24
CAPÍTULO 2 - POLIMANTA® DE PE LINEAR:
GEOMEMBRANA DE POLIETILENO LINEAR - PEBDL
1. POLIMANTA® PE Linear Engepol
É uma geomembrana fabricada com resina de polietileno linear – PEBDL (Polietileno
Linear de Baixa Densidade), polímero que lhe confere flexibilidade, além de excelentes
resistências mecânica, química e aos raios ultravioleta. Por ser flexível, sua utilização é
indicada para obras onde são previstos recalques ou deformações de subsidência do
material de apoio da geomembrana, como em coberturas de aterros sanitários e de valas
de resíduos, ou no fundo destas obras, onde o terreno pode sofrer acomodação.
A POLIMANTA® PE Linear tem coeficiente de dilatação linear menor do que a
POLIMANTA® de PEAD, o que significa menor enrugamento da geomembrana, quando
exposta ao calor do sol durante a instalação.
POLIMANTA® PE Linear em Cobertura de Aterro Sanitário
®
2. Principais Aplicações da POLIMANTA PE Linear
x Cobertura de aterros sanitários e valas de resíduos industriais
x Cobertura de biodigestores
x Reservatórios e lagoas de água potável
x Canais e reservatórios para irrigação
x Impermeabilização de túneis
x Aqüicultura
3. Vantagens da POLIMANTA® PE Linear
x Maior flexibilidade
x Menor enrugamento durante a instalação
x Excelente resistência mecânica
x Excelente resistência aos raios ultravioleta
x Excelente soldabilidade
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
25
4. Cobertura de Aterros Sanitários e de Valas de Resíduos Industriais
Segundo Koerner, 1999, a flexibilidade é um fator importante nos materiais que compõe a
cobertura de aterros e valas, pois pesquisas realizadas, num período de 20 anos,
apontaram que as deformações de subsidência podem variar entre 5 a 30%.
O objetivo do uso da geomembrana de PE Linear usada na cobertura de aterros é
minimizar as infiltrações, após esgotar-se a capacidade de armazenamento do local.
Regra geral o projeto de cobertura é específico para cada obra, devido as peculiaridades
locais e tipo de resíduo armazenado.
O sistema de revestimento da cobertura de aterros é usualmente composto por cinco
camadas: coleta de gases gerados, barreira impermeabilizante, camada drenante, camada
de proteção ou de solo de cobertura e camada superficial, constituída de solo vegetal. A
figura abaixo mostra esta seqüência de camadas, GRI 2003, sendo que na parte (a) as
camadas são em solo e agregados naturais e na parte (b) as alternativas em
geossintéticos.
Seções Transversais de Coberturas de Aterros
(From Koerner and Daniel, 1997)
Os geossintéticos têm sido uma excelente alternativa de proteção ambiental em paises da
Europa e nos Estados Unidos, quando usados na cobertura final de aterros.
Em uma estimativa de custos de implantação de cobertura de aterros, feita por Koerner
2001, os serviços de execução da cobertura representam 50% do seu custo total, estando
incluídos neste percentual os materiais utilizados. Na substituição dos materiais de
construção constituídos por solos e agregados naturais, é que entram os geossintéticos,
que oferecem vantagens de economia e rapidez na execução.
Para substituir a camada de solo de baixa permeabilidade, que atua como barreira, usa-se
uma geomembrana termoplástica. Entre estas geomembranas, uma das mais utilizadas é
a de PE Linear – Polietileno Linear de Baixa Densidade, devido as suas características de
flexibilidade e resistências mecânicas e químicas.
5. Argila Compactada ou Geomembrana como Barreira em Coberturas ?
Até recentemente, na maioria das coberturas de aterros e valas, a argila compactada tem
sido empregada na camada que atua como barreira.
