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CAPÍTULO 14 – GEOCOMPOSTO BENTONÍTICO
1. Características
Os geocompostos bentoníticos – GB - podem ser definidos como uma barreira
hidráulica geossintética que consiste de argila bentonítica sódica encapsulada por
geotêxteis unidos somente nas bordas ou ao longo de toda a superfície através de
agulhamento ou ponteamento. A bentonita pode também ser aderida a geomembranas
por adesivos químicos. Estes geocompostos são apresentados em bobinas com largura
e comprimento em torno de 5 e 50 metros, respectivamente, e geralmente usados
como alternativa em substituição a camada de argila compactada ou como camada
complementar em sistemas compostos por vários geossintéticos e camada de argila
compactada. O peso de argila bentonítica é da ordem de 5 kg/m2, com teor de umidade
de 10 a 20%, podendo também ser fornecida seca.
Uma das principais características da bentonita é sua habilidade de expansão, quando
em contato com líquidos, como também de autocicatrização, habilidades que a argila
compactada não possui, Boardman and Daniel, 1996.
Quando hidratada sob confinamento, a bentonita expande-se formando uma camada
de baixa permeabilidade, que funciona como proteção hidráulica similar a vários
centímetros de argila compactada. O comportamento do GB, tanto no estado seco
como no úmido, e também da argila compactada utilizada com função de barreira de
baixa permeabilidade, deve ser tal, que após experimentar um ou mais ciclos de
umedecimento e secagem sua permeabilidade mantenha-se inalterada.
2. Histórico
O uso de geocompostos bentoníticos – GB – como geossintético utilizado para barreira
hidráulica começou em 1988 nos Estados Unidos, quando foi usado pela primeira vez
num aterro sanitário sob uma geomembrana. Na mesma época este geossintético
começou a ser produzido na Alemanha, Koerner 1999. Nos Estados Unidos a maior
aplicação dos GB tem sido tanto em base como em cobertura de aterros sanitários e de
resíduos industriais, geralmente sob uma geomembrana.
3. Tipos de Geocompostos Bentoníticos (GB)
De acordo com a maneira como são fabricados, os GB podem ser reforçados ou não.
Em taludes é recomendável o uso dos GB reforçados, que possuem maior resistência
ao cisalhamento. Na figura a seguir são apresentados os tipos de GB disponíveis no
mercado internacional.
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(a) Argila Betonítica encapsulada por dois geotêxteis
(b) Argila Bentonítica ponteada entre dois geotêxteis
(c) Argila Bentonítica agulhada entre dois geotêxteis
(d) Argila Bentonítica aderida a uma Geomembrana de PEAD
Tipos de Geocompostos Bentoníticos disponíveis no Mercado Internacional
(From Koerner, 1999)
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4. Aplicações
Os Geocompostos Bentoníticos (GB) substituem com grandes vantagens a argila
compactada em obras como:
• Aterros sanitários (revestimento da base e cobertura)
• Valas de resíduos industriais
• Proteção secundária em armazenamento de combustíveis
• Reservatórios de água e lagoas ornamentais
Embora os GB possam ser utilizados como revestimento único, tem sido mais freqüente
o seu uso em sistemas compostos de revestimentos geossintéticos com geomembranas
e geocompostos drenantes, tanto na base como na cobertura de aterros sanitários e
vala de resíduos industriais.
Num sistema composto, usualmente o GB é colocado sob a geomembrana, substituindo
a camada de argila compactada, como na figura abaixo. Nesta figura, Koerner 1999,
são ilustrados três alternativas de barreiras: a primeira somente camada de argila, a
segunda sendo uma camada de argila e uma de geomembrana e a terceira um GB e
uma geomembrana.
(a) Barreira de Argila
Compactada
(b) Revestimento composto: Geomembrana e Argila
Compactada
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(c) Revestimento composto: Geomembrana e Geocomposto Bentonítico
Alternativas de Composição de Barreiras Impermeabilizantes (From Koerner, 1999)
A figura abaixo mostra um corte de uma vala de resíduos com revestimento composto
por vários geossintéticos.
Geocomposto Bentonítico substituindo a camada de Argila Compactada sob a
Geomembrana (From Koerner, 1999)
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Num sistema duplo, para revestimento do fundo de valas de resíduos ou de áreas
planas, o GB pode compor o revestimento primário (superior) com uma geomembrana
(GM) e o revestimento secundário ser constituído por uma geomembrana (GM) e uma
camada de argila compactada (AC), veja figura a seguir. A redução de percolado
infiltrado em obras executadas com a composição GM/GB em relação a uma única GM
ou a composição GM/AC é significativa, segundo Koerner 1999. No caso de somente
uma geomembrana (GM) sobre uma camada drenante, a ocorrência de furos direciona
o percolado para o sistema drenante, e caso este não exista, contaminará o solo de
apoio da geomembrana. Na composição GM/AC é difícil distinguir se a água é
resultante do adensamento da camada de argila ou se é proveniente de vazamento do
percolado.
