COPPE/UFRJ
ASPECTOS METEOROLÓGICOS E BALANÇO HÍDRICO EM UM ATERRO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS.
Angela Tostes Alves da Silva
Dissertação
de
Mestrado
apresentada
ao
Programa de Pós-graduação em Engenharia
Civil, COPPE, da Universidade Federal do Rio
de Janeiro, como parte dos requisitos necessários
à obtenção do título de Mestre em Engenharia
Civil.
Orientadores: Cláudio Fernando Mahler
Adriana Soares de Schueler
Rio de Janeiro
Setembro de 2008
ASPECTOS METEOROLÓGICOS E BALANÇO HÍDRICO EM UM ATERRO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
Angela Tostes Alves da Silva
DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO
LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM
CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL.
Aprovada por:
________________________________________________
Prof. Cláudio Fernando Mahler, D.Sc.
________________________________________________
Dra. Adriana Soares de Schueler, D.Sc.
________________________________________________
Prof. Mauricio Ehrlich, D.Sc.
________________________________________________
Prof. Valdo da Silva Marques, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL
SETEMBRO DE 2008
ii
Silva, Angela Tostes Alves da
Aspectos Meteorológicos e Balanço Hídrico em
um Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos/Angela
Tostes
UFRJ/COPPE, 2008.
Alves
da
Silva.
–
Rio
de
Janeiro:
XVI, 125 p.: il.; 29,7 cm.
Orientadores: Cláudio Fernando Mahler
Adriana Soares de Schueler
Dissertação (mestrado) –
UFRJ/ COPPE/
Programa de Engenharia Civil, 2008.
Referências Bibliográficas: p. 100-112.
1. Balanço hídrico em aterros de resíduos sólidos
urbanos.
2. Monitoramento
meteorológicos em aterros
de
de
elementos
resíduos
sólidos
urbanos. I.. Mahler, Cláudio Fernando et al. II.
Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE,
Programa de Engenharia Civil. III. Titulo.
iii
AGRADECIMENTOS
A Deus por mais esta conquista.
Aos meus pais, Braz (In memoriam) e Amelia, por terem contribuído para a minha
formação pessoal e profissional, com muito amor, incentivo e dedicação.
Ao Eduardo Domenico Aloise pelo companheirismo, estímulo e por ter contribuído para
a realização desta dissertação.
Ao meu orientador Cláudio Fernando Mahler pelo apoio que recebi durante toda a
realização do Mestrado.
A minha orientadora Adriana Soares de Schueler pela disponibilidade e paciência
demonstradas em todos os momentos que necessitei.
Aos professores Valdo da Silva Marques e Mauricio Ehrlich por aceitarem o meu
convite para participar da banca.
Aos professores da Geotecnia da COPPE que contribuíram para essa dissertação com os
seus ensinamentos e aos demais que tive ao longo da vida.
À Coordenação de Meteorologia do CEFET-RJ pelo empréstimo da Estação
Meteorológica Automática Maws, e especialmente ao Almir Venancio pelo empenho
em tudo o que envolveu a instalação e a manutenção da referida Estação no Aterro
Metropolitano de Gramacho.
Aos estagiários do Curso Técnico de Meteorologia do CEFET-RJ pela companhia e
colaboração nas idas ao aterro de Gramacho: Aline Verol, Allan Amâncio, Cesar Bruno,
Júlia Carelli, Katyusse Bovoy, Leonardo Garcia e especialmente Bruno Matos, Cecília
Lima e Gabriela Assis.
iv
Ao Felipe Roque e aos alunos das turmas 5A MET 2007/1 e 6A MET 2007/1, 5A MET
2008/1 e 6A MET 2008/1, do Curso Técnico de Meteorologia do CEFET-RJ, que
participaram, respectivamente, da instalação e da retirada da Estação Meteorológica
Automática Maws.
À COMLURB por permitir a instalação da Estação Meteorológica Automática Maws no
Aterro Metropolitano de Gramacho, especialmente representada por Lucio Vianna
Alves.
À REDUC pelo fornecimento dos dados meteorológicos.
Ao amigo Paulo Emannoel Viola (In memoriam) pelo exemplo de amor e dedicação à
Meteorologia e pelo incentivo profissional.
Aos colegas Vinicius Guedes e Ronaldo Izzo pelos resultados de suas pesquisas
elaboradas no Aterro Metropolitano de Gramacho.
A Siana, Flavia, Eliane, Sueli, Cristina, Pedro e demais colegas do Mestrado.
Aos funcionários da Secretaria Acadêmica do Programa de Engenharia Civil, do
Laboratório de Geotecnia e do Laboratório de Computação do bloco B.
Ao Luis Manoel Paiva Nunes e a todas as pessoas que, mesmo não tendo sido
mencionadas, por um imperdoável esquecimento, ajudaram de forma direta ou indireta
no cumprimento dessa etapa da minha vida. Valeu!
v
Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M. Sc.)
ASPECTOS METEOROLÓGICOS E BALANÇO HÍDRICO EM UM ATERRO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
Angela Tostes Alves da Silva
Setembro/2008
Orientadores: Cláudio Fernando Mahler
Adriana Soares de Schueler
Programa: Engenharia Civil
O presente trabalho teve como objetivo o estudo do Aterro Metropolitano de
Gramacho através de alguns aspectos meteorológicos, bem como do Balanço Hídrico,
cujos cálculos foram feitos utilizando-se o método climático proposto por Thornthwaite
e o programa HELP (Hydrological Evaluation of Landfill Performance), que é um
modelo computacional que analisa em detalhes o comportamento hídrico dos aterros de
resíduos.
Foram obtidos dados meteorológicos registrados pela estação meteorológica
automática MAWS, instalada no Aterro Metropolitano de Gramacho especialmente para
obter dados para esta dissertação, e pela estação da REDUC, situada na cidade de
Duque de Caxias, no estado do Rio de Janeiro. Também foram utilizados dados de
precipitação, medidos através do pluviômetro tipo “Ville de Paris” já instalado no aterro
de Gramacho e pertencente à COMLURB.
Comparações foram feitas para verificar se houve diferenças significativas nos
registros dos elementos meteorológicos e nos resultados do Balanço Hídrico, utilizando
os dados coletados no aterro ou num local próximo, ou seja, na estação da REDUC.
vi
Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
METEOROLOGICAL ASPECTS AND WATER BALANCE
IN URBAN SOLID WASTE LANDFILL
Angela Tostes Alves da Silva
September/2008
Advisors: Cláudio Fernando Mahler
Adriana Soares de Schueler
Department: Engineering Civil
The objective of this project was to study Gramacho Landfill considering
meteorological aspects as well as the water balance, whose calculations were made by
using the classic climatic method proposed for Thornthwaite and the software HELP
(Hydrological Evaluation of Landfill Performance), what is a computational model that
analyzes the water balance of landfills.
Meteorological data were obtained by automatic weather station MAWS,
installed in Gramacho Landfill especially to obtain meteorological variables for this
dissertation, and by automatic weather station from REDUC, situated in Caxias city, in
Rio de Janeiro State. Also were used rainfall data measured with a Ville de Paris
pluviometer already installed in Gramacho Landfill and belonging to COMLURB.
Comparisons were performed to verify if there were relevant differences
between meteorological data and also on the results of the water balance, by using the
meteorological data
obtained by automatic weather station installed in Gramacho
Landfill or on a site next , in other words, by automatic weather station from REDUC.
vii
ÍNDICE
AGRADECIMENTOS ................................................................................................. IV
RESUMO....................................................................................................................... VI
ABSTRACT ................................................................................................................ VII
ÍNDICE ....................................................................................................................... VIII
LISTA DE TABELAS ................................................................................................ XII
LISTA DE FIGURAS................................................................................................ XIV
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS........................................................ XVI
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO .................................................................................. 1
CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................... 4
2.1. RESÍDUOS SÓLIDOS. .......................................................................................... 4
2.1.1. NOÇÕES DE ALGUMAS PROPRIEDADES DOS RESÍDUOS SÓLIDOS
URBANOS....................................................................................................................... 8
2.1.1.1. PROPRIEDADES FÍSICAS. ........................................................................... 8
2.1.1.2. PROPRIEDADES QUÍMICAS. .................................................................... 12
2.1.1.3. PROPRIEDADES BIOLÓGICAS. ............................................................... 12
2.1.2. PERCOLADO DO RESÍDUO SÓLIDO. ........................................................ 12
2.2.1. LIXÃO. ................................................................................................................ 14
2.2.2. ATERRO CONTROLADO. .............................................................................. 15
2.2.3. ATERRO SANITÁRIO. .................................................................................... 15
2.3. SISTEMA DE COBERTURA DE ATERROS. ................................................. 17
2.4. OBSERVAÇÃO METEOROLÓGICA DE SUPERFÍCIE. ............................. 24
2.5. ESTAÇÃO METEOROLÓGICA DE SUPERFÍCIE. ...................................... 24
2.5.1. ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS CONVENCIONAIS. ............................ 25
2.5.2. ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS AUTOMÁTICAS. ................................ 26
2.6. ELEMENTOS DO CLIMA. ................................................................................ 27
2.6.1. TEMPERATURA DO AR. ............................................................................... 27
viii
2.6.1.1. TEMPERATURA COMO FUNÇÃO DA LATITUDE. .............................. 27
2.6.1.2. VARIAÇÃO ANUAL DA TEMPERATURA. ............................................. 27
2.6.2. PRESSÃO ATMOSFÉRICA. ............................................................................ 28
2.6.3. PRECIPITAÇÃO. .............................................................................................. 28
2.6.3.1. PRECIPITAÇÃO ANUAL. ........................................................................... 29
2.6.3.2. VARIAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO COM O OCEANO. ............................ 29
2.6.4. UMIDADE DO AR. ............................................................................................ 30
2.6.5. EVAPORAÇÃO. ................................................................................................ 30
2.6.6. RADIAÇÃO SOLAR. ........................................................................................ 30
2.6.7. NEBULOSIDADE. ............................................................................................. 31
2.7. FATORES CLIMÁTICOS. .................................................................................. 33
2.7.1. LATITUDE. ....................................................................................................... 34
2.7.2. DISPOSIÇÃO DOS CONTINENTES E MARES. ......................................... 34
2.7.3. ALTITUDE. ........................................................................................................ 34
2.7.4. RELEVO. ............................................................................................................ 34
2.7.5. TIPO DO SOLO. ................................................................................................ 35
2.7.6. CORRENTES MARÍTIMAS. ........................................................................... 35
2.8. ASPECTOS CLIMÁTICOS DOS ATERROS SANITÁRIOS. ........................ 35
2.9. BALANÇO HÍDRICO. ......................................................................................... 36
2.9.1. ESTIMATIVA DE PERCOLADOS ATRAVÉS DE MÉTODOS
EMPÍRICOS. ................................................................................................................ 41
2.9.1.1. MÉTODO SUÍÇO. .......................................................................................... 41
2.9.1.2. MÉTODO RACIONAL. ................................................................................. 42
2.9.1.3. MÉTODO DA CAPACIDADE DE CAMPO. ............................................... 43
2.9.1.4. MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO. ........................................................ 44
2.9.2. ESTIMATIVA DE PERCOLADOS ATRAVÉS DE MODELOS
COMPUTACIONAIS. ................................................................................................. 46
2.9.2.1. MODELO MODUELO 2. ............................................................................... 46
ix
2.9.2.2. MODELO HELP. ............................................................................................ 48
2.9.3. COMPARAÇÕES ENTRE ALGUNS MÉTODOS E MODELOS
UTILIZADOS PARA A ESTIMATIVA DE PERCOLADOS. ................................ 53
CAPÍTULO 3 – CARACTERÍSTICAS DO ATERRO DE GRAMACHO ............ 55
3.1. LOCALIZAÇÃO E HISTÓRICO. ..................................................................... 55
3.2. TIPOS DE MONITORAMENTO....................................................................... 58
3.2.1. MONITORAMENTO TOPOGRÁFICO E GEOTÉCNICO. ....................... 58
3.2.2. MONITORAMENTO AMBIENTAL. ............................................................ 60
3.3. CLIMA. ................................................................................................................. 62
3.3.1. TEMPERATURA DO AR. ................................................................................ 63
3.3.2. PRECIPITAÇÃO. .............................................................................................. 64
3.3.3. UMIDADE DO AR. ............................................................................................ 64
3.3.4. EVAPORAÇÃO. ................................................................................................ 64
3.3.5. VENTO. ............................................................................................................... 65
CAPÍTULO 4 – COLETA DE DADOS METEOROLÓGICOS ............................. 66
4.1. ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA MAWS............................. 66
4.1.1. SENSORES DA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA MAWS.
........................................................................................................................................ 68
4.1.1.1. PRESSÃO ATMOSFÉRICA. ........................................................................ 68
4.1.1.2. PRECIPITAÇÃO. .......................................................................................... 68
4.1.1.3. TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR. .............................. 68
4.1.1.4. RADIAÇÃO SOLAR GLOBAL. .................................................................. 69
4.1.1.5. DIREÇÃO E VELOCIDADE DO VENTO. ................................................ 70
4.2. PLUVIÔMETRO TIPO “VILLE DE PARIS”. ................................................. 71
CAPÍTULO 5 – CÁLCULO DO BALANÇO HÍDRICO UTILIZANDO OS
MÉTODOS DE THORNTHWAITE E O MODELO NUMÉRICO
HYDROLOGICAL EVALUATION OF LANDFILL PERFORMANCE (HELP) 74
5.1. MÉTODOS DE THORNTHWAITE. ................................................................. 74
5.2. MODELO HELP. ................................................................................................. 79
x
CAPÍTULO 6 – APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS .......... 85
6.1. ELEMENTOS METEOROLÓGICOS. ............................................................. 85
6.2. BALANÇO HÍDRICO – MÉTODO DE THORNTHWAITE. ........................ 88
6.3. BALANÇO HÍDRICO – MODELO HELP. ...................................................... 91
CAPÍTULO 7 – CONCLUSÕES ................................................................................ 98
7.1. CONCLUSÕES...................................................................................................... 98
7.2. SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS. ................................................. 99
CAPÍTULO 8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................... 100
ANEXOS. .................................................................................................................... 113
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Histórico do recebimento de lixo domiciliar e público no município do Rio de
Janeiro...................................................................................................................................5
Tabela 2.2 - Análise gravimétrica dos resíduos sólidos no município do Rio de Janeiro em 2007.
...............................................................................................................................................8
Tabela 2.3 - Coeficientes de permeabilidade em aterros de resíduos sólidos............................10
Tabela 2.4 - Intensidade da precipitação.....................................................................................29
Tabela 2.5 - Escala Beaufort.......................................................................................................32
Tabela 2.6 – Representação da direção do vento........................................................................33
Tabela 2.7 - Módulos principais do modelo Moduelo 2.............................................................47
Tabela 2.8 – Tipos de camadas consideradas pelo modelo HELP..............................................51
Tabela 2.9 - Comparação entre métodos e modelos utilizados para a estimativa de percolados
em aterros de resíduos sólidos urbanos...............................................................................54
Tabela 3.1 – Métodos utilizados para o monitoramento topográfico e geotécnico do aterro de
Gramacho............................................................................................................................59
Tabela 3.2 – Descrição e freqüência do monitoramento ambiental do aterro de Gramacho.......60
Tabela 3.3 – Normais Climatológicas da estação do Aterro de Flamengo.................................62
Tabela 5.1 – Significado das colunas do Anexo 1......................................................................74
Tabela 5.2 – Significado das colunas do Anexo 2......................................................................75
Tabela 5.3 – Índices: hídrico, de aridez e de umidade................................................................76
Tabela 5.4 – Tipos Climáticos Segundo Thornthwaite – 1948, baseados no Índice de umidade.
.............................................................................................................................................76
Tabela 5.5 – Subdivisões dos Tipos Climáticos Segundo Thornthwaite – 1948, com base no
Índice de aridez (Ia) e no Índice de Umidade (Ih)................................................................77
Tabela 5.6 – Subdivisões dos Tipos Climáticos com base no Índice Térmico (Evapotranspiração
Potencial Anual)..................................................................................................................78
Tabela 5.7 – Parâmetros utilizados no cenário 1.........................................................................82
Tabela 5.8 – Parâmetros utilizados no cenário 2.........................................................................82
Tabela 5.9 – Parâmetros utilizados no cenário 3.........................................................................83
Tabela 5.10 – Parâmetros utilizados no cenário 4.......................................................................84
xii
Tabela 5.11 – Parâmetros utilizados no cenário 5.......................................................................84
xiii
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Camadas de um sistema de cobertura final.............................................................20
Figura 2.2 – Balanço Hídrico de um aterro sanitário..................................................................40
Figura 3.1 - Localização do aterro de Gramacho, através de uma imagem do satélite Landsat.55
Figura 3.2 - Lagoa de equalização do aterro de Gramacho.........................................................57
Figura 3.3 – Inclinômetro
Figura 3.4 – Acompanhamento topográfico.....59
Figura 3.5 - Manguezal do aterro.
Figura 3.6 - Cerca de proteção..........................61
Figura 4.1 – Estação de Tratamento de Chorume do Aterro de Gramacho................................66
Figura 4.2 – Estação Meteorologica MAWS instalada no Aterro Metropolitano de Gramacho.67
Figura 4.3 – Software de interface gráfica YourVIEW...............................................................67
Figura 4.4 – Pluviômetro e abrigo...............................................................................................69
Figura 4.5 – Piranômetro.............................................................................................................70
Figura 4.6 – Sensores para a medição do vento..........................................................................71
Figura 4.7 – REDUC vista do Aterro Metropolitano de Gramacho............................................71
Figura 4.8 – Pluviômetro existente no Aterro Metropolitano de Gramacho...............................72
Figura 4.9 – Localização no Aterro Metropolitano de Gramacho da estação Meteorológica
MAWS e do pluviômetro pertencente à COMLURB.........................................................73
Figura 5.1 – Planta do Aterro Metropolitano de Gramacho mostrando o ponto P1 para onde foi
rodado o modelo HELP.......................................................................................................79
Figura 5.2 – Curva granulométrica no ponto P1.........................................................................80
Figura 5.3 – Valores de Limite de Liquidez, Limite de Plasticidade e Índice de Plasticidade no
ponto P1..............................................................................................................................81
Figura 6.1 – Registros pluviométricos obtidos pela Estação Meteorológica Automática MAWS,
pela estação da REDUC e pelo pluviômetro da COMLURB..............................................86
Figura 6.2 – Registros de temperatura média mensal obtidos pela Estação Meteorológica
Automática MAWS e pela estação da REDUC..................................................................87
Figura 6.3 – Extrato simplificado do balanço hídrico calculado pelo método proposto por
Thornthwaite e Mather em 1955, com dados registrados no aterro de Gramacho..............89
Figura 6.4 – Extrato simplificado do balanço hídrico calculado pelo método proposto por
Thornthwaite e Mather em 1955, com dados registrados na REDUC................................90
xiv
Figura 6.5 – Variação mensal da evapotranspiração potencial, da evapotranspiração real e da
precipitação calculadas pelo método proposto por Thornthwaite e Mather em 1955, com
dados registrados em Gramacho.........................................................................................90
Figura 6.6 – Balanço hídrico do cenário 1, calculado pelo modelo HELP utilizando dados
meteorológicos registrados pela estação de Gramacho.......................................................91
Figura 6.7 – Balanço hídrico do cenário 1, calculado pelo modelo HELP utilizando dados
meteorológicos registrados pela estação da REDUC..........................................................92
Figura 6.8 – Balanço hídrico do cenário 2, calculado pelo modelo HELP, utilizando dados
meteorológicos registrados pela estação do aterro de Gramacho........................................93
Figura 6.9 – Balanço hídrico do cenário 2, calculado pelo modelo HELP, utilizando dados
meteorológicos registrados pela estação da REDUC..........................................................93
Figura 6.10 – Curvas da percolação na camada 2 do ponto estudado no aterro de Gramacho,
com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos registrados pela
estação de Gramacho...........................................................................................................94
Figura 6.11 – Curvas da percolação na camada 2 do ponto estudado no aterro de Gramacho,
com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos registrados pela
estação da REDUC..............................................................................................................94
Figura 6.12 – Balanço hídrico do cenário 3, calculado pelo modelo HELP utilizando dados
meteorológicos registrados pela estação do aterro de Gramacho........................................95
Figura 6.13 – Curvas da percolação na camada 4 do ponto estudado no aterro de Gramacho,
com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos registrados pela
estação de Gramacho...........................................................................................................96
Figura 6.14 – Curvas da percolação na camada 4 do ponto estudado no aterro de Gramacho,
com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos registrados pela
estação da REDUC..............................................................................................................96
Figura 6.15 – Comparação dos valores da produção diária de chorume calculada através do
modelo HELP, com os fornecidos pela Caenge Ambiental................................................97
xv
LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
COMLURB
Companhia Municipal de Limpeza Urbana (Rio de Janeiro – RJ)
COPPE/UFRJ
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de
Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro
CAD
Capacidade de água disponível
DBO
Demanda bioquímica de oxigênio
DQO
Demanda química de oxigênio
FUNDREM
Fundação para o Desenvolvimento da Região Metropolitana do
Rio de Janeiro
HELP
Hydrological Evaluation of Landfill Performance
INMET
Instituto Nacional de Meteorologia
OMM
Organização Meteorológica Mundial
REDUC
Refinaria Duque de Caxias
RSU
Resíduos Sólidos Urbanos
TMG
Tempo Médio de Greenwich
UFRJ
Universidade Federal do Rio de Janeiro
US EPA
United States Environmental Protection Agency
xvi
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO
Num projeto de aterros de disposição de resíduos, um dos fatores que deve ser levado
em conta como medida de proteção ambiental é o balanço hídrico do local do aterro,
tendo em vista que ele permite monitorar o volume de água armazenada e que a geração
de efluentes líquidos e gasosos está associada à infiltração de água no aterro. O clima
também é um fator importante, pois ele influencia diretamente na escolha do tipo de
solo que será utilizado na camada de cobertura do aterro e no dimensionamento da
espessura desta.
Existem diversos métodos de cálculo do balanço hídrico, cada um com a sua função,
sendo que um dos mais conhecidos e que tem como finalidade principal servir como
base para uma classificação climática foi o proposto por Thornthwaite, em 1948,
posteriormente modificado por ele e Mather, em 1955, ficando então conhecido como
Balanço Hídrico de Thornthwaite e Mather, 1955.
O balanço hídrico climático compreende a determinação de todos os ganhos e perdas
hídricas que se verificam num terreno com vegetação, de modo a se estabelecer a
quantidade de água disponível às plantas em um dado momento. Consiste em se efetuar
a contabilidade hídrica do solo, até a profundidade explorada pelas raízes, computandose, sistematicamente, todos os fluxos hídricos positivos (entrada de água no solo) e
negativos (saída de água do solo). Tais fluxos decorrem das trocas com a atmosfera
(precipitação, condensação, evaporação e transpiração) e do próprio movimento
superficial (escoamento) e subterrâneo (percolação) da água (Varejão-Silva, 2000).
Para um aterro sanitário, a quantidade do líquido percolado pode ser determinada por
vários métodos baseados em equações empíricas, tais como o Suíço, o Racional e o da
Capacidade de Campo, destacando-se, no entanto, o do Balanço Hídrico.
Com a crescente preocupação com as questões ambientais, surgiram modelos
computacionais que procuram descrever com mais detalhes a dinâmica e o
comportamento hídrico dos aterros sanitários. Dentre os mais utilizados, encontra-se o
modelo HELP (Hydrologic Evaluation of Landfill Performance), desenvolvido por
Schroeder et al. (1994), que se baseia nos mesmos princípios hidrológicos tradicionais
do cálculo do balanço hídrico e de fluxo em meios não saturados, apresentando
facilidade na entrada dos dados e rapidez na obtenção dos resultados.
Diversas áreas tais como recursos hídricos, agricultura e construção civil, dentre outras,
são diretamente relacionadas aos aspectos meteorológicos.
1
Por esse motivo o
acompanhamento dos elementos do clima ou
meteorológicos deve ser contínuo,
eficiente e seguir as normas e critérios estabelecidos pela Organização Meteorológica
Mundial. Para este estudo uma estação meteorológica automática MAWS foi instalada
no Aterro Metropolitano de Gramacho, possibilitando o monitoramento horário dos
seguintes elementos meteorológicos: Temperatura, umidade relativa do ar, pressão
atmosférica, radiação solar global, precipitação, direção e intensidade do vento.
O presente trabalho tem como objetivo estudar alguns aspectos meteorológicos do
Aterro Metropolitano de Gramacho, situado no estado do Rio de Janeiro, bem como
calcular o Balanço Hídrico, utilizando-se o método climático proposto por Thornthwaite
e o programa HELP, que permite estimar o percolado gerado, utilizando diferentes
cenários. Além disso, será feita uma comparação dos dados meteorológicos registrados
no Aterro Metropolitano de Gramacho com os fornecidos pela REDUC, situada em
Duque de Caxias, no mesmo estado, e com os dados de precipitação obtidos através do
pluviômetro tipo “Ville de Paris” já instalado no Aterro Metropolitano de Gramacho e
pertencente à COMLURB. Na análise das informações meteorológicas obtidas a partir
das diferentes fontes será incluída uma avaliação a respeito dos equipamentos utilizados
para a sua obtenção, para saber se foram seguidos os procedimentos recomendados pela
OMM, pois a confiabilidade no cálculo do balanço hídrico depende fundamentalmente
da qualidade dos dados utilizados, e também se há diferenças significativas no resultado
do balanço hídrico utilizando-se dados obtidos no local ou próximo ao aterro.
Esta dissertação é composta de 8 capítulos:
No Capítulo 2 é feita uma revisão bibliográfica dos principais tópicos referentes à
classificação, propriedades, percolado e disposição dos resíduos sólidos, ressaltando-se
o sistema de cobertura de aterros por estar relacionado com o balanço hídrico. Na parte
de Meteorologia é feita uma abordagem a respeito das observações e estações
meteorológicas de superfície, bem como dos elementos do clima e fatores climáticos,
estabelecendo-se uma relação com os aterros sanitários ao se citar seus aspectos
climáticos. O Balanço Hídrico Climático é apresentado através do método desenvolvido
por Thornthwaite em 1948 e modificado por ele e Mather em 1955. Os métodos
empíricos e os modelos computacionais utilizados na estimativa da quantidade de
percolados em aterros de resíduos sólidos também são apresentados, efetuando-se ao
final do capítulo uma comparação entre os principais.
2
No Capítulo 3 são apresentadas algumas características do aterro de Gramacho,
incluindo os monitoramentos topográfico, geotécnico e ambiental, e o clima.
O procedimento empregado para se obter os dados meteorológicos utilizados na
dissertação é descrito no Capítulo 4, onde são descritos os equipamentos e a sua
localização.
O Capítulo 5 apresenta os procedimentos utilizados no cálculo do Balanço Hídrico
Climático utilizando os métodos de Thornthwaite, 1948, e Thornthwaite e Mather,
1955, e do modelo numérico HELP, todos feitos com os dados do aterro de Gramacho e
da REDUC.
No Capítulo 6 encontra-se a análise dos elementos meteorológicos medidos pelas
diferentes fontes, efetuando-se comparações e avaliando-se a forma de obtenção dos
mesmos. Os resultados do balanço hídrico obtidos a partir dos procedimentos descritos
no capítulo anterior são apresentados e interpretados, visando a obtenção das
conclusões.
As considerações finais, nas quais se incluem as sugestões para futuras pesquisas, e as
conclusões encontram-se no Capítulo 7, enquanto no Capítulo 8 são listadas as
referências bibliográficas.
No final da dissertação são apresentados os anexos com o balanço hídrico do aterro de
Gramacho utilizando o método proposto por Thornthwaite em 1948 e modificado por
ele e Mather em 1955, com o nomograma para cálculo da evapotranspiração potencial
mensal pela fórmula de Thornthwaite e com algumas rosas dos ventos do aterro de
Gramacho e da REDUC selecionadas dentro do período estudado.
3
CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Resíduos sólidos.
De acordo com a norma NBR 10.004/2004 da ABNT, os resíduos sólidos são os restos
das atividades humanas domésticas, comerciais, industriais e de serviços de saúde ou
aqueles gerados pela natureza, como folhas, galhos, terra, areia. São recolhidos e
enviados para os locais de destinação ou tratamento. Normalmente, apresentam-se no
estado sólido, semi-sólido ou semi-líquido. Os resíduos são definidos segundo sua
origem e classificados de acordo com o seu risco em relação ao homem e ao meio
ambiente, em resíduos urbanos e resíduos especiais.
Os resíduos podem ser
classificados:
. Por sua natureza física: seco e molhado;
. Por sua composição química: orgânicos (restos de alimentos, de animais mortos, de
podas de árvores, entre outros) e inorgânicos (vidro, plástico, papel, metal, entulho,
entre outros);.
. Pelos riscos potenciais ao meio ambiente: perigosos, não-inertes e inertes.
