XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental
III-038 - PROPRIEDADES FÍSICAS DOS RESÍDUOS SÓLIDOS DO ATERRO
DA MURIBECA
Adriana Bandeira e Farias(1)
Engenheira Civil (1995 - Universidade Católica de Pernambuco). Mestre em Engenharia
Civil pela Universidade Federal de Pernambuco. Membro do Grupo de Resíduos Sólidos GRS.
José Fernando Thomé Jucá
Professor do Departamento de Engenharia Civil da UFPE. Doutor pela Universidad
Politécnica de Madrid. Coordenador do Grupo de Resíduos Sólidos - GRS. Coordenador
do Programa de Monitoramento dos Aterros da Muribeca e Aguazinha. Membro da
equipe executora do Projeto Desenvolvimento Sustentável do Município do Rio Formoso UNICAP/AVINA .
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RESUMO
Este artigo tem por finalidade o estudo das propriedade físicas (peso específico úmido “in situ”, peso
específico das partículas sólidas e umidade), levando também em consideração a composição gravimétrica
dos resíduos sólidos. As propriedades físicas e a composição gravimétrica foram determinadas por meio de
ensaios de laboratório e campo, e influenciam no tipo de tratamento e destinação final.
Os resíduos sólidos utilizados nesta pesquisa, foram coletados na Célula 02 do Aterro da Muribeca,
localizado na cidade de Jaboatão dos Guararapes, Região Metropolitana do Recife – Pernambuco, que recebe
diariamente 2800 toneladas de lixo (domésticos, hospitalares, comerciais, industriais e varrições públicas),
recolhidos nas cidade de Recife e Jaboatão dos Guararapes.
A analise dos resultados possibilitou, entre outras coisas, concluir que as metodologias aplicadas, foram
bastantes satisfatória e que para a determinação correta do peso específico das partículas sólidas de alguns
materiais faz-se necessário uma pré lavagem.
PALAVRAS-CHAVE: Resíduos Sólidos, Propriedades Físicas, Composição Gravimétrica, Ensaios de
Laboratório e Ensaios de Campo.
INTRODUÇÃO
A caracterização dos resíduos sólidos é realizada através de suas propriedades físicas, químicas e biológica,
nas quais são obtidos por ensaios como: umidade, peso específico, entre outros.
Segundo MANASSERO et al. (1996) as propriedades dos resíduos sólidos urbanos são de difíceis
quantificação por: serem heterogêneos, variar em diferentes localidades, pela dificuldade de obter amostras
representetivas, a falta de amostradores e procedimentos de ensaios adequados para lixo, e por as suas
propriedades mudarem drasticamente com o tempo.
A composição dos resíduos sólidos urbanos, que são depositados em um aterro, é muito importante para o
estudo do comportamento físico da massa como um todo, pois o mesmo influencia muito na
compressibilidade e na resistência do aterro, por exemplo, quanto maior a quantidade de material degradável,
maior a compressibilidade e menor a resistência; e possibilita o estudo de aproveitamento das diversas frações
dos resíduos para a compostagens e reciclagem.
Os resíduos sólidos geralmente são compostos de uma variedade de materiais tais como: plásticos, papeis,
vidros, metais, tecidos, madeiras, borrachas, couros, matérias orgânicas. Esta composição varia de lugar para
lugar, pois depende e muito da situação econômica, cultural, e social da área estudada.
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O Peso Específico Úmido de um material é definida como sendo seu peso úmido pelo seu volume,
dependendo de seu índice de vazios, umidade, composição e compactação, podendo variar num mesmo tipo
de material; tem importância para o dimensionamento de coleta e tratamento, determinação da capacidade
volumétrica dos meio de coleta, transporte, disposição final; e o mesmo varia com o tempo e com as
condições climáticas.
A umidade é a quantidade de água contida num volume de material e o peso das partes sólidas do mesmo.
Sua determinação é de fundamental importância para: vida dos micro organismos que decompõe a matéria
orgânica existente, na escolha da tecnologia de tratamento, para aquisição dos equipamentos de coletas, e
influencia no poder calorífico do conjunto, e o peso específico úmidos “in situ”; seu valor são modificados
pelos seguintes fatores segundo MITCHELL et al.(1995), adup MANASSERO et al. (1996): Condições
climáticas do local, composição inicial do resíduos, sistema de drenagem, etc..
