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Amostra 1c
Amostra 2b
Amostra 3c
Amostra 4d
Amostra 5d
Modelo (s=1,2)
Modelo (s=2,1)
Figura 5.73. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas amostras de solo ensaiadas
com solução salina a 1000 ppm.
Deve-se lembrar que a Equação 3.15 é empírica e foi desenvolvida para areias ou
fragmentos de rocha puros, sem condução elétrica. Em solos tropicais, a quantidade e o tipo
de argilominerais irão influenciar os valores de resistividade, em maior ou menor grau,
dependendo da resistividade do fluido. Por isso, mais ensaios utilizando fluidos com valores
de resistividade intermediários e mais próximos daqueles encontrados para os poços de
monitoramento em campo foram realizados. Ensaios em corpos de prova percolados com
água de torneira (CE = 57 µS/cm e R = 175,4 ohm.m) e com solução de NaCl a 200 ppm (CE
271
= 385 µS/cm e R = 26 ohm.m) foram realizados, cujos resultados são apresentados nas
Figuras 5.74 e 5.75, respectivamente.
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - Água de Torneira
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am1e
Am2c
Am4c
Am5c
Figura 5.74. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas amostras de solo percoladas
com água de torneira.
Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru - NaCl 200 ppm
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am1e
Am2c
Am4c
Am5c
Figura 5.75. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas amostras de solo percoladas
com solução salina a 200 ppm.
272
Esses resultados confirmam o comportamento já descrito para as curvas de
resistividade obtidas para as amostras percoladas com água deionizada. Verifica-se que os
valores de resistividade e os graus de saturação são menores que aqueles obtidos com a
percolação de água deionizada. Observa-se que essa diminuição é proporcional à
condutividade elétrica do fluido, ou seja, quanto menor a resistividade do fluido, menores são
os valores de resistividade do solo e dos graus de saturação atingidos durante a secagem dos
corpos de prova, devido ao melhor contato dos mesmos com os eletrodos.
Os resultados obtidos para as amostras percoladas com chorume (CE = 25000 µS/cm e
R = 0,4 ohm.m) são apresentados na Figura 5.76. A Figura 5.77 apresenta um detalhe dos
valores de resistividade para as amostras percoladas durante o início do ensaio, os quais não
ultrapassaram 10 ohm.m até 50 % de grau de saturação. Abaixo desse valor de grau de
saturação, passou a ocorrer um aumento exponencial da resistividade, como também ocorreu
com as amostras percoladas com solução salina a 1000 ppm (Figura 5.73). Devido à elevada
condutividade elétrica do chorume, os valores de resistividade para as amostras percoladas
foram muito baixos, não havendo tanta influência da mineralogia.
Analisando-se a Figura 5.77, os valores de resistividade tenderam a permanecer
constantes até cerca de 40 % de grau de saturação para a amostra 3 (R = 6,0 ohm.m) e até
cerca de 90 % para as amostras 1, 4 e 5 (R ≅ 1,7 ohm.m). A amostra 2 (resistividade inicial de
2,7 ohm.m) apresentou um crescimento linear até cerca de 55 % de saturação, passando a ter
um comportamento exponencial após esse valor.
273
Resistividade Elétrica x Grau de Saturação - Chorume
0
10
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Amostra 1b
Amostra 2d
Amostra 3b
Amostra 4b
Amostra 5b
Modelo (s=2,0)
Modelo (s=1,6)
Modelo (s=2,1)
Figura 5.76. Resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas amostras de solo percoladas
com chorume.
Detalhe da Medidas de Resistividade Elétrica até 10 ohm.m - Chorume
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Grau de Saturação (%)
Resistividade (ohm.m)
Am1b
Am2d
Am3b
Am4b
Am5b
Figura 5.77. Detalhe da resistividade elétrica em função do grau de saturação para as diversas amostras de solo
percoladas com chorume.
274
5.2.4.3 Estimativa dos Parâmetros da Lei de Archie
O comportamento exponencial observado nas Figuras 5.73 e 5.76, utilizando-se
fluidos de saturação muito condutivos (NaCl a 1000 ppm e chorume), está de acordo com o
que tem sido publicado na literatura e também à Equação 3.15. Por isso, foi possível estimar o
parâmetro
s
, relativo à saturação, para os solos estudados, conforme está apresentado nessas
figuras.
Para estimativa do parâmetro
m
, relativo à cimentação, utilizou-se a proposta de Yoon
et al. (2002), relacionando-se a resistividade medida com a umidade volumétrica (θ),
conforme definida pela Equação 5.6. Este parâmetro reflete as alterações no teor de umidade
(w) e na massa específica seca (ρ
d
) do solo, de modo que este índice seja mais eficiente para
descrever a relação entre a resistividade e a condição não-saturada da superfície dos grãos.
d
t
s
s
w
t
w
wρ
V
M
M
M
V
V
===
1
.
θ
(5.6)
A umidade volumétrica pode ser substituída na Lei de Archie pelo fator
n.Sr
, quando o
fluido de saturação possuir massa específica igual a 1 g/cm
3
(ρ
w
), da seguinte forma:
n.Sr
V
V
V
V
V
ρV
V
M
v
w
t
v
t
ww
t
w
====
θ
(5.7)
onde:
M
w
= massa de água no solo;
V
t
= volume total;
M
s
= massa de sólidos;
V
w
= volume de água no solo;
ρ
d
= massa específica seca;
w = teor de umidade.
As Figuras 5.78 e 5.79 apresentam a variação da resistividade elétrica com a massa
275
específica úmida, para as amostras percoladas com NaCl a 1000 ppm e chorume,
respectivamente. Deste modo, foi possível estimar valores de
m
da Lei de Archie, utilizando a
Equação 5.6 e considerando a massa específica dos diferentes fluidos utilizados igual a 1
g/cm
3
.
Com a estimativa dos parâmetros
m
e
s
, foi possível recalcular o fator de formação
(FF) durante os ensaios, e correlacioná-los com o fator de formação real (ρ
b
/ρ
f
) para as
amostras percoladas com NaCl a 1000 ppm e com chorume. Como mostram as Figuras 5.80 e
5.81, foi possível estimar o parâmetro
a
(Equação 3.15), que ficou em torno de 1, conforme
esperado.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
Resistividade (ohm.m)
Umidade Volumétrica (θ
θθ
θ)
Resistividade Elétrica x Umidade Volumétrica - NaCl 1000 ppm
Amostra 1c
Amostra 2b
Amostra 3c
Amostra 4d
Amostra 5d
Modelo m=1,4
Modelo m=2,1
Figura 5.78. Resistividade elétrica em função da umidade volumétrica para as diversas amostras de solo
percoladas com solução salina a 1000 ppm.
276
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
Resistividade (ohm.m)
Umidade Volumétrica (θ
θθ
θ)
Resistividade Elétrica x Umidade Volumétrica - Chorume
Amostra 1b
Amostra 2d
Amostra 3b
Amostra 4b
Amostra 5b
Modelo m=2,1
Modelo m=1,6
Modelo m=1,8
Modelo m=1,5
Figura 5.79. Resistividade elétrica em função da umidade volumétrica para as diversas amostras de solo
percoladas com chorume.
Parâmetro "a" - NaCl 1000 ppm
y = 1,097x
R
2
= 0,7998
y = 1,2362x
R
2
= 0,9319
y = 1,1931x
R
2
= 0,8134
y = 1,2288x
R
2
= 0,9451
0
10
20
30
40
50
0 5 10 15 20 25 30 35
Fator de Formação
Amostra 1c
Amostra 2b
Amostra 4d
Amostra 5d
Figura 5.80. Estimativa do parâmetro “a” da Lei de Archie, utilizando-se solução salina a 1000 ppm como fluido
de percolação.
277
Estimativa do Parâmetro "a" - Chorume
y = 0,8454x
R
2
= 0,9325
y = 0,9989x
R
2
= 0,9225
y = 1,086x
R
2
= 0,9491
y = 0,8351x
R
2
= 0,9424
0
50
100
150
200
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Fator de Formação
Amostra 1b
Amostra 2d
Amostra 4b
Amostra 5b
Figura 5.81. Estimativa do parâmetro “a” da Lei de Archie, utilizando-se chorume como fluido de percolação.
A Tabela 5.13 apresenta um resumo dos parâmetros
a
,
m
e
s
da Lei de Archie
estimados para ensaios realizados com solução salina (1000 ppm) e chorume. De uma
maneira geral, os parâmetros
m
e
s
estimados através das curvas construídas com solução
salina (Figuras 5.73 e 5.78) são menores que aqueles estimados com as curvas construídas
com o chorume (Figuras 5.76 e 5.79) e o ajuste dos modelos teóricos parecem ser melhores
para estas últimas. A faixa de variação encontrada foi 0,8<a<1,2, 1,4<m<2,1 e 1,2<s<2,1,
com
m
e
s
tendendo a crescer com a porcentagem de finos e/ou atividade das amostras e a
tendendo a diminuir com a adição do chorume. Para a amostra 3 (arenito) quase sempre não
foi possível realizar essas estimativas, uma vez que a influência da cimentação e da
mineralogia continuou sendo significativa também quando se utilizou fluidos bastante
condutivos e as curvas não apresentaram crescimento exponencial.
Estes resultados estão de acordo com aqueles apresentados por Jackson et al. (1978),
Campanella e Weemees (1990), Daniel et al. (1999), Yoon et al. (2002) e Pacheco (2004), o
278
que encoraja um estudo mais detalhado dos fatores de formação empregado-se fluidos de
percolação bastante condutivos em solos tropicais.
Tabela 5.13 - Parâmetros de cimentação (m) e saturação (s) da Lei de Archie estimados para as amostras de solo
estudadas em laboratório.
Fluido NaCl 1000 ppm Chorume
Amostra a m s a m s
1
1,2 1,4 1,2 0,8 1,8 2,0
2
1,1 2,1 2,1 1,0 2,1 2,1
3
-- -- -- -- 1,5 --
4
1,2 1,4 1,2 1,1 1,6 1,6
5
1,2 1,4 1,2 0,8 1,5 1,6
5.2.4.4 Análise Geral dos Resultados
A Tabela 5.14 apresenta a faixa de valores de resistividade encontrados para cada
amostra estudada e níveis de saturação alcançados. Optou-se por utilizar o termo “quase-
saturado” para os corpos de prova percolados com os diferentes fluidos, uma vez que o
equipamento utilizado para realização dos ensaios de coluna não permitia a aplicação de
contra-pressões para saturação completa dos corpos de prova. Além disso, as medidas de
resistividade nem sempre eram iniciadas no dia em que haviam sido terminados os ensaios de
coluna. É muito difícil manter a saturação de corpos de prova predominantemente arenosos.
Os resultados indicam que a contaminação pode existir no aqüífero local para valores
de resistividade abaixo de 10 ohm.m na zona saturada. De maneira geral, os valores de
resistividade obtidos estão de acordo com aqueles medidos através dos ensaios geofísicos em
campo, variando desde 2000 ohm.m para as camadas de solo superficiais e não contaminadas
(Figuras 4.13 e 5.1) até 6,8 a 23 ohm.m para o arenito contaminado e não contaminado,
respectivamente (Figura 5.3). Este fato pode ser confirmado através da Figura 5.4, com a
pluma de contaminação atingindo profundidades maiores de 30 m.
279
Tabela 5.14 - Faixa de variação dos valores de resistividade elétrica determinados para as amostras de solo
estudadas em laboratório.
Fluido
Amostra 1 2 3 4 5
Gênese
Residual de
arenito
Residual de
arenito
Arenito Bauru
Residual de
arenito
Residual de
arenito
Textura
Areia silto-
argilosa
Areia argilo-
siltosa
Areia siltosa Areia argilosa
Areia argilo-
siltosa
Água
deionizada
R
(ohm.m)
331 a 643 197 a 483 12,8 a 17,6 2819 a 7926 1235 a 4635
Sr (%)
45,7 a 84,4 40,8 a 85,3 36,0 a 83,6 38,0 a 99,8 34,0 a 90,2
Água de
Torneira
R
(ohm.m)
559 a 1019 190 a 510 - 2960 a 6589
1165 a 2230
Sr (%)
34,6 a 80,2 32,2 a 82,7 - 41,8 a 97,1 29,5 a 88,2
NaCl (200
ppm)
R
(ohm.m)
311 a 861 130 a 234 - 2306 a 4990 1076 a 1890
Sr (%)
39,1 a 79,4 35,1 a 80,9 - 36,7 a 88,1 20,4 a 79,7
NaCl (1000
ppm)
R
(ohm.m)
28,0 a 183 24,9 a 217 9,7 a 24,0 24,5 a 155 24,1 a 153
Sr (%)
16,9 a 89,2 41,5 a 85,8 22,9 a 86,2 20,7 a 94,5 16,1 a 91,5
Chorume
R
(ohm.m)
1,91 a 50,3 2,84 a 204,4 3,44 a 11,1 1,79 a 44,8 1,50 a 41,6
Sr (%)
20,7 a 98,7 10,2 a 97,4 28,7 a 99,6 21,7 a 98,5 16,6 a 99,6
A Tabela 5.15 apresenta os fatores de formação (FF) calculados para as amostras
percoladas com diferentes fluidos. Para este cálculo, foram utilizados os menores valores de
resistividade encontrados na Tabela 5.14. Esta tabela mostra que o fator de formação tende a
aumentar com a diminuição da resistividade do fluido e que valores de FF menores que 1
podem ocorrer em solos tropicais, onde a influência dos grãos de argila nos valores de
resistividade é maior que a influência do grau saturação. Yoon et al. (2002) confirmaram que
o fator de formação depende da concentração de chorume no solo, e que essa variação é ainda
maior em amostras que contém maior quantidade de finos.