No Brasil os resíduos são classificados quanto à periculosidade segundo a definição da
ABNT em sua norma NBR 10.004/2004:
Classe I - Perigosos: são aqueles que, em função de suas propriedades físicas, químicas
ou infecto-contagiosas, apresentam risco à saúde ou ao meio ambiente, ou
apresentam características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade,
patogenicidade;
Classe II - Não Perigosos:
Classe II A - Não Inertes: são aqueles que não se enquadram na classificação de
resíduos Classe I, perigosos, ou resíduos Classe II B, inertes. Podem ter propriedades
tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água;
Classe II B - Inertes:
são os resíduos que quando amostrados de uma forma
representativa, submetidos a um contato dinâmico e estático com água destilada ou
deionizada, à temperatura ambiente, não tiveram nenhum de seus constituintes
4
solubilizados em concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água,
excetuando-se aspecto, turbidez, dureza e sabor.
. Por sua origem:
Domiciliar Î Aquele formado pelos resíduos sólidos de atividades residenciais.
Contém muita quantidade de matéria orgânica, plástico, lata, vidro, embalagens em
geral e uma grande diversidade de outros itens. Contém, ainda, alguns resíduos que
podem ser tóxicos. O histórico do recebimento de lixo domiciliar e público no
município do Rio de Janeiro está demonstrado na Tabela 2.1.
Tabela 2.1 - Histórico do recebimento de lixo domiciliar e público no município do Rio
de Janeiro.
Ano
Acumulado no Ano
Domiciliar
Público
1996
1.273.684,57 1.029.177,04
1997
1.478.809,00
901.327,93
1998
1.506.670,49
861.692,22
1999
1.463.642,94
997.785,90
2000
1.439.525,62
967.312,79
2001
1.425.175,79 1.039.698,16
2002
1.451.954,00 1.242.770,00
2003
1.385.930,02 1.306.224,02
2004
1.447.130,80 1.197.292,35
2005
1.465.993,63 1.232.084,98
2006
1.515.792,34 1.285.961,91
2007
1.001.421,66
868.941,27
Fonte:www.rio.rj.gov.br/comlurb/
5
Comercial Î Aquele originado dos diversos estabelecimentos comerciais e de
serviços, tais como, supermercados, estabelecimentos bancários, lojas, bares,
restaurantes etc. O lixo destes estabelecimentos e serviços, além de ser composto por
matéria orgânica, tem um forte componente de papel, plásticos e embalagens diversas.
Público Î São aqueles originados dos serviços:
. de limpeza pública urbana, incluindo todos os resíduos de varrição das vias públicas,
limpeza de praias, de galerias, de córregos e de terrenos, restos de podas de árvores etc;
. de limpeza de áreas de feiras livres, constituídos por restos vegetais diversos,
embalagens etc.
Serviços de saúde e hospitalar Î Constituem os resíduos sépticos, ou seja, que
contêm ou potencialmente podem conter germes patogênicos. São produzidos em
serviços de saúde, tais como: hospitais, clínicas, laboratórios, farmácias, clínicas
veterinárias, postos de saúde etc. São agulhas, seringas, gazes, bandagens, algodões,
órgãos e tecidos removidos, meios de culturas e animais usados em testes, sangue
coagulado, luvas descartáveis, remédios com prazos de validade vencidos, instrumentos
de resina sintética, filmes fotográficos de raios X etc. Resíduos assépticos destes locais,
constituídos por papéis, restos da preparação de alimentos, resíduos de limpezas gerais
(pós, cinzas etc.), e outros materiais que não entram em contato direto com pacientes ou
com os resíduos sépticos anteriormente descritos, são considerados como domiciliares.
Portos, aeroportos, terminais rodoviários e ferroviários Î Constituem os resíduos
sépticos, ou seja, aqueles que contêm ou potencialmente podem conter germes
patogênicos, trazidos aos portos, terminais rodoviários e aeroportos. Basicamente,
originam-se de material de higiene, asseio pessoal e restos de alimentação que podem
veicular doenças provenientes de outras cidades, estados e países. Também neste caso,
os resíduos assépticos destes locais são considerados como domiciliares.
Industrial Î Aquele originado nas atividades dos diversos ramos da indústria, tais
como, metalúrgica, química, petroquímica, papelaria, alimentícia etc. O lixo industrial é
bastante variado, podendo ser representado por cinzas, lodos, óleos, resíduos alcalinos
6
ou ácidos, plásticos, papel, madeira, fibras, borracha, metal, escórias, vidros e cerâmicas
etc. Nesta categoria, inclui-se a grande maioria do lixo considerado tóxico.
Agrícola Î Resíduos sólidos das atividades agrícolas e da pecuária, como embalagens
de adubos, defensivos agrícolas, ração, restos de colheita etc. Em várias regiões do
mundo, estes resíduos já constituem uma preocupação crescente, destacando-se as
enormes quantidades de esterco animal geradas nas fazendas de pecuária intensiva.
Também as embalagens de agroquímicos diversos, em geral altamente tóxicos, têm sido
alvo de legislação específica, definindo os cuidados na sua destinação final e, por vezes,
co-responsabilizando a própria indústria fabricante destes produtos.
Entulho Î Resíduos da construção civil: demolições e restos de obras, solos de
escavações etc. O entulho é, geralmente, um material inerte, passível de
reaproveitamento.
Rejeitos de mineração Î Resultantes dos processos de mineração em geral.
Os resíduos urbanos, também conhecidos como lixo doméstico, normalmente são
aqueles gerados nas residências, no comércio ou em outras atividades desenvolvidas nas
cidades. Incluem-se neles os resíduos dos logradouros públicos. Nestes resíduos
encontram-se: papel, papelão, vidro, latas, plásticos, trapos, folhas, galhos e terra, restos
de alimentos, madeira e todos os outros detritos apresentados à coleta nas portas das
casas pelos habitantes das cidades ou lançados nas ruas.
A
Os resíduos especiais são aqueles gerados em indústrias ou em serviços de saúde, como
hospitais, ambulatórios, farmácias, clínicas que, pelo perigo que representam à saúde
pública e ao meio ambiente, exigem maiores cuidados no seu acondicionamento,
manipulação, transporte, tratamento e destino final. Também se incluem nesta categoria
os materiais radioativos, alimentos ou medicamentos fora da validade ou deteriorados,
resíduos de matadouros, inflamáveis, corrosivos, reativos, tóxicos e dos restos de
embalagem de inseticida e herbicida empregados na área rural.
7
2.1.1. Noções de algumas propriedades dos resíduos sólidos urbanos.
As propriedades que serão descritas a seguir são do solo, mas têm sido usadas para os
resíduos.
2.1.1.1. Propriedades físicas:
. Composição.
A composição física dos resíduos sólidos, os tipos de materiais que os constituem, sua
heterogeneidade e as proporções de diferentes compostos e elementos químicos,
dependem basicamente das condições de geração, do modo de coleta, da construção e
da operação do aterro. As características dos resíduos podem variar também em função
dos aspectos sociais, econômicos, culturais, geográficos e climáticos.
A Tabela 2.2 relaciona os componentes dos resíduos sólidos no município do Rio de
Janeiro com os percentuais medidos em 2007.
Tabela 2.2 - Análise gravimétrica dos resíduos sólidos no município do Rio de Janeiro
em 2007.
Componentes
Papel – papelão (%)
Plástico (%)
Vidro (%)
Mat. Orgânica putrescível (%)
Metal total (%)
Inerte total (%)
Folha (%)
Madeira (%)
Borracha (%)
Pano- trapo (%)
Couro (%)
Osso (%)
Coco (%)
Vela – parafina (%)
TOTAL
PESO ESPECÍFICO (kg/m3)
TEOR DE UMIDADE (%)
Fonte: COMLURB (2007).
8
% em peso
14,56
17,15
2,96
58,23
1,59
0,74
1,75
0,36
0,21
1,67
0,23
0,00
0,55
0,00
100,00
143,57
65,30
. Granulometria.
A variação granulométrica dos resíduos sólidos urbanos que chegam nos aterros é muito
grande.
Encontram-se tanto partículas de grandes dimensões (blocos de rocha,
madeiras, metais, tecidos e plástico) como de pequenas dimensões. Com o passar do
tempo o material resultante da decomposição tende a se tornar mais granular.
. Massa específica.
É uma propriedade que varia conforme o aterro. A variabilidade na composição dos
resíduos, o volume, a umidade, os métodos e o grau de compactação, além das
condições meteorológicas tornam difícil a padronização de valores.
Segundo Gotteland et al., 1995 apud Calle, 2007, várias técnicas são usadas para
determinar a massa específica in situ e dentre elas destacam-se os ensaios em poços
escavados (2 a 4m de profundidade) ou trincheira e aqueles empregando radiação gama.
Os ensaios em poços consistem na pesagem do material e na determinação do volume a
partir do preenchimento da cava devidamente impermeabilizada com manta sintética. A
composição, principalmente o conteúdo orgânico, controla o processo bioquímico,
especialmente a geração de gases e lixiviados. O conteúdo orgânico também afeta os
parâmetros de resistência e a deformabilidade dos resíduos.
. Permeabilidade.
A norma ABNT NBR 13.896/1997 estabelece como condição ideal para a instalação de
aterros de resíduos sólidos, o local que possui coeficiente de permeabilidade ou
condutividade hidráulica da ordem de 10-8 m/s, mas os valores apontados na literatura
mostram uma variação girando em torno de 10-4 a 10-8 m/s, sendo que a grande maioria
situa-se entre 10-4 a 10-6 m/s.
Na Tabela 2.3 são mostrados os coeficientes de permeabilidade em aterros de resíduos
sólidos. Observa-se que os valores em aterros brasileiros são menores do que os
encontrados na bibliografia internacional, e variam em torno de 10-6 a 10-8 m/s. O teor
de matéria orgânica influencia a permeabilidade já que é o maior responsável pelo
9
aumento do percentual de partículas finas e diminuição do índice de vazios com o
passar do tempo.
Tabela 2.3 - Coeficientes de permeabilidade em aterros de resíduos sólidos.
PESQUISADOR
COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE
(m/s)
10-5 a 2 x 10-4
FUNGAROLI ET AL. (1979) (1)
KORIATES ET AL. (1983) (1)
3,15 x 10-5 a 5,1 x 10-5
OWEIS & KHERA (1986) (1)
10-5
10-5 / 1,5 x 10-4 / 1,1 x 10-5
OWEIS ET AL. (1990) (1)
10-5 a 4 x 10-4
LANDVA & CLARK (1990) (1)
GABR & VALERO (1995) (1)
10-7 a 10-5
BLENGINO ET AL. (1996) (1)
3 x10-7 a 3 x 10-6
1,5 x10-5 a 2,6 x10-4
MANASSERO (1990) (1)
10-7 a 10-4
BEAVEN & POWRIE (1995) (1)
BRANDL (1990) (1994) (1994) (1)
3 x10-7 a 5 x10-6 / 10-6 a 5 x10-4 / 3 x10-8 a 2 x10-6
MARIANO & JUCÁ (1998) (1)
1,89 x10-8 a 4,15 x10-6
CEPOLLINA ET AL. (1994) (1)
10-7
SANTOS ET AL. (1998) (1)
10-7
5 x 10-8 a 8 x 10-6
CARVALHO (1999)
10-5
EHRLICH ET AL. (1994)
3,9 x 10-4 a 5,1 x 10-4
AGUIAR (2001)
10-5 a 10-6
AZEVEDO ET AL. (2003)
(1)ABREU, 2000 apud Schueler, 2005
. Capacidade de campo.
Segundo Veihmeyer (1931), a quantidade de água que um perfil de terreno retém contra
a ação da gravidade, após plenamente inundado e deixado drenar livremente por uns
poucos dias, sem adição de água, determina o volume máximo aproximado de água que
um solo bem drenado pode armazenar por longos períodos, chamado de capacidade de
campo do solo. Em outras palavras, a capacidade de campo corresponde ao conteúdo
10
de umidade medido após toda a água livre da massa saturada ser drenada por gravidade.
É a máxima capacidade de absorção em condições de livre drenagem.
A capacidade de campo em resíduos sólidos urbanos é a quantidade máxima de água
que pode ficar retida na massa aterrada em oposição à ação da força da gravidade, sendo
expressa como o teor de umidade correspondente, podendo ser volumétrica (volume de
água/volume total da amostra) ou gravimétrica em base seca (massa de água/massa seca
de resíduos sólidos urbanos) ou em base úmida (massa de água/massa total da amostra)
Tchobanoglous et al., (1993). A capacidade de campo pode ser influenciada pela
textura e estrutura do solo ou do resíduo, pelo teor de matéria orgânica, pela seqüência
dos horizontes pedogenéticos e pelo gradiente textural entre os horizontes (Fabian e
Ottoni Filho, 2000 e Reichardt, 1988 apud Paixão et al, 2004).
. Teor de umidade.
Os fatores que influenciam o teor de umidade de um aterro incluem o teor de umidade
inicial do resíduo, normalmente associado ao percentual de matéria orgânica, o tipo de
sistema de tratamento de chorume, as condições climáticas locais, através da
precipitação, da temperatura e das estações do ano, a profundidade, o tipo de cobertura e
o tipo de base do aterro.
O valor médio do teor de umidade inicial dos resíduos domiciliares é da ordem de 60%
(Lima, 1995). Segundo Tchobanoglous et al. (1993), o teor de umidade dos resíduos
sólidos urbanos aterrados, usualmente, varia entre 15 a 40%, com um valor típico de
aproximadamente 25%, onde a evapotranspiração excede a precipitação. De acordo com
Carvalho (2006), os valores do teor de umidade para os resíduos se encontram numa
gama bastante ampla, de 15 a 130%. Os componentes inorgânicos, tais como, papéis e
produtos plásticos, geralmente, têm um teor de umidade abaixo de 10% (Knochenmus
et al.,1998 apud Calle, 2007). A fração orgânica constitui a maior parcela dos resíduos
sólidos urbanos gerados pelos municípios brasileiros. Em sua pesquisa, Calle (2007)
cita que os resíduos domiciliares brasileiros têm se apresentado com taxas de matéria
orgânica da ordem de 50 a 60%, típicas de países em desenvolvimento, e maiores que os
encontrados em países desenvolvidos. A composição média dos resíduos apresentada
em Castilhos et al. (2003), a partir de resultados de análises em diversas cidades
brasileiras, revela que a matéria orgânica e o agregado fino correspondem a
aproximadamente 59% do total dos resíduos com um teor de umidade de 65%.
11
. Temperatura.
Coumoulos et al. (1995) apresentaram valores típicos de temperatura relacionados à
profundidade. Mostraram que a temperatura aumenta até 20 m de profundidade,
chegando aos 60oC e independendo da temperatura do meio ambiente. Abaixo da
profundidade de 20 m a temperatura diminuiu.
As temperaturas no interior da massa de lixo são de grande importância principalmente
no que se refere à atividade de microrganismos que promovem a degradação dos
diversos componentes do lixo. Dependendo da faixa de temperatura da massa,
diferentes tipos de microrganimos estão em atividade. Havendo mudanças nesta faixa
de temperatura, alguns microrganismos iniciam ou cessam a sua atividade (Junqueira,
2000 apud Calle, 2007).
2.1.1.2. Propriedades químicas:
A composição química do percolado gerado em aterros de resíduos sólidos urbanos
irá variar enquanto a massa de lixo passar pelas diversas fases de decomposição. As
propriedades químicas são influenciadas pela decomposição biológica dos materiais
orgânicos biodegradáveis, pelos processos de oxidação química e pela dissolução de
materiais orgânicos e inorgânicos dos resíduos.
Essas propriedades do percolado
dependem dos seguintes fatores: Idade do aterro, tempo de disposição, características
do resíduo e condições ambientais. (Bertazzoli e Pelegrini, 2002).
2.1.1.3. Propriedades biológicas:
O resíduo sólido urbano possui substâncias poluentes representadas pela população
microbiana e pelos agentes patogênicos que contém. O conhecimento das propriedades
biológicas, juntamente com as químicas, permite que sejam aplicados os métodos de
pré-tratamento e disposição mais adequados, que devem ser ambientalmente
sustentáveis, com baixo custo de implantação, operação e manutenção.
2.1.2. Percolado do resíduo sólido.
12
Define-se percolado ou lixiviado como o líquido que se infiltra através dos resíduos
sólidos e extrai materiais dissolvidos ou em suspensão (Tchobanoglous, 1994).
Segundo Orth (1981), o percolado ou lixiviado é formado pela percolação de águas que
atravessam a massa de resíduo arrastando o chorume, além de outros materiais.
O chorume é um líquido preto, mal cheiroso, que apresenta elevada demanda química
de oxigênio, produzido pela decomposição da matéria orgânica contida no lixo. É um
poluente extremamente agressivo ao ambiente, em função da elevada concentração de
matéria orgânica e outros materiais inorgânicos, necessitando de tratamento anterior ao
seu lançamento no corpo receptor. Os principais fatores que influenciam na sua
formação e composição são o teor de umidade inicial e as características da matéria
orgânica, ou seja, a quantidade de água contida na massa de resíduos. Além disso,
também contribuem a água gerada no processo de decomposição biológica e a água da
chuva que percola pela camada de cobertura.
Um dos principais problemas ambientais dos aterros é a liberação de percolado no local,
resultando na contaminação do solo e da água. O percolado é um efluente que depende
das características físicas do local de disposição dos resíduos e é formado pela umidade
inicial contida nos resíduos, pelo processo de decomposição biológica, pela água de
constituição presente nos resíduos que é liberada pela compactação, e por fontes
externas de água que infiltram pela camada de cobertura, tais como precipitação
pluviométrica, águas subterrâneas, recirculação do próprio percolado etc. Os resíduos
sólidos orgânicos depositados em aterros possibilitam a geração de um percolado com
altas concentrações de matéria orgânica e com quantidades consideráveis de metais
tóxicos (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn ), cuja composição química apresenta
grande variabilidade. Além das variações temporais das características físicas, químicas
e biológicas dos líquidos percolados, da natureza dos resíduos depositados, da presença
de oxigênio, da forma de disposição, da idade e da operação do aterro, a composição do
percolado é extremamente influenciada pelos fatores climáticos, através das variações
sazonais. O percolado é gerado durante todo o ciclo de vida do aterro, devendo ser
monitorado e encaminhado para tratamento por longo período após o fechamento do
aterro. O volume de percolados é normalmente calculado utilizando métodos empíricos e
modelos computacionais. (Koerner e Daniel, 1997).
Schueler (2005) relata que para a previsão da quantidade de percolado gerada em
aterros de resíduos diversos aspectos devem ser considerados:
13
- composição, quantidade e densidade da massa do lixo aterrado;
- idade do aterro, que se relaciona à fase de estabilização por que passa o material;
- condições ambientais externas, como temperatura, pluviometria, insolação, ventos;
- questões relacionadas ao projeto do aterro, como o tipo de proteção de base e de
cobertura, presença de vegetação, drenagem de efluentes, topografia, características do
solo entre outros;
- procedimentos operacionais, tais como o recobrimento adequado dos resíduos que
pode diminuir a quantidade do percolado gerado, mesmo quando ocorrem chuvas
intensas.
Esses fatores, em sua maioria, são grandezas variáveis tanto sazonalmente como com o
passar do tempo. A grande heterogeneidade dos resíduos dificulta a identificação das
características como sua capacidade de retenção de umidade, principalmente porque
podem passar por transformações ao longo do tempo. Quando o resíduo é aterrado, a
sua umidade costuma ser mais baixa, o que faz com que haja absorção da água infiltrada
até que o material atinja a capacidade de campo. Depois que isso acontece, essa água é
liberada e ocorre a percolação. Sendo assim, no início do processo a produção de
percolado costuma ser baixa. À medida que a fração orgânica, responsável por parte da
retenção de água, é degradada e a densidade aumenta, há um aumento na produção de
percolado.
2.2. Disposição de resíduos sólidos.
2.2.1. Lixão.
É um local onde há uma inadequada disposição final dos resíduos sólidos, sem medidas
de proteção ao meio ambiente ou à saúde pública. É o mesmo que descarga de resíduos
a céu aberto. Há total descontrole quanto aos tipos de resíduos recebidos nesses locais,
verificando-se, inclusive, a disposição de dejetos originados dos serviços de saúde e das
indústrias. Os resíduos assim lançados acarretam problemas à saúde pública, como
proliferação de vetores de doenças, geração de maus odores e, principalmente, a
poluição do solo e das águas superficiais e subterrâneas através do chorume,
comprometendo os recursos hídricos.
14
2.2.2. Aterro controlado.
É uma técnica de disposição dos resíduos sólidos urbanos no solo, sem causar danos ou
riscos à saúde pública e a sua segurança, minimizando os impactos ambientais. Este
método utiliza princípios de engenharia para confinar os resíduos sólidos, cobrindo-os
com uma camada de material inerte na conclusão de cada jornada de trabalho. Esta
forma de disposição em que a proveniência dos resíduos é controlada produz, em geral,
poluição localizada, pois a extensão da área de disposição é minimizada. Porém,
geralmente não dispõe de impermeabilização de base, o que compromete a qualidade
das águas subterrâneas, nem de sistemas de tratamento de chorume ou de dispersão dos
gases gerados. Este método é preferível ao lixão, mas, devido aos problemas ambientais
que causa e aos seus custos de operação, a qualidade é inferior ao aterro sanitário.
Na fase de operação, realiza-se uma impermeabilização do local, de modo a diminuir os
riscos de poluição. O biogás é extraído e o lixiviado é tratado. A deposição faz-se por
células que, uma vez preenchidas, são devidamente seladas e tapadas. A cobertura dos
resíduos faz-se diariamente. Uma vez esgotado o tempo de vida útil do aterro, este é
selado, efetuando-se o recobrimento da massa de resíduos com uma camada de terras
com 1,0 a 1,5 m de espessura. Posteriormente, a área pode ser utilizada para alguns
tipos de ocupações, tais como campos de jogos etc. (ABNT/NBR 8.849/1985).
2.2.3. Aterro sanitário.
De acordo com a norma da ABNT NBR 8.419/1992, o aterro sanitário é considerado
um local utilizado para a disposição dos resíduos sólidos no solo, particularmente lixo
domiciliar, com o propósito de isolar todo tipo de ação que possa poluir o meio
ambiente. É baseado em critérios de engenharia e normas operacionais específicas, que
permitem o confinamento em camadas cobertas com material inerte, seguro em termos
de controle de poluição ambiental e proteção à saúde pública.
Os geossintéticos são constituídos de diferentes polímeros e apresentam várias
aplicações. Têm uma importante função nos sistemas de disposição de resíduos sólidos,
já que podem funcionar como material drenante e previnem a entrada de água no aterro,
a fuga do gás para atmosfera e a contaminação do solo pelo percolado. Em aterros de
resíduos os geossintéticos de maior interesse são os geotêxteis e as geomembranas. A
base do aterro sanitário deve ser constituída por um sistema de drenagem de efluentes
15
líquidos percolados
acima de uma camada impermeável de polietileno de alta
densidade - PEAD, sobre uma camada de solo compactado para evitar o vazamento de
material líquido para o solo, evitando assim a contaminação dos lençóis freáticos.
Dentre as diversas alternativas para o tratamento dos percolados, destacam-se a
recirculação, a evaporação e o transporte para o tratamento em estações de esgoto. A
recirculação é um procedimento de custo reduzido que é defendido por um grande
número de profissionais envolvidos em projetos, operação e monitoramento de aterros
sanitários. Neste processo, o percolado coletado pelo sistema de drenagem é reinserido
no próprio aterro, visando promover uma aceleração da decomposição dos resíduos
dispostos, bem como a redução da sua carga poluidora. O percolado obtido nas partes
mais antigas do aterro possui grande quantidade de microorganismos e é reintroduzido
principalmente nas partes mais novas, auxiliando o início ou a aceleração do processo
de biodegradação.
O interior do aterro sanitário deve possuir um sistema de drenagem de gases que
possibilite a coleta do biogás, que é constituído por metano, gás carbônico (CO2) e água
(vapor), entre outros, e é formado pela decomposição dos resíduos. Este efluente deve
ser queimado ou beneficiado. Os gases podem ser queimados na atmosfera ou
aproveitados para geração de energia. No caso de países em desenvolvimento, como o
Brasil, a utilização do biogás pode ter como recompensa financeira a compensação por
créditos de carbono ou Certificados de Redução de Emissões do Mecanismo de
Desenvolvimento Limpo (MDL), conforme previsto no Protocolo de Quioto. Isto já é
efetuado por diversos aterros sanitários no Brasil: Aterro de Nova Iguaçu, aterros
Bandeirantes e São João em São Paulo, Embralixo-Arauna em Bragança Paulista, entre
outros. Em abril de 2007 foi assinado um contrato para a realização do projeto "Biogás
Gramacho", cujo objetivo é a outorga de concessão para aproveitamento do biogás do
aterro de Gramacho por um período de 15 anos, de acordo com o MDL.
A cobertura do aterro sanitário é constituída por um sistema de drenagem de águas
pluviais, que não permita a infiltração de águas de chuva para o interior do aterro. A
resistência ao cisalhamento é uma importante propriedade geotécnica que deve ser
calculada para os aterros sanitários. Ainda na atualidade utilizam-se no Brasil
parâmetros da literatura internacional para avaliar o comportamento dessas estruturas,
embora os resíduos sejam diferentes na sua origem, estrutura, gravimetria dos
componentes etc.
16
A maior parte dos aterros sanitários recebe resíduos brutos, sem qualquer
processamento. A prática mais comum compreende o lançamento dos resíduos
recebidos e a compactação direta sem qualquer tratamento prévio. Em vários países é
comum o emprego de trituração prévia ou o enfardamento dos resíduos. Estas duas
alternativas permitem uma grande redução do volume dos resíduos, o que,
conseqüentemente, permite uma otimização geral de diversas técnicas e dispositivos,
destacando, entre outras as associadas à compactação mais eficiente dos resíduos
triturados e aos sistemas de drenagem de chorume e gases, de reaproveitamento do
biogás e de sistemas de cobertura, além da maior facilidade de tráfego sobre células já
concluídas (Nahas et al., 1996).
Um aterro sanitário deve possuir um sistema de monitoramento ambiental (topográfico
e hidrogeológico) e pátio de estocagem de materiais. Para aterros que recebem resíduos
de populações acima de 30 mil habitantes é desejável também muro ou cerca limítrofe,
sistema de controle de entrada de resíduos (balança rodoviária), guarita de entrada,
prédio administrativo, oficina e borracharia. Existem critérios de distância mínima de
um aterro sanitário e um curso de água, uma região populosa e assim por diante. No
Brasil, recomenda-se distância mínima de um aterro sanitário para um curso de água
deve ser de 400m. Do ponto de vista sanitário, embora apresente garantias razoáveis, o
aterro sanitário apresenta algumas desvantagens, tais como a necessidade de novos
locais para a disposição dos resíduos sólidos, à medida que os mais antigos se vão
esgotando. Numa perspectiva de médio e longo prazo este é um problema grave, pois
normalmente apenas um número reduzido de locais reúne todas as condições
necessárias para ser utilizado.
Quando atinge o limite de capacidade de armazenagem, o aterro tem que ser objeto de
um processo de monitoração especifico, e se reunidas as condições, pode se transformar
num espaço verde para lazer, eliminando assim o efeito estético negativo.
2.3. Sistema de cobertura de aterros.
O principal objetivo dos sistemas de cobertura para aterros de resíduos sólidos é formar
uma barreira física visando impedir a entrada de água da chuva no interior do aterro, o
que compromete a sua estabilidade física e provoca acréscimo na geração do percolado.
Além disso, é necessário precaver-se contra as falhas na superfície, promover a
resistência à erosão dos taludes, a qual compromete a estabilidade do sistema de
17
cobertura, controlar a combustão espontânea, reduzir a exalação de odores, evitar a
proliferação de vetores e pássaros e preservar a saúde humana e o meio ambiente. O
sistema de cobertura deve ser projetado de forma a atender também a utilização do
aterro após o seu fechamento.
O projeto do sistema de cobertura para aterros de resíduos sólidos varia em função do
local do aterro e de acordo com os resíduos a serem armazenados.
Cada camada do
sistema de cobertura possui características e funções específicas e os procedimentos
para a sua execução devem seguir um controle de qualidade para minimizar ou até
mesmo evitar as descontinuidades e defeitos da camada.
Durante a operação dos
aterros, após o espalhamento e a compactação dos resíduos, as camadas intermediárias
deverão ser executadas. Nessas camadas deve ser construído um sistema de drenos
secundários, o qual deve direcionar o percolado e parte do gás produzido para os
sistemas principais de coleta de percolados. A eficiência da camada de cobertura
influencia diretamente o processo de decomposição bioquímica dos resíduos, a geração
e as características físico-químicas do percolado e o controle de migração do gás para a
atmosfera (Ferreira, 2006).