Um estudo de custo / benefício realizado por Daniel and Koerner, 1992, com argila
compactada, geocomposto bentonítico e geomembrana apontou que a escolha técnica
mais adequada para a camada de barreira em coberturas é a geomembrana.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
26
A utilização da argila implica em trazê-la de uma jazida, e a menos que esta esteja muito
próxima da obra o custo de transporte é significativo. Além disso, deve ser computado o
tempo a ser gasto na execução da camada, que geralmente tem espessura mínima de
60 cm, como também o fato de que a obtenção do grau de compactação necessário para
que a camada tenha a permeabilidade especificada, dependerá das condições climáticas.
Outro fator que deve ser levado em conta é que, para grandes deformações do resíduo /
lixo disposto, a camada de argila sofrerá trincas, perdendo sua função como barreira.
6. Características da POLIMANTA® PE Linear
6.1. Matéria Prima
A POLIMANTA® PE Linear tem como matéria prima o Polietileno Linear de Baixa
Densidade – PEBDL, que apresenta uma densidade menor que o PEAD – Polietileno
de Alta Densidade e maior que o PEBD – Polietileno de Baixa Densidade. Devido sua
estrutura molecular, possui um comportamento mais próximo do PEAD.
As geomembranas de PE Linear possuem aproximadamente 97% de polietileno
virgem, na sua formulação, 2,5 % de negro de fumo e 0,5% de traços de
termoestabilizantes e antioxidantes; nenhum outro tipo de aditivo é usado. O negro
de fumo é responsável pela resistência aos raios ultravioleta e os
termoestabilizantes e antioxidantes aumentam significativamente a resistência às
intempéries, calor e resistência à degradação.
6.1. Apresentação
6.1.1. POLIMANTA® PE Linear Lisa
Espessura
mm
Largura
Comprimento
Área
Peso
Bobina
m
m
m2
Kg
0,5
5,90
100
590
277
0,8
5,90
100
590
443
1,0
5,90
100
590
554
1,5
5,90
50
295
416
Nota: Fabricamos outras espessuras sob consulta.
6.1.2. POLIMANTA® PE Linear Texturizada
Espessura
mm
1,0
1,5
Largura Comprimento
Área
Peso
Bobina
m
m
m2
Kg
5,90
70
413
458
50
295
490
5,90
Nota: Fabricamos outras espessuras sob consulta.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
27
6.1.3. POLIMANTA® PE Linear com Textura A.R.
Espessura
mm
Largura
Comprimento
Área
Peso
Bobina
m
m
m2
Kg
0,8
5,90
100
590
550
1,0
5,90
100
590
687
1,5
5,90
50
295
515
Nota: Fabricamos outras espessuras sob consulta.
7. Propriedades da POLIMANTA® PE Linear
7.1. POLIMANTA® PE Linear – Lisa
Propriedades
Espessura nominal [mm]
Métodos de
Ensaio
PE Linear - Lisa
ASTM D 5199
0,5
0,8
1,0
1,5
ASTM 792
≤ 0,939
≤ 0,939
≤ 0,939
≤ 0,939
• na Ruptura [kN/m]
13
22
27
40
• Alongamento na Ruptura [%]
800
800
800
800
Densidade [g/cm3]
Resistência à Tração
ASTM D 6693
Tipo IV
Resistência ao Rasgo [N]
ASTM D 1004
50
75
100
150
Resistência Puncionamento [N]
ASTM D 4833
120
203
250
370
Conteúdo de Negro de Fumo [%]
ASTM D 1603
2-3
2-3
2-3
2-3
Dispersão de Negro de Fumo
ASTM D 5596
Nota 1
Nota 1
Nota 1
Nota 1
Notas: 1. Dispersão de Negro de Fumo para 10 diferentes amostras: 9 deverão cair Categorias 1 ou 2
e 1 na Categoria 3.
2. Os valores contidos nesta tabela poderão ser alterados sem aviso prévio.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
28
7.2. POLIMANTA® PE Linear Texturizada
Propriedades
Espessura nominal [mm]
Métodos de Ensaio
PE Linear –
Texturizada
ASTM D 5994
1,0
1,5
ASTM 792
≤ 0,939
≤ 0,939
• na Ruptura [kN/m]
11
16
• Alongamento na Ruptura [%]
250
250
Densidade [g/cm3]
ASTM D 6693
Tipo IV
Resistência à Tração
Resistência ao Rasgo [N]
ASTM D 1004
100
150
Resistência Puncionamento [N]
ASTM D 4833
200
300
Conteúdo de Negro de Fumo [%]
ASTM D 1603
2-3
2-3
Dispersão de Negro de Fumo
ASTM D 5596
Nota 1
Nota 1
Notas: 1. Dispersão de Negro de Fumo para 10 diferentes amostras: 9 deverão cair Categorias 1 ou 2
e 1 na Categoria 3.