De posse dos dados de caracterização das amostras de solo estudadas em laboratório
(Tabelas 5.7 a 5.9), os valores de resistividade para essas amostras percoladas com diferentes
fluidos foram relacionados com os índices físico-químicos como: índice de atividade;
porcentagem de argila; índice de plasticidade, porcentagem de finos e atividade das argilas
280
obtida através do ensaio de adsorção de azul de metileno. Os resultados, apresentados na
Figura 5.82, confirmam as relações praticamente lineares para a resistividade do solo quase-
saturado com os fluidos mais resistivos (água deionizada, de torneira e solução de NaCl 200
ppm) quando comparados com os índices de atividade da fração fina dos solos estudados
(Figuras 5.82a e 5.82e).
a) Rsolo x Atividade
1
10
100
1000
10000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Índice de Atividade (%)
log R solo sat (ohm.m)
Água Deionizada
Água Torneira
'NaCl 200 ppm
NaCl 1000ppm
Chorume
b) Rsolo x % Argila
1
10
100
1000
10000
0 5 10 15 20 25
% Argila (<0,002 mm)
log R solo sat (ohm.m)
Água Deionizada
Água Torneira
'NaCl 200 ppm
NaCl 1000ppm
Chorume
c) Rsolo x IP
1
10
100
1000
10000
4 6 8 10 12 14 16 18
Índice de Plasticidade (%)
log R solo sat (ohm.m)
Água Deionizada
Água Torneira
'NaCl 200 ppm
NaCl 1000ppm
Chorume
d) Rsolo x % Finos
1
10
100
1000
10000
25 30 35 40 45 50
% Finos (<0,075 mm)
log R solo sat (ohm.m)
Água Deionizada
Água Torneira
'NaCl 200 ppm
NaCl 1000ppm
Chorume
e) Rsolo x Atividade das Argilas
1
10
100
1000
10000
0 5 10 15 20 25 30
Acb - Azul de metileno (g/100g)
log R solo sat (ohm.m)
Água Deionizada
Água Torneira
'NaCl 200 ppm
NaCl 1000ppm
Chorume
Figura 5.82. Variação da resistividade elétrica com as características físico-químicas das amostras estudadas.
281
Tabela 5.15 - Fatores de formação (FF) obtidos para as amostras percoladas com diferentes fluidos.
Amostra
1 2 3 4 5
R fluido
(ohm.m)
R
solo sat
(ohm.m)
FF
R
solo sat
(ohm.m)
FF
R
solo sat
(ohm.m)
FF
R
solo sat
(ohm.m)
FF
R
solo sat
(ohm.m)
FF
Água
deionizada
7700 328
0,04
197
0,03
12,5
0,0016
2368
0,31
1140
0,15
Água de
Torneira
175,4 540,7
3,08
189,9
1,08
-
-
2462
14,04
1080
6,16
NaCl (200
ppm)
26 307,8
11,84
130,5
5,02
-
-
1988
76,46
1004
38,62
NaCl (1000
ppm)
5,2 28,3
5,44
25,1
4,83
9,7
1,87
24,8
4,77
24,3
4,67
Chorume
0,4 1,78
4,45
2,72
6,80
3,34
8,35
1,66
4,15
1,36
3,40
Com relação aos demais índices, observam-se relações quase lineares também entre a
resistividade e as porcentagens de argila e de finos (Figuras 5.82b e 5.82d), havendo uma
melhor correlação para a última. Interessante notar que, para a Figura 5.82c, essa relação
linear com o índice de plasticidade não é tão nítida, o que indica a limitação da utilização
apenas dos limites de consistência na caracterização de solos tropicais. O fato da resistividade
ser sensível à atividade dos argilominerias deve ser considerado como um fator positivo na
caracterização desses materiais, apesar de tornar mais difícil a interpretação dos resultados de
campo, o que será apresentado no próximo capítulo.
O fato de quase não haver variação dos valores de resistividade dos solos percolados
com fluidos com resistividade abaixo de 5,2 ohm.m (ou condutividade acima de 1922 µS/cm
para NaCl 1000 ppm) pode facilitar a interpretação dos resultados obtidos em campo, além de
permitir a determinação dos parâmetros da Lei de Archie (Tabela 5.14) e também um fator de
formação padrão para esses solos, conforme apresentado na Figura 5.83, relacionando-se a
resistividade do fluido com a do solo quasi-saturado. Para confirmar o valor médio de FF
obtido igual a 4,3, mais ensaios devem ser realizados, para que se obtenham mais pontos no
gráfico da Figura 5.83. Por isso, este valor serve apenas como uma estimativa preliminar do
fator de formação dos solos residuais do arenito Bauru, e que poderá ser útil na estimativa da
282
pluma de contaminação do aterro, baseando-se nos resultados dos ensaios geofísicos ou dos
poços de monitoramento.
Rsolo x R fluido
Rs = 4,3219Rf
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8
R fluido (ohm.m)
R solo saturado (ohm.m)
Figura 5.83. Estimativa do fator de formação médio para os solos estudados em laboratório utilizando chorume e
NaCl a 1000 ppm como fluidos de percolação.
Transformando os resultados de resistividade do solo em condutividade elétrica (CE)
(Equação 3.5), foi também possível relacionar o aumento desta com a concentração de sódio,
a partir dos ensaios que utilizaram 0, 200 e 1000 ppm de NaCl e também com aqueles ensaios
que utilizaram chorume, quando a concentração de sódio também foi medida. A Figura 5.84
apresenta a relação encontrada, que pode ser utilizada (assim como FF=4,3) para avaliação
preliminar da pluma de contaminação ou para uma simples comparação com os resultados dos
ensaios geofísicos de campo e com as concentrações das amostras de água coletadas dos
poços de monitoramento.
283
Concentração de Sódio x Condutividade Eletrica do Solo
y = 0,3026x + 95,866
R
2
= 0,9901
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
CE solo saturado (
µ
µµ
µ
S/cm)
Concentração de Na (mg/L)
Figura 5.84. Estimativa da concentração de sódio a partir da medida da condutividade elétrica do solo em
laboratório.
Relacionando os fatores de formação que constam na Tabela 5.15 (solos quasi-
saturados) para NaCl a 1000 ppm e chorume, com a porosidade e a umidade volumétrica dos
corpos de prova estudados na umidade de saturação, foi possível estimar os valores de
a
e
m
de uma maneira diferente, como mostram as Figuras 5.85 e 5.86. Apesar da pequena faixa de
variação da porosidade e do baixo coeficiente de determinação (R
2
), os valores de
a
igual 0,36
e 0,50 e de
m
igual a 2,9 e 2,5 para as Figuras 5.85 e 5.86, respectivamente, estão de acordo
com aqueles encontrados na literatura e na Tabela 5.13. Mas para uso como parâmetros de
projeto e na interpretação de valores de resistividade de solos tropicais não saturados medidos
em campo, acredita-se que aqueles apresentados na Tabela 5.13 foram obtidos por melhores
ajustes.
284
Fator de Formação x Porosidade
y = 0,36x
-2,91
R
2
= 0,52
0
2
4
6
8
10
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
n
FF
NaCl
Chorume
Figura 5.85. Relação entre os fatores de formação e as porosidades obtidas para os corpos de prova quasi-
saturados com NaCl a 1000 ppm e chorume.
y = 0,5003x
-2,486
R² = 0,5959
0
2
4
6
8
10
0,25 0,27 0,29 0,31 0,33 0,35 0,37 0,39 0,41 0,43 0,45
FF
θ
θθ
θ
Fator de Formação x Umidade Volumétrica
NaCl
Chorume
Figura 5.86. Relação entre os fatores de formação e as umidades volumétricas obtidas para os corpos de prova
quasi-saturados com NaCl a 1000 ppm e chorume.
285
5.2.4.5 Considerações Sobre a Medida da Resistividade Elétrica na Investigação
Geoambiental
A seguir são apresentadas as principais considerações sobre a realização de medidas
de resistividade elétrica utilizando o sistema desenvolvido em laboratório em amostras de solo
encontradas no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru:
O sistema desenvolvido para medida da resistividade de amostras de solo indeformadas
em laboratório apresentou boa aplicabilidade e permitiu avaliar a variação da resistividade
com relação ao grau de saturação, mineralogia, porcentagem de finos e evolução dos solos
estudados. Além disso, foi possível estimar os parâmetros da Lei de Archie para solos
estudados, os quais podem ser utilizados para previsão e re-interpretação dos resultados
obtidos em campo.
Dependendo do objetivo da pesquisa, a medida da resistividade em amostras compactadas
e indeformadas também podem ser realizadas, além de ser mais fácil de ser executada. A
utilização de eletrodos de potencial com maior área de contato entre eles e o corpo de
prova é sugerida, para que as medidas sejam mais precisas e para que alcancem menores
valores de grau de saturação.
As medidas de resistividade em laboratório confirmaram que é possível obter fatores de
formação do solo menores que 1, o que está de acordo com o que foi obtido anteriormente
em alguns ensaios RCPTU com amostragem de água. Isso é um indicativo de que a
influência da atividade dos argilominerais é maior do que a presença de contaminantes.
Fatores de formação maiores que 1 podem indicar a presença de solos granulares ou
mesmo a presença de contaminantes em solos areno-argilosos.
Os resultados obtidos em solos tropicais em laboratório são pioneiros, o que dificulta a sua
comparação com estudos anteriores, mas ao mesmo tempo encoraja a continuidade dos
mesmos. A re-interpretação dos resultados de campo tanto para o aterro de Bauru como
286
para situação geológicas similares pode agora ser realizada com base em medidas
realizadas em situações controladas de laboratório.
Os resultados mostraram que a influência do grau de saturação nos valores de
resistividade é menor que o efeito da mineralogia e do nível de evolução dos solos, para
valores de grau de saturação maiores que 50 %.
Os ensaios de caracterização foram fundamentais para que esses resultados fossem
adequadamente interpretados, o que mostra a necessidade da utilização de diferentes
técnicas de investigação.
287
6 INTEGRAÇÃO DOS RESULTADOS
O presente capítulo tem como objetivo integrar os resultados provenientes das
diferentes técnicas de investigação utilizadas, de modo a interpretá-las conjuntamente com as
todas as informações existentes e obtidas sobre o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
durante a pesquisa.
Primeiramente, procurou-se re-interpretar os resultados gerados em campo procurando
integrá-los com aqueles realizados em laboratório e descritos no capítulo anterior. Para isso,
foram analisados os ensaios indiretos, definidos como aqueles ensaios que não utilizaram
amostragem para caracterização geoambiental do meio. Os ensaios diretos são analisados em
seguida, procurando estabelecer relações entre os ensaios de campo que utilizaram
amostragem, tanto de solo como de água, e os ensaios de laboratório realizados sobre essas
amostras. Lembra-se que os ensaios de piezocone e seus acessórios podem ser incluídos
nesses dois itens, pois permitem tanto a caracterização indireta como direta das propriedades
físicas do meio.
Com base na re-interpretação dos resultados obtidos a partir das técnicas indiretas e
diretas, foi possível avaliar de maneira geral os problemas encontrados no aterro de resíduos
sólidos urbanos de Bauru e seu entorno, além daquele encontrado subsuperficialmente aos
resíduos domésticos. Uma análise e identificação da(s) pluma(s) de contaminação existentes
na área foi realizada, baseando-se nos resultados de todos os ensaios. Um roteiro para ser
utilizado como orientação de investigações geoambientais em solos tropicais, com base na
experiência adquirida durante a pesquisa também é apresentada.
6.1 Ensaios Indiretos
Os ensaios indiretos realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
incluíram principalmente a medida da resistividade elétrica e da cargabilidade através de
288
polarização induzida, utilizando diferentes técnicas, entre elas: medidas de resistividade de
amostras indeformadas em laboratório, piezocone de resistividade (intrusivo) e geofísica de
superfície a partir da realização de sondagens elétricas verticais (SEVs) e caminhamentos
elétricos utilizando diferentes espaçamentos entre os eletrodos em diferentes épocas.
Para que os resultados de todos esses ensaios fossem re-interpretados, a busca por
valores de resistividade de referência na literatura nacional e internacional foi importante.
Contudo, observou-se uma larga escala de variação de valores, para diferentes locais e
situações de contaminação. Elis (1993) apresenta a faixa de variação de valores de
resistividade de materiais geológico-geotécnicos comumente encontrados no Brasil (Tabela
6.1). Observa-se na tabela que os materiais de interesse para a presente pesquisa, como areias
argilosas, não existem. Além disso, os arenitos apresentam uma enorme variação nos valores
de resistividade, tornando difícil a utilização de valores de resistividade disponíveis para
identificação e caracterização dos materiais contaminados em campo.
Tabela 6.1 - Valores de resistividade elétrica de materiais conhecidos (ELIS, 1993).