Peyton e Schroeder (1998) relatam a importância do tipo de material de cobertura, já
que o seu coeficiente de permeabilidade influencia significativamente na drenagem e
acúmulo da água da chuva. O solo pode ser utilizado como camada de cobertura de um
aterro de resíduos sólidos e, para isso, deve-se levar em conta os aspectos geotécnicos e
os fatores que influenciam o crescimento de vegetação. As argilas, devido a sua baixa
permeabilidade, são o material mais empregado para a construção de sistemas de
cobertura em aterros de resíduos sólidos. Podem ser utilizados diversos tipos de argilas,
normalmente com condutividade hidráulica menor que 10-7 cm/s.
A camada de
cobertura deverá ser compactada para a obtenção de uma condutividade hidráulica
relativamente baixa (<10-5 ou <10-7 cm/s), de acordo com o seu objetivo (ALBRIGH et
al., 2004 apud Ferreira, 2006). A qualidade dos solos naturais utilizados como camada
de cobertura pode ser melhorada com a adição de alguns materiais, tais como bentonita
cinzas voláteis, entre outros. Também pode-se optar pelo uso de solos de baixa
permeabilidade conjuntamente com geomembranas, geotêxteis e outros.
Quando os aterros de resíduos sólidos estão com suas áreas de disposição totalmente
utilizadas, tendo ocupado todo o espaço físico previsto no projeto, existe a necessidade
da construção de um sistema de cobertura final para promover a separação física entre o
resíduo e o meio ambiente, controlando dessa forma a migração dos gases, visando à
18
proteção da saúde humana e reduzindo ou eliminado os riscos ambientais. Para isso
sempre deve haver uma manutenção desse sistema que garanta a sua durabilidade,
porém a longo prazo os seus custos devem diminuir.
O sistema de cobertura final dos aterros de resíduos sólidos deve garantir a estabilidade
física, química e biológica, condicionando-o à utilização futura. Este sistema é
constituído de várias camadas, geralmente construído de argila compactada,
geomembranas ou a combinação desses materiais (EPA, 2003).
Barros (2005) relata que para a confecção de um projeto do sistema de cobertura final
de aterros de resíduos devem ser considerados e avaliados vários fatores, dentre os quais
se destacam:
. O tipo e a classe de resíduo a ser coberto, ou seja, se ele é um resíduo sólido urbano,
um resíduo perigoso etc;
. O balanço hídrico do local onde está implantado o aterro, tendo em vista que quanto
maior o índice pluviométrico do local, menor deverá ser a permeabilidade do solo a ser
aplicado como cobertura, o que determina o tipo de material a ser utilizado;
. O clima do local que influencia diretamente não só na definição do tipo de solo a ser
utilizado na cobertura, como também no dimensionamento da espessura da camada da
cobertura;
. A erodibilidade e a resistência ao cisalhamento do solo que se pretende usar como
cobertura, de modo que a inclinação dos taludes proporcione segurança e estabilidade a
todo o sistema de cobertura final e que haja um sistema adequado de drenagem;
. A recuperação da área do aterro, o que pode ser realizado por meio de um sistema de
replantio.
Em regiões de clima árido e semi-árido, as coberturas finais devem possuir
configurações e especificações de solos diferentes das coberturas convencionais
construídas em aterros de regiões de clima úmido (Koerner e Daniel, 1997).
O
desempenho dos sistemas de cobertura em solo natural (argila) em regiões áridas fica
comprometido pela alta evaporação, a qual provoca o ressecamento do solo e a
19
formação de trincas. Por este motivo, deve-se utilizar o sistema de cobertura final com
uma barreira capilar (Dwyer, 2003 apud Ferreira, 2006).
O princípio físico das
barreiras capilares é baseado no fluxo não saturado entre solos de diferentes texturas,
ou seja, uma camada de solo fino sobre uma camada de granulação mais grosseira
(brita). A água infiltrada pela superfície não passa para a camada de solo mais grosso
até que a camada de solo fino esteja bem próxima da sua saturação, fazendo com que a
água fique armazenada na camada superior durante um período maior.
Podem existir três condições diferentes de cobertura final, as quais dependem do
propósito a ser atingido e do que for definido no projeto do sistema dessa cobertura, e
cujos objetivos são:
. Controlar a infiltração de água para o interior do aterro e minimizar a percolação,
. Regular a liberação dos gases de dentro do aterro e
. Prover a separação física entre o resíduo e o meio ambiente, visando a proteção da
saúde humana.
Conforme ilustrado na Figura 2.1, existem 6 ( seis) componentes básicos em um sistema de
cobertura final, que são:
Fonte: KOERNER e DANIEL (1997), apud Barros (2005).
Figura 2.1 – Camadas de um sistema de cobertura final
20
Os sistemas de cobertura final nem sempre necessitam de todos os componentes. A camada
de drenagem, por exemplo, pode não ser necessária em sistemas de cobertura final de
regiões áridas. Da mesma forma, a camada de coleta de gás pode ser exigida para algumas
coberturas, mas não para outras, dependendo do fato dos gases produzidos necessitarem ou
não de coleta e gerenciamento. Algumas camadas podem ser também combinadas. Por
exemplo, tem-se verificado que a camada de superfície pode ser combinada com a camada
de proteção, formando uma única camada. Da mesma forma, a camada de coleta de gás,
composta por solo granular, é freqüentemente combinada com a camada de base,
formando uma única camada (Koerner e Daniel, 1997).
As funções das camadas de um sistema de cobertura final se encontram resumidas
abaixo:
Camada superficial Î separar os componentes que se encontram abaixo da mesma do
meio ambiente.
Para esta camada são utilizados solos naturais (misturados ou não), cascalho, concreto
asfáltico e outros materiais, inclusive alguns materiais de demolição e construção. Uma
camada superficial construída com solos naturais proporciona suporte para o plantio de
vegetação.
Camada de proteção Î proteger as camadas do sistema de cobertura que se
encontram abaixo e armazenar a água que percola através da camada de superfície.
Caso o projeto do sistema de cobertura exija que a camada de superfície seja composta
de vegetação, a camada de proteção deve ser capaz de sustentar o crescimento das
espécies para minimizar a erosão.
Camada de drenagem Î reduzir a carga hidráulica (do líquido) na camada inferior
que funciona como barreira, minimizando assim a quantidade de água que infiltra para
as camadas inferiores, do resíduo ou do solo contaminado; drenar a água do solo acima,
permitindo absorver e reter a água adicional; e eliminar a poropressão na interface da
barreira subjacente.
Ao longo do tempo a camada de drenagem pode sofrer obstrução excessiva, tanto em
drenos de solos naturais como nos de geossintéticos. Este tipo de problema pode ser
21
prevenido e evitado com a incorporação de filtro de solo ou geotêxtil entre a camada de
drenagem e a camada superior.
Em regiões áridas, a necessidade e o projeto de uma camada de drenagem devem ser
baseados na freqüência e intensidade da precipitação e na capacidade de retenção das
outras camadas do sistema de cobertura. Para estes locais pode ser possível a construção
de uma camada de superfície e de proteção que absorverá a maioria, se não toda a
precipitação que infiltra nestas camadas, eliminando assim a necessidade da construção
de uma camada de drenagem.
Camada de barreira hidráulica ou de gás Î controlar o movimento de líquidos e/ou
gases.
Para a construção desta camada geralmente são utilizadas as seguintes categorias de
materiais:
. Geomembrana: É um polímero flexível, amplamente aplicado em obras geotécnicas,
de baixa permeabilidade e espessura fina. Requer cuidados na instalação, mas mantém
a sua resistência mecânica durante um longo período.
. Liner (revestimento) de argila geossintética (GCL): Produto fabricado com uma
camada de bentonita colocada entre geotêxteis ou adesivos unidos a uma geomembrana.
A bentonita é um componente de baixa condutividade hidráulica, sendo que o GCL
constituído por bentonita sódica apresenta uma condutividade hidráulica na ordem de
-9
-9
1.10 a 5.10 cm/s;
. Liner (revestimento) de argila compactada (CCL): Constituído primariamente de
solos naturais que são ricos em argila, embora possa conter materiais processados como
a bentonita.
Camada de coleta de gás Î diminuir a emissão de gases causadores do efeito estufa
para a atmosfera. O metano (CH4), principal componente dos gases da decomposição
do lixo, é 21 vezes mais prejudicial ao aquecimento do planeta do que o dióxido de
carbono (CO2).
22
Os materiais usados na construção da camada coletora de gás deverão ter especificações
similares aos materiais granulares usados na camada de drenagem ou similares aos
materiais geossintéticos de drenagem. Estes materiais deverão ser dispostos de tal
forma que facilitem a construção e a compactação.
Camada de base ou de fundação Î servir de base para as outras camadas que
compõem o sistema de cobertura final. Esta camada é construída imediatamente sobre
o resíduo.
O uso de vegetação sobre a camada de cobertura final reduz a erosão, pois ela aumenta
a evapotranspiração e diminui a quantidade de chuva que se infiltra, reduzindo assim a
quantidade do lixiviado gerado no aterro e o efeito da intensidade do vento. Além
disso, minimiza o impacto visual, restabelecendo a interação da área com o meio
ambiente local. A seleção das espécies de plantas a serem utilizadas na camada de
cobertura deve ser criteriosa. Arbustos e árvores são inadequados, devido a suas raízes
se estenderem a profundidades que normalmente invadem as camadas que se encontram
abaixo, penetrando na camada de drenagem.
Essa penetração forma caminhos
preferenciais de infiltração de água, podendo provocar trincamentos e comprometer o
sistema de cobertura final.
Segundo Koerner e Daniel (1997), existe uma variedade de solos que podem ser
utilizados como camada de cobertura e a escolha do tipo de solo a ser usado deve ser
precedida de uma avaliação dos solos existentes no local onde se pretende construir a
cobertura. Os solos de granulometria média têm em geral características melhores para
germinar sementes e para o desenvolvimento das raízes das plantas. Os solos de textura
fina, como as argilas, são freqüentemente férteis, podendo apresentar dificuldades em
períodos úmidos para o estabelecimento inicial da vegetação. Solos arenosos podem ser
um problema devido à baixa retenção de água e à perda de nutrientes por lixiviação.
Outros materiais, como os cascalhos, também podem ser usados como camada de
proteção, em aplicações especiais.
A presença de animais sobre o aterro, após o seu fechamento, também deve ser evitada,
pois os animais podem fazer buracos na superfície do solo, tornando essas áreas
caminhos preferenciais da água. Dependendo da profundidade desses buracos, uma
camada subseqüente pode ser exposta, danificando o sistema de camadas de cobertura.
23
2.4. Observação Meteorológica de Superfície.
Consiste na medição ou determinação de todos os elementos que, em seu conjunto,
representem as condições meteorológicas num dado momento e em determinado lugar,
utilizando instrumental adequado e valendo-se do sentido da visão. As observações
realizadas de forma sistemática, uniforme, ininterrupta e em horas estabelecidas,
permitem conhecer as características e variações dos elementos atmosféricos, os quais
constituem os dados básicos para informar o tempo que está ocorrendo nas diferentes
estações meteorológicas, possibilitando a confecção de cartas sinóticas utilizadas para a
previsão do tempo, a alimentação dos diversos modelos numéricos, a obtenção de séries
climatológicas, dentre outras. Devido a sua importânca é importante que as observações
meteorológicas sejam feitas com o máximo de precisão e honestidade (INMET, 1999).
De acordo com Vianello e Alves (2002), as observações meteorológicas de superfície
são procedimentos sistemáticos e padronizados pela OMM no que diz respeito aos tipos
de equipamentos, ao manuseio, às técnicas de calibração e aferição, aos ajustes, às
correções, às estimativas, aos horários em que são realizadas, ao tratamento e à
transmissão dos dados, e ao uso operacional. Tais medidas visam à obtenção de
informações qualitativas e quantitativas referentes aos parâmetros meteorológicos
capazes de serem comparadas e de caracterizarem plenamente o estado instantâneo da
atmosfera. Os dados meteorológicos podem ser obtidos, mediante leituras ou registros
contínuos,
diretamente
dos
instrumentos
(temperatura,
pressão
atmosférica,
precipitação, direção e velocidade do vento etc) ou identificados pelo próprio
observador (quantidade, tipo e altura de nuvens, visibilidade etc), que deve ser um
profissional bem preparado. Outros dados são estimados ou derivados dos primeiros
(temperatura do ponto de orvalho, pressão ao nível do mar etc).
As observações meteorológicas são realizadas em estações meteorológicas, que são
locais tecnicamente escolhidos e preparados para tais fins.
2.5. Estação Meteorológica de Superfície.
É o local onde é feita a avaliação de um ou de diversos elementos meteorológicos.
Deve ser localizada de maneira a fornecer dados meteorológicos representativos da área
na qual está situada. A fim de que as observações feitas em diferentes estações possam
ser comparáveis, a exposição dos instrumentos deve ser semelhante. Uma área de
24
terreno cercada, plana, de fácil acesso e coberta com grama sempre aparada, é
satisfatória para os instrumentos externos, contanto que estejam convenientemente
localizados. Os instrumentos devem estar longe da influência imediata de árvores e de
construções que possam projetar sombra na área da estação ou interferir nas condições
atmosféricas locais, e numa posição que garanta uma representação correta das
condições do meio ambiente.
A estação não deve, tanto quanto possível, estar
localizada sobre ou próximo às margens de rios, ladeiras, cordilheiras, penhascos ou
pequenos vales. É importante também que a área seja bem exposta, tendo longos
horizontes, especialmente nos sentido leste-oeste.
Há dois tipos de Estações Meteorológicas de Superfície: As Estações Meteorológicas
Convencionais e as Estações Meteorológicas Automáticas.
2.5.1. Estações Meteorológicas Convencionais.
Exigem a presença diária do observador meteorológico para coleta de dados, elas se
dividem em classes de acordo com o número de elementos observados. As de primeira
classe são aquelas que medem todos os elementos do clima, as de segunda classe são as
que não realizam as medidas de pressão atmosférica, radiação solar e vento e as de
terceira classe medem a temperatura máxima, a mínima e a chuva, também conhecidas
como termo-pluviométricas.
Segundo Vianello e Alves (2002), as Estações Meteorológicas Convencionais,
dependendo das suas finalidades, são classificadas em: Estações Sinóticas, Estações
Climatológicas, Estações Agrometeorológicas, Estações Meteorológicas Aeronáuticas e
Estações Especiais.
Estações Sinóticas Î são aquelas em que se realizam observações para fins de
previsão do tempo em horários padronizados internacionalmente. Emprega-se o Tempo
Médio de Greenwich ou “tempo universal”. A hora legal de Brasília é atrasada 3 horas
sobre o tempo universal. Podem se localizar sobre o continente (superfície ou ar
superior, estas últimas denominadas de Estações de Sondagem Atmosférica) ou sobre o
oceano (em navios).
Estações Climatológicas Î são usadas, em geral, para fins climatológicos, mas suas
observações podem ser utilizadas também para fins de previsão do tempo, quando
25
realizadas nos horários TMG. As instalações são rigorosamente padronizadas
(orientação do cercado, cor da pintura do abrigo, dimensões, piso etc) a fim de evitar
influências anômalas nas medições. Podem ser Principais ou Ordinárias:
. Estações Climatológicas Principais: São as que medem, pelo menos três vezes ao
dia, todos os elementos meteorológicos necessários aos estudos climatológicos e
sinóticos. Essas estações realizam obrigatoriamente observações às 12:00, 18:00 e
24:00 TMG. Possuem um abrigo termométrico, termômetro de máxima, termômetro de
mínima, psicrômetro, ventilador ou aspirador para psicrômetro, pluviômetro, barômetro,
catavento, anemômetro e/ou anemógrafo, evaporímetro de Piche, barógrafo, termógrafo
ou termohigrógrafo, higrógrafo, pluviógrafo, heliógrafo e termômetros de solo (INMET,
1999).
. Estações Climatológicas Ordinárias: São mais simplificadas e em geral constituídas
apenas de um abrigo meteorológico de menor porte e de sensores para medir a
temperatura e a chuva, além de possibilitar observações visuais locais que caracterizam
o tempo passado e o tempo presente.
Estações Agrometeorológicas Î Realizam observações meteorológicas e fenológicas
para relacionar os elementos meteorológicos às atividades agrícolas.
Estações Meteorológicas Aeronáuticas Î Coletam, processam e registram
informações meteorológicas de superfície e altitude para fins aeronáuticos e sinóticos.
Fazem parte da rede básica da OMM, quando equipadas apropriadamente.
Estações Especiais Î Todas as demais estações com qualidades distintas enquadramse como tais. Como exemplo, é possível citar: Estações Micrometeorológicas, Estações
Ozonométricas, Estações de Radar, Estações de Recepção de Informações (imagens e
dados) de Satélites etc.
2.5.2. Estações Meteorológicas Automáticas.
Nesse tipo de estação a coleta de dados é totalmente automatizada. Os sensores operam
com princípios que permitem a emissão de sinais elétricos, que são captados por um
26
sistema de aquisição de dados, possibilitando que o armazenamento e o processamento
dos dados sejam informatizados. Apresenta como principal vantagem o registro
contínuo dos elementos, com saídas dos dados em intervalos que o usuário programar.
2.6. Elementos do Clima.
Segundo Vianello e Alves (2002), são as grandezas meteorológicas que comunicam ao
meio atmosférico suas propriedades e características peculiares.
Os principais
elementos são:
2.6.1. Temperatura do ar.
Como a maioria dos gases, o ar não é um bom condutor de calor e tarda muito a
alcançar o equilíbrio térmico com os demais corpos com os quais se acha em contato.
Nas camadas de ar adjacentes ao solo é que se verificam as variações mais rápidas dos
valores de temperatura do ar e a partir de determinada altitude (correspondente à
superfície de 850 hPa) é que se verifica um decréscimo mais ou menos regular.
A distribuição de temperatura no planeta é influenciada por diversos fatores, tais como a
latitude, a distribuição dos continentes e mares, as correntes marítimas, os ventos
predominantes e pela ação das massas de ar.
2.6.1.1. Temperatura como função da latitude.
A temperatura do ar é controlada principalmente pela radiação solar e a sua distribuição
depende da latitude. Cidades na mesma latitude estão à mesma distância do equador e
tendem a ter a mesma temperatura, mas a temperatura depende de outros fatores
também, como por exemplo, a altitude.
A oscilação diurna da temperatura varia notavelmente de amplitude segundo as
condições locais e a época do ano, de tal forma que se considera a referida amplitude
como um dos índices climatológicos mais significativos.
2.6.1.2. Variação anual da temperatura.
As variações médias anuais são muito maiores sobre os interiores continentais e bem
menores sobre os oceanos situados nas mesmas latitudes. Quanto aos hemisférios, a
27
variação da temperatura é menor no hemisfério sul do que no norte porque neste
predominam os continentes.
2.6.2. Pressão atmosférica.
A pressão atmosférica é o elemento mais importante no estudo e pesquisa das condições
físicas da atmosfera, pois é o único que permite a análise direta dessas condições físicas
e nos leva à previsão da evolução das mesmas. O campo bárico da atmosfera é
analisado ao nível do mar e as variações horizontais da pressão atmosférica revelam,
através da análise, os sistemas ou centros de pressão que compõem, no todo, esse campo
bárico. A análise do campo bárico ao nível do mar permite a exata visualização do
comportamento físico da atmosfera, através das flutuações e deslocamentos dos
diferentes sistemas de pressão, representados num único plano. Há duas naturezas de
sistemas de pressão:
. Centros de altas pressões: Apresentam pressões mais elevadas no seu centro e
pressões diminuindo gradativamente para a periferia;
. Centros de baixas pressões: Apresentam pressões mais baixas no seu centro e
pressões aumentando gradativamente para a periferia.
2.6.3. Precipitação.
A precipitação é definida como conjunto de partículas líquidas ou sólidas que caem das
nuvens (chuva, chuvisco, granizo e neve), conjunto de partículas em suspensão na
atmosfera (nevoeiro e bruma) e como partículas que se depositam (geada e orvalho)
(INMET, 1999). Para as condições climáticas do Brasil, a chuva é a precipitação mais
significativa em termos de volume.
A precipitação é o elemento alimentador da fase terrestre do ciclo hidrológico e
constitui, portanto, fator importante para os processos de escoamento superficial direto,
infiltração, evaporação, evapotranspiração, recarga de aqüíferos e vazão dos rios. A
precipitação sempre equilibra a evaporação em termos globais, a fim de manter
harmônico o equilíbrio hidrológico. Tipos de precipitação:
28
. Convectiva: É resultante da ascensão do ar úmido por aquecimento local;
. Orográfica: É resultante do levantamento forçado do ar úmido ao cruzar uma região
montanhosa e constitui um tipo com maiores totais anuais;
. Frontal: É resultante dos deslocamentos das massas de ar.
A Tabela 2.4 mostra a intensidade da precipitação (chuvisco e chuva), que é o volume
de água que cai na unidade de tempo.
Tabela 2.4 - Intensidade da precipitação.
CHUVISCO
INTENSIDADE
CHUVA
INTENSIDADE
FRACO
até 0,3 mm/h
FRACA
1,1 a 5,0 mm/h
MODERADO
0,3 a 0,5 mm/h
MODERADA
5,1 a 60,0 mm/h
FORTE
0,5 a 1,0 mm/h
FORTE
acima de 60,0 mm/h
Fonte: Adaptado de INMET (1999).
2.6.3.1. Precipitação anual.
Três fatores determinam a precipitação anual: Latitude, relevo e posição relativa do
continente.
A distribuição da precipitação é irregular: Próximo ao equador as chuvas são mais
intensas, sofrendo uma diminuição gradativa a medida que as latitudes aumentam. Nas
faixas onde a circulação atmosférica é caracterizada por ascensão do ar, registram-se
grandes totais anuais de chuvas e nas faixas de predominância de subsidência tais
valores são menores.
2.6.3.2. Variação da precipitação com o oceano.
A precipitação sobre o oceano é mais alta do que sobre o continente. Sobre as ilhas a
precipitação é maior do que sobre o oceano devido aos efeitos orográficos e
convectivos.
29
2.6.4. Umidade do ar.
A umidade do ar ou atmosférica é a quantidade de vapor d’água que a atmosfera contém
em um determinado momento e num determinado lugar. O vapor d’água contribui para
o aquecimento e resfriamento da superfície do globo e está diretamente relacionado com
a distribuição e extensão da precipitação sobre a Terra.
2.6.5. Evaporação.
O regime de evaporação pode ser aproximadamente paralelo ao regime de temperatura,
com máximo de evaporação durante o dia e mínimo à noite.
Fatores que afetam a evaporação de qualquer corpo da superfície:
. Radiação total, solar e terrestre;
. Temperatura do ar e da superfície de evaporação;
. Velocidade do vento;
. Umidade relativa do ar;
. Pressão atmosférica;
. Natureza da superfície;
. Total de umidade na superfície disponível para evaporação.
A evaporação nas superfícies líquidas também será afetada pela presença de impurezas
ou de vegetação, já que deve ser levado em conta o estado da superfície adjacente e o
caráter da superfície líquida. A evaporação do solo depende de outros fatores além das
condições meteorológicas. Estes incluem o teor de umidade, propriedades físicas e
composição química do solo, bem como a profundidade do nível do lençol d`água
(INMET, 1999).
2.6.6. Radiação solar.
A radiação solar incidente no topo da atmosfera terrestre varia basicamente com a
latitude e o tempo, a qual, ao atravessar a atmosfera, interage com seus constituintes.
Parte dessa radiação que é espalhada em outras direções é especificada de radiação solar
30
difusa, a outra parte, que chega diretamente à superfície do solo, é denominada de
radiação solar direta. Somando a radiação difusa com a direta obtém-se a radiação solar
global.
2.6.7. Nebulosidade.
A quantidade e a altura da base das nuvens em relação ao solo é um elemento climático
bastante usado. Durante o dia, a nebulosidade intervém refletindo, absorvendo ou
difundindo a radiação solar que recebe, diminuindo assim o aquecimento da superfície.
À noite serve de manto térmico evitando as perdas de calor terrestre pela radiação
noturna.
2.6.8. Vento.
O vento é simplesmente o ar em movimento, que se processa tanto no sentido horizontal
quanto na vertical. Na prática, a velocidade e a direção do vento são medidas no sentido
horizontal do movimento do ar. O vento sopra de acordo com as diferenças de pressão,
das altas para as áreas de baixa pressão. Do ponto de vista climatológico, o vento tem
grande importância como agente transportador de calor e umidade de uma região a
outra, redistribuindo as massas de ar e influenciando os regimes pluviométricos.
A Tabela 2.5 apresenta a Escala Beaufort, inventada por Sir Francis Beaufort (17771857), hidrógrafo da Marinha Real Britânica. É um sistema para calcular e informar a
velocidade do vento, baseado na Força ou Número de Beaufort, utilizando a equação
2.1:
U = 1,87 . B 3/2
(2.1)
Onde:
U = velocidade do vento em milhas náuticas por segundo
B = número Beaufort
Algumas organizações como da Comissão da Marinha Meteorológica e a Organização
Meteorológica Mundial, providenciaram uma tabela com os valores de Beaufort
correspondendo ao aspecto do mar e aos efeitos visíveis em terra.
31
Tabela 2.5 - Escala Beaufort.
For-
Designação
m/s
km/h
nós
Aspecto do mar
Efeitos em terra
ça
0
calma
0 - 0,5
1
Aragem
0,6 -
2
brisa fraca
4
brisa
moderada
6
7
7- 12
3,4 5,2
13 18
5,3 7,4
19 26
7,5 9,8
27 35
9,9 12,4
36 44
12,5 15,2
45 54
15,3 18,2
55 65
18,3 21,5
66 77
21,6 25,1
78 90
26,2 29
91 104
30 - ...
105 ...
vento forte
9
ventania
forte
tempestade
tempestade
violenta
12
1,8 3,3
vento fresco
ventania
11
2-6
brisa forte
8
10
1,7
brisa leve
3
5
0-1
furacão
A fumaça sobe
verticalmente.
A direção da aragem é
Mar encrespado com pequenas
indicada pela fumaça,
2 - 3 rugas, com a aparência de
mas a grimpa ainda não
escamas.
reage.
Sente-se o vento no
Ligeiras ondulações de 30 cm (1 rosto, movem-se as
folhas das árvores e a
4 - 6 pé), com cristas, mas sem
grimpa começa a
arrebentação.
funcionar
As folhas das árvores se
Grandes ondulações de 60 cm
7 - 10 com princípio de arrebentação. agitam e as bandeiras se
desfraldam.
Alguns "carneiros".
Poeira e pequenos papéis
Pequenas vagas, mais longas de
soltos são levantados.
11 1,5 m, com freqüentes
Movem-se os galhos das
16
"carneiros".
árvores.
Vagas moderadas de forma
Movem-se as pequenas
17 - longa e uns 2,4 m. Muitos
árvores. A água começa
21
"carneiros". Possibilidade de
a ondular.
alguns borrifos.
Assobios na fiação aérea.
Grandes vagas de até 3,6 m.
Movem-se os maiores
22 Muitas cristas brancas.
galhos das árvores.
27
Probabilidade de borrifos.
Guarda-chuva usado
com dificuldade.
Mar grosso. Vagas de até 4,8 m
Movem-se as grandes
28 - de altura. Espuma branca de
árvores. É difícil andar
arrebentação; o vento arranca
33
contra o vento.
laivos de espuma.
Vagalhões regulares de 6 a 7,5m Quebram-se os galhos
34 das árvores. É difícil
de altura. Faixas com espuma
40
andar contra o vento.
branca e fraca arrebentação.
Vagalhões de 7,5 m com faixas Danos nas partes
41 - de espuma densa. O mar rola. O salientes das árvores.
47
borrifo começa afetar a
Impossível andar contra
visibilidade.
o vento.
Grandes vagalhões de 9 a 12m.
O vento arranca as faixas de
Arranca árvores e causa
48 espuma; a superfície do mar fica danos na estrutura dos
55
toda branca. A visibilidade é
prédios.
afetada.
Vagalhões excepcionalmente
grandes, de até 13,5 m. a
Muito raramente
26,2 visibilidade é muito afetada.
observado em terra.
29
Navios de tamanho médio
somem no cavado das ondas.
Mar todo de espuma. Espuma e
30 - respingos saturam o ar. A
Grandes estragos.
visibilidade é seriamente
...
afetada.
0-1
Espelhado.
Fonte: LAMMA.
32
A direção do vento é definida como a direção de onde ele sopra. É expressa em graus,
medidos no sentido dos ponteiros do relógio, a partir do norte geográfico (norte
verdadeiro), conforme é mostrado na Tabela 2.6.
Tabela 2.6 – Representação da direção do vento.
Direção
Abreviatura Direção em graus
Norte
N
360,0
Norte-nordeste NNE
22,5
Nordeste
NE
45,0
Este-nordeste
ENE
67,5
Este
E
90,0
Este-sudeste
ESE
112,5
Sudeste
SE
135,0
Sul-sudeste
SSE
157,5
Sul
S
180,0
Sul-sudoeste
SSW
202,5
Sudoeste
SW
225,0
Oeste-sudoeste WSW
247,5
Oeste
270,0
W
Oeste-noroeste WNW
292,5
Noroeste
315,0
NW
Norte-noroeste NNW
337,5
Fonte: Adaptado de INMET (1999).