2. Os valores contidos nesta tabela poderão ser alterados sem aviso prévio.
7.3. POLIMANTA® PE Linear com Textura A.R.
Propriedades
Método de
Ensaio
PE Linear – Texturizada A.R.
Espessura nominal [mm]
ASTM D 5994
0,8
1,0
1,5
Densidade [g/cm3]
ASTM D 792
≤ 0,939
≤ 0,939
≤ 0,939
Resistência à Tração
ASTM D 6693
Tipo IV
13
17
25
≥400
≥400
≥400
• na Ruptura [kN/m]
• Alongamento na Ruptura [%]
Resistência ao Rasgo [N]
ASTM D 1004
80
100
150
Resistência ao Puncionamento [N]
ASTM D 4833
200
250
375
Conteúdo de Negro de Fumo [%]
ASTM D 1603
2-3
2-3
2-3
Dispersão de Negro de Fumo
ASTM D 5596
Nota 1
Nota 1
Nota 1
Notas: 1. Dispersão de Negro de Fumo para 10 diferentes amostras: 9 deverão cair Categorias 1
ou 2 e 1 na Categoria 3.
2. Os valores contidos nesta tabela poderão ser alterados sem aviso prévio.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
29
8. Comparação entre as Propriedades do PE Linear e do PVC
Métodos de Ensaio
POLIMANTA® PE Linear
Geomembrana de PVC
Espessura
ASTM D 5199
mm
1.0**
1.0*
Densidade
ASTM D 792
g/cm3
0.936**
1.2 – 1.4
Resistência à Tração
ASTM D 638
MPa
32**
17*
Resistência ao Rasgo
ASTM 1004
N
130**
50*
ASTM D 4833
N
442**
266*
ºC
-40 a +60
-10 a +40
Extrusão / Fusão
Solda Química / Fusão
Excelente
Baixa
Propriedades
Resistência ao Puncionamento
Intervalo de Temperatura
Admissível
Método de Soldagem
Resistência UV
-
* Valores médios extraídos da Tabela 13-6, página 353 do Manual Brasileiro de Geossintéticos, 2004.
** Valores médios extraídos do Laudo 02A/2004, referente aos ensaios realizados no Laboratório de Geossintéticos da Escola
de Engenharia de São Carlos – USP.
9. Resistência Química
Devido à natureza parafínica das resinas de polietileno, estas são inertes frente à maioria
dos produtos químicos comuns. Por outro lado, uma das propriedades que influencia a
resistência química é a densidade, por isto, para produtos químicos em geral a resistência
química aumenta com o aumento desta. Assim sendo, as geomembranas PEAD
apresentam maior resistência química que as de PE Linear. Entretanto, comparações de
desempenho entre as geomembranas de PEAD e PE Linear devem ser realizadas com
cautela, uma vez que a resistência química, além da densidade, depende também da
massa molar, condições de exposição ao meio e outros fatores, que dependem do tipo de
obra envolvido.
10. Controle de Qualidade
O controle de qualidade da POLIMANTA® PE Linear Engepol é realizado segundo as
recomendações do GRI (Geosynthetic Research Institute). A GM 17 é a recomendação
usada no controle de qualidade de fabricação das geomembranas lisas e texturizadas de
PE Linear (Polietileno Linear ou PEBDL); que estabelece especificações padrão com
indicação dos tipos de ensaios para a determinação das propriedades da geomembrana e
a freqüência com que os ensaios deverão ser realizados durante a fabricação.