Material Resistividade (ohm.m )
Ar
∞
Águas doces superficiais 10 – 1000
Água marinha 0,2
Argilas 10 – 100
Areias 100 – 10000
Areia saturada com água mineral 0,1 – 10
Aluvião 10 – 1000
Conglomerados 10 – 10000
Arenitos 10 – 100000000
Margas arenosas 10 – 100
Calcários 100 – 10000
Basaltos 100 – 100000
Granitos 100 – 100000
Xistos 10 – 1000
Gnaisses 100 – 10000
Valores de cargabilidade para solos tropicais também são praticamente inexistentes na
literatura. Elis (2003b) procurou relacionar alguns valores de resistividade e cargabilidade
típicos para o entorno do aterro de Bauru, a partir de sondagens elétricas verticais realizadas
289
superficialmente, como mostra a Tabela 6.2. Esses resultados incluem solos arenosos
encontrados superficialmente no entorno do aterro, além da zona saturada e possível presença
de chorume. Os solos residuais assim como o arenito Bauru, existentes em maiores
profundidades e em regiões especificas do aterro, não foram inclusos nessa tabela.
Tabela 6.2 - Valores de resistividade e cargabilidade propostos a partir das sondagens elétricas verticais
realizadas no entorno do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru (ELIS, 2003b).
Camada Espessura (m) Interpretação
Resistividade
(ohm.m)
Cargabilidade
(mV/V)
1
0,75 - 1,59 Solo superficial 26,4 - 3136 0,08 - 14,5
2
0,78 - 5,93 Solo seco 24,3 - 566 0,55 - 4,83
1,77 - 3,37 Solo seco 82,4 - 670 1,07
3
3,14 - 4,58 Solo + chorume 11,0 - 11,7 0,01 - 1,72
4
2,61 - 6,52
Zona de
capilaridade
17,4 - 81,3
0,01 - 19,4
5
- Zona saturada 10,4 - 22,3 2,94 - 35,3
Após a realização de novos ensaios de campo e laboratório com medidas de
resistividade e cargabilidade, como descrito no Capitulo 5, a Tabela 6.3 apresenta valores
típicos encontrados no aterro de Bauru para essas duas propriedades, integrando-se os
resultados dos ensaios geofísicos, geofísica 3-D, piezocone de resistividade e resistividade em
laboratório. Para facilitar a análise dos resultados, as Figuras 6.1 e 6.2 apresentam a escala de
valores de resistividade e cargabilidade sugeridos, respectivamente, para cada material
pesquisado e/ou encontrado durante as investigações realizadas no aterro.
As Figuras 6.3 a 6.8 apresentam as seções obtidas a partir dos diversos
caminhamentos elétricos realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru entre 2001
e 2003 por Elis (2003b) e Lago (2004), re-interpretados utilizando-se o software RES2DINV
(LOKE, 1998), com base na topografia levantada em 2002 (Figura 4.8) e com base nos
valores de resistividade e cargabilidade apresentados na Tabela 6.3 e nas Figuras 6.1 e 6.2.
290
Tabela 6.3 - Valores de resistividade e cargabilidade típicos para o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
com base nos resultados dos ensaios de campo e laboratório.
Resistividade (ohm.m) Cargabilidade (mV/V) *
Materiais
min máx min máx
Solos locais + chorume 1 29 0,01 1,7
Arenito - Form. Marília 10 24 1,6 20
Resíduos + chorume 1 18 -- --
Resíduos 1 20 20 --
Zona saturada 1 75 11 55
Pluma de Contaminação 1 55 21 --
Solos residuais da Form. Adamantina saturados 11 50 3.5 25
Zona de capilaridade 50 82 0,01 19,4
Solos Residuais do arenito contaminados 25 150 -- --
Camadas argilosas de aluvião não-saturadas 100 150 -- --
Solos residuais do arenito 190 600 -- --
Solos superficiais a oeste 300 900 0,01 3,8
Solos residuais superficiais saturados a não-sat. 1000 8000 0,08 14,5
* Valores baseados nos resultados obtidos por Lago (2004) e Ustra (2008).
Resistividade Elétrica (ohm.m)
1 10 100 1000 10000
1 10 100 1000 10000
Soloslocais+chorume
ArenitoMarília
Resíduos+chorume
Resíduos
Zonasaturada
Plumadecontaminação
SolosResiduaisdaForm.
Adamantinasaturados
Zonadecapilaridade
Solosresiduaisdoarenito
contaminados
Camadasargilosasde
aluviãonão‐saturadas
SolosResiduaisdoarenito
Solossuperficiaisaoeste
Solosresiduaissuperficiais
saturadosanão‐saturados
Resistividade Elétrica (ohm.m)
1 10 100 1000 10000
1 10 100 1000 10000
Soloslocais+chorume
ArenitoMarília
Resíduos+chorume
Resíduos
Zonasaturada
Plumadecontaminação
SolosResiduaisdaForm.
Adamantinasaturados
Zonadecapilaridade
Solosresiduaisdoarenito
contaminados
Camadasargilosasde
aluviãonão‐saturadas
SolosResiduaisdoarenito
Solossuperficiaisaoeste
Solosresiduaissuperficiais
saturadosanão‐saturados
Figura 6.1. Faixa de variação dos valores de resistividade para o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
com base nos resultados dos ensaios de campo e laboratório.
291
Cargabilidade (mV/V)
0,01 0,1 1 10 100
0,01 0,1 1 10 100
Soloslocais+chorume
ArenitoMarília
Resíduos
Zonasaturada
Plumadecontaminação
SolosResiduaisdaForm.
Adamantinasaturados
Zonadecapilaridade
Solossuperficiaisaoeste
Solosresiduaissuperficiais
saturadosanão‐saturados
Cargabilidade (mV/V)
0,01 0,1 1 10 100
0,01 0,1 1 10 100
Soloslocais+chorume
ArenitoMarília
Resíduos
Zonasaturada
Plumadecontaminação
SolosResiduaisdaForm.
Adamantinasaturados
Zonadecapilaridade
Solossuperficiaisaoeste
Solosresiduaissuperficiais
saturadosanão‐saturados
Figura 6.2. Faixa de variação dos valores de cargabilidade para o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru
com base nos resultados dos ensaios de campo.
Figura 6.3. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 1 (modificado de ELIS, 2008).
Pluma
Zona Saturada
Zona Capilar
Solos Residuais do Arenito (Ams. 1, 2, 4, 5)
Arenito a
Solo Residual
Contaminado
Solo Residual
Contaminado
Pluma
Solos Residuais
do Arenito
Solos Residuais
Superficiais
Pluma
Solos Locais + Chorume
Arenito
Arenito
Arenito Arenito
“Bauru 1”
S
NE
292
Figura 6.4. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 2 (modificado de ELIS, 2008).
Figura 6.5. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 3a (modificado de ELIS, 2008).
Resíduos + Chorume +
Solo de Compactação
Resíduos Não
Polarizáveis
PlumaPluma
PlumaPluma
Pluma
Zona Saturada
Zona Saturada
Zona Saturada
Zona Capilar
Zona Capilar
Zona Capilar
Zona Capilar
Resíduos
hospitalares
Resíduos
hospitalares
Solos
Residuais
Solos
Residuais
Arenito
Arenito
“Bauru 2”
|Solos
Residuais
|
Solo
|Solos
Residuais
Pluma Pluma
Pluma
|Solos
Residuais
|Solos Residuais
Contaminados
|Solos Residuais
Contaminados
?
Resíduos + Chorume +
Solo de Compactação
Resíduos + Chorume +
Solo de Compactação
Resíduos + Chorume +
Solo de Compactação
Zona Saturada
Zona Saturada
SN
S
NE
293
Figura 6.6. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 3b (modificado de ELIS, 2008).
Figura 6.7. Seção de resistividade e cargabilidade da Linha 4 (modificado de ELIS, 2008).
“Bauru 3b”
Resíduos + Chorume +
Solo de Compactação
Resíduos + Chorume +
Solo de Compactação
Zona Saturada
Zona Saturada
Projeção no
mapa do aterro
Projeção no
mapa do aterro
Arenito
Arenito
Solos arenosos saturados
(Colúvios)
Aluviões
Aluviões
Solos arenosos saturados
(Colúvios)
Pluma
Zona Capilar
Zona Capilar
Zona Saturada
Zona Saturada
Zona Capilar
Zona Ca
p
ilar
Pluma Pluma
Pluma Pluma Pluma
SW N
SW
NE
294
Figura 6.8. Seção de resistividade da Linha 5 (modificado de ELIS, 2008).
Observa-se nas Figuras 6.3 a 6.8 que foi possível integrar os resultados de modo que
os ensaios novos e antigos realizados para a presente pesquisa possibilitassem a identificação
dos diferentes materiais, assim como condições de saturação e contaminação existentes na
área. Os perfis de cargabilidade foram mais difíceis e menos precisos de serem interpretados,
devendo ser considerados com restrições, devido à grande superposição de valores (Figura
6.2) e também pela falta de valores de referência com solos residuais em laboratório.
Contudo, esses perfis mostram resultados muitas vezes não visualizados apenas através dos
perfis de resistividade, indicando a importância de se integrar resultados de diferentes técnicas
geofísicas.
Com poucos ensaios intrusivos e diretos que atingissem a zona saturada a leste do
aterro, a Linha 1 (Figura 6.3) teve como objetivo caracterizar o perfil geológico-geotécnico a
montante do sentindo do fluxo subterrâneo natural da área. Os resultados apresentaram grande
variação de valores de resistividade e cargabilidade, os quais só foram possíveis de serem re-
interpretados com a realização das medidas de resistividade em laboratório com solos
residuais e com o arenito encontrados nessa região do aterro.
A Linha 2, realizada sobre os resíduos (Figura 6.4), foi re-interpretada com o auxilio
do perfil apresentado na Figura 5.4. Observa-se que mesmo apesar da Linha 2 ter sido
Solos Residuais
Zona Saturada
Arenito
Arenito
E W
295
realizada em 2001 e um novo caminhamento nessa mesma linha, com espaçamentos de 20 m
e atingindo maiores profundidades, em 2006, algumas semelhanças podem ser observadas
entre elas. As duas linhas realizadas sobre os resíduos confirmam o comprometimento do
aqüífero freático a cerca de apenas 2 m de profundidade da base do aterro em alguns pontos,
assim como uma mancha de baixa resistividade à direita das Figuras 6.4 e 5.4. Essa “mancha”
foi interpretada como o arenito que aflora nessa região, ao sul do aterro, como mostra a Foto
5.15. O perfil de cargabilidade foi fundamental para identificar a diferença entre uma possível
contaminação e a presença do arenito, com o segundo apresentando baixos valores de
cargabilidade (SEV-10, Figura 5.3).
A interpretação das Linhas geofísicas 3a e 3b (Figuras 6.5 e 6.6) foi auxiliada pelos
resultados de outros ensaios, como sonsagens SPT, RCPTUs e SEVs, como mostra o mapa da
Figura 4.11. Mesmo assim, por ser uma região de transição entre os solos residuais de arenito
e os solos sedimentares encontrados a oeste do aterro, a interpretação dessas linhas foi difícil,
pois existem poucos ensaios intrusivos nessa área do aterro, sem considerar a interpolação
entre os diferentes valores de resistividade e cargabilidade devido aos diferentes materiais e
condições de saturação existentes. À direita da Figura 6.6, por exemplo, observa-se que a
zona de capilaridade ocorre conjuntamente com a variação e evolução geológica do perfil
geológico-geotécnico. Além disso, a presença do arenito nesta região também foi confirmada
através de investigações diretas, como a visualização do talude apresentado na Foto 5.15.
A interpretação da Linha 4 (Figura 6.7) possibilitou identificar claramente a zona
saturada, assim como os pontos indicadores da presença da pluma de contaminação. Apesar
da pluma de contaminação estar dispersa no aqüífero freático, considera-se que esses pontos
identificam as regiões em que existem os solos mais permeáveis, onde as concentrações da
pluma são maiores, diminuindo assim os valores de resistividade. Devido aos vários ensaios
realizados nessa região do entorno do aterro (a oeste), que indicavam valores de resistividade
296
menores que 55 ohm.m e de cargabilidade maiores que 21 mV/V para definição da pluma de
contaminação, e também devido ao fato de solos residuais assim como o arenito (pouco
resistivos) não aflorarem nessa região do aterro, a interpretação dessa linha ficou facilitada.
A Figura 6.9 apresenta os resultados de ensaios RCPTU e CPTU realizados a oeste do
aterro, sobre a Linha 4, confirmando a elevada heterogeneidade dos materiais existentes nessa
região do aterro. Esses resultados auxiliaram na melhor definição das propriedades físicas,
como resistividade (Tabela 6.3) e numa caracterização mais detalhada do perfil desses solos.
Após a re-interpretação realizada para os ensaios de piezocone no item 5.1.2.3, é possível
identificar os perfis de resistividade da Figura 6.9 como de referência para essa região do
aterro, apresentando muita variação na região não-saturada (R > 300 ohm.m) e em
concordância com a textura dos diferentes solos existentes abaixo do nível d’água.