A umidade determinada pelo método estufa, pode ser realizada considerando como base de cálculo o peso
úmido, utilizando a estufa em 1050C de temperatura, ou o peso seco da amostra, com a estufa a no máximo
750C
O peso específico das partículas sólidas é por definição o peso seco do material pelo seu volume total.
MATERIAIS E MÉTODOS
Os ensaios foram realizados com amostras de resíduos sólidos urbanos domésticos, classificados segundo a
Norma NBR 10004 (ABNT, 1987) como Classe II (não inertes), tendo idades estimadas entre 6 meses e 1
ano, na época da coleta.
Para obter o Peso Específico Úmido “In Situ” dos resíduos sólidos, foram escolhidos locais na Célula 02 do
Aterro da Muribeca (Figura 1), em seguida fez-se uma escavação até uma certa profundidade que
visualmente se observava apenas resíduos sólidos, posteriormente cravou-se uma caixa metálica vazada de
dimensões 0,706m x 0,706m x 0,20m.
Os resíduos sólidos retirados da caixa foram armazenando em recipientes de 70 litros, para posterior pesagem
e determinação da composição gravimétrica, umidade e peso específico das partículas sólidas. Todos os
passos estão mestrados, através de fotografias, na Figura 2.
O peso específico úmido é obtido por:
p (1)
γh =
V
Onde: P = peso do resíduo sólido
V = volume interno da placa
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Figura 1: Localização dos Ensaios de Peso Específico Úmido “In Situ”.
CÉLULA 2
200 m
ENSAIO
03
ENSAIO ENSAIO
01
02
200 m
CÉLULA 1
PONTOS DOS ENSAIO
CÉLULA 3
Figura 2: Ensaio de Peso Específico Úmido “in situ”:(A) Retirada da Cobertura do Aterro; (B)
Medição da Profundidade do Ensaio; (C) Aspecto do Lixo Aterrado; (D) Nivelamento da Placa; (E)
Vista do Buraco Resultante do Ensaio.
B
A
C
D
E
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As Umidades das amostras foram obtidas através de ensaios de laboratório utilizando o “Methods of Analysis
de Sewage Sluage Solid Waste and Compost Who Int. Reference Center for Wastes Disposal”. Este método
tem como procedimento, pesar uma quantidade de resíduos sólidos em uma capsula e colocar na estufa
(Fanem do modelo Orion 515), graduada para temperatura de 1050, até que seu peso se estabilize.
O teor de umidade é dado por:
H% =
Peso ⋅ Úmido − Peso ⋅ Seco
× 100 (2)
Peso ⋅ Úmido
A Composição Gravimétrica do lixo aterrado na Célula 02 foi realizado, pesando uma certa quantidade de
lixo que foi armazenado, do ensaio de peso específico úmido, em seguida fez-se a separação dos materiais
existente na amostra e pesados separadamente. Para facilitar a separação, devido a quantidade de lixo,
utilizou-se uma peneira de dimensões 0,97m x 0,95m e malha de 6mm.
A composição é a percentagem de cada um material em relação ao peso total da amostra, ou seja:
CG% =
Onde:
Pi
x100
Pt
(3)
CG% = Composição Gravimétrica em porcentagem
Pi = Peso de um constituinte do resíduo sólido
Pt = Peso total dos materiais constituintes do resíduo sólido
O peso específico das partículas sólidas dos resíduos sólidos foram obtidos através das normas ME/DNER 93/64 e ABNT - NBR 6508 (1984), utilizados para solos, fazendo algumas adaptações. Este ensaio consiste
em:
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
Pesar um picnômetro vazio, seco e limpo (chamando de P1), neste caso os picnômetros utilizados foram
de 50ml ou de 500ml;
Colocar a amostra no picnômetro e pesar novamente (chamando de P2);
Adicionar água destilada até cobrir toda amostra, ultrapassando-a;
Retirar todo ar existente na amostra;
Encher o picnômetro completamente de água destilada e pesa-se (chamando de P3);
Retirar todo o material e limpar o picnômetro;
Preencher todo o picnômetro somente com água destilada, e pesar (chamando de P4).
