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Title: Permeabilidade ao ar e à água em misturas de solo e composto orgânico para uso em sistemas de cobertura de aterro sanitário.
???metadata.dc.creator???: SENA, Thiago de Sá.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: MELO, Márcio Camargo de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SANTOS, Gerson Marques dos.
???metadata.dc.contributor.referee2???: PAIVA, William de.
Keywords: Fluxo de gás;Camada oxidativa de metano;Solo não saturado;Saturação residual;Sucção de entrada de ar;Permeâmetro de parede flexível;Capacidade de campo;Gas flow;Methane oxidative layer;Unsaturated soil;Residual saturation;Air inlet suction;Flexible wall permeameter;Field capacity
Issue Date: 22-Feb-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SENA, Thiago de Sá. Permeabilidade ao ar e à água em misturas de solo e composto orgânico para uso em sistemas de cobertura de aterro sanitário. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Programa de Pós- Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25038
???metadata.dc.description.resumo???: A camada de cobertura final de um aterro sanitário funciona como uma proteção ambiental, que serve para reduzir o fluxo de água para dentro dos resíduos sólidos depositados e para minimizar as emissões de gases do efeito estufa para a atmosfera. Destaca-se que estudos de permeabilidade ao ar em camada de cobertura final de aterros sanitários ainda são incipientes devido à dificuldade de se realizar ensaios específicos em relação ao fluxo de gás. Assim, este trabalho tem como objetivo determinar a permeabilidade ao ar de misturas de solo e composto orgânico para uso em camada de cobertura de aterros sanitários. Para tanto, realizou-se ensaios de caracterização geotécnica com cinco materiais: o solo da camada de cobertura do Aterro Sanitário em Campina Grande-PB, o composto orgânico puro e três misturas de solo e composto orgânico nas proporções de 3:1, 1:1 e 1:3 em peso. Além disso, com os cinco materiais moldados em umidade ótima, foram feitos ensaios de sucção matricial, de permeabilidade à água e ao ar. Ensaios adicionais de permeabilidade ao ar nas misturas de solo e composto foram feitos conforme um planejamento fatorial, variando o percentual de composto orgânico, o grau de saturação e de compactação. Após escolher a mistura que mais se enquadrou para camada de cobertura e para camada oxidativa de metano, foram realizadas estimativas de permeabilidades para analisar o fluxo de água e ar no meio poroso da mistura. Os resultados obtidos mostraram que a adição de composto orgânico ao solo mudou as propriedades geotécnicas no aumento de fração granular, da capacidade de retenção de umidade, da umidade ótima, do coeficiente de permeabilidade à água e ao ar. Por outro lado, a adição de composto orgânico ao solo reduziu o peso específico aparente seco, a massa específica dos grãos e a plasticidade. O modelo gerado pelo planejamento fatorial mostrou que o percentual de composto orgânico é a variável que mais interfere na permeabilidade ao ar das misturas de solo e composto orgânico. As curvas de retenção de água mostraram que a presença do composto orgânico no solo contribuiu para redução da sucção de entrada de ar e o aumento da quantidade de água disponível para plantas. Quando moldadas em umidade ótima, as misturas 3:1 a 1:3 apresentaram variações de permeabilidade intrínseca ao ar na ordem de 10-15 a 10-14 m² e de permeabilidade à água na ordem de 10-7 a 10-6 m.s-1. A opção mais viável para aplicação em camada de cobertura de aterros sanitários foi a mistura 3:1, por ser a que mais se adequa aos parâmetros normativos nacionais e internacionais. Este estudo colabora para melhor análise dos requisitos e propriedades a serem considerados em ensaios de colunas em laboratório e até mesmo para analisar critérios de dimensionamento, execução e manutenção de camada oxidativa de metano para utilização em aterros sanitários com características de clima e do solo semelhantes.
Abstract: The final cover layer of a landfill works as environmental protection, which serves to reduce the water flow into the deposited solid waste and to minimize the greenhouse gases emissions to the atmosphere. It is noteworthy that air permeability studies in the cover layer of landfills are still incipient due to the difficulty of carrying out specific tests of the gas flow. Thus, this study aims to determine the air permeability of mixtures of soil and organic compost for use in the cover layer of landfills. Therefore, geotechnical characterization tests were carried out with five materials: the cover layer soil of the Landfill in Campina Grande-PB, the pure organic compost, and three mixtures of soil and organic compost in the proportions of 3:1, 1:1, and 1:3 by weight. In addition, with the five materials molded in optimum moisture, suction, water and air permeability tests were performed. Additional air permeability tests in the soil and compost mixtures were carried out according to a central composite design, varying the organic compost fraction, the saturation, and the compaction. After choosing the mixture that best fitted the cover layer and the methane oxidative layer, permeabilities predictions were calculated to analyze the water and airflow in the porous medium of the mixture. The results presented that the addition of organic compost to the soil changed its geotechnical properties, as increasing the granular fraction, the moisture retention capacity, the optimum moisture, the water and air permeability coefficient. On the other hand, the organic compost addition to the soil reduced the maximum dry density, specific gravity, and plasticity. The model from the central composite design presented that the organic compost fraction is the variable that most interferes in the air permeability of the soil and organic compost mixtures. The water retention curves presented that the presence of organic compost in the soil contributed to the reduction of air inlet suction value and the increase in the amount of water available to plants. When molded with optimum moisture, the mixtures 3:1 to 1:3 presented variations in intrinsic air permeability in the order of 10-15 to 10-14 m², and in water permeability in the order of 10-7 to 10-6 m.s-1. The mixture 3:1 was the most viable option for application in the cover layer of landfills, as it is the most suitable according to national and international parameters. This study collaborates for a better analysis of the requirements and properties to be considered in column tests in the laboratory and even to analyze criteria for design, execution, and maintenance of methane oxidative layer for use in landfills with similar climate and soil characteristics.
Keywords: Fluxo de gás
Camada oxidativa de metano
Solo não saturado
Saturação residual
Sucção de entrada de ar
Permeâmetro de parede flexível
Capacidade de campo
Gas flow
Methane oxidative layer
Unsaturated soil
Residual saturation
Air inlet suction
Flexible wall permeameter
Field capacity
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Civil
Engenharia Ambiental
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25038
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental.

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