A interpretação da Linha 5 (Figura 6.8) foi auxiliada pelas investigações diretas de
visualização e amostragem realizadas ao norte do aterro em 2006, além da realização da SEV-
10 e da construção das lagoas de chorume (Foto 4.4), que confirmam a existência de solos
residuais menos evoluídos e o arenito Bauru, pouco resistivos, nessa região. Por isso,
acredita-se que os baixos valores de resistividade encontrados para a Linha 5 se devem à
presença desses materiais que, devido a problemas durante a aquisição dos dados durante a
execução do ensaio, não podem ser confirmados a partir da seção de cargabilidade.
As Figuras 6.10 e 6.11 apresentam os mapas de resistividade e cargabilidade re-
interpretados para as profundidades de 10 e 22 m, respectivamente. Os dados utilizados para
interpolação (Surfer Version 8.0, Golden Software 2002) foram aqueles dos caminhamentos
elétricos apresentados nas Figuras 6.3 a 6.7 e das sondagens elétricas verticais executados por
Elis (2003b) e Lago (2004). As simulações não incluem os dados da Linha 5, uma vez que
não existem dados de cargabilidade para a mesma.
297
RF (%)
012345678
Prof. (m)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
qc (MPa)
0 5 10 15 20 25
U (kPa)
0 1000 2000 3000
Perfil Interpretado
médio - CPTs
Areia
Argila
Areia siltosa
Areia siltosa
Argila
Areia siltosa
Argila
Areia
R (ohm-m)
0 500 1000 1500
CPTU 04
RCPTU 01
RCPTU 02
RCPTU 03
RCPTU 09
SPT 01 (11/1991)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Areia fina, cinza
avermelhada
(Aluvião)
Argila arenosa, pouco
siltosa, cinza com
manchas avermelhadas
(Aluvião)
N.A.
Aterro
N.A.
R (ohm-m)
0 50 100 150 200
Figura 6.9. Resultados dos ensaios CPTU-4, RCPTU-1, 2, 3 e 9 realizados à oeste do aterro de Bauru em diferentes épocas e a menos de 2 m de distancia entre eles
(MONDELLI, 2004).
298
A Figura 6.10 (mapa a 10 m de profundidade) indica que não são todos os solos que
estão saturados nesta profundidade. Além disso, a área preenchida com os resíduos é menor
que a área da projeção do aterro, uma vez que a altura do mesmo é maior na região central,
quando os resíduos preenchem o vale natural existente na área e ultrapassam a altura de 10 m
para cerca de 15 m. Estando o nível d’água mais raso a oeste do aterro (menos que 10 m de
profundidade), é possível visualizar a formação da pluma de contaminação a partir dos
resíduos mais internos à linha de projeção do aterro, com valores de resistividade menores
que 50 ohm.m e de cargabilidade maiores que 10 mV/V. Os elevados valores de resistividade
(>150 ohm.m) e baixos valores de cargabilidade (< 10 mV/V) a leste do aterro indicam a
condição não saturada do solo, não contaminado, a 10 m de profundidade.
Considerando que não existem mais resíduos e praticamente todas as regiões dos
mapas da Figura 6.11 encontram-se saturadas a 22 m de profundidade, foi possível identificar
e avaliar a extensão da pluma de contaminação causada pelos resíduos dispostos entre 0 e 15
m de profundidade. Este fato indica a importância do conhecimento hidrogeológico,
topográfico, do projeto e do histórico de operação e de disposição dos resíduos na área para
interpretação dos mapas apresentados na Figura 6.10. Plumas de contaminação com diferentes
concentrações, variando de 5 ohm.m no centro da área de projeção do aterro, até 50 ohm.m,
fora e a oeste do aterro (solos arenosos). Valores de resistividade menores que 5 ohm.m a
leste e sobre a Linha 1, próxima ao poço PP-4, confirmam a contaminação e a influencia das
lagoas de chorume a montante do sentido do fluxo subterrâneo. Isto pode ser explicado por
uma superposição dos gradientes hidráulicos natural e do chorume presente em elevada
quantidade na região das lagoas (pontos em vermelho) sobre o aterro.
299
Figura 6.10. Mapas de resistividade e cargabilidade na profundidade 10 metros (modificado de LAGO et al.,
2006).
R
C
R
C
R
C
R
C
R
C
R
R
C
R
C
R
C
P
R
R
R
P
P
P
P
P
P
P
P
A
A
A
NS
NS
NS
NS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
RC: Resíduos + Chorume
R: Resíduos
P: Pluma de contaminação
SS: Solos arenosos saturados
NS: Solos não-saturados
A: Arenito
RN: Resíduos não-polarizáveis
R: Resíduos
P: Pluma de contaminação
SS: Solos arenosos saturados
NS: Solos não-saturados
R
R
R
RN
R
P
R
R
R
P (?)
P
P
P
P
A
NS
NS
NS
NS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
SS
P
SS
RN
RN
300
Figura 6.11. Mapas de resistividade e cargabilidade na profundidade 22 metros (modificado de LAGO et al.,
2006).
P
A
P
RS
P
P
SS
SS
P
P
RS
RS
P
P
P
P
SS
A
RS
A
A
SS
P
A
P
P
R
S
SS
P
P
P: Pluma de contaminação
SS: Solos arenosos saturados
RS: Solos residuais saturados
A: Arenito
RS
P
A
P
P
P
P
SS
R
S
P
P
RS
RS
P
P
SS
P
SS
A
RS
P
A
SS
P
P
(
?
)
P
P
SS
SS
P
P: Pluma de contaminação
SS: Solos arenosos saturados
RS: Solos residuais saturados
A: Arenito
RS
RS
RS
SS
301
Mais uma vez a definição da pluma de contaminação a partir dos resultados de IP foi
menos visível que para a resistividade, uma vez o efeito IP depende da concentração de sais
dissolvidos, tipo de resíduo existente (polarizável ou não), sem contar a interação desses com
o meio geológico variável da área, ora mais argiloso, ora mais arenoso. Tanto no mapa de
cargabilidade para 10 m como no de 20 m, regiões com elevados valores de cargabilidade ao
norte do aterro sugerem uma possível pluma de contaminação, apesar da mesma não ter sido
observada nos mapas de resistividade correspondentes. Este fato encoraja a realização de
futuras pesquisas em laboratório com medida da cargabilidade para os solos estudados.
De maneira geral, a integração dos ensaios indiretos permitiram a definição dos
diferentes materiais, condições de saturação e delineamento da pluma de contaminação
existentes na área, que foi confirmada ser incipiente desde os primeiros ensaios realizados em
2001. Os resultados mostram que a geofísica de superfície pode e deve ser aplicada em
situações similares e complexas como do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru. Tanto
que toda presente re-interpretação foi realizada sobre as seções e mapas gerados pelas
mesmas, justamente por esta técnica permitir uma visualização mais fácil do que está
ocorrendo na área investigada.
Contudo, é importante ressaltar que os resultados dos ensaios geofísicos devem ser
considerados preliminares durante uma investigação e que sua interpretação depende muito da
experiência do profissional que os interpreta e da época em que foram realizados os ensaios.
No presente caso, essa interpretação só foi possível devido ao auxílio dos ensaios de
piezocone e de laboratório, além de informações físicas e operacionais sobre a área, sem
contar com o trabalho em equipe do IAG-USP. Os valores de referência foram de
fundamental importância para essa re-interpretação, e quando não existirem, devem ser
complementados, seja por ensaios de campo e/ou de laboratório.
302
6.2 Ensaios Diretos
Os ensaios diretos realizados no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru incluíram
principalmente a coleta de amostras de solo e água a partir de sondagens SPT, CPTU e
RCPTU utilizando-se amostradores Geoprobe, e da construção dos poços de monitoramento.
O termo “investigação direta” também foi utilizado no presente trabalho para identificar as
inspeções visuais realizadas in situ.
As Figuras 6.12 a 6.23 apresentam uma tentativa de delineamento da pluma de
contaminação do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, com base em alguns
parâmetros físico-químicos analisados durante as duas últimas campanhas de coleta de água
dos poços de monitoramento: Agosto de 2007, quando as maiores concentrações foram
verificadas para vários parâmetros e após período de estiagem, e Abril de 2008, após a
retirada das lagoas de chorume de sobre os resíduos e após período de chuvas. Para tanto,
utilizou-se o Software Surfer Version 8.0 (GOLDEN SOFTWARE, 2002) para extrapolação
dos dados no plano XY. Não optou-se por interpretar os resultados no plano YZ porque a
maior parte dos poços estão concentrados a oeste do aterro, sendo necessária a existência de
mais poços multi-níveis na direção leste-oeste para esse tipo de avaliação.
É importante destacar a limitação dessa representação, devido ao pequeno número de
poços de monitoramento e mal distribuídos existentes na área, investigados em apenas um
nível de profundidade, além da diluição dos parâmetros investigados provocada pela grande
espessura do filtro dos poços (4 m) (Figuras 5.24 a 5.26). Os poucos trabalhos existentes na
literatura sobre monitoramento da pluma de contaminação de aterros sanitários apresentam
uma análise em mais de 100 pontos de monitoramento multi-níveis (CHERRY et al. 1983;
MACFARLANE et al. 1983; MACKAY et al. 1986; KJELDSEN et al. 1998).
Apesar de todas essas limitações, as Figuras 6.12 a 6.23 apresentam de forma
qualitativa o desenvolvimento da pluma de contaminação do aterro de Bauru, antes e após a
303
retirada das lagoas de chorume que se encontravam sobre o aterro até Janeiro de 2008, para os
seguintes parâmetros: resistividade elétrica, pH, Cl
-
, Na, K, Fe, Ca, Zn, Na estimado com base
no fator de formação (FF), DQO, DBO e a relação DQO/DBO. Estes parâmetros foram
escolhidos devido ao comportamento que apresentaram ao longo do tempo para alguns poços
de monitoramento (Figuras 5.28 a 5.33) e também porque a maioria deles foi investigada
durante os ensaios de equilíbrio em lote e de coluna realizados em laboratório.
Segundo Christensen et al. (2001), para um melhor entendimento da atenuação natural
de poluentes provenientes do chorume em aqüíferos, é necessária uma avaliação dos riscos
ambientais associados com a pluma, para que uma interpretação coerente das amostras de
água proveniente dos poços de monitoramento seja realizada, assim como medidas de
remediação apropriadas sejam tomadas. Para isso, os principais mecanismos de atenuação
precisam ser entendidos, apesar de haver ainda muitas dúvidas e uma grande demanda para
estudos desse tipo em laboratório. A Tabela 6.4 apresenta os principais mecanismos de
atenuação natural relacionados aos principais íons existentes no chorume quando em contato
com aqüíferos naturais. Essa tabela deve ser vista com precaução quando da sua aplicação
para aqüíferos e solos tropicais. De qualquer forma, a Tabela 6.4 mostra que a diluição é um
fenômeno que ocorre para todos os íons relacionados, assim como a sorção, com exceção dos
cloretos e dos carbonatos. A complexão também ocorre para todos os metais pesados e alguns
cátions bivalentes, podendo torná-los mais solúveis e miscíveis no aqüífero.
A Figura 6.12 apresenta o mapeamento dos valores de condutividade elétrica
convertidos em resistividade (Equação 3.5) verificados nas águas dos poços (Tabela 5.5). Os
resultados mostram que houve uma melhora na qualidade das águas durante a segunda
campanha, havendo um certo comprometimento do lençol freático a oeste e ao sul do aterro.
Verifica-se que a qualidade ao norte e a leste do aterro melhoraram, com valores elevados de
resistividade (baixos de condutividade) na região do poço PP-13 (Figura 4.11).
304
Tabela 6.4 - Principais mecanismos de atenuação que afetam o comportamento de alguns íons provenientes do
chorume (CHRISTENSEN et al., 2001).
Precipitação
Íon Processo Diluição Complexação Redox
Troca
Iônica
/Sorção
Precipitação/
Dissolução
Sulfetos Carbonatos Outros
Cl
-
+ - - - + \ \ \
HCO
3
-
/
CO
3
-2
+ + - - + \ \ \
Anions
SO
4
-2
+ (+) + (+) + \ \ \
Ca
+2
+ + - + + \ \ \
Mg
+2
+ + - + + \ \ \
Na
+
+ - - + - \ \ \
K
+
+ - - + - \ \ \
NH
4
+
+ - (+) + - \ \ \
Fe
+2
/
Fe
+3
+ (+) + + + \ \ \
Cátions
Mn
+2
/
Mn
+4
+ (+) + + + \ \ \
Cd
+ + - + \ + (+) +
Cr
+ + - + \ - - ++
Cu
+ ++ - + \ + - +
Pb
+ ++ - + \ + + +
Ni
+ + - + \ + - -
Metais
Pesados
Zn
+ + - + \ + (+) -
++: muito importante; +: importante; (+): de menor importância; -: não importante; \: não apresentado.
Apesar das limitações existentes devido às diferentes profundidades investigadas dos
poços de monitoramento (cerca de 9 m a oeste até 35 m a leste do aterro) e de não haver
poços ou piezômetros construídos sobre o aterro, a comparação entre os mapas de
resistividade apresentados nas Figuras 6.10 (10 m de profundidade) e 6.12 revelam a
tendência de aparecimento de valores de resistividade menores a oeste, sul e leste do aterro e
maiores ao norte do mesmo. Este fato mostra uma boa correlação entre os resultados obtidos
através da geofísica e dos poços de monitoramento.