O ar existente entre as partículas dos materiais são retirados por dois métodos, devido as dimensões dos
picnômetros:
♦
Quando o picnômetro era de 500ml utilizava-se, um fogareiro elétrico (Figura 3–A), de uma boca, de
potência máxima 600w.a, agitando-o para evitar superaquecimento.
♦
Quando o picnômetro era de 50ml foi usado uma bomba à vácuo (Figura 3-B), do modelo Fanem, com
capacidade de pressão de 76 cm.Hg
Obs.; Quando utilizar o fogareiro elétrico para retirada dos gases, tem que esperara que o picnômetro esfrie
até a temperatura ambiente antes de adicionar a água.
A densidade real é dado por:
γ =
P2 − P1
(4)
(P4 − P1 ) − (P3 − P2 )
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Figura 3: Ensaio de Peso específico das Partículas Sólidas: (A) Aquecimento dos resíduos sólidos; (C)
Bomba à vácuo; (D) Aspecto do ensaio de vidro e matéria orgânica durante o ensaio.
A
C
B
RESULTADOS E ANÁLISES
Foram realizados três ensaios para a determinação do Peso Específico Úmido “ In Situ” para a Célula 02 do
aterro da Muribeca, com as seguintes características:
Ensaio 01: Profundidade de 0,78m da superfície, aparentemente secos e apresentando visivelmente uma
grande quantidade de metralha.
Ensaio 02: Profundidade de 0,87m,; aparentemente úmido.
Ensaio 03: Profundidade de 1,60m, aparentemente úmido.
Com os resultados do peso específico úmido e através das Formulas (5 e 6) possibilitou a obtenção do peso
específico seco e todos os resultados estão mostrados na Tabela 01.
γh =
Ph (5)
V
γs =
γh
(6)
1+ h
Onde: γh = peso específico úmido
γs = peso específico seco
Ph = peso específico úmido
h = umidade
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Tabela 1 :Resultados do Ensaio de Peso Específico Úmido “in situ”.
PESO ESPECÍFICO
UMIDADE
PROFUNDIDADE
ENSAIO
(kN/m3)
(m)
(%)
SECO
ÚMIDO
0,78
0,87
1,60
01
02
03
13,00
23,09
26,07
14,54
11,02
11,071
12,87
8,95
8,78
Analisando a Tabela 1 observa-se que o ensaio 01 obteve um valor superior aos demais, este fato se deve a
grande quantidade de metralha existente nesta profundidade, aumentando com isso o peso total do material
retirado de dentro da placa.
Para indicar a que Umidade se encontrava os resíduos sólidos do ensaio de peso específico foram realizados
três ensaios de cada profundidade, cuja a média dos resultados encontra-se na Tabela 02.
Tabela 02 : Resultado dos Ensaios de Umidade para o Peso Específico das Úmido “in situ”.
UMIDADE
ENSAIOS PROFUNDIDADE
(%)
(m)
01
02
03
0,78
0,87
1,60
13,00
23,09
26,07
As umidades da Célula 02 do Aterro da Muribeca nas profundidades estudadas aumentaram gradativamente,
e seus valores estão na gama dos valores estudado por MARIANO (1999), através de ensaios de SPT, nesta
Célula, que variaram entre 13% e 54%
Utilizando o material armazenado no ensaio de peso específico úmido foram realizados três Composições
Gravimétrica do resíduo sólidos aterrado na Célula 02 do Aterro da Muribeca, cujo os resultados encontra-se
na Tabela 03.
ENSAIOS
Tabela 03: Composição do Lixo da Muribeca.
MATÉRIA ORGÂNICA METAIS VIDROS PLÁSTICOS OUTROS
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
53,01
49,22
44,82
MÉDIA
49,02
* outros = papel, papelão, ossos, cascas de coqueiro
pequenos de madeiras e pedras, e náilon.
01
02
03
0,47
3,32
1,51
3,70
1,72
3,51
1,615
e coco em pequenos
*
2,62
43,91
18,17
27,77
17,39
32,96
12,73
34,88
tamanhos, material têxtil, pedaços
A composição gravimétrica da Tabela 03, comparada com a composição média dada por PERREIRA NETO
(1991), papel ou papelão 26,5%, plástico 2,9%, vidro 1,6%, metais 2,3%, matéria orgânica 48% e outros
18,7%, estão em sua maioria em concordância;
Realizou-se ensaios de Peso específico das partículas sólidas para plástico, matéria orgânica, vidros e
outros (papel, papelão, ossos, cascas de coqueiro e coco em pequenos tamanhos, material têxtil, pedaços
pequenos de madeiras e pedras, e náilon), individualmente. Os resultados obtidos encontra-se na Tabela 04.