Em informações climatológicas usa-se a Rosa dos Ventos com oito pontos de direção.
A figura da Rosa dos Ventos, desenvolvida por antigos astrônomos e navegadores,
indica os principais rumos ou direções determinadas pelos pontos cardeais. Cada
quadrante da Rosa dos Ventos corresponde a 90o. Padronizou-se o norte ser 0o, o leste
90o, o sul 180o e o oeste 270o.
2.7. Fatores climáticos.
33
O regime normal de cada um dos elementos climáticos estudados determina o clima de
uma região. As manifestações características dos elementos do clima se apresentam em
combinações determinadas e o conjunto delas nos permite definir as características
básicas dos climas das diferentes regiões do globo. Os elementos climáticos variam no
tempo e no espaço e são influenciados por certos fatores, chamados fatores climáticos.
Em escala regional ou local, os mais importantes fatores que governam o clima de uma
região são os seguintes: Latitude, disposição dos continentes e mares, altitude, relevo,
tipo do solo e correntes marítimas (Blair e Fite, 1964).
2.7.1. Latitude.
Influi na distribuição da temperatura. A Terra é iluminada pelos raios solares com
diferentes inclinações. Quanto mais longe do equador, menor a temperatura porque a
incidência da luz solar é menor. Esse fenômeno decorre da curvatura do planeta Terra
que faz com que diminua a incidência de radiação solar com o aumento da latitude.
2.7.2. Disposição dos continentes e mares.
Altera a distribuição da temperatura, afetando a distribuição das pressões e,
conseqüentemente o regime de ventos. Os oceanos demoram a se aquecer, enquanto os
continentes se aquecem rapidamente. Por outro lado, ao contrário dos continentes, a
água demora irradiar a energia absorvida. Sendo assim, o hemisfério norte tem invernos
mais rigorosos e verões mais quentes, devido à quantidade de terras emersas ser maior,
ou seja, boa parte deste hemisfério sofre influência da continentalidade.
2.7.3. Altitude.
Provoca variação imediata dos elementos meteorológicos. À medida que aumenta a
altitude, menor será a temperatura porque a concentração dos gases e da umidade é
menor e o ar se torna rarefeito, o que vai reduzir a retenção de calor nas camadas mais
elevada da atmosfera.
2.7.4. Relevo.
34
Modifica consideravelmente o regime de ventos e, em conseqüência, o da chuva. Além
disso, pode facilitar ou dificultar as circulações das massas de ar, influindo na
temperatura.
2.7.5. Tipo do solo.
Influi na distribuição da temperatura, chuva e vegetação.
incidência total dos raios solares na superfície.
A vegetação impede a
Quando há desmatamento ocorre
diminuição das chuvas, visto que a umidade diminui, e há um aumento da temperatura
na região.
2.7.6. Correntes marítimas.
As correntes marítimas têm suas próprias condições de temperatura e pressão e se
movimentam por todos os oceanos do mundo, transportando calor, alterando a
distribuição das temperaturas e apresentando influência direta no clima.
2.8. Aspectos Climáticos dos aterros sanitários.
Antes da construção de um aterro sanitário deve-se fazer um levantamento das condições
meteorológicas predominantes ao longo das estações do ano e efetuar uma análise
integrada dos aspectos do clima e sua influência na produção de chorume e odor. Estas
informações servem de parâmetro para que, após a instalação do aterro, haja um melhor
acompanhamento e controle da produção do percolado e dos gases, evitando-se possíveis
contaminações do solo e de águas superficiais e subterrâneas.
O regime de chuva na área dos aterros sanitários é de extrema importância. A
precipitação influencia a quantidade e a qualidade do percolado, além de provocar a
entrada do oxigênio dissolvido na água, o que favorece a degradação do material orgânico
presente nos resíduos sólidos urbanos (Calle, 2007). Nos meses de alto índice
pluviométrico observa-se um aumento considerável na quantidade dos líquidos
percolados, sendo a água infiltrada o principal fator (Paes, 2004).
Em regiões onde ocorre muita precipitação pluviométrica, pode ocorrer a paralisação da
operação do aterro e o aumento na geração dos percolados. Em regiões de pouca
35
precipitação, onde o balanço hídrico é negativo, como as regiões semi-áridas, a geração
de percolados é significativamente menor, ou quase inexistente, em grande parte do ano.
A classificação de um aterro sanitário como molhado ou seco é função principalmente
da quantidade de precipitação que se infiltra na massa de lixo e se baseia na média anual
das precipitações.
Aterros situados em áreas com menos de 500 mm/ano são
classificados como locais relativamente secos, mais de 500 mm/ano e menos do que
1000 mm/ano, como locais relativamente molhados, e aterros situados em áreas com
mais de 1000 mm/ano, como locais molhados. A precipitação pluviométrica é de
fundamental importância também para a análise do comportamento geomecânico e
ambiental dos aterros.
O regime de ventos é um aspecto climático dos mais importantes e menos estudados.
Está relacionado com a dispersão do lixo depositado nas células antes delas serem
cobertas, bem como com a propagação de odores na área do aterro.
2.9. Balanço hídrico.
O Balanço Hídrico Climático foi introduzido primeiramente por Thornthwaite em
1948 para a quantificação e estudo do fator hídrico. Em um determinado volume de
solo em estudo, pode-se contabilizar a variação de água em um determinado espaço de
tempo. O balanço entre o volume da água que entrou e o que saiu num determinado
volume, denominado volume de controle, representa a variação do armazenamento da
água nesse volume. No estudo do clima de determinada região, o limite do volume a ser
considerado está normalmente definido pelo maior alcance do sistema radicular das
plantas predominantes naquele solo representativo da região na qual deve estar
localizado o ponto de coleta dos elementos climáticos, especialmente a chuva. Pode-se
dizer então, que o Balanço Hídrico Climático é a contabilização da água no solo
representativo da região. Esse método é considerado simples, prático e fisicamente
consistente. Foi introduzido por Thornthwaite como recurso para superar as limitações
da classificação climática proposta por Wladimir Köppen em 1901, que até então se
baseava exclusivamente na vegetação natural como a melhor expressão da totalidade do
clima.
Na classificação climática de Thornthwaite, a planta não é vista como um instrumento
de integração dos elementos climáticos, e sim, como um meio físico pelo qual é
possível transportar água do solo para a atmosfera. Dessa forma, um tipo de clima é
36
definido como seco ou úmido relacionado às necessidades hídricas das plantas, ou seja,
dependente de um balanço hídrico.
O conceito de balanço hídrico (Thornthwaite, 1948) avalia o solo como um reservatório
fixo no qual a água armazenada até o máximo da capacidade de campo, que é a
capacidade máxima que um solo tem de reter água em seus capilares contra a ação da
gravidade, somente será removida pela ação das plantas.
As deficiências e os excedentes de água ao longo de um ano, que são caracterizados por
meio do balanço hídrico, podem influenciar o clima de determinada região alterando as
suas condições de umidade. No caso das plantas, o excesso de água no período chuvoso
em grande parte não resolve a deficiência hídrica no período de estiagem, mas pode
amenizar tal situação principalmente para as plantas que possuem um sistema radicular
grande e profundo. Essa relação, positiva ou negativa, de acordo com Thornthwaite,
deveria ser representada por um Índice de Umidade. Com base na definição de que o
excesso de água de 6 polegadas (152 mm) em uma estação do ano compensaria uma
deficiência de 10 polegadas (254 mm) em outra estação, Thornthwaite propôs ainda o
Índice Hídrico e o Índice de Aridez, os quais caracterizariam a subdivisão dos tipos
climáticos baseados no Índice de Umidade (ABAG/RP).
O método descrito acima foi aperfeiçoado por Thornthwaite e Mather em 1955. A
capacidade de campo e a taxa de utilização da umidade do solo para a evapotranspiração
passaram a depender da profundidade, do tipo e da estrutura do solo. A profundidade
do solo pode variar de poucos milímetros, em solos arenosos rasos, a cerca de 300 mm,
em solos siltosos profundos. Em solos arenosos, as plantas podem posuir raízes mais
profundas que em solos argilosos e siltosos; conseqüentemente, deve haver alguma
compensação.
Por outro lado, existem na natureza consideráveis variações na
capacidade de armazenamento d´água pelos solos.
Por tudo isso, definiu-se a
capacidade de água disponível (CAD) que é calculada a partir das propriedades físicas
do solo, utilizando valores da capacidade de campo, densidade aparente ou global, e
ponto de murcha permanente, e da profundidade efetiva das raízes. O ponto de murcha
permanente, é o teor de água de um solo no qual as folhas de uma planta que nele cresce
atingem, pela primeira vez, um murchamento irrecuperável. Caso não se tenham
informações, são utilizados critérios práticos, onde solos arenosos apresentam 60 mm de
água disponível por metro de solo explorado pelas raízes, solos com textura média, 140
mm/m e solos com textura argilosa, 200 mm/m (Pereira, 2002). Para fins de
classificação climática utiliza-se o valor de CAD igual a 100 mm
37
Outra modificação substancial proposta por Thornthwaite e Mather diz respeito ao
comportamento da evapotranspiração real à proporção que o solo vai perdendo água.
Esses autores sugeriram um declínio linear da evapotranspiração com o aumento da
tensão d´água no solo.
Além disso, eles propuseram uma relação exponencial,
envolvendo os seguintes parâmetros: armazenamento d´água no solo ao longo do ano,
capacidade de água disponível e perda d´água acumulada, apresentada na equação 2.2:
S = F . e (A/F)
(2.2)
Onde:
S = armazenamento (ARM) ao longo do ano;
A = perda d´água acumulada ou negativo acumulado
F = capacidade de água disponível (CAD).
Algumas definições, segundo Alfonsi et al. (1995):
. Evapotranspiração real ou efetiva: quantidade de água que nas condições reais é
evaporada do solo e transpirada pelas plantas nas condições atuais dos parâmetros
meteorológicos, umidade do solo e condições da cultura. É o processo de transferência
de vapor onde o solo não está totalmente coberto e nem na capacidade de campo. Além
dos fatores meteorológicos que condicionam a evapotranspiração, tais como a radiação
solar, o vento, a temperatura do ar e o déficit da pressão de vapor, a evapotranspiração
real é grandemente afetada pelo tipo de cultura, porcentagem de cobertura do solo e
disponibilidade de água no solo.
. Evapotranspiração potencial: máxima capacidade de água capaz de ser perdida
como vapor, em uma dada condição climática, por um meio contínuo de vegetação, que
cobre toda a superfície do solo estando este na capacidade de campo ou acima desta.
Desta maneira, inclui a evaporação do solo e a transpiração de uma vegetação de uma
região específica em um dado intervalo de tempo.
. Excedente hídrico: diferença entre a precipitação e a evapotranspiração potencial,
quando o solo atinge a sua capacidade máxima de retenção de água.
. Deficiência hídrica: diferença entre a evapotranspiração potencial e a real.
Nos aterros sanitários, uma forma tradicional de se analisar a presença de água no solo
é através do cálculo do balanço hídrico que, tanto para o estudo do solo quanto da água,
38
é baseado na relação existente entre a precipitação, a evapotranspiração, o escoamento
superficial e a capacidade de armazenamento de água no solo, cujas contribuições são
resumidas abaixo:
Precipitação Î representa a recarga de água no sistema e é o fator que mais influencia
no cálculo do balanço hídrico. Pode ser determinada de forma relativamente precisa,
mas os dados devem ser obtidos no próprio local onde se encontra o aterro, pois
variações, mesmo que em pequenas distâncias, podem conduzir a valores diferentes de
precipitação;
Evapotranspiração Î processo de transporte da água de uma superfície vegetada, na
forma de vapor, para a atmosfera, através dos mecanismos combinados de evaporação
do solo e transpiração das plantas. A evaporação de superfícies cobertas por resíduos
sólidos não pode ser medida diretamente, mas pode ser estimada com a aplicação de
equações empíricas;
Escoamento superficial Î em áreas cobertas com lixo fresco, só ocorrerá escoamento
superficial (runoff) em caso de chuva forte e/ou nas encostas. Em áreas cobertas com
solo, o escoamento superficial depende de suas características. Caso haja erosão do
material, haverá maior infiltração, que pode levar a problemas de estabilidade da massa
de lixo;
Capacidade de armazenamento/retenção Î armazenamento representa a quantidade
de água que pode ficar retida no solo e nos resíduos, no caso dos aterros sanitários,
podendo ser caracterizado como a capacidade de campo. Já a retenção é caracterizada
como o retardo na percolação do lixiviado através da massa. De forma prática, pode-se
dizer que ambos se referem à capacidade de armazenamento da massa de lixo que
depende da porosidade dessa massa, da quantidade de água presente no momento da
disposição, da altura e da idade do aterro.
No balanço hídrico, a mais importante fonte de entrada de água no sistema se dá através
da face superior do aterro, através da percolação pela camada de cobertura. Por esse
motivo, é de extrema importância o conhecimento do regime de chuvas na área do
aterro. O solo, por ser um meio poroso, absorve a água da chuva que caiu sobre ele até
39
que as camadas superiores atinjam a saturação. A partir desse momento, o excesso não
infiltrado começa a escoar pela superfície. A água infiltrada no solo sofre a ação da
capilaridade e da gravidade, prosseguindo seu caminho até atingir a massa de resíduos,
umedecendo-a de cima para baixo, alterando, assim, o perfil de umidade da célula.
Mesmo após o encerramento da chuva, ainda há movimentação de água no interior da
célula (IPT/CEMPRE, 2000 apud Huse, 2007).
Nos aterros brasileiros a precipitação é a forma principal de entrada de água. Por esse
motivo, é necessário o projeto e a construção de barreira efetiva, de vida útil longa, na
superfície desses empreendimentos.
O balanço hídrico é um sistema contábil de monitoramento da água do solo que permite
estimar o percolado gerado em aterros de resíduos sólidos num fluxo unidimensional e
origina-se da aplicação do princípio de conservação de massa para a água num volume
de solo. Para a conservação de massa, a quantidade de água que entra na camada de
cobertura deve ser igual à quantidade que sai mais o montante de água que ficou
armazenado. Logo, o princípio da conservação de massa é a base para o balanço hídrico
(Koerner e Daniel, 1997).
Para a avaliação do movimento da água através dos aterros sanitários são consideradas a
intensidade dos processos climatológicos e hidrológicos, as propriedades dos materiais
envolvidos, as características do projeto e a operação do aterro, conforme ilustra a
Figura 2.2.
Precipitação (P)
Evapotranspiração(ET)
Run-off (R)
(R)
Infiltração
Umidade dos resíduos (UL)
Percolação
(I)
Infiltração de água subterrânea(I)
Fonte: FARQUHAR (1989)
Figura 2.2 – Balanço Hídrico de um aterro sanitário
40
O balanço hídrico deve ser feito com freqüência, se possível mensal, para se identificar
os períodos em que há aumento de umidade. Mesmo que os aterros estejam situados em
áreas com déficit anual de chuva, podem produzir percolado em meses chuvosos.
2.9.1. Estimativa de percolados através de métodos empíricos.
Alguns métodos fundamentados em equações empíricas, ou seja, que se baseiam
somente na experiência ou observação, sem levar em consideração teorias ou métodos
científicos, são utilizados para estimar a quantidade de percolados em aterros de
resíduos sólidos. Dentre os métodos mais utilizados estão o Suíço, pela sua simplicidade
de cálculo e o do Balanço Hídrico, que se baseia numa metodologia mais sofisticada
que analisa cada componente do balanço hídrico de um aterro. Esses métodos, bem
como o Racional e o da Capacidade de Campo, serão descritos abaixo.
2.9.1.1. Método Suíço.
Barros (2004) relata que foi estabelecida, na Suíça, uma sistemática empírica para a
determinação da vazão de percolado, denominada Método Suíço. Neste método, estimase que uma certa porcentagem da precipitação infiltra nos resíduos, atinge a camada de
impermeabilização na base da plataforma e, conseqüentemente deve ser drenada. Esta
porcentagem é, normalmente, estipulada em função do peso específico dos resíduos
dispostos no aterro e da experiência do projetista.
Este método tem uma formulação simplificada, visto que a produção do percolado é
função apenas da precipitação sobre a cobertura e do grau de compactação dos resíduos,
onde estão embutidas todas as perdas de água, não considerando a evapotranspiração
potencial, conforme descrito por Lins (2003).
O cálculo da vazão média pode ser expresso pela equação 2.3:
Q=P.A.K
(2.3)
t
Onde:
Q = vazão média de líquido percolado (l/s);
41
P = precipitação anual média (mm);
A = área do aterro (m2);
t = número de segundos em um ano;
K = coeficiente dependente do grau de compactação dos resíduos sólidos urbanos.
Valores do coeficiente K para a aplicação do Método Suíço (Rocca, 1981 apud Lins,
2003):
de 0,15 a 0,25 Î Aterro fortemente compactado em que o peso específico dos
resíduos sólidos urbanos compactados é maior do que 0,7 ton/m3.
de 02,5 a 0,50 Î Aterro fracamente compactado em que o peso específico dos resíduos
sólidos urbanos compactados varia de 04, a 0,7 ton/m3;
2.9.1.2. Método Racional.
O cálculo da vazão superficial por este método baseia-se em três parâmetros: área da
bacia de contribuição; intensidade e duração das chuvas e o coeficiente de escoamento
superficial ou “runoff”, conforme a equação 2.4 apresentada abaixo:
Q=C.i.A
(2.4)
Onde:
Q = vazão do percolado (l/s ou m3/s);
C = coeficiente de escoamento ou “runoff”;
i = intensidade média da chuva (l ou m3 . ha/s);
A = área da bacia receptora da chuva (m2 ou ha).
Para se obter a parcela da precipitação que infiltra, deve-se subtrair o volume total
precipitado sobre a área do aterro, do volume escoado, que é calculado pelo método
racional, dentro do mesmo intervalo de tempo. Devendo, deste resultado, subtrair a
parcela de água devida à evapotranspiração. Tem-se, portanto a fórmula algébrica
mostrada na equação 2.5:
42
Q = [(P – ES) – EP] . A
t
(2.5)
Onde:
Q = vazão do percolado (l/s ou m3/s);
P = precipitação média mensal (mm);
EP = evaporação Potencial (mm);
A = área da bacia receptora da precipitação (m2 ).
t = número de segundos em um mês (2592000 s);
ES = (P . C) = escoamento superficial (mm);
C = coeficiente de escoamento superficial ("run-off", admensional).
2.9.1.3. Método da Capacidade de Campo.
Em sua pesquisa, Lins (2003) cita que são adotadas algumas hipóteses para a utilização
do método experimental baseado na capacidade de campo, as quais se encontram
descritas abaixo:
. Toda infiltração é proveniente apenas da precipitação que cai diretamente sobre o
aterro, não existindo pontos de surgência e elevação do lençol freático no aterro;
. A profundidade do aterro é muito menor que sua extensão horizontal, de maneira que
todo o movimento de água é considerado vertical;
. Será considerada uma média da capacidade de campo do lixo velho e novo;
. Não existirão variações, em profundidades, da capacidade de campo do lixo, sendo
uniforme para todo o aterro;
. O tipo de solo de cobertura será uniforme para todo o aterro e com mesma espessura;
. A massa de lixo será homogênea, não levando em consideração os fluxos preferenciais
tomados pelo percolado;
43
. As umidades da massa de lixo e do solo serão uniformes para todo o aterro.
De acordo com a definição de balanço hídrico, é possível escrever a equação 2.6:
Perc = U + I – ( CCsolo + CClixo)
(2.6)
Onde:
Perc = percolado (mm)
U = umidade do solo + lixo (mm) (coleta realizada três vezes no mês);
I = infiltração (mm);
CCsolo = capacidade de campo do solo (mm)
CClixo = capacidade de campo do lixo (mm)
A infiltração será determinada pela multiplicação da precipitação com o coeficiente K
da Tabela 2.5. A precipitação será baseada em boletins pluviométricos e a evaporação
em dados hidrometeorológicos. A capacidade de campo do solo será a média obtida
pelos ensaios, bem como a capacidade de campo do lixo e umidades.
A vazão é calculada conforme a equação 2.7:
Q = Perc . Área aterro
(2.7)
t
Onde:
t = número de segundos em um mês (2.592.000 s);
2.9.1.4. Método do Balanço Hídrico.
A estimativa da quantidade de água que efetivamente se infiltra no maciço de lixo e é
responsável pela geração de percolado, pode ser calculada por meio do balanço hídrico
local.
Para o cálculo do balanço hídrico de um aterro sanitário, são considerados:
. os fluxos que contribuem para o ganho de água por parte do solo: águas que
chegam por precipitação (P) e o próprio teor de umidade inicial do lixo (UL);
44
. os fluxos que contribuem para a perda de água do solo: escoamento superficial ou
run-off (R), evapotranspiração (ET), percolado (C) e as diferenças que ocorrem ao
longo do tempo nos teores de umidade do solo (US) e do resíduo (UL).
Se a quantidade de água que entra (Qe) no solo, num determinado período de tempo for
maior do que a quantidade que sai, o balanço hídrico é considerado positivo, sendo mais
provável a geração de percolado. Quando ocorre o contrario, têm-se o balanço hídrico
negativo e a geração de percolado é menor.
C: Qe – Qs
Qe: P + UL (inicial)
Qs: R + ET+ US + UL
C = P (R + ET +US + UL)
(2.8)
Onde:
C = Percolado produzido
P = Precipitação
Us = Umidade retida no solo de cobertura
UL = Diferença do teor de umidade dos componentes do lixo
ET = Evapotranspiração
R = Escoamento superficial - Run-off
Com exceção da precipitação, os demais termos contidos na equação 2.8 são de difícil
obtenção, dificultando a sua utilização prática.
Jucá (2003) em sua pesquisa cita que alguns métodos empíricos foram utilizados a fim
de estimar o volume de percolado gerado no aterro da Muribeca (Recife-PE), dentre
eles: o Método Suíço, o Racional e o do Balanço Hídrico. Os resultados mostraram
que estes métodos foram falhos na previsão, principalmente em épocas de déficit
hídrico. Por exemplo, o Método Suíço teve um erro de 39%, o Método Racional 46,5%,
e o Método do Balanço Hídrico 57,8%. Estas discrepâncias muito elevadas devem-se ao
fato de que os métodos não levam em consideração algumas variáveis importantes, tais
como a umidade, a densidade e a capacidade de campo da camada de cobertura e do
lixo. Estas variáveis são fortemente influenciadas pela sucção, que é a capacidade de
45
reter água, que por sua vez é de difícil obtenção no lixo. Os resíduos sólidos,
inicialmente, agem como uma esponja e simplesmente absorvem a água; entretanto, o
material atinge um teor de umidade, conhecido como capacidade de campo ou de
retenção, a partir do qual, qualquer acréscimo de água resulta na percolação de igual
quantidade da massa.
A condutividade hidráulica e a capacidade de campo dos resíduos interferem no balanço
hídrico do aterro e, conseqüentemente, no dimensionamento do sistema de drenagem e no
tratamento dos percolados. Estes parâmetros dependem da composição dos resíduos, da
profundidade, idade e compacidade do aterro, e também do clima da região.
2.9.2. Estimativa de percolados através de modelos computacionais.
Segundo Sobrinho (2000), modelos computacionais têm sido desenvolvidos com base
no Método do Balanço Hídrico desde o início da década de 80, para estimar a
quantidade de percolado em aterros sanitários.
Os modelos numéricos que calculam o balanço hídrico estão se tornando uma
ferramenta importante na avaliação do desempenho dos sistemas de cobertura dos
aterros sanitários A escolha da metodologia deve ser adequada às condições do local,
aos resíduos e à operação do aterro.
Os principais modelos computacionais utilizados, atualmente, serão discutidos a seguir.
2.9.2.1. Modelo Moduelo 2.
O Moduelo 2 é um modelo tridimensional desenvolvido pelo Grupo de Engenharia
Ambiental da Universidade de Cantabria, Espanha, que analisa o fluxo de um líquido
através de um meio poroso, baseado nas equações de fluxo saturado, no escoamento de
água entre as células e no balanço de umidade. É capaz de gerar de forma horária os
dados de umidade e a vazão de líquidos lixiviados. O software reproduz a evolução do
aterro e a simulação com o modelo devidamente calibrado permite estimar a vazão do
líquido percolado, a contaminação orgânica e o biogás gerado diariamente.
Em seu estudo, Borba (2006) cita que no Moduelo 2
são inseridos, além de
informações da morfologia do terreno e das características dos resíduos recebidos,
dados climatológicos diários. O programa permite estimar a contaminação emitida no
46
lixiviado e como biogás, partindo de dados topográficos, meteorológicos, de
caracterização do resíduo depositado e do tipo de exploração do aterro (Borba, 2006).
O Moduelo 2 é estruturado em dois módulos principais, cujos cálculos efetuados e
resultados são mostrados na Tabela 2.7.
Tabela 2.7 - Módulos principais do modelo Moduelo 2.
Módulo
Hidrológico
Cálculo
Resultado
- balanço hídrico;
- estima o volume diário de
- transferência de umidade
lixiviado;
entre as células;
- estabelece as condições de
- quantidade de água que
umidade em cada célula.
chega até os drenos de
lixiviado.
Degradação do resíduo
- contaminação produzida pela - cargas de contaminantes
biodegradação da matéria
orgânicos biodegradáveis e
orgânica do resíduo.
não
biodegradáveis
no
lixiviado;
- concentrações de DQO e
DBO;
- volume e composição do
biogás gerado diariamente.
Fonte: Lobo, 2003 apud Borba, 2006.
Além do cálculo das vazões de líquidos lixiviados e do registro instantâneo da umidade
nas células, que possibilita a avaliação do nível interno de líquidos em células
predeterminadas, o modelo simula a degradação dos RSU, estimando a composição do
líquido lixiviado, o volume e a composição do biogás gerado. Os dados de entrada,
necessários para a realização das simulações, são divididos em quatro blocos
independentes:
. Produção de RSU Î onde são armazenados os parâmetros que caracterizam os RSU
que chegam ao aterro, tais como, produção total, composição gravimétrica,
propriedades dos resíduos (umidade, densidade e poder calorífico), crescimento das
47
taxas de produção, proporção de recicláveis, biodegradáveis e composição química. A
partir destes dados calcula-se a evolução anual da quantidade de resíduos produzidos,
sua composição e características.
. Morfologia do aterro Î com todos os dados necessários para a realização das
simulações os quais se referem à disposição geométrica do aterro (topografia da área do
aterro, situação de cada célula, ordem de enchimento) e as características de
discretização (dimensão horizontal das células, espessura da cobertura, tipologia das
células e posição dos drenos).
. Climatologia Î onde
são armazenadas as séries temporais das variáveis
climatológicas como precipitação horária, temperatura média diária, radiação solar
média diária,velocidade do vento e umidade relativa do ar diária.
. Parâmetros de cálculos para simulação Î que contêm tanto os que governam os
modelos teóricos utilizados (permeabilidade, capacidade de campo, umidade, densidade
etc) como aqueles que controlam a simulação propriamente dita (data de inicio e de
fechamento, raio de influência dos drenos etc).
Os três primeiros blocos podem ser denominados “parâmetros reais” e neles são
resumidos todos os parâmetros físicos que o modelo precisa para simular o
comportamento do aterro. O quarto bloco se refere aos “parâmetros de simulação” que
permitem ajustar os valores calculados aos obtidos nas medições reais (Borba, 2006).
2.9.2.2. Modelo Help.
O modelo HELP (Hydrologic Evaluation of Landfil Performance), desenvolvido por
Schroeder et al. (1994), vem se destacando como modelo determinístico recomendado
pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (United States Environmental
Protection Agency – US EPA) para modelagem hidrológica em ambientes complexos,
como é o caso dos aterros de resíduos. É um modelo computacional que executa
simulações do fluxo da água através dos aterros sanitários, baseado no balanço hídrico,
48
e fornece resultados que permitem determinar a quantidade de percolado produzido pelo
aterro e avaliar a eficiência da camada de cobertura na redução da sua produção.
O HELP é um modelo de camadas, o que significa que o aterro é dividido, e, para cada
camada, faz-se o cálculo do balanço hídrico. Uma camada é um elemento indivisível,
homogêneo e infinito. Trata-se de um modelo quasi-bidimensional porque a água passa
das camadas superiores às inferiores, ou seja, percola verticalmente, e algumas camadas
permitem uma perda lateral de água, ou seja, drenagem lateral (Simões et al., 2005).
O HELP calcula o balanço hídrico levando em conta a capacidade de campo de um solo
ao estimar o acúmulo de água em uma das suas camadas, o tempo decorrido entre a
ocorrência da precipitação e a geração do percolado, que ocorre quando este transpassa
a camada de resíduos, e a descarga de líquidos percolados.