Muito importante na avaliação da mobilidade, sorção e dissolução dos íons, o pH do
aqüífero local é apresentado na Figura 6.13. Os valores de pH para as duas campanhas de
coleta de água apresentadas variaram entre 5,0 e 7,1, o que está de acordo com aqueles
monitorados em laboratório para as amostras de solo residuais e arenito percoladas com água
deionizada (Figuras 5.57 e 5.60), com pH entre 5,7 e 6,5. Lembra-se que para os solos
percolados com chorume bruto durante os ensaios de coluna e de equilíbrio em lote, os
305
valores de pH permaneceram alcalinos, da mesma ordem de grandeza do chorume, variando
entre 8,2 e 8,6. Observa-se, na Figura 6.13, que os valores de pH são menores a oeste do
aterro, na região do poço PP-1, em que existe alto teor de ferro (laterização) e que aumenta
gradualmente na direção sul. Os valores mais elevados encontrados para os poços PP-12, PP-
11, PP-10 podem estar sendo influenciados pela maior presença de carbonatos no aqüífero
nessa região, mas não descarta a hipótese de haver contaminação do aqüífero para pHs acima
de 6,5, valor considerado natural do aqüífero com carbonatos.
Para entender melhor o que está ocorrendo no aterro em relação ao pH, as Figuras
6.14 e 6.15 apresentam as concentrações de ferro e cálcio encontradas nas águas dos poços.
Interessante notar que as maiores concentrações de ferro concordam com a região oeste, que
apresenta menor pH e que as maiores concentrações de cálcio concordam com a região sul do
aterro, que apresenta maior pH. Conforme visto a partir dos ensaios de caracterização de
laboratório, os solos mais evoluídos do arenito tendem a apresentar óxidos e hidróxidos de
ferro (goetita-FeO(OH) e hematita-Fe
2
OH
3
) e pH mais ácido, enquanto os menos evoluídos
tendem a apresentar carbonato de cálcio (CaCO
3
) e pH mais básico. Contudo, verifica-se que
a posição o poço PP-13, ao norte, apresenta as mesmas características geológicas dos poços
construídos ao sul do aterro, e não apresenta concentração de cálcio tão elevada e nem de
ferro. Isto é um indicativo de que a presença de cálcio em regiões de pH elevado podem
representar a presença da pluma de contaminação, que também possui elevadas concentrações
de quase todos os íons.
306
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
Resistividade da Água Subterrânea (ohm.m)
Poços de Monitoramento - Abril 2008
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
N
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
PP-4
PP-13
PP-10
PP-1
PP-2
PP-3A
PP-11
PP-5A
PP-5B
PP-7
PP-8
PP-9
PP-12
EROSÕES
LAGOS
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
Figura 6.12. Monitoramento da resistividade elétrica das águas subterrâneas.
307
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
pH da Água Subterrânea (mg/L)
N
Poços de Monitoramento - Abril 2008
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
5
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Figura 6.13. Monitoramento do pH das águas subterrâneas.
308
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
N
Poços de Monitoramento - Abril 2008
Concentração de Fe na Água Subterrânea (mg/L)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.14. Monitoramento da concentração de ferro total nas águas subterrâneas.
309
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Concentração de Ca na Água Subterrânea (mg/L)
Poços de Monitoramento - Abril 2008
N
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.15. Monitoramento da concentração de cálcio nas águas subterrâneas.
310
É difícil diagnosticar a situação em que o íon se encontra no aqüífero, se reduzido,
complexado ou apenas dissolvido. Sabe-se, por exemplo, que o Fe e o Mn podem aparecer em
estado reduzido (Fe
+2
e Mn
+2
) ou oxidado (Fe
+3
e Mn
+4
), dependendo do meio e da distância
em que a pluma se encontra do aterro de resíduos. Christensen et al. (2001) apresentam um
zoneamento esquemático para as reações de oxi-redução do Fe e do Mn, para um aqüífero
aeróbico. A tendência geral é que o chorume reduzido apresenta condições metanogênicas
próximas ao aterro, reduzidas no meio e oxidadas na periferia da pluma. Para a realização de
monitoramentos desse tipo, análises químicas capazes de identificar as diferentes condições
em que os íons se encontram devem ser realizadas e tem custo elevado. Para o aterro de
Bauru, foi monitorado o ferro total, ficando difícil a distinção entre o Fe
+2
e Fe
+3
, assim como
a fonte (se do solo ou da pluma) do mesmo.
As Figuras 6.16 e 6.17 apresentam as concentrações de sódio e cloretos, que são
caracterizados por serem íons traçadores e presentes em grande quantidade no chorume. Com
base nos resultados de laboratório, os coeficientes de dispersão e de retardamento obtidos para
o Na e o Cl
-
foram praticamente iguais, com o sódio apresentando um retardamento um pouco
maior para as amostras 1 e 5, como mostra a Tabela 5.12. As Figuras 6.16 e 6.17 estão de
acordo com esses resultados, uma vez que as concentrações de sódio encontradas em campo
são mais modestas e apresentam um menor empalhamento que aquelas verificadas para os
cloretos.
Observa-se que o as maiores concentrações de Na e Cl
-
encontram-se à jusante, no
sentido do fluxo subterrâneo, assim como o Fe, presente em grandes concentrações no solo de
alteração e no colúvio e visualizado nas águas do poço PP-1. As concentrações de Na e Cl
-
tenderam a aumentar à jusante na última campanha, o que vai contra a tendência geral
verificada para os demais parâmetros. De qualquer forma, as concentrações são muito
pequenas quando comparadas com o chorume e os padrões de potabilidade, acreditando-se
311
que haja uma grande influencia da diluição nesses parâmetros, principalmente devido ao fato
da grande capacidade de dispersão dos mesmos nos solos estudados.
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
N
Poços de Monitoramento - Abril 2008
Concentração de Na na Água Subterrânea (ohm.m)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.16. Monitoramento da concentração de sódio nas águas subterrâneas.
312
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
N
Poços de Monitoramento - Abril 2008
Concentração de Cl na Água Subterrânea (mg/L)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.17. Monitoramento da concentração de cloretos nas águas subterrâneas.
313
As Figuras 6.18 e 6.19 apresentam as concentrações do potássio nas águas
subterrâneas. Este metal apresenta maior sorção pelos solos estudados em laboratório, dentre
os diversos macrocomponentes existentes no chorume. Também existente em baixas
concentrações na água subterrânea quando comparado com o chorume, o potássio tende a se
concentrar também à jusante do fluxo subterrâneo do aterro, entre os poços PP-2 e PP-7. As
baixas concentrações observadas na região do poço PP-1 poderiam ser explicadas pela própria
adsorção do mesmo pelos solos lateríticos, uma vez que este poço apresentou elevadas
concentrações para os demais parâmetros.
O zinco é um dos metais pesados existentes em maiores concentrações no chorume e
têm aparecido com bastante freqüência nas campanhas de monitoramento a partir dos poços.
A Figura 6.19 mostra a variação e mobilidade do zinco, aparecendo em diferentes
concentrações, épocas e regiões diferentes do aterro. Acredita-se que esse comportamento se
deve tanto à facilidade de precipitação e sorção do mesmo, sem contar a heterogeneidade e
posição dos resíduos dispostos em cada época diferente de monitoramento. A presença de
zinco em maiores concentrações à jusante do fluxo subterrâneo na última campanha pode
comprovar a presença da pluma de contaminação nessa região do aterro, assim como já foi
observado pelos demais parâmetros e pelos ensaios indiretos, discutidos no item anterior.
314
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
N
Poços de Monitoramento - Abril 2008
Concentração de K na Água Subterrânea (mg/L)
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.18. Monitoramento da concentração de potássio nas águas subterrâneas.
315
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
N
Concentração de Zn na Água Subterrânea (mg/L)
Poços de Monitoramento - Abril 2008
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.19. Monitoramento da concentração de zinco nas águas subterrâneas.
316
A Figura 6.20 apresenta a estimativa da concentração de sódio nas águas subterrâneas,
com base nas correlações apresentadas nas Figuras 5.83 e 5.84 para os ensaios de
resistividade realizados em amostras de solo em laboratório e considerando que o fator de
formação seja constante (FF=4,3) para todo o aqüífero. Baseando-se nos mapas de
resistividade da Figura 6.12, que são inversamente proporcionais à condutividade elétrica, e
esta última diretamente proporcional à concentração de sódio no aqüífero, a Figura 6.20
apresenta um maior comprometimento do lençol subterrâneo a oeste e ao sul do aterro, assim
como já havia sido observado nas Figuras 6.10 e 6.12. Na verdade, as concentrações de sódio
variam muito pouco (de 100 a 130 mg/L) na Figura 6.20, mas são muito mais elevadas que
aquelas verificadas pelos poços de monitoramento (da ordem de 3 a 5 mg/L). Além disso,
apresentam uma tendência diferente dos mapas apresentados na Figura 6.16. Esses dados
mostram que não se pode assumir apenas um valor de fator de formação para todo o aqüífero,
uma vez que ele depende do tipo do solo e da concentração dos contaminantes existentes,
como visto do capitulo anterior. Contudo, os resultados revelam como a diluição é um fator
importante a ser considerado em campanhas de monitoramento a partir de poços subterrâneos,
assim como a constituição e dissolução de íons provenientes do aqüífero natural.
As Figuras 6.21 e 6.22 apresentam os valores de DQO e DBO, respectivamente,
encontrados na água subterrânea. Observa-se que as concentrações diminuíram para ambos os
parâmetros na última campanha (Abril de 2008), apesar da DQO ainda apresentar elevados
valores tanto a oeste e como a leste do aterro (montante do fluxo subterrâneo). Deve-se
lembrar que a Demanda Química de Oxigênio (DQO) é a parcela de matéria orgânica pouco
susceptível à decomposição por ação microbiana e susceptível à oxidação, nas condições
ambientais ou em condições pré-estabelecidas (QASIN E CHIANG, 1994; CHAPMAN E
KIMSTACH, 1992). Enquanto que a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) representa a
parcela de matéria orgânica de um efluente susceptível à decomposição por ação microbiana,
317
nas condições ambientais. A existência e magnitude da matéria orgânica biodegradável, em
relação à parcela não biodegradável, são avaliadas através do cálculo da relação entre a DBO
e DQO em concentração relativa ao mesmo período de tempo (CECA, 1991). Um efluente
terá mais características de biodegradabilidade quanto maior for sua relação DBO/DQO.
Desde modo, sabe-se que a relação DBO/DQO do chorume diminui com sua idade in situ,
devido à decomposição do mesmo (QASIN; CHIANG, 1994).
A Figura 6.23 apresenta a relação DBO/DQO para as duas últimas campanhas de
coleta de água no aterro de Bauru. Observa-se que a existência de matéria orgânica
biodegradável era maior na água subterrânea em Agosto de 2007, quando existiam frentes de
disposição de lixo nas partes central e sul do aterro, principalmente na região do poço PP-12.
Após a retirada das lagoas de chorume de cima do aterro, em Abril 2008, observa-se uma
diminuição da relação DBO/DQO, principalmente a leste do aterro (poço PP-4), indicando
que a matéria orgânica biodegradável, assim como outros parâmetros, diminuiu na região do
poço PP-4, que mesmo a montante do fluxo subterrâneo sofria influencia das lagoas de
chorume localizadas acima do aterro, e assim, criando um gradiente hidráulico extra sobre o
nível d’água do poço PP-4. A instalação de piezômetros sobre os resíduos poderia auxiliar no
monitoramento do nível de chorume dentro do aterro, e assim, possibilitar a realização de
balanços hídricos e estudos sobre a influência e a infiltração real de chorume no aqüífero.
A relação DBO/DQO mostra-se como uma informação muito importante na avaliação
da idade e caracterização da(s) pluma(s) de contaminação do aterro, e deve continuar sendo
monitorada em conjunto com as atividades de superfície e de operação do aterro. Observa-se
que ela varia de acordo com a posição da frente de disposição do lixo, caracterizando a idade
do chorume que está sendo ou foi gerado pelos resíduos. Sugere-se também a realização
dessas medidas durante os ensaios de coluna e de equilíbrio em lote.
318
Poços de Monitoramento e Fator de Formação - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 69170
0
691800 691900 692000 69210
0
692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
N
Poços de Monitoramento e Fator de Formação - Abril 2008
Estimativa da Concentração de Na (mg/L)
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
100
102
104
106
108
110
112
114
116
118
120
122
124
126
128
130
132
134
136
138
140
Figura 6.20. Estimativa da concentração de sódio nas águas subterrâneas assumindo fator de formação (FF) igual
a 4,3.
319
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Concentração de DQO na Água Subterrânea (mg/L)
Poços de Monitoramento - Abril 2008
N
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.21. Monitoramento da demanda química de oxigênio das águas subterrâneas.
320
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
Poços de Monitoramento - Abril 2008
Concentração de DBO na Água Subterrânea (mg/L)
N
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
9.5
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
14
14.5
15
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.22. Monitoramento da demanda bioquímica de oxigênio das águas subterrâneas.