As especificações do GRI recomendam as propriedades físicas, mecânicas e químicas
mínimas que a geomembrana que está sendo fabricada deve possuir.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
30
10.1. Matéria Prima
A petroquímica que fornece a resina utilizada na fabricação da POLIMANTA® PE
Linear, envia o certificado de qualidade para cada fornecimento, contendo a
densidade e o índice de fluidez da resina.
10.2. Verificação da Qualidade no Laboratório
O laboratório da Engepol possui a certificação GAI-LAP do GSI – Geosynthetic
Institute da Drexel University – USA, a qual garante que este laboratório realiza os
ensaios de controle de qualidade de fabricação rigorosamente dentro dos padrões
exigidos internacionalmente. As propriedades que são determinadas e a freqüência
com que os ensaios são realizados estão listadas abaixo e seguem as
recomendações do GRI – Geosynthetic Research Institute, pertencente ao GSI.
Propriedades
Espessura (geomembrana lisa)
Espessura (geomembrana texturizada)
Altura da textura (somente para geomembrana texturizada)
Para textura nas duas faces as medidas dos lados são
alternadas
Densidade
Resistência à Tração
no Escoamento
na Ruptura
Alongamento no Escoamento
Alongamento na Ruptura
Módulo a 2%
Resistência ao Rasgo
Resistência ao Puncionamento
Deformação Axial na Ruptura
Conteúdo de Negro de Fumo
Dispersão de Negro de Fumo
Tempo de Oxidação Indutiva
OIT Padrão
Envelhecimento no forno a 85o C
OIT Padrão
Resistência UV
OIT a Alta Pressão
Métodos de
Ensaio
Freqüência dos
Ensaios
ASTM D 5199
ASTM D 5994
Cada bobina
GRI GM 12
Cada duas bobinas
ASTM D 792/
1505
90.000 kg
ASTM D 6693
Type IV
9.000 kg
ASTM D 5323
ASTM D 1004
ASTM D 4833
ASTM D 5617
ASTM D 1603
ASTM D 5596
Para cada formulação
20.000 kg
20.000 kg
Para cada formulação
9.000 kg
20.000 kg
ASTM D 3895
90.000 kg
ASTM D 5721
ASTM D 3895
GRI GM 11
ASTM D 5885
Para cada formulação
Para cada formulação
10.3. Certificado de Qualidade
A Engepol apresenta o certificado de qualidade para cada carregamento de
geomembrana que sai da fábrica, acompanhado do romaneio, como mostra a tabela
do item 9.3 do Capítulo 1. O certificado de qualidade apresenta os resultados dos
ensaios, de acordo com as freqüências recomendadas pela GM 17, para: espessura,
densidade, resistência à tração na ruptura e no escoamento, resistência ao rasgo,
resistência ao puncionamento, conteúdo de negro de fumo, dispersão de negro de
fumo e altura da textura para geomembranas texturizadas.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
31
11. Métodos de Emenda da POLIMANTA® PE Linear
Os tipos de solda realizados para emendar os painéis da POLIMANTA® PE Linear, os
ensaios para verificação das soldas, a conexão da geomembrana com estrutura de
concreto e a modulação são os mesmos utilizados para as geomembranas de PEAD,
descritos nos itens 10 a 14 do Capítulo 1.
12. Referências Bibliográficas
12.1. Daniel, D. E. and Koerner, R. M. (1992). “Final Cover Systems in Geotechnical
Aspects of Waste Disposal” ed. D.E. Daniel, London: Chapman and Hall, pp. 455496.
12.2. Geosynthetic Research Institute – GRI (2003) “The Questionable Strategy of SoilOnly Landfill Covers” – Geosynthetic Fabrics Report, March, Volume 21, n.2.
12.3. GRI – Geosynthetic Research Institute (2006). “GRI Test Method GM 17 – Test
Properties, Testing Frequency and Recommended Warranty for Linear Low
Density Polyethylene (LLDPE) Smooth and Textured Geomembranes” – Drexel
University – PA – USA, Revision 4.
12.4. Koerner R.M. (1999). “Designing with Geosynthetics” - Fourth Edition. Prentice
Hall, N.J.
Manual de Geossintéticos – 3ª edição