No modelo HELP a massa de resíduos é considerada um solo artificial e os parâmetros
relativos ao solo são constantes e independentes das variações climáticas, durante todo
o período da simulação.
O HELP utiliza as condições climáticas e permite a entrada de dados referentes à área
do aterro, ao sistema de drenagem, tais como, declividades dos taludes e distâncias
máximas entre os drenos laterais, dados do sistema de cobertura, descrição e espessura
das camadas de solo e resíduos, percentual utilizado na recirculação do percolado,
infiltrações subsuperficiais, características do solo (capacidade de campo, ponto de
murcha, condutividade hidráulica saturada, porosidade) e da geomembrana (densidade,
defeitos de instalação, condutividade hidráulica saturada, espessura, transmissividade)
(Schroeder et al., 1994).
Em seu estudo a respeito do balanço hídrico em aterro sanitário por meio de lisímetros
de grandes dimensões, Barros (2004) constatou que dos três métodos usados no trabalho
para avaliar o volume de percolados medidos nos lisímetros, o modelo HELP foi o que
apresentou melhores resultados em comparação com os obtidos nos ensaios.
O HELP já foi bastante testado, sob diferentes condições, e obteve sucesso. No entanto,
apresenta algumas limitações, tais como o fato de não considerar as contribuições de
líquidos provenientes das reações de degradação do resíduo, subestimando o volume do
percolado gerado. Como existem poucos dados físicos para a caracterização do resíduo,
o seu processo de biodegrabilidade é desconsiderado pela simulação do HELP. Os
efeitos da capilaridade na taxa de fluxo também não são considerados, o que significa
que a drenagem não saturada ocorre a partir do momento em que a umidade da camada
alcança a capacidade de campo. O HELP assume um fluxo uniforme de água, não
49
levando em conta a existência de caminhos preferenciais que podem levar ao aumento
da permeabilidade, tais como eventuais trincas no solo causadas por impacto de
caminhões pesados e tratores. O fluxo dos bolsões de gás comuns no interior dos aterros
de resíduos, outro caminho preferencial, também é desconsiderado (Schroeder et al.,
1994).
Processos que o HELP considera possíveis de ocorrer:
. Superficiais Î interceptação das águas pluviais pela vegetação de cobertura,
armazenamento de água na superfície do aterro, escoamento superficial e evaporação;
. Subsuperficiais Î infiltração, capacidade de armazenamento de água das camadas do
aterro, evaporação da água contida no solo, transpiração das plantas, drenagens laterais
subsuperficiais, drenagem vertical em camadas não-saturadas e vazamentos através das
camadas de solos, geomembranas ou “liners”compostos.
Dados de entrada que o modelo HELP usa para fazer as simulações (Schroeder et
al., 1994):
. Processos hidrológicos no interior do maciço: dados relativos à geometria e ao
material das camadas formadoras do aterro.
Quando ocorrem diferenças consideráveis na geometria superficial e no subsolo, ao
longo da área total, faz-se necessário seu desmembramento com a criação de diferentes
setores ou perfis dos aterros. Os perfis incluem várias combinações de vegetação,
cobertura, camadas de resíduos, camadas de drenagem lateral, barreiras e
geomembranas. Cada perfil é analisado separadamente e para a obtenção do resultado
total, deve-se agregar os resultados individuais. Para cada projeto é possível construir
ou modificar o perfil do aterro, adicionar, editar ou apagar camadas.
50
Dados requeridos para a montagem dos perfis:
A camada de cobertura e as demais camadas do perfil do aterro devem ser especificadas
como uma camada de percolação vertical, de drenagem lateral, barreira de solo ou
geomembrana, dependendo da função e das propriedades hidráulicas.
Na Tabela 2.8 são apresentados os quatro tipos de camadas considerados no HELP.
Tabela 2.8 – Tipos de camadas consideradas pelo modelo HELP.
Tipo de
camada
Percolação
Vertical
Características hidráulicas
Nesta camada o fluxo é estritamente vertical
(descendente devido à gravidade e acendente
devido à evapotranspiração).
A condutividade hidráulica varia entre 10-5 e
10-6 cm/s
Camada que faz parte do sistema de drenagem
Drenagem
superficial e é projetada para conduzir a água,
Lateral
lateralmente, tendo a função de restringir a
drenagem vertical. Tem alta permeabilidade,
geralmente >10-4 m/s. É permitida a drenagem
lateral para o sistema de coleta, por exemplo,
drenos subsuperficias na cobertura. A camada
por baixo normalmente é uma barreira de solo.
As barreiras de solo apresentam baixas
Barreira de
permeabilidades, normalmente são constituídas
Solo
de argila compactada (CCL) ou argila
geossintética (GCL). A camada barreira de
solo geralmente tem uma condutividade
hidráulica entre 10-8 e 10-9 m/s.
Geomembrana As geomembranas podem ser de vários tipos e
reduzem a área onde é possível a infiltração. O
programa considera defeitos na instalação,
pequenas fissuras etc, pois permitem uma
percolação via vapor de difusão.
A condutividade hidráulica é superior a 10-9
m/s.
Fonte: US EPA, 1994 apud Sobrinho, 2000.
51
Exemplos
Cobertura vegetal,
camada de coleta de
gás e camada de
lixo.
Solos granulares ou
materiais
geossintéticos.
Argila compactada,
argila geossintética.
PVC (polivinil
clorado), 1,0 mm de
espessura; PEAD
(polietileno
de alta densidade),
1,0 mm de
espessura e PEAD
texturizada, 2,5 mm
de espessura.
Para cada camada os valores dos parâmetros podem ser fornecidos da seguinte forma:
Diretamente Î o usuário insere os valores do armazenamento de água no solo,
porosidade, capacidade de campo, ponto de murcha e condutividade hidráulica saturada.
Através de um banco de dados Î o programa possui um banco de dados padrão
(default) para os parâmetros do solo. Estes são classificados segundo o Departamento
de Agricultura Americano e pelo Sistema de Classificação Universal
. Processos hidrológicos externos:
dados climáticos, além das especificações do
projeto para realizar as análises.
Climáticos Î é necessário ao menos um ano de dados dos totais diários e mensais de
precipitação, médias diárias e mensais da temperatura, velocidades médias do vento,
radiação solar, umidade relativa, crescimento vegetal e evapotranspiração. É necessário
escolher uma localidade que esteja presente no banco de dados “WHI Weather
Generator” do modelo ou então inserir os dados, que podem ser digitados ou importados
de um arquivo no formato padrão, para o período em estudo.
O “WHI Weather Generator” também gera estatisticamente até cem anos de dados
climáticos para se utilizar como entrada. Dentre as medidas estatísticas calculadas,
estão o coeficiente de variação, que mede percentualmente a relação entre o desvio
padrão e a média aritmética, e a distribuição gama com dois parâmetros, uma
distribuição de freqüências que pode ser útil no estudo de
dados climatológicos,
principalmente no estudo das precipitações pluviométricas.
Para o cálculo da evapotranspiração, o HELP necessita, além da precipitação e da
temperatura, da localização do aterro (cidade, país e latitude), da média anual da
velocidade dos ventos, da média da umidade relativa ao longo do ano dividida em
quartos e dos seguintes parâmetros:
Profundidade da zona de evaporação Î é a profundidade máxima em que a água
pode ser removida por evapotranspiração e para estimá-la é preciso considerar o tipo de
52
solo e a vegetação. O tipo de solo determina a profundidade que a água pode percolar
por capilaridade, enquanto que o tipo da vegetação determina a profundiade das raízes.
Para um solo nú, a profundidade da zona de evaporação deve ser especificada como
sendo a do próprio solo. Quando existe vegetação, a profundidade da zona de
evaporação é, no mínimo, igual a profundidade média alcançada pelas raízes das
plantas. Para o cascalho pode ser considerada uma faixa de profundidade da zona de
evapotranspiração entre 2 e 10 cm, para solos arenosos, entre 10 e 20 cm, para siltes,
entre 20 e 46 cm, e para solos argilosos de 30 cm a 1,50 m (Schroeder et al., 1994).
Índice de área foliar (IAF) Î trata-se de um valor adimensional que relaciona a área
da folhagem, onde acontece a transpiração da planta, com a área do solo ocupada. O
IAF máximo para solo nú é zero. Para solo com grama ou vegetação rala, é considerado
um IAF igual a 1,0; quando a grama ou vegetação apresenta-se em estado de qualidade
mediana, é considerado um IAF igual a 2,0; para grama ou vegetação em bom estado é
considerado um valor de IAF de 3,5; e para grama ou vegetação densa, em excelente
estado, é considerado um IAF igual a 5,0.
Datas do início e do final da estação de crescimento Î são determinadas a partir das
temperaturas médias diárias e da espécie das plantas. No clima tropical úmido, as
gramíneas estão presentes durante todo o ano, já que a variação da temperatura não
impede que isso ocorra. Sendo assim, o início da estação de crescimento corresponde
ao primeiro dia juliano e o término ao último, dia 365. Os dias Julianos são contados
sem ser considerada a divisão em meses, ou seja, o primeiro dia juliano é o dia de
número 1 e o último é o dia de número 365.
2.9.3. Comparações entre alguns métodos e modelos utilizados para a estimativa de
percolados.
A Tabela 2.9 apresenta a comparação entre os métodos Suíço e do Balanço Hídrico e os
modelos computacionais Moduelo 2 e Help, considerando as limitações apresentadas
por cada um.
53
Tabela 2.9 - Comparação entre métodos e modelos utilizados para a estimativa de
percolados em aterros de resíduos sólidos urbanos.
Características
Dimensão
Precipitação
Método Suíço Balanço Hídrico Moduelo 2
1D
1D
3D
Quase 2D
x
x
x
x
x
x
x
x
x
Temperatura
Velocidade do vento
Radiação Solar
x
Insolação
x
Umidade relativa
x
Interação com a atmosfera
Camadas de resíduos
Help
x
x
Camadas de solo
x
x
x
x
x
x
x
Geossintéticos
x
Sistema de drenagem
x
x
x
x
Fluxo Horizontal
x
x
Histórico do aterro
x
Simulação em operação
x
Fluxo Vertical
Simulação pós-
x
x
x
x
x
x
fechamento
Degradação dos resíduos
x
Previsões de longo prazo
x
Fonte: Ferreira (2006).
54
x
CAPÍTULO 3 – CARACTERÍSTICAS DO ATERRO DE GRAMACHO
3.1. Localização e histórico.
O Aterro Metropolitano de Gramacho, considerado o maior da América Latina em
termos de volume de lixo recebido, está localizado no município de Duque de Caxias,
Rio de Janeiro, no bairro de Jardim Gramacho, numa área de manguezal, às margens da
Baía de Guanabara. O município de Duque de Caxias limita-se ao Norte com Petrópolis
e Miguel Pereira; a Leste com a Baia da Guanabara e Magé; ao Sul com a cidade do Rio
de Janeiro e a Oeste com São João de Meriti, Belford Roxo e Nova Iguaçu. O aterro está
situado na latitude de 22º44’S e no meridiano 43º16’W.
Na Figura 3.1 está assinalada a localização do aterro de Gramacho, numa imagem do
satélite Landsat. Este satélite foi desenvolvido pela Agência Espacial Americana e
contribui para o mapeamento da superfície terrestre.
Fonte: Silva (2005).
Figura 3.1 - Localização do aterro de Gramacho, através de uma imagem do satélite
Landsat.
O aterro de Gramacho foi construído sobre uma região de mangue constituída por
sedimentos argilosos e siltosos, de coloração cinza escuro e com grande teor de matéria
orgânica. O lençol freático na região é raso e em períodos chuvosos chega à superfície
do terreno.
55
Viabilizado pelo governo estadual, no âmbito da extinta FUNDREM, o aterro foi
implantado em novembro de 1976 através de um convênio entre a COMLURB e os
municípios de Duque de Caxias e Nilópolis.
Em 1991 foi feito um convênio entre a COPPE/UFRJ e a COMLURB, visando a
elaboração de um projeto completo de operação e recuperação da área do aterro de
Gramacho, o qual encontra-se no Relatório Técnico COPPETEC (1992), feito por
Ehrlich et al.. Nesse estudo concluiu-se que o solo de base do aterro é essencialmente
constituído por argila mole orgânica que possui um índice de permeabilidade baixa, na
ordem de 10-7 cm/s. Este resultado justificou e norteou a recuperação técnica da área do
aterro, já que o solo existente é favorável à contenção de líquidos, não permitindo o
extravasamento do lixiviado pelo seu fundo. Uma vez confirmada a viabilidade técnicoeconômica do Projeto de Recuperação do Aterro Metropolitano de Gramacho,
adotaram-se soluções técnicas para transformar Gramacho num aterro sanitário, tais
como a construção de uma barreira periférica que impediria o extravasamento do
chorume que escorria pelas laterais do aterro e costumeiramente atingia o manguezal do
entorno do aterro. Nesse mesmo ano, a recuperação do aterro foi incluída no Programa
de Despoluição da Baía de Guanabara. A Baía de Guanabara e sua bacia hidrográfica
constituinte formam um ecossistema muito importante, não somente para a cidade do
Rio de Janeiro, como também para as do seu entorno. Devido à concentração
populacional, ao crescimento urbano desordenado e aos processos industriais, esse
ecossistema tem sido bastante poluído ao longo dos anos, sendo que o seu problema
mais grave reside no lançamento de esgotos domésticos e de lixo, conseqüências da
ausência de uma infra-estrutura adequada de saneamento básico.
Em 1995 a Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro decidiu realizar os serviços
necessários ao desenvolvimento de um amplo programa de recuperação do aterro de
Gramacho e para isso foi contratada por licitação uma empresa que, além de operar o
aterro, promovesse a sua recuperação.
No início de janeiro do ano 2000, foi iniciada a operação da estação de tratamento de
chorume. Esse sistema é composto de equalização em lagoa, tratamento físico-químico
de coagulação e clarificação e correção do pH, seguida de tratamento biológico aeróbio
por lodos ativados. O polimento do lixiviado é obtido pelo processo de membranas de
nanofiltração. Além da remoção da matéria orgânica medida como DBO e DQO,
obtém-se excelente redução de amônia, da cor e da toxicidade do chorume. O efluente
56
tratado apresenta aspecto claro, sem odor e com as características físicoquímicas
conforme as permitidas pela legislação ambiental regional (Giordano et al., 2002).
Na Figura 3.2 é apresentada a lagoa de equalização do aterro de Gramacho, para a qual
o chorume é conduzido após ser coletado através de um canal de drenagem periférico ao
aterro. O chorume armazenado na lagoa é bombeado para uma peneira mecânica, onde
os materiais sólidos finos são removidos, e depois alimenta o tanque de
homogeneização.
Figura 3.2 - Lagoa de equalização do aterro de Gramacho.
Em julho de 2006 a Caenge Ambiental, sediada em Brasília, foi contratada pela
COMLURB para operar e manter o Aterro Metropolitano de Gramacho. O contrato
prevê, além da operação em si, os monitoramentos ambientais, topográficos e
geotécnicos, visando um acompanhamento eficiente das condições do aterro. Além
disso, está incluída a manutenção das avenidas que dão acesso ao aterro e dos 17 km de
estradas internas, garantindo o tráfego dos veículos no aterro principalmente em
situações de chuvas intensas.
Atualmente Gramacho é a principal unidade para destino final de resíduos sólidos
urbanos coletados na cidade do Rio de Janeiro e nos municípios da região
57
metropolitana, em especial Duque de Caxias, Queimados, Mesquita, Nilópolis e São
João de Meriti. O aterro possui 1.300.000 m2 de área e sua localização visou atender, de
maneira eqüidistante, aos principais centros urbanos dos municípios envolvidos. A
altitude atual é de cota 45 m acima do nível do mar. De acordo com dados recentes
fornecidos pela COMLURB, para o aterro de Gramacho são levadas, em média, 7.700
toneladas de lixo urbano por dia, sendo que 6.200 toneladas são provenientes do Rio e
1.500 toneladas dos outros municípios da sua região metropolitana. O aterro é dividido
em três praças de vazamento: A primeira para carretas, a segunda para compactadores e
caminhões, e a terceira para o lixo hospitalar. Segundo a CAENGE AMBIENTAL, a
quantidade de chorume gerada é, em média, de 1.500 m³/dia. No aterro de Gramacho, a
cobertura final é feita com argila de baixa permeabilidade, que reduz a infiltração das
águas pluviais e conseqüentemente reduz o volume de chorume gerado.
O aterro de Gramacho, assim como o de Gericinó, em Bangu, já se encontra com a vida
útil tecnicamente esgotada.
Em maio de 2008 a Comissão Estadual de Controle
Ambiental concedeu o licenciamento prévio para a instalação do Centro de Tratamento
de Resíduos Sólidos do Rio (CTR-Rio) na Fazenda Santa Rosa, situada em Paciência,
na zona oeste do Rio de Janeiro, que irá substituir os aterros mencionados acima.
Depois que eles forem desativados sofrerão processos de encerramento, incluindo a
cobertura total, regularização dos taludes e das vias internas, além da sua transformação
em área para o uso público, e de manutenção, durante o período em que existe a
responsabilidade pelo passivo ambiental.
3.2. Tipos de monitoramento.
No aterro de Gramacho é feito o monitoramento topográfico e geotécnico, bem como o
ambiental.
3.2.1. Monitoramento Topográfico e Geotécnico.
Esse monitoramento é realizado através da inspeção visual e da leitura de instrumentos
instalados no aterro, conforme é mostrado na Tabela 3.1.
58
Tabela 3.1 – Métodos utilizados para o monitoramento topográfico e geotécnico do
aterro de Gramacho.
Método
Função
Freqüência de Leitura
Inclinômetros
Identificar deslocamentos horizontais do maciço.
Semanal nos trechos de
operação. Quinzenal nos
demais trechos.
Marcos
Superficiais
Identificar deslocamentos e recalques do maciço.
Duas vezes por semana.
Inspeção Visual Identificar ocorrência de trincas, estufamentos,
afundamentos, deslocamentos de estradas e valas e
quaisquer outros sinais de movimento de massa.
Diárias nos trechos de
operação. Semanal nos
demais trechos.
Fonte: Adaptado de Monteiro (2006).
As Figuras 3.3 e 3.4 mostram funcionários do aterro de Gramacho efetuando a leitura de
um inclinômetro e realizando um acompanhamento topográfico, respectivamente.
Figura 3.3 – Inclinômetro
Figura 3.4 – Acompanhamento topográfico
Fonte: http://www.caenge.com.br/texto_aterro.html
Segundo a Caenge Ambiental, no aterro de Gramacho uma equipe técnica realiza
leituras periódicas dos equipamentos de monitoramento topográfico e geotécnico
(marcos e inclinômetros). Os resultados são repassados à Caenge, que define as áreas
que podem receber a disposição de resíduos com o mínimo comprometimento da
estabilidade dos maciços. Em função do monitoramento geotécnico, as áreas e cotas a
serem atingidas pelo vazamento dos resíduos são previamente planejadas e mudam de
localização em períodos que variam entre dez a quinze dias, distribuindo uniformemente
o peso pelas regiões do aterro, visando, dessa forma, evitar carregamentos concentrados.
Além disso, em função da necessidade de prolongar a vida do aterro, a operadora vem
implantando sistemas pontuais de drenagem do percolado e das águas pluviais, para
59
maior estabilidade, que são executados na medida em que o aterro avança, de modo a
manter a massa de lixo não saturada. O mesmo é feito em relação aos gases gerados,
sendo esta medida importante para aliviar as pressões internas causadas pelo biogás.
Coberturas vegetais têm sido intensificadas em todos os taludes, de forma a evitar
processos erosivos que possam desestabilizar o maciço.
3.2.2. Monitoramento Ambiental.
O monitoramento ambiental é um processo de coleta de dados, estudo e
acompanhamento contínuo e sistemático das variáveis ambientais, visando identificar e
avaliar qualitativa e quantitativamente as condições dos recursos naturais em um
determinado momento, assim como as tendências ao longo do tempo. Fornece
informações sobre os fatores que influenciam no estado de conservação, preservação,
degradação e recuperação ambiental. No aterro de Gramacho é feito de forma a atender
aos órgãos de controle ambiental e à legislação vigente. A Tabela 3.2 apresenta a
descrição e a freqüência com que esse controle é feito.
Tabela 3.2 – Descrição e freqüência do monitoramento ambiental do aterro de
Gramacho.
Monitoramento
Descrição
Coleta de amostras à jusante e à montante do aterro,
Corpos Hídricos (Rio
Sarapuí; Rio Iguaçu; Baía da realizando análises laboratoriais contendo: DBO, DQO,
Oxigênio dissolvido, Nitrogênio amoniacal, Sólidos
Guanabara)
em suspensão total e Sólidos em Suspensão
Voláteis.
Freqüência
Bimestral
Estação de Tratamento de
chorume
Monitoramento da estação de tratamento em cada uma
das unidades que a compõem.
Mensal
Manguezal
Equipe para manutenção de viveiro e replantio das
espécies nativas além de ações sistemáticas de limpeza.
Diária
Particulados sólidos
Avaliar quantitativamente poeiras totais e sílica livre
cristalizada nas áreas de circulação de veículos,
utilizando bomba de amostragem de ar.
Monitoramento e ações de controle realizados pela
Gerência de Pesquisas da COMLURB.
Bimestral (no
verão)
Controle de Vetores de
Transmissão de
Enfermidades
Semestral
Bimestral (no
verão)
Estação Pluviométrica
Avaliar o comportamento hídrico da área do aterro e na
contribuição para geração do percolado.
Fonte: Monteiro (2006).
60
Diária
Em toda a volta do aterro de Gramacho há uma rede de 5,5 km de canaletas que captam
e conduzem o percolado para a lagoa de equalização, de onde é bombeado para a
Estação de Tratamento de Chorume que promove, ao final do processo, uma redução da
carga orgânica do chorume, permitindo que seja despejado na baía da Guanabara sem
danos para o meio ambiente. Além disso, na lagoa de equalização, duas bombas de
água e quatro canhões movimentam o chorume por aspersão, resultando na evaporação
de cerca de 20% do percolado bombeado. Outra parte é recirculada dentro do aterro,
através de caminhões-pipas que irrigam as pistas de serviço evitando o levantamento do
particulado sólido gerado pela movimentação dos veículos. No aterro também é feita a
evaporação do líquido, utilizando o biogás, que é volatilizado a partir da fermentação do
próprio chorume.
O manguezal no entorno do aterro está sendo recuperado com o
plantio de mudas de espécies nativas. Aves e caranguejos voltaram a freqüentar o
mangue e uma espécie de gramínea se prolifera nas áreas próximas da estrada da cota
dois (os primeiros dois metros acima do nível do mar), delimitada por árvores que, em
alguns trechos, já formam um túnel. Um cinturão de manguezal saudável é o melhor
indicador da não-poluição dos corpos hídricos adjacentes. No total foram recuperados
150 hectares de manguezal, dos quais 50 hectares foram replantados e 100 hectares se
auto-regeneraram. Foi construída ainda uma cerca de proteção, nas margens da Baía da
Guanabara, para impedir a entrada do lixo que chega flutuando pela baía com o
movimento das marés. A empresa operadora do aterro realiza o monitoramento da
qualidade do ar e dos corpos hídricos do entorno do aterro, com coleta de água da baía e
dos rios Sarapuí e Iguaçu, em seis pontos distintos (CAENGE AMBIENTAL).
Nas Figuras 3.5 e 3.6 são mostradas uma parte do manguezal no entorno do aterro de
Gramacho e a cerca de proteção mencionada acima, respectivamente.
Figura 3.5 - Manguezal do aterro.
Figura 3.6 - Cerca de proteção.
61
3.3. Clima.
As cidades do Rio de Janeiro e de Duque de Caxias, onde o aterro se encontra, estão
situadas na região sudeste do Brasil, entre o equador e o Trópico de Capricórnio. Elas
têm o seu clima definido, segundo a Classificação Climática de Köppen adaptada ao
Brasil, como tropical, com máximo de chuva no outono e estação seca coincidindo com
o inverno.
As Normais Climatológicas são obtidas através do cálculo das médias de parâmetros
meteorológicos, obedecendo aos critérios recomendados pela OMM. Essas médias se
referem a períodos padronizados de trinta anos, sucessivamente, de 1901 a 1930, 1931 a
1960 e 1961 a 1990. Como no Brasil, somente a partir de 1910 começaram a ser feitas
as observações meteorológicas, o primeiro padrão possível de ser calculado foi o de
1931 a 1960. No entanto, o INMET conseguiu calcular as Normais de 1912 a 1942 para
algumas estações meteorológicas que possuíam dados desse período.
A Tabela 3.3 apresenta as Normais Climatológicas do Rio de Janeiro referentes ao
período de 1973 a 1990, estação do Aterro de Flamengo, situada na latitude de -22º55`S
e no meridiano -43º10`W.
Tabela 3.3 – Normais Climatológicas da estação do Aterro de Flamengo.
Elemento
Pressão
JAN
FEV
MAR
ABR
MAI
JUN
JUL
AGO
SET
OUT
NOV
DEZ
ANO
1011,3
1012,1,
1012,5
1014,8
1016,3
1018,7
1019,6
1018,3
1017,5
1014,7
1012,8
1011,3
1011,3
26,2
26,5
26,0
24,5
23,0
21,5
21,3
21,8
21,8
22,8
24,2
25,2
23,7
29,4
30,2
29,4
27,8
26,4
25,2
25,3
25,6
25,0
26,0
27,4
28,6
27,2
23,3
23,5
23,3
21,9
20,4
18,7
18,4
18,9
19,2
20,2
21,4
22,4
21,0
atmosférica
(hPa)
Temperatura
média (oC)
Temperatura
máxima (oC)
Temperatura
mínima (oC)
Precipitação
114,1
105,3
103,3
137,4
85,6
80,4
56,4
50,5
87,1
88,2
95,6
169,0
1172,9
total (mm)
Evaporação
111,8
103,9
104,8
92,2
90,6
84,2
103,2
102,6
97,4
98,2
104,0
106,5
1198,6
79
79
80
80
80
79
77
77
79
80
79
80
79
196,2
207,0
195,6
166,0
171,4
157,2
182,5
178,4
136,9
158,5
168,7
160,1
2078,5
total (mm)
Umidade
Relativa (%)
Insolação
total (horas e
décimos)
Fonte: INMET (1992).
62
No Brasil, para o cálculo das temperaturas e umidades relativas médias diárias, são
usadas as equações 3.1 e 3.2, respectivamente:
B
T = T12 + 2 . (T00) + Tmax + Tmin
5
(3.1)
Onde:
T12 = temperatura do ar às 12 TMG (°C)
T00 = temperatura do ar às 00 TMG (°C)
Tmax = temperatura máxima do ar (°C)
Tmin = temperatura mínima do ar (°C)
BB
UR = UR12 + UR18 + 2 .UR00
(3.2)
4
Onde:
UR12, UR18 e UR00 = Umidade relativa às 12, 18 e 00 TMG, respectivamente
Abaixo serão abordados alguns elementos do clima em relação à região onde se
encontra o aterro de Gramacho.
3.3.1. Temperatura do ar.
A região Sudeste é cortada em sua parte meridional pelo Trópico de Capricórnio, o que
lhe confere caráter nitidamente tropical do ponto de vista climático. O relevo, porém,
atenua, em amplas áreas, as condições térmicas decorrentes da localização geográfica
dessa região. Os efeitos combinados da latitude (o sudeste se estende aproximadamente
entre 15ºS e 25ºS), da forma e disposição do relevo e ainda da maior ou menor
continentalidade, criam situações bastante diferenciadas quanto à variação das
temperaturas. As características da circulação atmosférica regional, muito marcadas
pela ação dominante da massa de ar tropical atlântica e da polar atlântica, acentuam
ainda mais essas diferenças.
As temperaturas do ar das cidades do Rio de Janeiro e de Duque de Caxias são típicas
das áreas litorâneas tropicais. As médias mensais situam-se sempre acima de 20,0°C. As
63
temperaturas são elevadas no verão, podendo ultrapassar 40,0°C. No inverno as
temperaturas são amenas, exceto nas situações pré-frontais ou quando ocorre um
bloqueio atmosférico por vários dias impedindo a entrada das frentes frias, quando
podem ocorrer máximas acima de 30,0°C.
3.3.2. Precipitação.
Nas cidades do Rio de Janeiro e de Duque de Caxias no verão as chuvas são
principalmente de origem convectiva, provenientes das nuvens Cumulonimbus que são
formadas geralmente a partir da tarde, em função do intenso calor comum nessa estação,
o que provoca uma grande evaporação da água da superfície. As chuvas são intensas,
normalmente de curta duração e acompanhadas por grande quantidade de descargas
elétricas. Já foram observadas num intervalo de 24 horas precipitações superiores a
100 mm, acarretando inundações, principalmente nos locais mais baixos. Os meses de
inverno são os mais secos. As chuvas desta estação são principalmente de origem
frontal, em conseqüência da passagem das frentes frias originárias do extremo sul do
continente e geralmente de fraca intensidade, embora se estendam por um período de
dois a quatro dias.