321
Poços de Monitoramento - Agosto 2007
N
N
Poços de Monitoramento - Abril 2008
Relação DBO/DQO da Água Subterrânea
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
691600 691700 691800 691900 692000 692100 692200
7537200
7537300
7537400
7537500
7537600
7537700
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0.22
0.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36
0.38
0.4
0.42
0.44
0.46
0.48
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
PP-5A
PP-2
PP-1
PP-7
PP-9
PP-8
PP-5B
PP-4
PP-3A
PP-10
PP-11
PP-12
PP-13
LAGOS
EROSÕES
Figura 6.23. Relação entre demanda bioquímica e química de oxigênio das águas subterrâneas.
322
Apesar das limitações encontradas durante o monitoramento dos poços de
monitoramento e da complexidade das reações geoquímicas e microbiológicas que ocorrem
durante a formação da(s) pluma(s) de contaminação, os resultados mostram que existe uma
influência real do aterro de resíduos na qualidade das águas subterrâneas. As maiores de
concentrações de quase todos os parâmetros estudados a oeste do aterro, mais precisamente
entre as coordenadas Y 7.537.500 e 7.537.600, comprovam a presença da pluma de
contaminação, que já havia sido sugerida pelos ensaios geofísicos 2-D e 3-D e detectado pelos
ensaios de piezocone de resistividade e coleta de amostras de água e solo empregando-se
amostradores Geoprobe. Baixos valores de resistividade, seguidos de elevados valores de pH,
Ca e K e da relação DBO/DQO, sugerem o espalhamento da pluma devido a uma deposição
mais recente de resíduos a sul-sudoeste do aterro (poço PP-12), assim como a influencia dos
resíduos hospitalares presentes nessa mesma região. As baixas concentrações de Na e Cl
-
nessa região do aterro pode estar relacionada à elevada dispersão e mobilidade dos mesmos à
montante do fluxo subterrâneo, conforme observado durante ensaio de dispersão in situ
realizado com a injeção de NaCl no poço PP-10.
6.3 Avaliação da Poluição e da Contaminação do Aterro de Resíduos Sólidos
Urbanos de Bauru
O aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru está localizado na zona rural da cidade,
sendo as principais atividades existentes em seu entorno: pecuária, plantações de cana-de-
açúcar e a presença de uma penitenciária. Segundo Hamada (2004, 2008) as atividades
pecuárias existentes em praticamente todo o entorno do aterro devem estar influenciando a
qualidade das águas dos poços de monitoramento, o que justificaria a elevada quantidade de
coliformes existente nesses poços – maior até mesmo que a quantidade presente no chorume –
323
e, principalmente, a qualidade das águas superficiais existentes a oeste do aterro, na região das
erosões, podendo influenciar diretamente a qualidade das águas do Córrego Gabiroba.
Lopes (2007) ainda acrescenta que o fato da penitenciária não possuir tratamento de
esgoto, de modo que essas águas superficiais possam estar sendo poluídas por essas
atividades, prejudicando ainda mais os mananciais que o próprio aterro. Contudo, os dados
apresentados na presente pesquisa mostram que o que é disposto no aterro pode também estar
influenciando diretamente essas águas (Tabela 5.6). Essas informações mostram a
importância em se restringir o descarte direto de efluentes, sejam industriais ou domésticos,
em mananciais superficiais. Além disso, as regulamentações com relação à exigência de
construção de redes de tratamento de esgotos deveriam ser mais rígidas.
Esses dados dificultaram a avaliação da poluição e da contaminação provocadas pelo
aterro, mas acredita-se que no que se refere à qualidade dos solos e do aqüífero locais, as
técnicas utilizadas foram capazes de diagnosticar e se concentrar apenas na influência dos
resíduos dispostos na área do aterro. Além disso, lembra-se que existe a disposição dos
resíduos hospitalares, o que tornou ainda mais complexo o trabalho realizado, podendo ser
responsáveis pela presença de uma pluma ao sul do aterro, onde eles estão dispostos.
A influência do aterro de resíduos no meio natural, assim como a ineficiência da
camada de proteção de base utilizada (asfalto diluído com solo local compactado) é
confirmada, assim como existência de mais de uma pluma de contaminação e a dependência
que as mesmas possuem em relação às atividades de operação do aterro. Uma vez
diagnosticado esse problema, o entendimento exato de como essas plumas interagem e se
comportam no tempo e com o meio necessitam de mais investigações de muito detalhe, as
quais são iniciadas e sugeridas no presente trabalho.
Além da contaminação do subsolo e da poluição dos mananciais superficiais, não se
pode esquecer dos trabalhadores e moradores da área (rurais, presos e visitantes), que estão
324
diretamente susceptíveis à inalação e contato com os resíduos, vetores e gases gerados pelo
aterro, diretamente visualizados e sentidos na área.
O aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru obteve 72 pontos dos 100 pontos
possíveis segundo o critério de classificação canadense (CCME, 1992), sendo classificado
como uma área Classe I, necessitando assim de alguma ação de recuperação (Tabela 3.1). A
classificação da CETESB, redigida de acordo com a legislação alemã, não prevê uma
classificação a priori com base em dados pré-existentes, mas sim uma classificação com base
nos resultados das investigações, e que ainda está sendo implementada. Além disso, a
CETESB ainda não disponibiliza publicamente o sistema de pontuação para verificação do
IQR, para que assim este pudesse ser revisado e/ou discutido.
Julgando o aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru pelos critérios de classificação
adotados nos dois países, observou-se que os aspectos mais preocupantes são aqueles
referentes às características, concentrações e quantidade dos resíduos e à propagação da
contaminação através dos recursos naturais existentes e já comprometidos da área. Os
aspectos relacionados aos receptores e à ocupação do solo minimizam de certa forma o
problema do aterro de Bauru, devido ao mesmo estar situado em zona rural e distante de áreas
de reserva natural.
O fato do poço de abastecimento público localizado na penitenciária coletar água da
Formação Botucatu, que está abaixo da Formação Serra Geral (basalto), também faz com que
esse aterro cause um menor risco de impacto na área. Contudo, os demais aspectos avaliados
apoiados pela constatação nas campanhas de investigação confirmam a contaminação da área
e o comprometimento do aqüífero freático e mananciais locais.
Todos os ensaios de campo realizados mostraram que existe uma pluma de
contaminação num sentido principal, a oeste e no sentido do fluxo subterrâneo local, que está
sendo identificada desde o início das pesquisas, em 2002. Os resultados indicam que essa não
325
é a única pluma formada através da ineficiência da camada de proteção da base do aterro,
havendo outras que dependem da época, do tipo e da frente de disposição dos resíduos. Além
disso, como não estão localizadas no ponto hidráulico crítico da área, a evolução dessas
plumas dependem da presença ou não de chuvas recentes, de cobrimento do lixo, da
superposição de gradientes (natural e de chorume) e também da capacidade de sorção dos
solos presentes em estado saturado e não saturado.
Christensen et al. (2001) explicam que a migração de chorume deveria ser visualizada
em termos de uma pluma em três dimensões se desenvolvendo em uma estrutura geológica
também 3-D, onde os gradientes, as permeabilidades e os limites físicos (estrato geológico,
infiltração, rios, poços) determinam a posição e a velocidade de migração da pluma. Contudo,
o fluxo do chorume pode diferir fisicamente do fluxo subterrâneo, devido à maior densidade e
viscosidade do mesmo em relação à água e, principalmente, devido ao surgimento de
gradientes localizados no fundo e nas bordas do aterro. Isso ocorre porque o aterro possui uma
hidrogeologia própria, diferindo de seu entorno, caracterizado por materiais de topo e base
com diferentes permeabilidades e com uma sobrecarga existente devido ao acúmulo de lixo.
Essa sobrecarga pode provocar o espalhamento (dispersão) lateral da pluma de contaminação
e a ocorrência de maiores gradientes hidráulicos no centro e abaixo do aterro, fazendo-se com
que a pluma se desloque para baixo e para as laterais.
A evolução da pluma existente a oeste do aterro parece variar com os diferentes
valores de pH dos solos da área, assim como da posição em que os resíduos estão sendo
dispostos em uma determinada época no aterro. Esse fato mostra a importância do
acompanhamento das atividades superficiais e de operação do aterro na qualidade das águas
subterrâneas, assim como o controle dos tipos de resíduos dispostos. Os metais pesados, por
exemplo, só aparecem em algumas campanhas de amostragem de água, ou em baixas
326
concentrações, provavelmente devido à disposição de resíduos que contêm os mesmos e, que
depois são logo adsorvidos ou precipitados pelo solo.
O fato da qualidade das águas ter melhorado após a retirada das lagoas de chorume de
cima do aterro, provam a susceptibilidade da contaminação do aqüífero, e ao mesmo, a
capacidade de auto-recuperação do mesmo e a ineficiência da proteção de base com asfalto
diluído construída quando da implantação do aterro.
A correlação dos mecanismos de atenuação obtidos em laboratório com aqueles
observados em campo ainda é uma tarefa muito difícil, pois além da heterogeneidade natural
do aqüífero e do lixo disposto no aterro, existe a influência de mecanismos microbiológicos,
diluição, além das reações de redox em diferentes fases e para diferentes elementos, que
ocorrem ao longo da formação de uma pluma de contaminação. Para isso, todos os elementos
existentes no chorume (orgânicos, inorgânicos e microbiológicos), devem ser estudados
minuciosamente em laboratório e em campo, utilizando muitos pontos de coleta, além das
diferentes técnicas de investigação, para que uma retro-análise do formato e extensão da
pluma de contaminação seja realizada.
Devido a toda essa complexidade, a utilização de ensaios indiretos e de técnicas
modernas como toda a tecnologia do piezocone (direta e indireta ao mesmo tempo), não
podem ser esquecidas na prática da avaliação geoambiental de locais potencialmente
contaminados. Técnicas como a geofísica permitem o monitoramento, assim como uma
visualização geral do problema, que complementadas com sondagens de ótima qualidade e de
detalhe, permitem a obtenção de diferentes parâmetros, auxiliando na caracterização das
diversas variáveis do problema. Os poços de monitoramento também são muito importantes
para avaliação da(s) pluma(s) de contaminação no tempo para uma adequada caracterização
hidrogeológica de maneira direta. Contudo, a qualidade na construção e manutenção dos
mesmos deve ser cuidadosamente observada e revista.
327
Para dar suporte a futuras investigações a serem realizadas na área do aterro de
resíduos sólidos urbanos de Bauru, destacam-se os seguintes pontos críticos de contaminação
subterrânea observadas na área, a partir das técnicas de investigação aplicadas e analisadas
conjuntamente no presente capítulo:
1) Pluma a oeste do aterro: muito bem definida por todas as técnicas, esta pluma se espalha
desde a borda do aterro no sentido da drenagem oeste, espalhando-se entre as coordenadas
Y 7.537.500 a 7.537.600 m e X 691.700 a 691.800 m, abaixo de Z 515 m (Figuras 6.9 a
6.12 e 6.16 a 6.21). Abaixo da cota Z 505 m (Geofísica, Figuras 6.7 e 6.10), a pluma se
espalha e se concentra ainda mais.
2) Pluma ao sul do aterro: tanto os valores de resistividade do solo como da água
subterrânea identificados pela geofísica e pelos poços de monitoramento (Figuras 6.9 e
6.11) foram baixos numa região que se estende da borda sul do aterro até a posição onde
estão dispostos os resíduos de saúde, entre as coordenadas Y 7.537.350 a 7.537.400 m e X
691.850 a 692.100 m, entre as cotas Z 544 e 534 m de superfície, chegando a até 10 m de
profundidade (Figura 6.9). Apresentando também elevados teores de Ca, K, entre outros
parâmetros, acredita-se que esta pluma não se estende a grandes profundidades e não piora
ao longo do tempo porque os resíduos estão dispostos a cerca de 5 m de profundidade,
distantes, portanto, da zona saturada.
3) Pluma a leste do aterro: tanto a geofísica em 2002 (Figuras 6.3 e 6.11), como o poço de
monitoramento PP-4 têm apresentado alterações na qualidade da água subterrânea a leste
do aterro, nas coordenadas Y 7.537.400 a 7.537.500 m e X 692.250 a 692.300 m, abaixo
da cota Z 538 m. Acredita-se que a diminuição do nível piezométrico de chorume dentro
da massa de resíduos possa auxiliar melhora da qualidade dessa pluma, como foi
verificado na última campanha de coleta de água dos poços.
328
4) Pluma abaixo do aterro: principalmente com base nos resultados dos ensaios geofísicos
realizados em campo e em laboratório, foi possível identificar alguns pontos críticos de
infiltração da pluma no aqüífero (Figuras 6.4 a 6.6), que está localizado muito próximo da
base do aterro e que também podem atingir grandes profundidades, abaixo da cota Z 525
m. Na Figura 6.11, correspondente a 22 m de profundidade, é possível visualizar que a
pluma existente abaixo dos resíduos tende a se concentrar no centro e na direção da
drenagem natural da área (Figura 4.9), leste-oeste, aparecendo entre as coordenadas Y
7.537.400 a 7.537.600 m e X 691.800 a 692.150 m, abaixo da cota Z 525 m na zona
saturada, e acima da mesma na região não-saturada.