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Tabela 04: Resultado dos Ensaios de Peso Específico das Partículas.
MATÉRIA
ORGÂNICA
kN/m3
VIDROS
PLÁSTICOS
kN/m3
kN/m3
kN/m3
01
02
25,1
25,3
25,1
25,2
3,48
4,47
20,7
10,79
03
-------
23,5
11,5
19,18
MÉDIA
25,2
17,39
6,48
16,89
MATERIAIS
PESO
ESPECÍFICO
DAS
PARTÍCULAS
ENSAIOS
OUTROS
*
* outros = papel, papelão, ossos, cascas de coqueiro e coco em pequenos tamanhos, material têxtil, pedaços
pequenos de madeiras e pedras, e náilon.
Sabendo que o peso específico dos grãos de argila varia entre 25 e 27,8 kN/m3 e o das turfas é de 13,7 kN/m3,
conclui-se que, se comparar estes valores com o encontrados para conjunto dos materiais ensaiados nesta
dissertação, este último se encontra entre as turfas e argilas, em concordância com a conclusão obtida por
SIMPSON & ZIMMIE (2000) em relação a este assunto.
CONCLUSÕES
Os resultados descritos nesta pesquisa permitem chegar as conclusões que são validas no âmbito da mesma,
porém a metodologia utilizada, incluindo os procedimentos e equipamentos de ensaios, podem ser aplicados
em outras pesquisas. A seguir são apresentadas as considerações finais e as conclusões desta pesquisa:
! A metodologia de determinação de peso específico úmido através da utilização se caixas vazadas é
bastante simples, de fácil aplicação e demostrou ser bastante eficiente;
! O peso específico úmido do material aterrado na Muribeca tem valor médio de 11,04 kN/m3;
! Os ensaios de peso específico das partículas sólidas obteve resultados coerente, mostrando com isso que
pode aplicado com bastante confiança;
! O terceiro ensaio resultando o valor de peso específico das partículas sólidas superior aos outros ensaios,
pois existia um pouco de matéria orgânica impregnada nestes materiais; já nos outros dois ensaios foram
realizados depois de serem lavados em água corrente;
! A metodologia utilizada para a determinação do peso específico das partículas sólidas foi a da mecânica
dos solos convencional, a qual se apresentou satisfatória quando aplicada no lixo, surgindo apenas
dificuldade por causa das dimensões deste material, que teve de ser reduzido;
! Os ensaios de peso específico das partículas sólidas obtiveram resultados coerentes, mostrando com isso
que podem ser aplicados com bastante confiança, porém em alguns materiais é necessário uma prélavagem antes de ensaiar para não falsear seu valor;
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ABNT - NBR 10004 (1987) - Resíduos Sólidos.
ABNT - NBR 6508 (1984) “Ensaios de Peso Específico dos Grãos”.
MANASSERO, M., VAN IMPE, W. F. e BOUAZZA, A., (1996), “Waste Disposal and Containment”,
Second International Congress on Environmental Geotechnics, State of the Art Reports, v 1, pp 193 –
242.
MARIANO, M. O. H. (1999); “Recalque no Aterro de Resíduos Sólidos da Muribeca – PE; Tese de
Mestrado, UFPE, 1999.
ME\DNER – 93/64 - Densidade Real de Solo.
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Centre for Waste Disposal, CH – 8600 DÜBENDORF (SWITZERLAND), 1978.
PEREIRA NETO, J. T.. (1991), “Reciclagem de Resíduos Sólidos Doméstico”, Revista : Saneamento
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ZIMMENRMAN, R. E., CHEN, W. H. e FRANKLIN, A. G. (1997), “Mathematical Model for Solid
Waste Settlemente”, Proc. Conf. on Geotechnical Practice for Disposal of Solid Waste Materials. Univ.
of Michigan, ASCE pp. 210 – 226.
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