A região de Duque de Caxias é uma das áreas de maior pluviosidade do Estado do Rio
de Janeiro devido à presença da Serra do Mar que forma uma barreira natural para a
entrada dos ventos úmidos.
3.3.3. Umidade do ar.
O Clima Tropical úmido das cidades do Rio de Janeiro e de Duque de Caxias apresenta
grande influência da maritimidade. O Oceano Atlântico funciona como um poderoso
regulador térmico, comprimindo as amplitudes térmicas anuais, e, ao mesmo tempo,
fornecendo ao continente substancial suporte de água para a baixa atmosfera.
3.3.4. Evaporação.
O aterro de Gramacho devido a sua posição latitudinal está localizado na zona tropical e
submetido à forte radiação solar.
Esta, por sua vez, cria melhores condições à
evaporação, uma vez que nesse processo é empregado calor, sendo tanto mais ativa
quanto maior o calor disponível a ser empregado no seu processamento. Outra pré
64
condição necessária à evaporação é a existência de superfícies líquidas. Estando o
aterro às margens da Baía de Guanabara, fica evidente que ele possui uma superfície à
disposição de intenso processo de evaporação.
3.3.5. Vento.
Nas cidades do Rio de Janeiro e de Duque de Caxias na maior parte do dia predominam
os ventos do quadrante norte devido à Alta Subtropical do Atlântico Sul. Geralmente
no final da manhã se estabelece um vento que sopra do mar, alcança sua intensidade
máxima no começo da tarde, diminui progressivamente e cessa à noite. A intensidade
desse vento, denominado brisa marítima, é maior em dias quentes, podendo ser fraca
sob condições de nebulosidade. A causa básica da brisa marítima é a diferente razão de
aquecimento das superfícies do mar e da terra, causada pela radiação solar. À noite,
podem se estabelecer nas camadas baixas, brisas terrestres dirigidas da terra para o mar
que são o resultado do resfriamento noturno pela radiação que atua mais rapidamente
sobre o solo do que sobre o mar.
Os ventos nessas cidades, com a aproximação e passagem das frentes frias, giram de
nordeste para noroeste e para oeste. Na área frontal, continuam a girar para sudoeste e
depois para sudeste, no sentido anti-horário.
65
CAPÍTULO 4 – COLETA DE DADOS METEOROLÓGICOS
Para se fazer o monitoramento de alguns elementos meteorológicos no local do aterro
de Gramacho e o cálculo do balanço hídrico, foi instalada uma estação meteorológica
automática MAWS modelo 101 no Aterro Metropolitano de Gramacho.
4.1. Estação Meteorológica Automática MAWS.
A Estação Meteorológica Automática MAWS, da Vaisala, é básica e considerada
apropriada para o monitoramento meteorológico em tempo real, assim como para o
armazenamento de dados por aproximadamente três meses, dependendo do número de
elementos monitorados, e a sua transferência para um computador conectado a ela
através de cabos. Essa estação, com baixo consumo de energia, tem uma fonte interna
para suprir as necessidades do sistema. Um painel solar é utilizado como fonte de
alimentação externa sendo usadas também baterias reservas. Devido à sua estrutura
compacta e leve, pode ser instalada de forma rápida e fácil, sem grandes fundações de
concreto. No aterro de Gramacho a estação foi instalada num gramado na área da
Estação de Tratamento de Chorume através de um tripé que foi preso ao solo com
vergalhões.
Na Figura 4.1 está assinalado o local da Estação de Tratamento de
Chorume onde foi instalada a estação meteorológica, mostrada na Figura 4.2.
Fonte: www.resol.com.br
Figura 4.1 – Estação de Tratamento de Chorume do Aterro de Gramacho
66
Figura 4.2 – Estação Meteorologica MAWS instalada no Aterro Metropolitano de
Gramacho
O programa de configuração da estação, o MAWS Lizard, fornece procedimentos de
configuração básicos e diretos. Entretanto, se necessário, os parâmetros podem ser
modificados posteriormente pelo usuário. O programa tem uma interface gráfica com
ícones, menus auxiliares e suspensos, e caixas de diálogos. O usuário não precisa ter
nenhum conhecimento anterior de linguagens de programação.
Na Figura 4.3 é apresentada a interface gráfica da estação MAWS, o YourVIEW, que
oferece uma apresentação no monitor do computador, em tempo real, dos elementos
medidos e calculados.
Figura 4.3 – Software de interface gráfica YourVIEW
67
4.1.1. Sensores da Estação Meteorológica Automática MAWS.
Os sensores são os responsáveis pela medição das variáveis. Cada sensor da estação é
fornecido com um cabo e/ou conectores para facilitar a sua instalação. Todos os
componentes se encaixam facilmente e sem necessitar de ferramentas especiais. A
precisão dos sensores é assegurada por uma unidade de processamento central de 32
bits, por um conversor de 16 bits e por um programa avançado de validação e controle
de qualidade de dados. Para esse estudo foram monitorados os seguintes elementos:
Temperatura, umidade relativa do ar, pressão atmosférica, radiação solar global,
precipitação, e direção e intensidade do vento, cujos sensores serão descritos a seguir,
segundo VAISALA (1999).
Foi necessário fazer visitas freqüentes à estação para
efetuar manutenção, principalmente em termos de limpeza dos sensores, visto que no
aterro de Gramacho há muita poeira e o seu acúmulo sobre os sensores pode alterar as
medidas dos elementos.
4.1.1.1. Pressão atmosférica.
O sensor possui célula capacitiva de silício que na realidade é um aneróide miniatura.
A extensão da deformação é medida pela capacitância entre dois eletrodos. Encontra-se
no interior da caixa selada da estação meteorológica, mas possui comunicação externa,
que permite a medição da pressão atmosférica. É indicado para a medição de pressões
atmosféricas entre 600 a 1100 hPa (hectopascal), com precisão de ±0,3 hPa.
4.1.1.2. Precipitação.
A Organização Meteorológica Mundial recomenda que o pluviômetro mantenha-se em
local livre, em distância igual ou superior a quatro vezes a altura de eventuais
obstáculos. A área de captação da precipitação deverá estar posicionada em plano
horizontal a uma altura de 1,5 m. A unidade de medida é mm/h.
4.1.1.3. Temperatura e Umidade Relativa do ar.
O sensor de temperatura é uma termo-resistência.
Tem capacidade para medir
temperaturas num intervalo de -40°C a +60°C, com precisão de ±0,3°C. A medida da
umidade relativa é realizada medindo-se a capacitância do elemento sensor. A
capacitância muda com a umidade relativa porque o vapor d´água é absorvido pelo
68
polímero do elemento sensor. O circuito eletrônico dentro do cabeçote da sonda emite
um sinal de tensão proporcional à umidade da medida. Mede na faixa de 0 a 100%, com
precisão de ±2% (0 a 90%) e ±3% (90 a 100%). Os dois sensores conjugados são
protegidos por um mini abrigo meteorológico na cor branca, naturalmente ventilado,
que fornece a necessária proteção contra a radiação solar e a precipitação pluviométrica.
Esse abrigo evita a exposição direta dos elementos sensores aos raios solares e à chuva,
além de garantir a livre circulação do ar permitindo um equilíbrio com a atmosfera a sua
volta. Esse conjunto sensor deve ser instalado no lado oposto do sensor de radiação.
Suas unidades de medida são: Temperatura Î ºC (graus Celsius) e
Umidade Relativa Î % (porcentagem).
Na Figura 4.4 são mostrados o pluviômetro e o abrigo meteorológico da estação
instalada no aterro de Gramacho.
Figura 4.4 – Pluviômetro e abrigo
4.1.1.4. Radiação solar global.
A radiação solar global é medida por um radiômetro específico denominado
Piranômetro, mostrado na Figura 4.5. Deve ser instalado em suportes que garantam seu
perfeito nivelamento e em locais abertos sem a presença de sombras, obstáculos e áreas
reflexivas. No Hemisfério Sul é recomendada a instalação do instrumento na face norte,
69
minimizando a possibilidade de sombras de sensores ou estruturas da estação
meteorológica. Esta variável não é dependente da altura do instrumento, mas
recomenda-se instalação entre 1,5 m e 2 m de altura. Sua unidade de medida é W/m².
Figura 4.5 – Piranômetro
4.1.1.5. Direção e velocidade do vento.
O sensor monitora a velocidade de ventos de 0,5 à 60 m/s, com precisão de ±0,3 m/s. A
direção do vento é detectada usando um potenciômetro de rotação simétrica axial com
dois lados, fornecendo ampla varredura de 0 a 360º, com precisão < ±3º . Sensores de
vento, mostrados na Figura 4.6, devem ser instalados em área livre, acima do nível do
terreno ao seu redor, com distância horizontal 10 vezes superior à altura do obstáculo.
Em alguns casos a distância horizontal pode ser reduzida para 3 vezes sua altura, sendo
que valores inferiores a estes inviabilizam por completo a representação do fenômeno.
Suas unidades de medida são: Velocidade do vento Î m/s e
Direção do vento Î ° (graus).
70
Figura 4.6 – Sensores para a medição do vento
No presente estudo foram utilizados também dados meteorológicos fornecidos pela
REDUC, situada em Duque de Caxias e distante aproximadamente 5 km do Aterro
Metropolitano de Gramacho, cuja foto é mostrada na Figura 4.7, e informações de
precipitação obtidas através do pluviômetro tipo “Ville de Paris”, já instalado no atero.
Figura 4.7 – REDUC vista do Aterro Metropolitano de Gramacho
4.2. Pluviômetro tipo “Ville de Paris”.
71
Destina-se à captação e acumulação de chuva para posterior medição com uma proveta
graduada. O modelo é o de uso mais tradicional e generalizado do Brasil. Consiste em
um aro circular de captação com 400 cm2, dotado de um cone coletor, encimando um
recipiente com capacidade de acumulação de cerca de 5 litros. O corpo é construído em
chapa de aço inoxidável, com 630 mm de comprimento. Um par de braçadeiras faz a
fixação do pluviômetro à estaca. A capacidade de acumulação do pluviômetro em
termos de altura de precipitação é de 125 mm. São utilizadas para a leitura duas
provetas de vidro que serão descritas no item 6.1.
Na Figura 4.5 está indicado o pluviômetro existente no Aterro de Gramacho e
pertencente à COMLURB.
Figura 4.8 – Pluviômetro existente no Aterro Metropolitano de Gramacho
Uma vez apuradas e criticadas as informações meteorológicas obtidas a partir das
diferentes fontes, procedeu-se à análise para verificar se foram seguidos os
procedimentos padronizados pela Organização Meteorológica Mundial para as
observações meteorológicas.
72
Na Figura 4.9 estão indicadas as localizações da estação Meteorológica MAWS (à
esquerda) e do pluviômetro pertencente à COMLURB (à direita).
Fonte: www.rio.rj.gov.br/comlurb.
Figura 4.9 – Localização no Aterro Metropolitano de Gramacho da estação
Meteorológica MAWS e do pluviômetro pertencente à COMLURB
73
CAPÍTULO 5 – CÁLCULO DO BALANÇO HÍDRICO UTILIZANDO OS
MÉTODOS
DE
THORNTHWAITE
E
O
MODELO
NUMÉRICO
HYDROLOGICAL EVALUATION OF LANDFILL PERFORMANCE (HELP)
5.1. Métodos de Thornthwaite.
Está apresentado no Anexo 1 deste estudo o cálculo do balanço hídrico do aterro de
Gramacho, utilizando o método proposto por Thornthwaite em 1948, com a capacidade
de água disponível (CAD) igual a 100mm, que é o valor usado para fins de classificação
climática. Na Tabela 5.1 são apresentados os significados de cada coluna do Anexo 1
Tabela 5.1 – Significado das colunas do Anexo 1.
COLUNA
SIGNIFICADO
1
Meses do ano
2
Temperatura Î temperaturas médias mensais
3
Nomograma Î evapotranspiração potencial mensal obtida através do nomograma de
Thornthwaite (Anexo 7)
4
Correção Î preenchida com os respectivos fatores de correção mensais (função do mês e da
latitude do lugar), obtidos através de uma tabela de duração máxima possível de brilho solar
no Hemisfério Sul
5
EP Îevapotranspiração potencial média em mm/mês, obtida através da multiplicação dos
dados da coluna 3 pelos da coluna 4
6
P Î total de precipitação mensal
7
P – EP Î subtração dos valores da coluna 5 dos da coluna 6
8
ARM (Armazenamento) Î considera-se que os valores da água armazenada disponível na
zona das raízes variam entre 0 e 100mm. Normalmente parte-se de 100 mm no mês em que o
resultado da coluna 7 é positivo e superior a 100mmm ou no mês no qual a soma dos
balanços dos meses anteriores é positiva e superior a 100 mm, o que ocorreu com os meses
de maio e junho de 2007, visto que os meses anteriores climatologicamente são chuvosos
9
ALT (Alteração) Î indica a alteração dos valores da coluna 8. É a subtração algébrica dos
milímetros de água disponível do mês em curso do valor do mês anterior
10
ER Î evapotranspiração real mensal. Nos meses em que há água disponível no solo (ARM
> 0), é sempre igua a EP. Nos outros casos, é igual à soma de P com o módulo de ALT
11
DEF (Deficiência) Î deficiência hídrica. É sempre representada pelo valor EP - ER
12
EXC (Excesso) Î é o excesso hídrico. Só existe quando (P – EP) >0 e o ARM = 100. Neste
caso, o EXC Será sempre = [(P- EP) – ALT]
Fonte: Adaptado de Vianello e Alves (2002).
74
No Anexo 2 é apresentado o cálculo do balanço hídrico do aterro de Gramacho,
utilizando o método aperfeiçoado por Thornthwaite e Mather em 1955 e utilizando a
CAD igual a 100mm. Na Tabela 5.2 são apresentados os significados de cada coluna do
Anexo 2.
Tabela 5.2 – Significado das colunas do Anexo 2.
COLUNA
1a7
SIGNIFICADO
Idênticas ao Anexo 1
8
Negativo Acumulado Î coluna dos valores negativos acumulados da diferença P – EP.
Inicia-se quando surge um valor negativo de P – EP. No primeiro mês em que se observa um
valor negativo de P – EP, o valor da coluna é P – EP. O valor do Negativo Acumulado do
mês seguinte será igual a soma do valor de P – EP desse mês com o valor de P – EP do mês
anterior
9
ARM (Armazenamento) Î com o valor da coluna 8 consulta-se uma tabela que depende do
valor de CAD e determina-se o ARM para cada mês. Quando ocorrer um valor positivo de
P – EP, soma-se este valor ao ARM do mês anterior, obtendo-se o valor do ARM do mês em
questão que, obviamente, não pode ser maior que CAD. Com esse valor de ARM, volta-se à
tabela e, num processo inverso, determina-se o valor do Negativo Acumulado para o referido
mês. Quando a soma de um valor positivo de P – EP de um determinado mês com o ARM
do mês anterior for maior que o CAD, o ARM do mês será igual ao próprio CAD, o que
indica que há excesso de água no referido mês
10
ALT (Alteração) Î é o ARM do mês em curso menos o ARM do mês anterior
11
ER Î evapotranspiração real. É igual à potencial, quando ARM é total (igual a CAD
determinada) e quiando P – EP > 0, embora ARM não seja total.
Nos casos em que P – EP < 0, ER é a soma das colunas 6 (P) e 10 (ALT), sem considerar o
sinal negativo de ALT
12
DEF (Deficiência) Î deficiência hídrica. É sempre representada pelo valor EP - ER
13
EXC (Excesso) Î é o excesso hídrico. Idem coluna 12 do Anexo 1.
Fonte: Adaptado de Vianello e Alves (2002).
75
O cálculo do balanço hídrico pelo método proposto por Thornthwaite em 1948 e pelo
método aperfeiçoado por Thornthwaite e Mather em 1955, ambos utilizando os dados
registrados no aterro de Gramacho e a CAD igual a 100mm, apresentados nos Anexos 1
e 2, levam aos seguintes resultados dos índices hídrico (Ih), de aridez (Ia) e de umidade
(Im), apresentados na Tabela 5.3.
Tabela 5.3 – Índices: hídrico, de aridez e de umidade.
ÍNDICES
MÉTODO DE 1948MÉTODO DE 1955
Ih =100*EXC/EP
118,3
121,2
Ia =100*DEF/EP
0,0
2,9
118,3
119,5
Im =(100*EXC-60*DEF)/EP
Tabela 5.4 – Tipos Climáticos Segundo Thornthwaite – 1948, baseados no Índice de
umidade.
TIPOS CLIMÁTICOS ÍNDICE DE UMIDADE (Im)
A – Super úmido
Im 100
B4 – Úmido
80 Im < 100
B3 – Úmido
60 Im < 80
B2 – Úmido
40 Im < 60
B1 – Úmido
20 Im < 40
C2 – Sub-úmido
00 Im < 20
C1 – Sub-úmido seco
-20 Im < 00
D – Semi-árido
-40 Im < -20
E – Árido
-60 Im < -40
Fonte: Vianello e Alves (2002).
76
Tabela 5.5 – Subdivisões dos Tipos Climáticos Segundo Thornthwaite – 1948, com
base no Índice de aridez (Ia) e no Índice de Umidade (Ih).
CLIMAS ÚMIDOS
(A, B, C2)
ÍNDICE DE
ARIDEZ (Ia)
CLIMAS SECOS
(C1, D, E)
ÍNDICE DE
ARIDEZ (Ih)
r – deficiência d’ água
pequena ou nula
00,0 Ia < 16,7 d – excesso d’ água
pequeno ou nulo
00,0 Ih < 10,0
s – deficiência d’ água
moderada no verão
16,7 Ia < 33,3 s – excesso d’ água
moderado no verão
10,0 Ih < 20,0
w – deficiência d’ água
moderada no inverno
16,7 Ia < 33,3 w – excesso d’ água
moderado no inverno
10,0 Ih < 20,0
S2 – grande deficiência
d’ água no verão
Ia 33,3
S2 – grande excesso
d’ água no verão
Ih 20,0
W2 – grande deficiência
d’ água no inverno
Ia 33,3
W2 – grande excesso
d’ água no inverno
Ih 20,0
Fonte: Adaptado de Vianello e Alves (2002).
77
A evapotranspiração potencial (EP) é uma quantidade que pode ser obtida em função da
temperatura do ar e da duração do dia. Esta quantidade é normalmente usada como
índice de eficiência térmica, isto é, ET = EP. Os valores limites de evapotranspiração
potencial anual, propostos por Thornthwaite, são mostrados na Tabela 5.6.
Tabela 5.6 – Subdivisões dos Tipos Climáticos com base no Índice Térmico
(Evapotranspiração Potencial Anual)
Tipo Climático
EP anual (mm)
A’ – megatérmico
EP 1.140
B’4 – mesotérmico
1.140 > EP 997
B’3 – mesotérmico
997 > EP 855
B’2 – mesotérmico
855 > EP 712
B’1 – mesotérmico
712 > EP 570
C’2 – microtérmico
570 > EP 427
C’1 – microtérmico
427 > EP 285
D’1 – tundra
285 > EP 142
E’1 – gelo perpétuo
EP < 142
Fonte: Vianello e Alves (2002).
Os resultados da Tabela 5.3, levados às Tabelas 5.4, 5.5 e 5.6 permitem concluir que
com os dados do período estudado chega-se à seguinte classificação, segundo
Thornthwaite:
Clima: Superúmido, com deficiência hídrica pequena ou nula.
Tipo climático: Mesotérmico, com evaporação anual de aproximadamente 861,6 mm
(Anexo 1) e concentração da evapotranspiração potencial nos meses de dezembro,
janeiro e fevereiro de 34%.
Nos Anexos 3 e 4 são apresentados os cálculos do balanço hídrico do aterro de
Gramacho, utilizando o método proposto por Thornthwaite em 1948 e o método
aperfeiçoado por Thornthwaite e Mather em 1955, ambos utilizando a CAD igual a
200mm.
78
5.2. Modelo HELP.
O cálculo do volume de percolado gerado no aterro de Gramacho foi feito por meio do
modelo HELP, versão 3.07, apresentado no Capítulo 2. O detalhamento do mesmo
pode ser encontrado em Schroeder et al. (1994).
O Modelo HELP foi rodado para o ponto P1 do aterro de Gramacho, escolhido por
Guedes (2007) para estudar as emissões de biogás pela camada de cobertura e mostrado
na Figura 5.1
Fonte: GUEDES (2007).
Figura 5.1 – Planta do Aterro Metropolitano de Gramacho mostrando o ponto P1 para
onde foi rodado o modelo HELP.
79
Pela curva granulométrica do ponto P1 (Figura 5.2), Guedes (2007) verificou que o solo
do Ponto P1 apresenta 66% de finos, sendo 27% de argila e 39% de silte. Através do
ensaio de permeabilidade do solo, realizado no Laboratório de Geotecnia da COPPE, o
coeficiente de permeabilidade foi definido igual a 1,6 x 10-6 cm/s.
Fonte: GUEDES (2007).
Figura 5.2 – Curva granulométrica no ponto P1.
Na Figura 5.3 são apresentados os limites de Atterberg determinados para o solo do
ponto P1: Limite de Liquidez de 54,5% e Limite de Plasticidade de 20,8%. O Índice de
Plasticidade é de 33,7%, o que indica um material altamente plástico de acordo com o
Sistema Unificado de Classificação de Solos.
80
Fonte: GUEDES (2007).
Figura 5.3 – Valores de Limite de Liquidez, Limite de Plasticidade e Índice de
Plasticidade no ponto P1.
No ensaio de compactação realizado com o solo do ponto P1, Guedes (2007) obteve a
massa específica de 1,56 g/cm3 e a umidade ótima de 23,5%.
Para utilizar o modelo HELP, criou-se para o ponto P1 o seguinte perfil com três
camadas para mostrar a situação real:
Camada 1: 50cm do solo caracterizado no trabalho de Guedes (2007);
Camada 2: 5m de resíduo;
Camada 3: 50cm do solo caracterizado no trabalho de Guedes (2007).
O ponto P1 do aterro foi dimensionado com uma área de 1 hectare (1 ha). Para a
criação do cenário climático foram inseridos os dados diários de precipitação e
temperatura medidos no aterro de Gramacho e na REDUC, de maio de 2007 a abril de
2008. Para avaliar a Climatologia do local seria uma amostra insuficiente, mas foi
81
utilizada para representar o período acima mencionado.
A partir daí foram feitas
suposições para criar os seguintes cenários e efetuar os processos de modelagem do
balanço hídrico através do programa HELP:
Cenário 1:
a) Solo nu na camada de cobertura (dados climáticos medidos em Gramacho);
b) Solo nu na camada de cobertura (dados climáticos medidos na REDUC).
Estão apresentados na Tabela 5.7 os parâmetros utilizados no cenário 1.
Tabela 5.7 – Parâmetros utilizados no cenário 1.
CAMADA
ESPESSURA
POROSIDA-
CAPACIDA-
PONTO DE
PERMEABI-
(cm)
DE (vol/vol)
DE DE CAM-
MURCHA
LIDADE
PO (vol/vol)
(vol/vol)
(cm/s)
1 - solo nu
50.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
2 - resíduo
500.00
0.6710
0.2920
0.0770
1.000 x 10-3
3 - solo
50.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
Cenário 2:
a) Com grama na camada de cobertura (dados climáticos medidos em Gramacho);
b) Com grama na camada de cobertura (dados climáticos medidos na REDUC).
Estão apresentados na Tabela 5.8 os parâmetros utilizados no cenário 2.
Tabela 5.8 – Parâmetros utilizados no cenário 2.
CAMADA
ESPESSURA
POROSIDA-
CAPACIDA-
PONTO DE
PERMEABI-
(cm)
DE (vol/vol)
DE DE CAM-
MURCHA
LIDADE
PO (vol/vol)
(vol/vol)
(cm/s)
50.00
0.7100
0.5300
0.0180
1.100 x 10-4
2 - resíduo
500.00
0.6710
0.2920
0.0770
1.000 x 10-3
3 - solo
50.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.100 x 10-4
1 - solo c/
grama
82
Cenário 3:
a) 35cm de solo nu na camada de cobertura e 15cm de barreira (dados climáticos
medidos em Gramacho);
b) 35cm de solo nu na camada de cobertura e 15cm de barreira (dados climáticos
medidos na REDUC).
Estão apresentados na Tabela 5.9 os parâmetros utilizados no cenário 3.
Tabela 5.9 – Parâmetros utilizados no cenário 3.
CAMADA
ESPESSURA
POROSIDA-
CAPACIDA-
PONTO DE
PERMEABI-
(cm)
DE (vol/vol)
DE DE CAM-
MURCHA
LIDADE
PO (vol/vol)
(vol/vol)
(cm/s)
1 - solo nu
35.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
2 - barreira
15.00
0.4270
0.4180
0.3670
1.000 x 10-7
3 - resíduo
500.00
0.6710
0.2920
0.0770
1.000 x 10-3
4 - solo
50.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
Cenário 4:
a) 20cm de solo nu na camada de cobertura e 30cm de barreira (dados climáticos
medidos em Gramacho);
b) 20cm de solo nu na camada de cobertura e 30cm de barreira (dados climáticos
medidos na REDUC).
Estão apresentados na Tabela 5.10 os parâmetros utilizados no cenário 4.
83
Tabela 5.10 – Parâmetros utilizados no cenário 4.
CAMADA
ESPESSURA
POROSIDA-
CAPACIDA-
PONTO DE
PERMEABI-
(cm)
DE (vol/vol)
DE DE CAM-
MURCHA
LIDADE
PO (vol/vol)
(vol/vol)
(cm/s)
1 - solo nu
20.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
2 - barreira
30.00
0.4270
0.4180
0.3670
1.000 x 10-7
3 - resíduo
500.00
0.6710
0.2920
0.0770
1.000 x 10-3
4 - solo
50.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
Cenário 5:
a) 5cm de solo nu na camada de cobertura e 45cm de barreira (dados climáticos
medidos em Gramacho):
b) 5cm de solo nu na camada de cobertura e 45cm de barreira (dados climáticos
medidos na REDUC).
Estão apresentados na Tabela 5.11 os parâmetros utilizados no cenário 5.
Tabela 5.11 – Parâmetros utilizados no cenário 5.
CAMADA
ESPESSURA
POROSIDA-
CAPACIDA-
PONTO DE
PERMEABI-
(cm)
DE (vol/vol)
DE DE CAM-
MURCHA
LIDADE
PO (vol/vol)
(vol/vol)
(cm/s)
1 - solo nu
5.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
2 - barreira
45.00
0.4270
0.4180
0.3670
1.000 x 10-7
3 - resíduo
500.00
0.6710
0.2920
0.0770
1.000 x 10-3
4 - solo
50.00
0.5010
0.2840
0.1350
1.600 x 10-6
Em todos os cenários foram utilizados os valores do perfil padrão do HELP para a
declividade, para a profundidade, umidade inicial e limites da zona de evaporação, e
para a umidade inicial da camada de resíduos.
84
CAPÍTULO 6 – APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
6.1. Elementos meteorológicos.
Na Figura 6.1 são mostrados os dados mensais de precipitação obtidos pela Estação
Meteorológica Automática MAWS, pela estação da REDUC e pelo pluviômetro da
COMLURB. Comparando-se esses valores verifica-se que, em geral, nas três fontes de
dados houve maior ocorrência de precipitação nos meses de dezembro a março, meses
de verão, e menor ocorrênca nos meses de junho a setembro, o que mostra que o
período estudado não foi atípico, comportando-se de acordo com as Normais
Climatológicas apresentadas na Tabela 3.3 deste estudo. Os valores registrados pela
estação Maws só não foram superiores aos demais nos meses de maio, setembro e
fevereiro.
As diferenças existentes entre os valores medidos pelo pluviômetro da COMLURB e
pela estação Maws se devem em parte pela diferente localização no aterro, mas
principalmente pela forma como foram obtidos, leitura através de uma proveta e
registrador, respectivamente. A precisão do sensor do registrador confere aos resultados
obtidos por ele uma maior confiabilidade. A falta de regularidade nas observações do
pluviômetro e o despreparo para a função de observador meteorológico dos funcionários
que fazem esse procedimento, são duas das causas apontadas como principais. As
observações do pluviômetro devem seguir a padronização da OMM,
no que diz
respeito ao manuseio dos equipamentos e aos horários em que são realizadas.
A
observação do pluviômetro consiste em recolher, cuidadosamente, na hora prevista para
a observação, toda a água encontrada no seu bojo, utilizando-se para isso duas provetas
adequadas: Uma de 25 mm e outra de 7 mm. A primeira é graduada de dois em dois
décimos de milímetro, enquanto a segunda, própria para a medição de pequenas
quantidades d´água, é dividida em décimos de milímetro.