6.4 Orientação para Investigação Geoambiental de Solos Tropicais
Com base em todas as informações reunidas no presente trabalho, foi elaborada uma
proposta para orientar planos de investigação geoambiental em solos tropicais. Nesta
proposta, sugerem-se as seguintes etapas em ordem de execução e sintetizadas na Figura 7.1:
I) Definição do objetivo da investigação.
II) Reunião de todas as informações existentes sobre a área (físicas e históricas),
incluindo registros topográficos, evolutivos, geológicos, hidrográficos, fotográficos e
vistorias em campo. Essas informações irão auxiliar na escolha das técnicas de
investigação a serem adotadas, com especial atenção nas informações sobre a posição
do nível d’água, do tipo, grau de alteração e da resistência dos solos locais.
III) A realização de ensaios geofísicos é recomendada no início e durante qualquer plano
de investigação, independente do potencial de contaminação. O tipo do solo e de
contaminante deverão influenciar no(s) métodos(s) a ser(em) utilizado(s), conforme
detalhado no Capítulo 3.
329
IV) Ensaios invasivos: a escolha da técnica invasiva a ser aplicada dependerá do estudo
inicial ou da reunião de informações existentes sobre as características geotécnicas e
hidrogeológicas da área. Se as informações existentes não forem suficientes, um plano
de investigação utilizando diferentes técnicas é sugerido.
V) A realização de sondagens de simples reconhecimento, como o SPT, ou coleta de
amostras de solo durante a construção de poços de monitoramento ou piezômetros tem
sido uma opção bastante utilizada na prática de investigação geotécnica de locais de
disposição de resíduos.
VI) Em áreas com solo mole e/ou areias puras, com nível d’água não muito profundo,
como muito comum em todo litoral brasileiro, a aplicação dos ensaios de piezocone e
seus acessórios (como sensores de resistividade, TDR, pH e amostragem de solo e
água) deve ser encorajada. Devido à grande versatilidade, confiabilidade e
detalhamento que esta ferramenta oferece, a utilização da mesma em áreas
contaminadas e com perfil de solo bastante estratificado mostrou-se bastante efetiva.
Para perfis de solos tropicais, de alteração e de nível d’água profundo, sugere-se a
aplicação dos ensaios de piezocone em conjunto com técnicas rotativas de perfuração.
VII) Em áreas que apresentarem anomalias ou suspeita de contaminação indicadas com
base nos ensaios geofísicos ou outros ensaios preliminares, propõe-se a realização de
amostragens de solo, água e gases para caracterização geotécnica-geoquímica e
química, respectivamente, fundamentais para confirmação de uma possível
contaminação. Entre os ensaios de caracterização dos solos em laboratório, destacam-
se: índices físicos, limites de consistência, granulometria conjunta e difração de raios-
X. Entre os parâmetros químicos a serem analisados nas águas, destacam-se:
temperatura, condutividade elétrica e pH, além dos contaminantes de interesse da área,
diagnosticados nas etapas II e III. Com relação à amostragem de gases, primeiramente
330
necessita-se identificá-los assim como a propagação e contato direto dos mesmos com
os indivíduos que trabalham ou moram na área. Também podem ser utilizados como
técnicas de monitoramento após tomadas medidas de remediação ou de recuperação da
área.
VIII) Análise e interpretação dos resultados de diferentes técnicas de investigação, visando a
determinação do perfil geológico-geotécnico e dos limites espaciais dos
contaminantes.
IX) Execução de investigação detalhada e/ou complementar caso os indícios de
contaminação tenham sido confirmados ou se mais dados forem necessários para
interpretação. Incluem-se aqui mais coletas de amostras, ensaios de laboratório para
estimativa dos parâmetros de transporte de poluentes e realização de mais ensaios de
campo.
X) Estimativa de fluxo e/ou análise da pluma de contaminação com base em métodos
indiretos em casos complexos. Para casos mais simples, quando existe apenas um tipo
de poluente em meio homogêneo, é possível realizar a modelagem numérica da pluma
considerando-se os mecanismos de atenuação.
XI) Projeto e construção do plano de remediação propriamente dito. Se não houver
interesse, nem recurso para tal, sugere-se apenas um plano de recuperação simples
e/ou monitoramento das condições do aqüífero.
XII) O monitoramento a partir de geofísica de superfície e/ou poços de monitoramento ou
extração de gases é recomendado em todos os casos com suspeita de contaminação,
contaminados ou em fase de remediação.
331
VI) CPTU e acessórios
IV) Ensaios Invasivos
III) Geofísica de Superfície
VII) Amostragem de
solo, água, gases e
análises
químicas (poços,
direct-push, etc)
VIII) Análise e interpretação
Área Contaminada?
Sim Não
XII)Monitoramento
IX) Investigação Detalhada
e Complementar (III a VI e VIII)
X) Análise e/ou simulação
da pluma de contaminação
XI) Recuperação
e/ou Remediação
I) OBJETIVO
II) Pesquisa, análise documental e
vistoria de campo
Sim Não
VI) Sondagens Diretas
Suspeita de contaminação?
FIM
VI) CPTU e acessórios
IV) Ensaios Invasivos
III) Geofísica de Superfície
VII) Amostragem de
solo, água, gases e
análises
químicas (poços,
direct-push, etc)
VIII) Análise e interpretação
Área Contaminada?
Sim Não
XII)Monitoramento
IX) Investigação Detalhada
e Complementar (III a VI e VIII)
X) Análise e/ou simulação
da pluma de contaminação
XI) Recuperação
e/ou Remediação
I) OBJETIVO
II) Pesquisa, análise documental e
vistoria de campo
Sim Não
VI) Sondagens Diretas
Suspeita de contaminação?
FIM
Figura 6.24. Representação das etapas e seqüência sugerida para investigação geoambiental de solos tropicais.
332
333
7 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA CONTINUIDADE
Visto o desenvolvimento das atividades durante o decorrer da pesquisa e praticamente
todos os objetivos alcançados, este capítulo se divide em três itens: o primeiro apresenta as
principais conclusões e sugestões relativas à metodologia empregada; o segundo apresenta
diretrizes para continuidade de operação e de futuras pesquisas no aterro de Bauru; e o
terceiro lista sugestões para pesquisas futuras relativas aos diversos temas abordados e
consideradas importantes para a realização de trabalhos futuros em locais com problemas
semelhantes. Como foram abordados diferentes assuntos no trabalho, cada item tem uma
palavra-chave destacada em itálico, de modo a facilitar a leitura e entendimento de cada
tópico.
7.1 Conclusões Principais
• A experiência local adquirida durante as diversas campanhas de investigação mostra que
a atualização e o envolvimento com tudo que ocorre na área, assim como com as pessoas
que trabalham na operação do aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, foram de
grande importância para que a pesquisa evoluísse adequadamente. O grande desafio foi
investigar uma área que contém contaminação sobre materiais rochosos e inconsolidados
dispostos de maneira heterogênea, devido aos complexos processos de intemperismo e
evolução, característicos das regiões tropicais. Por isso, a combinação de diferentes
técnicas de investigação geoambiental na detecção das diferentes plumas de
contaminação e seus caminhos preferenciais de fluxo foi fundamental.
• Informações prévias sobre os limites do aterro e atividades de seu entorno, resultados de
investigações prévias, assim como as condições topográficas antes e durante a
implantação do aterro foram de extrema importância para que esses ensaios fossem
devidamente interpretados. A observação sobre como e onde ocorre a frente de
334
disposição do lixo a cada visita ou campanha de ensaio no local auxiliou na interpretação
conjunta dos dados. Por isso, qualquer informação sobre o tipo de resíduo, local em está
sendo disposto, seus potenciais poluentes, condições climáticas, destinação final do
chorume e dos gases deve ser levantada antes e durante qualquer plano de investigação.
• Os ensaios geofísicos facilitaram a visualização da dimensão espacial e a identificação
dos sentidos das plumas de contaminação existentes na área, que foram confirmadas após
a realização dos mais ensaios de resistividade em laboratório e em campo, utilizando
diferentes técnicas. A utilização de duas técnicas geofísicas em conjunto (resistividade
elétrica e polarização induzida) foi muito importante para essa confirmação, destacando-
se a importância da integração do resultado das duas.
• Ensaios geofísicos que atingiram maiores profundidades, aliados ao conhecimento da
topografia e da hidrogeologia, com base em dados históricos e catalogados da área,
constituiu base fundamental para que a pesquisa na área tivesse um desenvolvimento
mais adequado. Sendo assim, a caracterização dos materiais a partir de amostragem direta
em subsuperfície foi indispensável para que um perfil geológico-geotécnico da área
pudesse ser definido. Somente após essa definição as amostras indeformadas de solo
foram selecionadas, coletadas, identificadas e detalhadamente caracterizadas em
laboratório.
• Apesar das limitações encontradas durante a construção dos poços de monitoramento e na
qualidade das amostras coletadas, os novos poços profundos contribuíram para uma
avaliação hidrogeológica mais ampla da área. Já, os ensaios geofísicos auxiliaram na
locação dos ensaios intrusivos, assim como para uma avaliação geral da evolução do
fluxo subterrâneo e das plumas de contaminação. O modo como o fluxo subterrâneo da
área foi estimado – integrando-se os resultados das sondagens SPT, RCPTU, SEV e
poços de monitoramento – mostra que técnicas diretas e indiretas de investigação se
335
complementam, principalmente quando aplicadas em solos tropicais.
• Os ensaios de piezocone confirmaram essa contaminação em alguns pontos, utilizando-se
amostradores de solo e água, além de poços de monitoramento temporários construídos
sobre esses furos de sondagem. Além disso, também indicaram a variação da
resistividade com o grau de saturação, textura e contaminação do solo. Uma re-
interpretação dos resultados desses ensaios com base em correlações com a fração fina do
solo permitiu que fossem detectados pontos com suspeita de contaminação no local
estudado. É importante ressaltar que a tentativa de correlações para solos tropicais mais
evoluídos, argilosos e mais porosos é mais complicada, necessitando da realização de
mais amostragens de solo e água.
• A continuidade das campanhas de coleta de água dos poços de monitoramento
permanentes foi realizada a fim de avaliar a evolução da pluma de contaminação com o
tempo e identificar o sentido do fluxo subterrâneo, com o auxílio dos resultados dos
ensaios geofísicos realizados. Durante uma dessas campanhas, foram realizados alguns
testes para estimativa da dispersividade e da permeabilidade do solo in situ através de
alguns poços, cujos resultados foram insatisfatórios, uma vez que a metodologia
empregada para a realização desses ensaios deve ser revista e normalizada;
• O sistema desenvolvido para medida da resistividade elétrica em laboratório das
amostras indeformadas de solo, utilizando-se o eletrorresistivímetro de campo, Syscal
Pro, apresentou um bom desempenho após calibração, apesar do problema de contato
entre os eletrodos e o solo. Sugere-se que as próximas pesquisas utilizem eletrodos
maiores para medida de potencial, proporcionando uma maior superfície de contato com
o solo. Nessa pesquisa não foi possível realizar grandes obstruções nos corpos de prova,
uma vez que os mesmos eram reaproveitados para os ensaios de coluna.
336
• Os ensaios de medida da resistividade em laboratório auxiliaram muito na definição dos
valores de referência para os solos do aterro, cobrindo uma grande faixa de valores,
também verificada em campo. Além disso, permitiram a confirmação e re-interpretação
dos ensaios geofísicos e de piezocone de resistividade. Os resultados dos ensaios de
resistividade em laboratório mostraram a grande influência da mineralogia, intemperismo
e grau de evolução dos solos tropicais estudados nos valores de resistividade elétrica. Os
resultados provaram que é possível obter valores de fator de formação menores que 1
para solos tropicais que contêm argila, assim como os parâmetros da Lei de Archie.
• O sistema desenvolvido para realização dos ensaios de coluna com percolação de água
deionizada, solução salina e chorume, utilizando amostras de solo indeformadas e a carga
hidráulica baixa e constante correspondeu às expectativas e às necessidades do projeto,
sendo recomendado para realização de ensaios de permeabilidade com diferentes fluidos
em amostras arenosas a areno-argilosas e heterogêneas. Alguns melhoramentos no
equipamento são sugeridos, como sistematização dos dados, dos gradientes e da medida
de temperatura.
• Análises químicas dos efluentes das colunas permitiram a construção das curvas de
eluição para alguns metais existentes no chorume e traçadores. Apesar da complexidade
das reações eletroquímicas ocorridas durante os ensaios e da pouca precisão obtida para
as análises químicas, foi possível realizar uma análise quantitativa das curvas de eluição,
de modo que os coeficientes de dispersão e retardamento foram determinados para os
solos estudados em contato com o chorume proveniente do aterro.
• Os resultados dos ensaios de equilíbrio em lote ficaram prejudicados pela pouca precisão
das análises dos solutos estudados. Além disso, os valores determinados para o
coeficiente retardamento foram cerca de dez vezes mais elevados que aqueles obtidos
através dos ensaios de coluna. Lembra-se que esses ensaios permitem a avaliação da
337
capacidade de sorção dos solos, e não apenas de adsorção, como ocorre com os ensaios
de coluna, considerando-se ainda que em pH básico a maioria dos metais tende a
precipitar, além da ocorrência das trocas iônicas. Sugere-se que o ensaio deve ser
normalizado para uso em solos tropicais com a finalidade de aplicação na Geotecnia
Ambiental.