No conjunto GM/GB, o GB é instalado seco ou com pouca umidade, absorvendo
portanto, qualquer vazamento através de furos ou defeitos da GM, resultando que na
maioria dos casos quase nenhum vazamento que ultrapassa o GB, segundo a tabela
5.17 do artigo de Othman et al., 1997.
Geocomposto Bentonítico em sistema composto com Geomembrana na Cobertura da Vala
de Resíduos e em sistema duplo de revestimento na Base da Vala
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5. Vantagens do uso dos Geocompostos Bentoníticos em relação à Argila
Compactada
• Produto industrializado fornecido em bobinas, portanto menor tempo e custo de
instalação.
• Menor custo de fornecimento, quando não há jazida de argila próxima a obra.
• O GB não é susceptível a trincamento como a argila compactada, na qual as trincas
alteram o grau de proteção da barreira, quando ocorrem recalques.
• Aumento da capacidade de armazenamento da vala ou da bacia de deposição dos
resíduos.
• Não causa dano ambiental como na extração de argila na jazida.
6. Particularidades dos Geocompostos Bentoníticos (GB)
Uma vez que a função principal dos GB é de barreira hidráulica, sua hidratação e
conseqüente expansão são parâmetros importantes e críticos para o seu bom
desempenho. Os GB podem ter uma hidratação diferenciada dependendo da natureza
do líquido em contato. Assim sendo, serão diferentemente hidratados quando em
contato com água pura, águas servidas, chorume e não são hidratados quando em
contato com derivados de petróleo, devendo neste caso ser pré-hidratados.
7. Propriedades Relevantes
7.1. Condutividade hidráulica
A condutividade hidráulica do GB é da ordem de 10-9 cm/s, para aqueles
encapsulados em geotêxtil e de 10-12 cm/s para os aderidos a geomembrana. Esta
propriedade não apresenta diferenças significativas entre os GB fabricados no
mercado internacional, segundo dados experimentais, exceto para os GB com
geomembranas. Ainda segundo pesquisas realizadas, nas emendas a
condutividade não fica comprometida, MBG, 2004 – Capitulo 13.
7.2. Resistência ao cisalhamento
A argila bentonítica, quando hidratada, apresenta baixa resistência ao
cisalhamento. O reforço introduzido pelo agulhamento entre os geotêxteis das
duas faces do GB, geralmente resolve este problema, no entanto a instalação e as
condições da obra durante a sua vida útil, não devem alterar as condições do
produto.
A resistência de interface entre o GB e o material adjacente (geotêxtil ou
geomembrana) também é um fator importante a ser considerado no projeto que
especifica este geossintético.
7.3. Autocicatrização
A excelente capacidade de expansão da bentonita sódica, que constitui o GB, faz
com que nos locais de eventuais furos de pequeno tamanho, resultantes de danos
de instalação haja uma autocicatrização, com conseqüente desaparecimento do
dano. Também nos ciclos de secagem e umedecimento do GB, quando na
secagem ocorrem trincas, devido à capacidade de autocicatrização deste
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geossintético há recuperação das propriedades hidráulicas, quando se dá nova
hidratação, MBG, 2004.
8. Instalação
Como as geomembranas, os GB devem ser colocados no sentido da máxima inclinação
do talude e a modulação dos painéis deve fazer parte do projeto executivo.
As emendas dos GB são executadas por traspasse de no mínimo 15 cm, colocando-se
bentonita em pó, na quantidade indicada pelo fabricante, entre as extremidades dos
dois painéis a serem unidos.
9. Referências Bibliográficas
9.1. ABINT (2004). “Manual Brasileiro de Geossintéticos” – Editora Edgard Blücher – pp
335-379.
9.2. Boardman, B. T. and Daniel, D. E. (1996). “Hydraulic Conductivity of Desiccated
Geosynthetic Clay Liners” J. Geotechnical Eng., ASCE, Vol. 122, No. 3, pp. 204208.
9.3. Koerner, R. M. (1999). “Designing with Geosynthetics” – Fourth Edition. Prentice
Hall, N.J.
9.4. Othman, M. A., Bonaparte, R. and Gross, B. A. (1997). “Preliminary Results of
Study of Composite Liner Field Performance” – J. Geotextiles and Geomembranes.
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