Uma vez recolhida do
pluviômetro toda a água existente, deve-se fechar a toneira do mesmo. Para se ler a
altura d´água dentro da proveta, ela deve ser colocada num lugar plano e horizontal,
tomando-se cuidado ao ler o menisco d´água que se forma no interior da proveta para
que não se cometa erro de paralaxe, que ocorre através da observação errada do valor na
escala da proveta, devido ao ângulo de visão. Além disso, o pluviômetro encontra-se
em local inadequado, cercado por uma tela, árvores e prédios, o que por si só invalida
as medições feitas por ele.
85
Os dados de precipitação obtidos pela estação da REDUC no período estudado foram
sempre inferiores aos registrados pela estação Maws, mas levando-se em conta que as
condições de obtenção foram semelhantes, a diferença se dá pela variabilidade espacial
da precipitação, ou seja, embora a REDUC seja próxima ao aterro de Gramacho, é
possivel haver diferenças na ocorrência de chuvas diárias.
Convém salientar que
analisando-se os dados diários, na grande maioria das ocasiões em que foi registrada
chuva no aterro Gramacho e não na REDUC, a quantidade de chuva foi pequena,
muitas vezes não ultrapassando 5 mm.
Dados mensais de precipitação
350.0
300.0
Precip. (mm)
250.0
MAWS
200.0
REDUC
150.0
COMLURB
100.0
50.0
m
ai
/0
ju 7
n/
07
ju
l/0
ag 7
o/
07
se
t/0
ou 7
t/0
no 7
v/
0
de 7
z/
0
ja 7
n/
0
fe 8
v/
m 08
ar
/0
ab 8
r/0
8
0.0
meses/ano
Figura 6.1 – Registros pluviométricos obtidos pela Estação Meteorológica Automática
MAWS, pela estação da REDUC e pelo pluviômetro da COMLURB.
Na Figura 6.2 são apresentados os registros de temperatura média mensal obtidos pela
Estação Meteorológica Automática MAWS e pela estação da REDUC. Verifica-se que
apenas no mês de agosto a temperatura média mensal registrada na REDUC foi superior
a do aterro. No mês de maio o valor foi o mesmo para as duas estações e nos demais a
temperatura média mensal do aterro sempre foi superior à da REDUC, sendo que a
86
diferença foi sempre de no máximo 1oC. Estranhamente, no único mês em que a
REDUC apresentou a maior temperatura média mensal, a diferença foi de 3oC. Em
agosto de 2007 a direção dos ventos predominantes em Gramacho foi de este, enquanto
na REDUC de sudeste, conforme é mostrado nos Anexos 8 e 9, respectivamente. A
intensidade dos ventos em Gramacho nesse mês foi maior do que na REDUC, havendo
apenas oito ocorrências de ventos com intensidade menor que 0,5 m/s. Ainda assim é
preciso um estudo mais aprofundado para se justificar essa diferença.
Temperatura média mensal
26,0
25,0
Temp. (oC)
24,0
23,0
22,0
21,0
20,0
19,0
8
ab
r/0
8
ar
/0
8
m
fe
v/
0
ja
n/
08
7
no
v/
07
de
z/
07
ou
t/0
se
t/0
7
7
ag
o/
07
l/0
ju
ju
n/
07
m
ai
/0
7
18,0
meses/ano
MAWS
REDUC
Figura 6.2 – Registros de temperatura média mensal obtidos pela Estação
Meteorológica Automática MAWS e pela estação da REDUC.
Através das Rosas dos Ventos do Aterro de Gramacho e da REDUC verifica-se que
durante o período estudado, de maio de 2007 a abril de 2008, a direção predominante
dos ventos é sudeste (SE), tanto no aterro de Gramacho quanto na REDUC. Em
Gramacho as freqüências de este são as que se apresentam em segundo lugar na maioria
dos meses, exceto nos meses junho e julho, nos quais o segundo lugar em freqüência é o
de direção noroeste.
No aterro de Gramacho o vento com maior intensidade ocorreu em novembro (Anexo
10), mas a intensidade média mais elevada ocorreu em outubro (Anexo 11).
A
intensidade média menos elevada ocorreu em abril. Na REDUC o vento com maior
intensidade ocorreu em outubro (Anexo 12), quando também ocorreu a intensidade
87
média mais elevada, assim como em Gramacho. Na REDUC a intensidade média menos
elevada ocorreu em junho (Anexo 13).
A Estação Meteorológica Automática MAWS modelo 101 apresentou medições
coerentes e cumpriu a sua finalidade. O local onde a estação meteorológica foi instalada
no aterro de Gramacho apresentava-se livre de agentes interferentes nas proximidades.
Construções, tela e árvores em torno do pluviômetro da COMLURB interferem na
mensuração da precipitação. Não houve autorização para visitar a estação meteorológica
instalada na REDUC, mas após consulta ao setor responsável foi informado que a
estação meteorológica segue a padronização da OMM.
Pretendia-se fazer comparações dos resultados do volume de percolados obtidos através
do modelo HELP, de maio de 2007 a abril de 2008, com os valores reais da produção
mensal de percolados em Gramacho nesse período, mas segundo a COMLURB, a
produção de percolados de Gramacho não é medida, pois há o tratamento na Estação de
Tratamento de Chorume, a dispersão por três bombas de alta pressão e o espalhamento
nas pistas internas por duas pipas
6.2. Balanço hídrico – Método de Thornthwaite.
Na Figura 6.3 é apresentado o extrato simplificado do balanço hídrico calculado pelo
método proposto por Thornthwaite e Mather em 1955, correspondendo às colunas12 e
13 do Anexo 4.
Verifica-se que houve deficiência hídrica nos meses de julho a
setembro, um pequeno excedente hídrico em maio, junho e outubro, e valores elevados
de novembro de 2007 a abril de 2008, sendo que o maior excedente ocorreu em março.
88
ab
r/0
8
ja
n/
08
fe
v/
08
m
ar
/0
8
no
v/
07
de
z/
07
ou
t/0
7
ju
n/
07
ju
l/0
7
ag
o/
07
se
t/0
7
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
m
ai
/0
7
mm
Balanço Hídrico -Gramacho
meses/ano
Excedente
Déficit
Figura 6.3 – Extrato simplificado do balanço hídrico calculado pelo método proposto
por Thornthwaite e Mather em 1955, com dados registrados no aterro de Gramacho
Na Figura 6.4 é mostrado o extrato simplificado do balanço hídrico calculado pelo
método proposto por Thornthwaite e Mather em 1955, correspondendo às colunas 12 e
13 do Anexo 6. Verifica-se que a maior deficiência hídrica ocorreu em setembro e o
maior excedente em janeiro.
Comparando-se a Figura 6.3 com a Figura 6.4, observa-se que houve um número maior
de meses com excedente hídrico em Gramacho.
89
B a la n ç o H íd r ic o - R e d u c
160,0
140,0
120,0
mm
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
ab
r/0
8
m
ar
/0
8
fe
v/
08
ja
n/
08
/0
7
de
z/
07
no
v
ou
t/0
7
se
t/0
7
7
ag
o/
07
ju
l/0
ju
n/
07
m
ai
/0
7
0,0
m e se s/ a n o
E x c edente
D é fic it
Figura 6.4 – Extrato simplificado do balanço hídrico calculado pelo método proposto
por Thornthwaite e Mather em 1955, com dados registrados na REDUC
Através da Figura 6.5 é mostrada uma outra forma de se representar o balanço hidrico,
ou seja, através das curvas correspondentes à variação mensal da evapotranspiração
potencial, da evapotranspiração real e da precipitação.
Analisando-se tais curvas
observa-se que nos meses de novembro de 2007 a abril de 2008, que apresentaram
excedente hídrico conforme visto na Figura 6.3, a precipitação foi maior do que a
evapotranspiração real, como era de se esperar.
ar
/0
8
ab
r/0
8
m
08
8
fe
v/
07
ja
n/
0
de
z/
07
7
7
v/
no
ou
t/0
07
/0
se
t
ag
o/
7
l/0
ju
n/
0
ju
ai
m
7
350,0
300,0
250,0
200,0
150,0
100,0
50,0
0,0
/0
7
mm
Balanço Hídrico - Gramacho
meses/ano
Evap. Potencial
Evap. Real
Precipitação
Figura 6.5 – Variação mensal da evapotranspiração potencial, da evapotranspiração real
e da precipitação calculadas pelo método proposto por Thornthwaite e Mather em 1955,
com dados registrados em Gramacho.
90
6.3. Balanço hídrico – Modelo HELP.
Na Figura 6.6 é mostrada a relação entre a precipitação, a evapotranspiração, o
escoamento superficial, o percolado gerado e também a diferença entre a precipitação e
a evapotranspiração, para o cenário 1 (Tabela 5.7), que retrata a situação real do aterro,
utilizando o modelo HELP com os dados registrados pela estação automática
MAWS.Verifica-se que nos meses em que houve maior precipitação, de dezembro de
2007 a abril de 2008, o percolado gerado também foi maior. No entanto, os meses de
outubro e novembro em que a precipitação foi superior a 200mm, os valores do
percolado gerado foram menores, pois houve um maior escoamento superficial.
Balanço hídrico - Dados de Gramacho - Situação real
400,0
350,0
300,0
250,0
(mm)
Precipitação
200,0
Evapotranspiração
Precip. - Evapot.
Runoff
150,0
Percolação Cam. 3
100,0
50,0
m
ai
/0
7
ju
n/
07
ju
l/ 0
7
ag
o/
07
se
t/0
7
ou
t/0
7
no
v/
07
de
z/
07
ja
n/
08
fe
v/
08
m
ar
/0
8
ab
r/0
8
0,0
-50,0
meses/ano
Figura 6.6 – Balanço hídrico do cenário 1, calculado pelo modelo HELP utilizando
dados meteorológicos registrados pela estação de Gramacho.
Na Figura 6.7 é apresentada a relação entre os mesmos elementos da Figura 6.6 e para o
mesmo cenário, utilizando o modelo HELP com os dados obtidos pela estação da
REDUC, onde o comportamento das curvas foi, em geral, semelhante à Figura 6.6.
Através da Figura 6.7 também é mostrado o quanto a evapotranspiração influi na
percolação. Nos meses de junho a setembro de 2007, onde a diferença entre a
precipitação e a evapotranspiração foi negativa, a percolação foi praticamente nula.
91
Balanço Hídrico - Dados da REDUC - Situação real
300,0
250,0
200,0
Precipitação
150,0
(mm)
Evapotranspiração
Precipi. - Evapot.
Runoff
100,0
Percol. Cam. 3
50,0
r/0
8
ab
n/
08
fe
v/
08
m
ar
/0
8
ja
de
z/
07
7
v/
07
no
7
t/0
t/0
ou
se
7
ju
l/0
7
ag
o/
07
ju
m
ai
/0
n/
07
0,0
-50,0
meses/ano
Figura 6.7 – Balanço hídrico do cenário 1, calculado pelo modelo HELP utilizando
dados meteorológicos registrados pela estação da REDUC.
Nas Figuras 6.8 e 6.9 encontra-se o balanço hídrico para o segundo cenário (Tabela 5.8)
criado, o qual teve grama na camada de cobertura, utilizando-se dados meteorológicos
de Gramacho e da REDUC, respectivamente. Nos dois casos verifica-se que a
percolação diminuiu, demonstrando a importância da vegetação sobre a camada de
cobertura final, uma vez que promove a perda de água por evapotranspiração, o que
minimiza a quantidade de água da chuva que se infiltra na massa de resíduos.
92
Balanço Hídrico - Dados de Gramacho - Cenário 2 (c/ veget.)
400,0
350,0
300,0
250,0
200,0
(mm)
Precipitação
Evapotranspiração
150,0
Precip. - Evapot.
100,0
Runoff
Percol. Cam. 3
50,0
t/0
7
no
v/
07
de
z/
07
ja
n/
08
fe
v/
08
m
ar
/0
8
ab
r/0
8
t/0
7
ou
se
7
07
ag
o/
/0
n/
ju
l
m
-50,0
ju
ai
/0
7
07
0,0
-100,0
-150,0
meses/ano
Figura 6.8 – Balanço hídrico do cenário 2, calculado pelo modelo HELP, utilizando
dados meteorológicos registrados pela estação do aterro de Gramacho.
Balanço hídrico - Dados da REDUC - Cenário2 (c/ vegetação)
300,0
250,0
200,0
(mm)
150,0
Precipitação
Evapotranspiração
100,0
Precip. - Evapot.
Runoff
Percol. Cam. 3
50,0
-50,0
ju
l/0
7
ag
o/
07
se
t/0
7
ou
t/0
7
no
v/
07
de
z/
07
ja
n/
08
fe
v/
08
m
ar
/0
8
ab
r/0
8
m
ai
/0
7
ju
n/
07
0,0
-100,0
meses/ano
Figura 6.9 – Balanço hídrico do cenário 2, calculado pelo modelo HELP, utilizando
dados meteorológicos registrados pela estação da REDUC.
93
Nas Figuras 6.10 e 6.11 são apresentadas as curvas da percolação na camada 2 do ponto
estudado no aterro de Gramacho, calculadas pelo modelo HELP, com diferentes
espessuras de barreira hidráulica, utilizando-se dados meteorológicos de Gramacho e da
REDUC, respectivamente. Comparando-se os valores da percolação mostrados por estas
figuras com os ocorridos nos meses mais chuvosos das Figuras 6.6 a 6.9, percebe-se que
como a precipitação é a forma predominante de entrada de água no aterro, é importante
o projeto e a construção de uma camada de barreira hidráulica, cuja função é mudar a
direção e/ou impedir a percolação da água da chuva que entra em contato com esta
camada.
Percolação Camada 2 - Gramacho
7,0
6,0
mm
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
/0
8
08
r/0
8
ab
m
ar
/0
8
07
fe
v/
ja
n
no
de
z/
7
v/
07
7
t/0
t/0
ou
se
7
07
l/0
ag
o/
/0
7
ju
ju
n
m
ai
/0
7
0,0
mês
Barreira 15 cm
Barreira 30 cm
Barreira 45 cm
Figura 6.10 – Curvas da percolação na camada 2 do ponto estudado no aterro de
Gramacho, com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos
registrados pela estação de Gramacho.
Percolação - Camada 2 - Reduc
7,0
6,0
mm
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
r/0
8
ab
m
ar
/0
8
fe
v/
08
ja
n/
08
z/
07
de
t/0
7
v/
07
no
ou
t/0
7
o/
07
se
ag
7
ju
l/0
ju
n/
07
m
ai
/0
7
0,0
mês
Barreira 15cm
Barreira 30cm
Barreira 45cm
Figura 6.11 – Curvas da percolação na camada 2 do ponto estudado no aterro de
Gramacho, com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos
registrados pela estação da REDUC.
94
Comparando-se a Figura 6.6 com a Figura 6.12, onde é mostrado o Balanço hídrico
calculado pelo modelo HELP para o cenário 3 (Tabela 5.9), no qual utilizou-se uma
barreira hidráulica de 15 cm, com os dados meteorológicos registrados pela estação do
aterro de Gramacho, percebe-se que quando a segunda camada é especificada como
uma camada de barreira hidráulica torna-se uma barreira natural à infiltração de água no
aterro. Conseqüentemente há um aumento da parcela da precipitação destinada ao
escoamento superficial.
Balanço Hídrico - Dados de Gramacho - Barreira de 15cm
400,0
350,0
300,0
250,0
(mm)
Precipitação
Evapotranspiração
200,0
Precip. - Evapot.
Runoff
150,0
Percol. Cam. 2
Percol. Cam. 4
100,0
50,0
ai
/0
7
ju
n/
07
ju
l/0
7
ag
o/
07
se
t/0
7
ou
t/0
7
no
v/
07
de
z/
07
ja
n/
08
fe
v/
08
m
ar
/0
8
ab
r/0
8
0,0
m
-50,0
meses/ano
Figura 6.12 – Balanço hídrico do cenário 3, calculado pelo modelo HELP utilizando
dados meteorológicos registrados pela estação do aterro de Gramacho.
Nas Figuras 6.13 e 6.14 são apresentadas as curvas da percolação na camada 4 do ponto
estudado no aterro de Gramacho, calculadas pelo modelo HELP, com diferentes
espessuras de barreira hidráulica (Tabelas 5.9, 5.10 e 5.11), utilizando-se dados
meteorológicos de Gramacho e da REDUC, respectivamente. Nas duas figuras as curvas
correspondentes à barreira de
45 cm demonstram que a percolação foi praticamente
nula.
95
Percolação Camada 4 - Gramacho
7.0
6.0
mm
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
8
ab
r/0
8
fe
v/
08
m
ar
/0
8
n/
0
ja
de
z/
07
no
v/
07
t/0
7
ou
7
7
se
t/0
o/
0
ag
7
l/0
7
ju
n/
0
ju
m
ai
/0
7
0.0
mês
Barreira 15 cm
Barreira 30 cm
Barreira 45 cm
Figura 6.13 – Curvas da percolação na camada 4 do ponto estudado no aterro de
Gramacho, com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos
registrados pela estação de Gramacho.
Percolação - Camada 4 - Reduc
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
ab
r/0
8
m
ar
/0
8
fe
v/
08
ja
n/
08
/0
7
de
z
no
v/
07
ou
t/0
7
se
t/0
7
ag
o/
07
ju
l/0
7
ju
n/
07
m
ai
/0
7
0.0
mês
Barreira 15cm
Barreira 30cm
Barreira 45cm
Figura 6.14 – Curvas da percolação na camada 4 do ponto estudado no aterro de
Gramacho, com diferentes espessuras de barreira, utilizando dados meteorológicos
registrados pela estação da REDUC.
96
No Relatório Técnico COPPETEC (1992) o valor calculado da produção de chorume no
aterro de Gramacho, cuja área na época era de 1.200.000m2, para o ano de 1987 foi de
820 m3/dia e para 1988, 1.234 m3/dia.
No período estudado no presente trabalho, de maio de 2007 a abril de 2008, os valores
da produção diária de chorume no aterro de Gramacho, cuja
área
atual
é
de
1.300.000 m2, calculados através do modelo HELP, utilizando-se dados meteorológicos
obtidos no aterro de Gramacho e na REDUC, foram iguais a 2.119,0 m3/dia
e
1.217,2 m3/dia, respectivamente. A diferença observada é função dos totais anuais de
precipitação registrados nas duas estações, 1745,6 mm e 1185,0 mm. Comparando-se
os valores atuais obtidos com o fornecido pela CAENGE AMBIENTAL, em média
1.500 m³/dia, verifica-se que com os dados registrados em Gramacho a produção de
chorume foi superestimada, enquanto que com os dados da REDUC os valores foram
subestimados, porém mais próximos (Figura 6.15). O método utilizado para o cálculo
do valor fornecido pela CAENGE AMBIENTAL não foi informado, mas o fato do
modelo HELP considerar parâmetros referentes às características geométricas,
geotécnicas e hidrológicas dos aterros, confere a ele uma confiabilidade maior do que,
por exemplo, os métodos empíricos apresentados no item 2.9.1. deste estudo. No
entanto, as diferenças apresentadas em relação ao valor fornecido pela CAENGE
AMBIENTAL podem ser devidas à escassez de informações de campo que levou à
utilização nesta pesquisa dos valores do perfil padrão do HELP para a profundidade,
umidade inicial e limites da zona de evaporação, e para a umidade inicial da camada de
resíduos, que nem sempre representam bem a realidade brasileira e especificamente o
local estudado. Além disso, deve-se dar prosseguimento a este estudo ulilizando um
período maior de informações que possibilitem conclusões mais amplas.
Produção diária de chorume - maio/07 a abril/08
2500.0
2119.0
(+619.0)
2000.0
m3/dia
1500.0
1500.0
1217.2
(-282.8)
1000.0
500.0
0.0
Dados Gramacho
Dados REDUC
Informação Caenge
Figura 6.15 – Comparação dos valores da produção diária de chorume calculada através
do modelo HELP, com os fornecidos pela Caenge Ambiental.
97
CAPÍTULO 7 – CONCLUSÕES
7.1. Conclusões.
Considerando-se todas as etapas envolvidas nesta dissertação, conclui-se que é
importante o monitoramento dos elementos meteorológicos nos aterros de resíduos,
principalmente da precipitação, que está diretamente relacionada com
volume do
percolado produzido. A parcela de redução do volume do percolado devida à
evaporação também é importante e o aterro de Gramacho tem condições climáticas
favoráveis a isso devido ao seu clima que apresenta altas temperaturas durante quase
todo o ano, um regime de ventos eficiente e altos índices de radiação solar.
Comparando-se alguns elementos meteorológicos obtidos pela estação instalada no
aterro de Gramacho com os registrados na REDUC, foram percebidas diferenças
significativas, principalmente em relação à precipitação. O mesmo verificou-se quando
foi calculado o Balanço Hídrico Climático utilizando os métodos de Thornthwaite, 1948
e Thornthwaite e Mather, 1955.
Apesar do período em que foi feito o monitoramento meteorológico, um ano, ser
pequeno e ter dado apenas uma noção do comportamento hídrico do aterro de
Gramacho, foram obtidos resultados consistentes através das simulações feitas com o
modelo computacional HELP. Assim como nos casos mencionados acima, mais uma
vez observaram-se diferenças nos resultados alcançados com os dados medidos no local
do aterro e numa estação próxima, o que reforça a importância de uma estação
meteorológica no aterro para monitorar os elementos do clima. Além disso, como são
poucas as estações meteorológicas brasileiras inseridas no banco de dados do programa
HELP, para utilizá-lo deve ser feito, se possível, o monitoramento das variáveis
meteorológicas nos aterros de resíduos, de forma correta e contínua, a fim de
possibilitar melhores resultados do balanço hídrico e da produção do percolado gerado,
contribuindo-se, dessa forma, para que se estabeleçam medidas de proteção ambiental,
tais como impermeabilização de base e tratamento de percolado e biogás.
Os resultados obtidos através do HELP ratificaram o fato de que é importante o projeto
e a construção de barreira efetiva, de vida útil longa, na superfície dos aterros.
98
7.2. Sugestões para futuras pesquisas.
- Aumentar o número de pontos no aterro de Gramacho a serem estudados, incluindo a
obtenção de informações dos solos e dos parâmetros dos resíduos depositados nesses
locais, que permitam resultados mais próximos à realidade.
- Manter uma estação meteorológica automática no aterro de Gramacho para continuar
o monitoramento dos elementos estudados e possibilitar a utilização do software HELP
com uma série maior de dados do aterro.
99
CAPÍTULO 8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABAG/RP - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DO AGRONEGÓCIO DA REGIÃO DE
RIBEIRÃO
PRETO.
Balanço
hídrico
e
índice
hídrico.
Disponível
em:
<http://www.abagrp.cnpm.embrapa.br/areas/clima.htm>. Acessado em 28-03-08.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1985. Apresentação de Projetos de
Aterros Controlados de Resíduos Sólidos Urbanos. NBR 8.849/1985.
_________, 1992. Apresentação de Projetos de Aterros Sanitários de Resíduos Sólidos
Urbanos. NBR 8.419/1992.
_________, 1997. Aterros de Resíduos Não-perigosos. Critérios para Projetos,
Implantação e Operação. NBR 13.896/1997.
_________, 2004. Resíduos Sólidos: Classificação. NBR 10.004/2004.
ABREU, R. C., 2000. Compressibilidade de maciços sanitários. Dissertação de
mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, SP.
AG
SOLVE
MONITORAMENTO
AMBIENTAL.
Disponível
em
<
http://www.agsolve.com.br>. Acessado em: 22-03-2008.
AGUIAR, A. B., 2001 . O emprego do permeâmetro de Guelph na determinação da
permeabilidade do solo, de camadas de lixo e sua cobertura. Dissertação de mestrado
do Programa de Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro.
90p.
ALBRIGHT, W. H., BENSON, C. H., GEE, G. W., et al., 2004. Field Water Balance of
Landfill Final Covers. Journal of Environmental Quality. USA. pp 2317- 2332.
ALFONSI, R. R., PEDRO JR, J., CAMARGO, M. B. P., et al., 1995. Zoneamento
agroclimático e probabilidade de atendimento hídrico para as culturas da soja, milho,
100
arroz de sequeiro, e feijão no Estado de São Paulo. Campinas. Instituto Agronômico.
(Boletim Cientifico). 8p.
ALMEIDA, M. S. S., 2005. Aterros de Resíduos - Notas de apoio às aulas. Programa
de Engenharia Civil do Curso de Mestrado em Engenharia Ambiental da COPPE UFRJ.
ANDRE, R. G. B., MARQUES, V. S., PINHEIRO, F.M.A., 2005. Disponibilidade
hídrica para a Região Norte Fluminense. Water available to the Norte Fluminense
Region. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 13, n. 1, p. 135-142.
AZEVEDO, R.F., CARVALHO, A.R., AZEVEDO, I.C.D., et al., 2003. Variação com a
idade de características mecânicas dos resíduos do aterro sanitário de Santo André,
São Paulo. In: V CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOTECNIA AMBIENTAL.
REGEO , Porto Alegre, RS, v. CD-ROM.
BARBOSA, M. C., 2005 Resíduos sólidos urbanos, comportamento geotécnico. Notas
de apoio às aulas. Programa de Engenharia Civil do Curso de Mestrado em Engenharia
Ambiental da COPPE – UFRJ
BARBOSA, M. C., 1994. Investigação Geoambiental do Depósito de Argila sob o
Aterro de Resíduos Urbanos de Gramacho, Universidade Federal do Rio de Janeiro,
Rio de Janeiro.
BARROS, H. L., 2004. Estudo de balanço hídrico em aterro sanitário por meio de
lisímetros de grandes dimensões. Dissertação de mestrado do Programa de PósGraduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Viçosa. 112p.
BARROS, M. C., 2005. Avaliação de um resíduo da construção civil beneficiado como
material alternativo para sistema de cobertura. Dissertação de mestrado do Programa
de Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro. 96p.
101
BERTAZZOLI, R., PELEGRINI, R., 2002. Descoloração e degradação de poluentes
orgânicos em soluções aquosas através do processo fotoeletroquímico. Química Nova,
v.25, n.3, p 477-482.
BLAIR, T.A., FITE, R.C., 1964. Meteorologia. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico.
406p.
BORBA, S. M., P., 2006. Análise de modelos de geração de gases em aterros
sanitários: Estudo de caso. Dissertação de mestrado do Programa de Engenharia Civil,
COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro. 134p.
BRAGA, B. N., HESPANHOL, I., CONEJO, J. G., et al., 2005. Introdução à
Engenharia Ambiental, SP, São Paulo: Prentice Hall.
CAENGE AMBIENTAL. Características gerais da área de estudo. Disponível em:
<http://www.caenge.com.br/texto_aterro.html>. Acessado em: 01-05-2008
CALLE, J. A. C., 2007. Comportamento Geomecânico de Resíduos Sólidos Urbanos.
Tese de Doutorado do Programa de Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do
Rio de Janeiro. 160p.
CARUZZO, A., ROCHA, H. R. da, 2000. Estimativa do Índice de Área Foliar em
Regiões de Pastagem e Floresta com um método indireto (“gap fraction”) durante o
Experimento AMC/LBA de 1999. In: XI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Rio de
Janeiro, RJ, p. 2478-2485.
CARVALHO, A. R., 2002. Determinação dos Parâmetros Geotécnicos dos Resíduos
Sólidos do Aterro Sanitário de Santo André/SP. Dissertação de mestrado do Programa
de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Viçosa. 102p.
CARVALHO, A.R., 2006. Desenvolvimento de um Equipamento para a Determinação
de Parâmetros Geotécnicos de Resíduos Sólidos. Tese de doutorado do Programa de
Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro. 160p.
102
CARVALHO, M. F.,1999. Comportamento mecânico de resíduos sólidos urbanos. Tese
de D. Sc., Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, SP.
CASTILHOS JR. A. B. (Coordenador), 2003. Resíduos sólidos urbanos: Aterro
sustentável para municípios de pequeno porte. Projeto PROSAB - RIMA, ABES. Rio
de Janeiro. 294p.
CEPOLLINA, M., KAIMOTO, L. S. A., MOTIDOME, M. J.,
et al., 2004.
Monitoramento em aterros sanitários durante a operação: Desempenho Mecânico e
ambiental. Seminário sobre resíduos sólidos.
COMLURB: Companhia Municipal de Limpeza Urbana, 2006. A destinação final de
lixo
na
cidade
do
Rio
de
Janeiro.
Disponível
em:
<http://comlurb.rio.rj.gov.br/salaimprensa/det_noticia.asp?cat=13&id=208 >. Acessado
em: 17-06-2007.
COMLURB: Companhia Municipal de Limpeza Urbana, 2006. Caracterização
Gravimétrica dos Resíduos Sólidos Domiciliares do Rio de Janeiro. Disponível em:
<http://www.rio.rj.gov.br/comlurb>. Acessado em: 17-06-2007.
COPPETEC, 1992 – Projeto de Controle Ambiental da Área do Aterro de Disposição
de Resíduos Urbanos de Jardim Gramacho - Duque de Caxias/RJ, Relatório Técnico
ET – 150470, COPPETEC, COPPE-UFRJ.