• Os valores obtidos para os coeficientes de permeabilidade e de retardamento também
facilitaram a interpretação dos ensaios de campo. As elevadas permeabilidades e
dispersividades explicam a percolação e o espalhamento da pluma de contaminação em
praticamente toda a área e além dos limites do aterro, principalmente, a grandes
profundidades abaixo do mesmo. O coeficiente de retardamento mais baixo para alguns
metais e macro-componentes do chorume sugere o aparecimento dos mesmos nas águas
subterrâneas de alguns poços.
• O monitoramento das águas subterrâneas indicou a presença de caminhos preferenciais de
fluxo (à montante, poço PP-4), além da piora na qualidade da água de alguns poços à
jusante (PP-2, PP-7 e PP-11). Definitivamente, o sistema de impermeabilização
empregado no aterro (asfalto diluído) não foi suficiente para conter a contaminação
proveniente dos resíduos domésticos e de saúde, a qual já atinge o aqüífero subterrâneo,
altamente permeável.
• A construção das lagoas de armazenamento de chorume parece estar contribuindo para a
melhora da qualidade das águas subterrâneas da área. Para confirmação desse fato, é
necessário que o monitoramento seja continuado e que um tratamento e destinação do
chorume sejam dados. A construção de piezômetros sobre a massa de resíduos é sugerida
para que um novo balanço hídrico da área seja realizado.
• A condição dos mananciais superficiais existentes no entorno e a oeste e ao sul do aterro
parece ser muito mais crítica que a qualidade das águas subterrâneas, que dificilmente
338
ultrapassaram os patrões de potabilidade. Sabe-se que as atividades pecuárias, da
penitenciaria e do próprio aterro influenciam diretamente nessas águas, devido a algumas
falhas existentes no sistema de drenagem superficial. Por isso, é importante que o
monitoramento das águas superficiais também seja continuado e em caso de um plano de
recuperação, todas essas atividades deverão ser controladas.
• Apesar da alteração apresentada pelas águas subterrâneas em quase todos os sentidos de
fluxo, e adjacentes a todo o aterro, não foram constatadas elevadas concentrações de
metais pesados, considerados tóxicos à saúde humana. Observou-se que a concentração
dos mesmos varia de época em época, indicando que o controle da entrada de resíduos
perigosos no aterro pode melhorar a qualidade das águas subterrâneas, não necessitando
assim de complexas medidas de remediação, uma vez que a profundidade e a área
atingida são grandes. Além disso, existe uma capacidade de atenuação natural do
aqüífero, conforme constado pelos parâmetros de transporte de poluentes estimados a
partir dos ensaios de laboratório.
• A utilização de medidas de resistividade elétrica na definição espacial tanto dos materiais
geológicos como das plumas de contaminação mostrou-se promissora, principalmente em
meios heterogêneos e de Geologia complexa, onde muitas vezes a simulação numérica da
pluma é muito difícil. Por isso, a realização de medidas em laboratório sob condições
controladas foi importante e auxiliou a interpretação dos ensaios de campo.
• Foram diagnosticadas quatro regiões do aterro contendo plumas de contaminação: uma
principal e permanente a oeste; uma ao sul do aterro, espalhada em toda região onde estão
dispostos os resíduos hospitalares e sem atingir grandes profundidades; uma a leste do
sentido do fluxo subterrâneo (poço PP-4), que sofria influencia direta das lagoas de
chorume instaladas sobre o aterro; pontos de contaminação localizados abaixo dos
339
resíduos e atingindo grandes profundidades em função dos elevados gradientes e
hidráulicos e permeabilidades do aqüífero.
• Espera-se que a metodologia de estudo empregada possa servir como base e orientação
para estudos em outros locais com características geológico-geotécnicas e climáticas
semelhantes, além de poder contribuir com futuras pesquisas a serem desenvolvidas em
outras partes do Brasil, onde problemas semelhantes ocorrem. Um bom conhecimento da
natureza local (Clima, Geologia, Hidrologia, História) facilitará a escolha das melhores
técnicas de investigação a serem adotadas em casos de possível ocorrência de
contaminação em solos tropicais. Além disso, facilitarão também a adoção de futuras
medidas de remedição a serem implantadas.
• Os resultados apresentados confirmam a importância da utilização de diferentes técnicas
na investigação no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru. Cada técnica tem suas
vantagens e limitações, de modo que as falhas de cada uma sejam corrigidas ou
detectadas por outra técnica. Deste modo, as informações obtidas foram analisadas,
confrontadas e integradas para a avaliação da contaminação e da poluição provocadas
pelo aterro. Essa avaliação mostrou que aterros de resíduos são grandes, heterogêneos e
que apesar de existir uma pluma de contaminação preferencial, outras podem existir ou
surgir em função das condições de proteção de base, de superfície e/ou climáticas;
• Para solos tropicais, a metodologia de investigação proposta incorpora o emprego de
técnicas indiretas em conjunto com as técnicas diretas, uma vez que a mineralogia e grau
de evolução desses solos fizeram com que eles apresentassem comportamentos muito
particulares. Por essa razão, esta orientação apresenta limitações devido à grande
diversidade de solos e climas encontrados no Brasil, devendo sempre ser complementada
com a experiência local. Algumas vezes será possível empregar apenas ensaios indiretos,
340
mas na maior parte das vezes não. Por isso, a realização de amostragens e de ensaios
laboratório deve sempre ser considerada na investigação de solos tropicais.
• A possibilidade de recuperação do aqüífero através de atenuação natural existe. O estudo
iniciado no presente trabalho poderia ser complementado com investigações mais
detalhadas para que a modelagem numérica e estimativa da recuperação do aqüífero após
o encerramento das atividades na área do aterro. Devido à grande variabilidade existente
na área (diferentes materiais naturais e dispostos, forma de operação do aterro, condições
atuais do aqüífero e dos solos não-saturados, frente de disposição do lixo), uma
estimativa numérica da evolução pluma de contaminação necessitaria mais informações.
7.2 Sugestões para Continuidade de Operação e Pesquisas no Aterro de
Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru
Visto que o problema estudado vai além da contaminação do subsolo e existe uma
capacidade de auto-recuperação do mesmo, um plano de ação possível de ser realizado pode
ser proposto para recuperação parcial da área. Deste modo, são sugeridas as seguintes
atividades, listadas em ordem de importância:
I) Contratação de técnico ou empresa especializada para monitoramento e operação do
aterro;
II) Dar tratamento e destino adequados ao chorume coletado, drenado e gerado pelos
resíduos, após seu armazenamento nas novas lagoas construídas e em operação desde
Janeiro de 2008;
III) Diminuição da geração de chorume, através do projeto de construção da camada de
cobertura (provisória e/ou de encerramento) do aterro;
IV) Execução de um projeto que prevê, quantifica e organiza a disposição dos resíduos que
constituirão as novas (4ª e 5ª) camadas do aterro. Neste projeto devem constar os
341
estudos de recalque e de declividade dos futuros taludes e, principalmente, um projeto
que englobe a disposição de novos drenos superficiais e subterrâneos, mais eficientes.
Também deve haver um plano de encerramento do aterro, assim como de
monitoramento após encerrado;
V) Interromper a disposição de resíduos de saúde em valas sépticas e cobri-las
adequadamente. Uma nova medida para tratamento desses resíduos deverá ser tomada,
como por exemplo, a incineração, desde que o monitoramento dos gases resultantes da
combustão seja realizado;
VI) Construção de um sistema para captação de gases e monitoramento do gás metano
gerado pelo aterro;
VII) Continuar o monitoramento das águas subterrâneas a partir dos poços já existentes na
área;
VIII) Construção de piezômetros para monitoramento do nível de chorume dentro da massa
de lixo;
IX) Uso de equipamentos de proteção individual obrigatória para todos os trabalhadores e
visitantes na área.
Caso um plano de remediação efetiva da área venha ser implementada, sugere-se
como investigação complementar:
I) Mapeamento geológico de detalhe da área e arredores;
II) Realização de uma linha geofísica na direção leste-oeste que concorda com a seção da
Figura 5.44, para que se tenha uma visualização geral das plumas a leste, ao centro e a
oeste do aterro, para que se possa localizar os diferentes materiais existentes nessa
seção, ainda incompleta;
342
III) Construção de poços de monitoramento profundos, multi-níveis e inteiramente
selados, utilizando técnicas de investigação com sondagens rotativas de perfuração
para coleta de amostras de solo representativas;
IV) Análises geológico-geotécnicas e químicas das amostras de solo e continuidade dos
ensaios iniciados em laboratório, a partir da presente pesquisa;
V) Continuidade do monitoramento das águas subterrâneas a partir dos poços e
realizando-se ensaios geofísicos nas mesmas linhas e seções já estudadas. A utilização
de ensaios de piezocone em conjunto com técnicas de perfuração rotativas também
seria interessante, se realizadas na direção leste-oeste (sentido da pluma principal) e
nos locais onde não foi possível atingir o nível d’água e que sirvam como referência
do aqüífero.
7.3 Propostas para Atividades Futuras
• A utilização corrente de técnicas que avaliam a concentração do gás metano na zona não
saturada do terreno é de grande interesse em aterros de resíduos dispostos em solos
tropicais, resultando numa rápida estimativa da área de influência dos resíduos dispostos.
Além disso, um monitoramento do gás metano possibilita quantificar a geração do
mesmo, e assim, avaliar a sua aplicabilidade na geração de energia e de créditos de
carbono.
• Grande parte constituinte do chorume são os compostos orgânicos, nem sempre sorvidos
pelo solo e muito pouco estudados. Sugere-se que os novos estudos de laboratório com
chorume e de coleta de água subterrânea não descartem a análise destes constituintes.
• Nem sempre a escolha dos locais para instalação dos poços de monitoramento com base
apenas na topografia e fluxo subterrâneo preferencial cumpre o objetivo desejado para
uma investigação geoambiental, podendo haver influência da forma, tempo e locais de
343
disposição, além da complexa hidrogeologia natural ou mesmo de alterações nas mesmas
provocadas pela própria presença do aterro. A integração das diferentes técnicas de
investigação permitiu que essas variáveis fossem diagnosticadas, reposicionando os
poços de monitoramento e auxiliando na interpretação dos seus resultados. Sugere-se que
a norma NBR 13895/97 seja revista, tanto em relação à construção dos poços de
monitoramento, como no que diz respeito a escolha dos locais para instalação dos
mesmos (pelo menos um poço a montante e três a jusante do sentido do fluxo
subterrâneo).
• Sugere-se que ao início de qualquer obra potencialmente poluidora, como aterros
sanitários e de resíduos perigosos, sejam realizados ensaios indiretos, como a medidas de
resistividade, por exemplo, para que valores de referência sejam obtidos. Essa etapa é de
extrema importância na solução de problemas futuros, principalmente no que se refere à
disposição de resíduos em solos tropicais (muito heterogêneos).
• Apesar de haver uma contaminação incipiente e a susceptibilidade dos aqüíferos freático
e superficial local, que dependem diretamente das atividades de superfície tanto do aterro
quanto do entorno do mesmo, observa-se que a impermeabilização de fundo realizada
durante a implantação do aterro com solo local compactado e asfalto diluído funcionou
por algum tempo. Este fato incentiva que pesquisas na área de avaliação de danos em
geossintéticos incluam a avaliação de uma suposta pluma de contaminação que poderia
ser criada devido a danos pontuais nos mesmos. Com a tecnologia disponível nos dias de
hoje, seria interessante prever o quanto e quando esses materiais perdem a capacidade de
impermeabilização que lhe foi imposta.
• Em função da dificuldade econômica que muitas cidades de pequeno a médio porte
brasileiras costumam enfrentar, como é o caso de Bauru, a parceria com a Universidade
para desenvolvimento de pesquisas e inserção de novas tecnologias deve continuar sendo
344
incentivada, como ocorreu com sucesso no desenvolvimento do presente trabalho. É
importante que as empresas que têm oportunidade de entrar em contato com
pesquisadores acatem as sugestões dos mesmos e também que os últimos aprendam e
vivenciem os problemas de ordem prática. Finalmente, sugere-se que o aterro de Bauru
continue aberto a essas parcerias, de modo que se encontrem as melhores soluções para
os problemas apresentados, barateando assim os custos dos mesmos.
345
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABGE (1996): Ensaios de Permeabilidade em Solos: Orientações para sua execução. Coord.:
Oliveira, A.M.S. e Corrêa Filho, D. Boletim n.4, 3ª.Edição, São Paulo-SP, 34p.
ABNT / NBR – 6459/84: Solo - Determinação do Limite de Liquidez, CB2: 6 p.
ABNT / NBR – 6502/95: Rochas e Solos, CB2: 18 p.
ABNT / NBR – 6508/84: Grãos de Solo que Passam na Peneira 4,8 mm – Determinação da Massa
Específica, CB2: 8 p.
ABNT / NBR – 7180/84: Solo - Determinação do Limite de Plasticidade, CB2: 3 p.
ABNT / NBR – 7181/84: Solo - Análise Granulométrica, CB2: 13 p.
ABNT / NBR – 10838/88: Solo - Determinação da Massa Específica Aparente de Amostras
Indeformadas, com o Emprego da Balança Hidrostática, CB2: 4 p.
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