COUMOULOS D., KORYALOS T., METAXAS I., et al., 1995. The main landfill of
Athens-Geotechnical Investigation. Proc. 5th International Landfill Symposium,
Sardinia.
DWYER, S. F., 2003. Water balance measurements and computer simulations of
landfill covers. Tese Ph.D. University of New México Albuquerque, New México.
250p.
103
EHRLICH, M., ALMEIDA, M. S. S., BARBOSA, M. C., 1994. Pollution control of
Gramacho municipal landfill. 1st International Congress on Environmental Geotechnics,
Edmonton, Canada, pp. 657-663.
EPA. Environmental Protection Agency, 2003. Evaporation landfill cover systems fact
sheet, 542-F-03-015. Disponível em <http://www.epa.gov/superfund/new/evapo.pdf>.
Acessado em: 26-03-2007.
FABIAN, A. J., OTTONI FILHO, T. B., 2000. Determinação da capacidade in situ
através de equações de regressão. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v.35, n.5,
p.1029 – 1036.
FARQUHAR, G. J., 1989 - A. Leachate production and characterization. Disponível
em:
<http://www.cepis.org.pe/muwww/fulltext/repind49/lesson10/leachate.html>.
Acessado em: 12/02/2008.
FERREIRA, M. A., S., 2006. Aplicação de modelos de avaliação qualitativa e
quantitativa dos percolados gerados em um aterro sanitário. Dissertação de mestrado
do Programa de Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro.
212p.
GIORDANO, G., FERREIRA, J. A., RITTER, E., et al., 2002. Tratamento do Chorume
do Aterro Metropolitano de Gramacho-Rio de Janeiro-BR. In: XXVIII Congreso
Interamericano de Ingeniária Sanitaria y Ambiental, 2002, Cancun. Anales del XXVIII
Congreso Interamericano de Ingeniaria Sanitaria y Ambiental. Cancun : AIDIS, v. 1.
GOMES, T. L., 2005. Avaliação quali-quantitativa do perolado gerado no Aterro
Controlado de Santa Maria – RS. Dissertação de mestrado do Programa de Engenharia
Civil, Universidade Federal de Santa Maria. 96p.
GOTTELAND, P., LEMARÉCHAL, D., RICHARD, P., 1995. Analysis and Monitoring
of the Stability of a Domestic Waste Landfill. Proceedings Sardinia 95, Fifth
International Landfill Symposium, S. Margherita di Pula, Cagliari, Italy, October 1995,
p.777-787.
104
GRUPO DE RESÍDUOS SÓLIDOS - UFPE. Disponível em: <http://www.grsufpe.com.br>. Acessado em: 12-10-2007.
GUEDES, V. P., 2007. Estudo do fluxo de gases através do solo de cobertura de aterro
de resíduos sólidos urbanos. . Dissertação de mestrado do Programa de Engenharia
Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro. 117p.
HOBECO SUDAMERICANA LTDA. Disponível em: <http://www.hobeco.net/>.
Acessado em: 15-03-2007.
HOEKS, J., GLAS, H., HOFKAMP, J., et al., 1987. Bentonite Liners for Isolation of
Waste Disposal Sites. Waste Management & Research, 5, pp. 93-105, 1987.
HUSE, K., 2007. Estudo da Influência da Adição de Bentonita em um Solo ArenoSiltoso para uso como Cobertura de Aterros. Dissertação de mestrado do Programa de
Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro. 144p.
IBAM, 2001. Gestão Integrada de Resíduos Sólidos: Manual de Gerenciamento
Integrado de Resíduos Sólidos. 15 ed. Rio de Janeiro. ISBN 85-09-00113-8.
INMET, 1992. Normais Climatológicas (1961/1990). Governo Federal, Ministério da
Agricultura e Reforma Agrária. Secretaria Nacional de Irrigação. 84p.
INMET, 1999. Manual de Observações Meteorológicas. 3a ed., Brasília: Ministério da
Agricultura e do Abastecimento.
INMET:
Instituto
Nacional
de
Meteorologia.
Disponível
em:
<http://
www.inmet.gov.br>. Acessado em: 06-04-2007.
IPT/CEMPRE, 2000. Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) e
Compromisso Empresarial para a Reciclagem (CEMPRE), Publicação IPT 2622.
105
JUCÁ, J. F. T., 2003. Disposição final dos resíduos sólidos urbanos no Brasil. Anais
do 5o Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental REGEO’2003 – Porto Alegre, Rio
Grande do Sul.
JTCM
Comércio
e
Tecnologia
Ltda.
Disponível
em
http://www.jctm-
hidromet.com.br/meteorol.html. Acessado em: 22/03/08.
JUCÁ, J. F. T., MONTEIRO, V. E. D., OLIVEIRA, F. J. S., et al., 1999.
Monitoramento ambiental do aterro de resíduos sólidos da Muribeca. Anais do 4o
Congresso Brasileiro de Geotecnia Ambiental. São José dos Campos, São Paulo.
JUNQUEIRA F. F., 2000. Análise de Comportamento de Resíduos Urbanos e sistemas
Dreno-Filtrantes em diferentes escalas, com Referência ao aterro do Jóquei Clube,
Tese de Doutorado, UNB, 283p.
KAIMOTO, L. S. A., 2005 . Simpósio Internacional de Tecnologias e tratamento de
Resíduos Sólidos, RJ, Rio de Janeiro.
LIBARDI, P. L., 2005.
Dinâmica da Água no Solo. São Paulo.
Editora da
Universidade de São Paulo.
KLEIN M., MAHLER C. F., 2001. Soil dynamics in central Europe and Brazil. 5th
International symposium on environmental geotechnology and global sustainable
development. Belo Horizonte – MG.
KNOCHENMUS, G., WOJNAROWICZ, M., VAN I., 1998. Stability of Municipal
Solid Wastes. In: Proc. of the Third International Congress on Environmental
Geotechnics, Lisboa, Portugal, Sêco e Pinto (ed.), Balkema, Rotterdam, p. 977-1000.
KOERNER, R.M., DANIEL, D. E., 1997. Final covers for solid waste landfills and
abandoned dumps. 1ª ed. New York, ASCE PRESS. 256p.
LAMMA: Laboratório de Modelagem de Processos Marinhos e Atmosféricos.
Disponível em: < http://www.lamma.ufrj.br>. Acessado em: 15-07-2008.
106
LIMA, L.M.Q., 1995. Resíduos - tratamento e biorrremediação. 3ª ed. Hemus Editora,
265p.
LINS, E. A. M., Jucá, J. A. T. A., 2003. Utilização de Métodos Empíricos para a
Estimativa do Percolado Gerado no aterro da Muribeca. In XXII Congresso Brasileiro
de Engenharia Sanitária e Ambiental, Joinville, Santa Catarina.
LOBO, A., 2003. Desarrollo de MODUELO 2: Herramienta para la Evaluación de la
Contaminación Producida en Vertederos de Residuos Sólidos Urbanos. Tesis Doctoral,
Universidad de Cantabria, Santander, España.
MAHLER, C. F., 2005. Aterros de Resíduos - Notas de apoio às aulas. Programa de
Engenharia Civil do Curso de Mestrado em Engenharia Ambiental da COPPE - UFRJ.
MAHLER, C. F., FERREIRA, M. A. S., GÜNTHER, W., 2005. Landfill leachate
monitoring:
a case study. Anais.20th International Conference on Solid Waste
Technology and Management. Philadelphia, USA.
MAHLER C. F., FERREIRA, M. A. S., GÜNTHER, W., 2005. Studies of landfill in
Brazil. 10th International Waste Management and Landfill Symposium. Sardinia, Itália.
MARQUES, M., 2000. Solid Waste and the Water Environment in the New European
Union Perspective: Process Analysis Related to Storage and Final Disposal. PhD
Thesis. Royal Institute Of Technology, KTH, Suécia. 82p.
MARQUES, V. S., ANDRE, R. G. B., PINHEIRO, F.M.A., 2005. Condições Hídricas
do Município de Campos dos Goytacazes. In: Simposio Internacional de Meteorologia,
2005, Fortaleza. A Hidro-climatologia e impactos ambientais em regiões semi-áridas.
Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Meteorologia. v. 01.
MARQUES, V. S., ANDRE, R. G. B., PINHEIRO, F.M.A., 2004. Índices de aridez e
de umidade para a região norte fluminense. In: XIII Congresso Brasileiro de
Meteorologia, 2004, Fortaleza. Meteorologia e Desenvolvimento Sustentável. Rio de
Janeiro: Sociedade Brasileira de Meteorologia, v. CD-ROM.
107
MONTEIRO, J. H. P. et al., 2001. Manual de Gerenciamento Integrado de Resíduos
Sólidos. Rio de Janeiro:
MUNICIPAL
-
INSTITUTO BRASILEIRO DE ADMINISTRAÇÃO
IBAM.
200p.
Disponivel
em:
<http://www.ibam.org.br/publique/media/manualRS.pdf>. Acessado em: 15/03/07.
MONTEIRO, J. H. P., SENA R. D., SILVA, D. A., 2006. Sistemas de Monitoramento
para os Aterros de Resíduos Sólidos Urbanos da cidade do Rio de Janeiro. STTRS Simpósio Internacional de Tecnologias e Tratamento de Resíduos Sólidos.
GTRES/COPPE/UFRJ. Clube de Engenharia. Rio de Janeiro. Disponível em:
<www.sittrs.ufrj.br>. Acessado em: 28/06/06.
MONTEIRO, V. E. D., JUCÁ, J. F. T., REGO, C. C., 2001. Influência das condições
climáticas no comportamento do aterro de resíduos sólidos da Muribeca. Anais do 21o
Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, João Pessoa.
NAHAS, C.M., FRANÇOSO, N.C.T., FOLLONI, R., 1996. Novas tecnologias para
otimização de disposição de resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários e de
inertes. Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental, Porto Alegre, Brasil. Anais.
P.222-226.
NIMER, E., 1989. Climatologia do Brasil. IBGE. Rio de Janeiro, 421p.
OLIVEIRA, F. J. P., 1997.
Monitoramento ambiental para operação de aterros
sanitários. Saneamento Ambiental, São Paulo, ano VII, n. 46, p. 40-41, jul./ago.
ORTH, M. H. A., 1981. Aterros Sanitários. Revista de Limpeza Pública. São Paulo, v.
8, n. 20, p 26-34.
PAES, R. F. C. P., 2004. Caracterização do chorume produzido no aterro de Muribeca.
Dissertação de mestrado da Universidade Federal de Pernambuco. Recife, Pernambuco.
232p.
108
PAIXÃO J. F. R., ALENCAR, S. B. de, COSTA, T. L., et al., 2004. Capacidade de
campo de um neossolo flúvico determinada por métodos diretos e indiretos. Revista de
Biologia e Ciências da Terra. Volume 4 Número 2.
PEREIRA, A. R., ANGELOCCI, L. R., SENTELHAS, P.C., 2002. Agrometeorologia:
Fundamentos e aplicações práticas. Guaíba: Editora Agropecuária, 478p.
PEYTON, R.L., SCHRODER, P.R., 1998. Field verification of HELP model for
landfill. Journal of Environmental Engineering, 114, 247-269.
PINTO, C. S., 2002. Curso Básico de Mecânica dos Solos em 16 Aulas. 2a Edição, São
Paulo, Oficina de Textos.
Prefeitura de São Paulo. Secretaria Municipal de Serviços/resíduos sólidos. Disponível
em:
<http://www6.prefeitura.sp.gov.br/secretarias/servicoseobras/residuos_solidos/0002>.
Acessado em: 18/05/07.
REAL, J. L. G., 2005. Riscos Ambientais em Aterros de Resíduos Sólidos com Ênfase
na emissão de Gases. Dissertação de mestrado. Programa de Engenharia Civil,
COPPE/Universidade Federal do Rio de Janeiro. 173p.
REICHARDT, K., 1988. Capacidade de campo. Revista Brasileira de Ciência do Solo,
Campinas, v.12, n.13, p.211-216.
RETALLACK, B. J., 1977.
Notas de treinamento para a formação do pessoal
meteorológico classe IV. Tradução: DNMET. OMM 266. TP 150. Brasília. 154p.
ROCCA, A. C. C., 1981. Drenagem sub-superficial em aterros sanitários. Revista de
Limpeza Pública. São Paulo, v.8, n.19, p16-27.
SCHROEDER R., LLOYD M., ZAPPI P., et al., 1994. The hydrologic evaluation of
landfill performance (H.E.L.P.) model: user’s guide for version 3, EPA/600/R-94/168a,
109
U.S. environmental protection agency office of research and development, Washington,
DC, 105p.
SCHUELER, A. S., 2005. Estudo de caso e proposta para classificação de áreas
degradadas por disposição de resíduos sólidos urbanos. Tese de doutorado do
Programa de Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de Janeiro. 222p.
SENTELHAS, P. C., PEREIRA, A. R., ANGELOCCI, L. R., 2000. Meteorologia
Agrícola, 3a edição, ESALQ, Piracicaba.
SILVA, R. R, 2005, Seleção de cultivares de mamona com diferentes doses de
composto de lixo para vegetação de aterros de resíduos sólidos urbanos. Dissertação de
mestrado do Programa de Engenharia Civil, COPPE/ Universidade Federal do Rio de
Janeiro. 89p.
SIMÕES, G. F., CATAPRETA, C. A. A., MARTINS, H. L., 2006. Monitoramento
Geotécnico de Aterros Sanitários – Trabalhos Realizados na Central de Tratamento de
Resíduos Sólidos da BR-040 em Belo Horizonte, MG. STTRS - Simpósio Internacional
de Tecnologias e Tratamento de Resíduos Sólidos. GTRES/COPPE/UFRJ. Clube de
Engenharia. Rio de Janeiro. Disponível em: <www.sittrs.ufrj.br>. Acessado em:
28/06/06.
SIMÕES, G. F., LOBATO, L. C. S., MARTINS, H. L., et al., 2005. Aplicação de um
modelo tridimensional de avaliação de balanço hídrico em aterros de disposição de
resíduos sólidos urbanos. Anais do 23o Cong. Bras. de Eng. Sanitária e Ambiental.
Campo Grande.
SOBRINHO, N. L. C., 2000. Uma análise do balanço hídrico do aterro sanitário de
Presidente Prudente. Dissertação de mestrado do Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Civil, Universidade Federal de Viçosa. 117p.
TCHOBANOGLOUS, G., THEISEN, H., VIGIL, S. A., 1993. Integrated Solid Waste
Management: Engineering Principles and Management Issues. McGraw-Hill, 978p.
110
TCHOBANOGLOUS, G., THEISEN, H., VIGIL, S. A., 1994. Gestion integral dos
resíduos sólidos. 1 ed. Madri: McGraw-Hill, Inc, v(s).1-2, 1106p. (em Espanhol).
THORNTHWAITE, C.W., 1948. An approach towards a rational classification of
climate. Geographical Review, London, v.38.
THORNTHWAITE, C.W., MATHER, J.R., 1955. The Water Balance. Publications in
Climatology, Centertown, N. Jersey: Drexel Institute of Technology, Laboratory of
Climatology, v.8, n.1, 104p.
THORNTHWAITE, C.W.; MATHER, J.R., 1957.
Instructions and Tables for
computing Potential Evapotranspiration and the Water Balance. Publications in
Climatology, Centerton, N. Jersey:
Drexel Institute of Technology, Laboratory of
Climatology, v.10, n.3, 311 p.
UNESP- Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – Campus de Bauru
– FEB. Disponível em: <http://www.feb.unesp.br>.
VAISALA, 1999. Automatic Weather Station MAWS User´s Guide: FIN-00421.
Helsinki, 157 p.
VALADÃO, I. C. P., SILVA, A. J., CASTRO, J. A., et al., 2006. Simulação
computacional da difusão molecular de poluentes líquidos de aterros em solos organo
argilosos - Aterro Metropolitano de Gramacho, RJ. Estudos Tecnológicos Em
Engenharia, RS, v. 2, p. 55-64.
VAREJÃO-SILVA, M. A., 2000. Meteorologia e Climatologia. INMET, Ministério da
Agricultura e Abastecimento, Brasília: Stilo. 515 p.
VEIHMEYER F. J., HENDRICKSON, A. H., 1931. The moisture equivalent as a
measure of the field capacity of soil. Soil Science, Baltimore, v.32, p.181-193.
111
VIANELLO, R. L., ALVES, A. R., 2002. Meteorologia Básica e Aplicações, Viçosa,
UFV, Impr. Univ., 449p.
WEB-RESOL: Instituto para a Democratização de Informações sobre Saneamento
Básico e Meio Ambiente. Disponível em: <http://www.resol.com.br>. Acessado em:
25/09/07.
112
20.5
20.0
19.9
20.0
21.8
23.6
23.7
25.3
24.8
25.0
24.7
23.5
jun/07
jul/07
ago/07
set/07
out/07
nov/07
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
soma
3
4
74
85
90
86
89
75
74
61
48
47
48
52
0.97
1.05
1.00
1.15
1.17
1.10
1.09
1.00
0.98
0.94
0.89
0.95
Temp. (°C) Nomograma Correção
2
mai/07
Meses
1
861.56
71.8
89.3
90.0
98.9
104.1
82.5
80.7
61.0
47.0
44.2
42.7
49.4
EP(mm)
5
1881.2
203.6
290.4
204.8
291.6
261.6
222.0
201.2
14.0
22.2
36.4
51.6
81.8
P(mm)
6
113
1019.6
131.8
201.2
114.8
192.7
157.5
139.5
120.5
-47.0
-24.8
-7.8
8.9
32.4
P-EP(mm)
7
8
1080.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
20.4
67.4
92.2
100.0
100.0
ARM(mm)
BALANÇO HÍDRICO 1948 - ATERRO
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
79.6
-47.0
-24.8
-7.8
0.0
0.0
ALT(mm)
9
861.6
71.8
89.3
90.0
98.9
104.1
82.5
80.7
61.0
47.0
44.2
42.7
49.4
ER(mm)
10
11
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
DEF(mm)
Cad=100mm
1019.7
131.8
201.2
114.8
192.7
157.5
139.5
40.9
0.0
0.0
0.0
8.9
32.4
EXC(mm)
12
ANEXO 1 - BALANÇO HÍDRICO DO ATERRO DE GRAMACHO UTILIZANDO O MÉTODO PROPOSTO POR
THORNTHWAITE EM 1948, UTILIZANDO CAD = 100MM.
20,5
20,0
19,9
20,0
21,8
23,6
23,7
25,3
24,8
25,0
24,7
23,5
jun/07
jul/07
ago/07
set/07
out/07
nov/07
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
soma
3
4
5
6
7
74
85
90
86
89
75
74
61
48
47
48
52
0,97
1,05
1,00
1,15
1,17
1,10
1,09
1,00
0,98
0,94
0,89
0,95
203,6
290,4
204,8
291,6
261,6
222,0
201,2
14,0
22,2
36,4
51,6
81,8
861,56 1881,2
71,8
89,3
90,0
98,9
104,1
82,5
80,7
61,0
47,0
44,2
42,7
49,4
8
9
-
-
-
-
-
-
-
-
-
100
100
100
100
100
100
100
45,2
72,2
92,5
-119,9 1109,835
-79,5
-32,6
-7,8
100
100
Neg. Acum.(mm) ARM(mm)
114
1019,64
131,8
201,2
114,8
192,7
157,5
139,5
120,5
-47,0
-24,8
-7,8
8,9
32,4
Temp. (°C) Nomograma Correção EP(mm) P(mm) P-EP(mm)
2
mai/07
Meses
1
BALANÇO HÍDRICO 1955 - ATERRO
THORNTHWAITE E MATHER EM 1955, UTILIZANDO CAD = 100MM.
-
-
-
-
-
-
-
-
0
54,8
-27,0
-20,3
-7,5
ALT(mm)
10
Cad=100mm
836,5
71,8
89,3
90,0
98,9
104,1
82,5
80,7
41,0
42,2
43,9
42,7
49,4
ER(mm)
11
13
20,0
4,8
0,3
25,12
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1044,5
131,8
201,2
114,8
192,7
157,5
139,5
65,7
-
-
-
8,9
32,4
DEF(mm) EXC(mm)
12
ANEXO 2 - BALANÇO HÍDRICO DO ATERRO DE GRAMACHO UTILIZANDO O MÉTODO PROPOSTO POR
20,0
19,9
20,0
21,8
23,6
23,7
25,3
24,8
25,0
24,7
23,5
Meses
mai/07
jun/07
jul/07
ago/07
set/07
out/07
nov/07
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
soma
Temp. (°C)
20,5
2
1
74
85
90
86
89
75
74
61
48
47
48
52
Nomograma
3
0,97
1,05
1,00
1,15
1,17
1,10
1,09
1,00
0,98
0,94
0,89
0,95
Correção
4
861,6
71,8
89,3
90,0
98,9
104,1
82,5
80,7
61,0
47,0
44,2
42,7
49,4
EP(mm)
5
1881,2
203,6
290,4
204,8
291,6
261,6
222,0
201,2
14,0
22,2
36,4
51,6
81,8
P(mm)
6
115
1019,6
131,8
201,2
114,8
192,7
157,5
139,5
120,5
-47,0
-24,8
-7,8
8,9
32,4
P-EP(mm)
7
8
2280,0
200,0
200,0
200,0
200,0
200,0
200,0
200,0
120,4
167,4
192,2
200,0
200,0
ARM(mm)
BALANÇO HÍDRICO 1948 - ATERRO
10
11
12
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
79,6
-47,0
-24,8
-7,8
0,0
0,0
861,5
71,8
89,3
90,0
98,9
104,1
82,5
80,7
61,0
47,0
44,2
42,7
49,4
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
1019,7
131,8
201,2
114,8
192,7
157,5
139,5
40,9
0,0
0,0
0,0
8,9
32,4
ALT(mm) ER(mm) DEF(mm) EXC(mm)
9
Cad=200mm
ANEXO 3 - BALANÇO HÍDRICO DO ATERRO DE GRAMACHO UTILIZANDO O MÉTODO PROPOSTO POR
THORNTHWAITE EM 1948, UTILIZANDO CAD = 200MM.
20,0
19,9
20,0
21,8
23,6
23,7
25,3
24,8
25,0
24,7
23,5
Meses
mai/07
jun/07
jul/07
ago/07
set/07
out/07
nov/07
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
soma
Temp. (°C)
20,5
2
1
74
85
90
86
89
75
74
61
48
47
48
52
Nomograma
3
5
6
7
0,97
1,05
1,00
1,15
1,17
1,10
1,09
1,00
0,98
0,94
0,89
0,95
203,6
290,4
204,8
291,6
261,6
222,0
201,2
14,0
22,2
36,4
51,6
81,8
861,6 1881,2
71,8
89,3
90,0
98,9
104,1
82,5
80,7
61,0
47,0
44,2
42,7
49,4
116
1019,6
131,8
201,2
114,8
192,7
157,5
139,5
120,5
-47,0
-24,8
-7,8
8,9
32,4
Correção EP(mm) P(mm) P-EP(mm)
4
8
9
10
Cad=200mm
11
12
13
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-119,9
-79,5
-32,6
-7,8
2219,7
200,0
200,0
200,0
200,0
200,0
200,0
200,0
90,3
144,4
185,0
200,0
200,0
-54,1
-40,6
-15,0
-
-
-
-
-
-
0,0
109,7
-
-
836,8
71,8
89,3
90,0
98,9
104,1
82,5
80,7
41,3
42,2
43,9
42,7
49,4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
24,8
19,7
4,8
0,3
10,8
989,6
131,8
201,2
114,8
192,7
157,5
139,5
-
-
-
8,9
32,4
Neg. Acum.(mm) ARM(mm) ALT(mm) ER(mm) DEF(mm) EXC(mm)
BALANÇO HÍDRICO 1955 - ATERRO
ANEXO 4 - BALANÇO HÍDRICO DO ATERRO DE GRAMACHO UTILIZANDO O MÉTODO PROPOSTO POR
THORNTHWAITE E MATHER EM 1955, UTILIZANDO CAD = 200MM.
19.6
18.9
23.0
21.4
23.1
22.8
24.6
24.7
24.0
24.5
22.8
jun/07
jul/07
ago/07
set/07
out/07
nov/07
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
soma
20.5
74
85
90
86
89
75
74
61
48
47
48
52
Temperatura(°C) Nomograma
mai/07
Meses
1.0
1.1
1.0
1.2
1.2
1.1
1.1
1.0
1.0
0.9
0.9
1.0
Correção
861.6
71.8
89.3
90.0
98.9
104.1
82.5
80.7
61.0
47.0
44.2
42.7
49.4
EP(mm)
1162.8
66.8
140.8
148.8
250.0
220.4
157.8
115.2
1.6
2.4
0.0
22.2
36.8
P(mm)
117
-5.0
51.6
58.8
151.1
116.3
75.3
34.5
-59.4
-44.6
-44.2
-20.5
-12.6
P-EP(mm)
95.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
34.5
0.0
0.0
17.7
61.9
82.4
ARM (mm)
BALANÇO HÍDRICO 1948 - REDUC
-5.0
0.0
0.0
0.0
0.0
65.5
34.5
0.0
-17.7
-44.2
-20.5
-12.6
ALT (mm)
71.8
89.3
90.0
98.9
104.1
82.5
80.7
1.6
20.1
44.2
42.7
49.4
ER(mm)
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
59.4
26.9
0.0
0.0
0.0
(mm)
DEF
0.0
51.6
58.8
151.1
100.0
9.8
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
(mm)
EXC
ANEXO 5 - BALANÇO HÍDRICO COM OS DADOS OBTIDOS NA REDUC UTILIZANDO O MÉTODO PROPOSTO POR
THORNTHWAITE EM 1948, UTILIZANDO CAD = 100MM.
2
3
4
5
20.5
19.6
18.9
23.0
21.4
23.1
22.8
24.6
24.7
24.0
24.5
22.8
22.5
mai/07
jun/07
jul/07
ago/07
set/07
out/07
nov/07
dez/07
jan/08
fev/08
mar/08
abr/08
soma
74
85
90
86
89
75
74
61
48
47
48
52
1.0
1.1
1.0
1.2
1.2
1.1
1.1
1.0
1.0
0.9
0.9
1.0
66.8
140.8
148.8
250.0
220.4
157.8
115.2
1.6
2.4
0.0
22.2
36.8
861.56 1162.8
71.8
89.3
90.0
98.9
104.1
82.5
80.7
61.0
47.0
44.2
42.7
49.4
118
-5.0
51.6
58.8
151.1
116.3
75.3
34.5
-59.4
-44.6
-44.2
-20.5
-12.6
EP(mm)
9
10
11
12
13
-
-
-
-5.0
39.8
-76.5
-151.8
-186.3
-126.9
-82.3
-38.1
-17.6
95.1
100.0
100.0
100.0
100.0
46.5
21.9
15.5
28.1
43.9
68.3
83.9
-4.9
100.0
100.0
100.0
-
24.6
6.4
-12.6
-15.8
-24.4
-15.5
-11.3
71.7
89.3
90.0
98.9
104.1
82.5
80.7
14.2
18.2
24.4
37.7
48.1
-
-
-
-
-
-
0.1
46.8
28.8
19.8
5.0
1.3
-
51.6
58.8
151.1
116.3
-
-
-
-
-
-
-
Neg. Acum.(mm) Arm.(mm) Alt.(mm) ER(mm) Def.(mm) Exc.(mm)
BALANÇO HÍDRICO 1955 - REDUC
6
7
8
P-
Meses Temperatura(°C) Nomograma Correção EP(mm) P(mm)
1
ANEXO 6 - BALANÇO HÍDRICO COM OS DADOS OBTIDOS NA REDUC UTILIZANDO O MÉTODO PROPOSTO POR
THORNTHWAITE E MATHER EM 1955, UTILIZANDO CAD = 100MM.
Fonte: Vianello e Alves (2002).
119
ANEXO 7 – Nomograma para Cálculo da Evapotranspiração Potencial Mensal, Não-ajustada, pela Fórmula de Thornthwaite, em
Função da Temperatura Média Mensal.
120
ANEXO 8 – ROSA DOS VENTOS DO ATERRO DE GRAMACHO NO MÊS DE AGOSTO DE 2007.
121
ANEXO 9 – ROSA DOS VENTOS DA REDUC NO MÊS DE AGOSTO DE 2007.
122
ANEXO 10 – ROSA DOS VENTOS DO ATERRO DE GRAMACHO NO MÊS DE NOVEMBRO DE 2007.
123
ANEXO 11 – ROSA DOS VENTOS DO ATERRO DE GRAMACHO NO MÊS DE OUTUBRO DE 2007.
124
ANEXO 12 – ROSA DOS VENTOS DA REDUC NO MÊS DE OUTUBRO DE 2007.
125
ANEXO 13 – ROSA DOS VENTOS DA REDUC NO MÊS DE JUNHO DE 2007.