Estudo do tensofissuramento em geomembranas de polietileno de alta densidade utilizadas em aterros de resíduos

Abstract

As geomembranas de polietileno de alta densidade (PEAD) são amplamente utilizadas em obras na área de meio ambiente como barreira impermeabilizante para evitar a contaminação das águas subterrâneas, pelas suas características de alta resistência química, flexibilidade e baixa permeabilidade a líquido e gases. Baseando-se no fato de que o aterro sanitário é recomendado atualmente como a melhor alternativa para o destino final das milhares de toneladas de resíduos sólidos gerados diariamente nas cidades e que, geomembranas de PEAD são utilizadas como reforço de impermeabilização nestas estruturas, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as perdas de propriedade causadas pelas condições as quais a geomembrana encontra-se submetida quando instalada na célula de um aterro sanitário. Para tanto foram retiradas amostras da geomembrana impermeabilizante de um aterro sanitário que se encontrava sob resíduos há aproximadamente 1 ano. Estas amostras, juntamente com amostra de uma geomembrana nova, disponibilizada no próprio aterro, foram submetidas a dois tipos de ensaios: o primeiro ensaio, tensofissuramento ambiental de corpo de prova dobrado (Bent Strip Environmental Stress Cracking). Neste ensaio algumas amostras foram banhadas em solução tensoativa, conforme preconiza a norma, enquanto outras foram ensaiadas banhadas em chorume, numa adaptação à metodologia normalizada. No segundo ensaio, corpos de prova obtidos das amostras das geomantas foram submetidos a processo de envelhecimento parte em banho com solução tensoativa e parte com chorume. Após ambos os ensaios, as amostras e corpos de prova foram caracterizadas por ensaios térmicos, físicos, mecânicos, reológicos e morfológicos. No ensaio de tensofissuramento de corpo de prova dobrado não foi possível identificar a propagação de trinca ou fratura nas amostras porém foi possível identificar por MEV o início de microfissuras. Com base nos resultados reológicos e de tração modificado (gravatas) foi possível comprovar o processo de degradação química do polímero que ocorre pelas condições em que a geomembrana é submetida quando instalada em uma célula de aterro sanitário, notadamente sua porção localizada no talude lateral do aterro.

High-density polyethylene geomembranes (HDPE) are currently widely used in environmental work as a waterproofing barrier to prevent contamination of groundwater, due to its characteristics of high chemical resistance, flexibility and low permeability to liquid and gases. Based on the fact that the landfill is currently recommended as the best alternative for the final destination of the thousands of tons of solid waste generated daily in our cities and that HDPE geomembranes are widely used as waterproofing reinforcement in these structures, the present work has as objective to evaluate properties losses caused by the conditions to which the geomembrane is submitted when installed in a cell of a landfill. For that purpose, exhumed samples from the cell of a sanitary landfill that had been under residues for approximately 1 year were obtained. These samples, together with a sample of a new geomembrane, made available in the own landfill, were submitted to two types of tests: The first one was bent strip environmental stress cracking test. In this test, some samples were bathed in a surfactant solution, according to the norm, while others were bathed in landfill leachate in an adaptation to the standard methodology. In the second test, test bodies obtained from the geosynthetics samples were submitted to aging process, part in a bath with surfactant solution and part with landfill leachate. After both tests, the test bodies, obtained from the geosynthetics samples, were characterized by thermal, physical, mechanical, rheological and morphological tests. In the bent strip environmental stress cracking test there was no possible to identify the propagation of crack or fracture in the samples; however it was possible to identify with scanning electron microscopy the beginning of microcracks. Based on the rheological and modified traction (ties) results it was possible to prove the chemical degradation process of the polymer that occurs due to the conditions in which the geomembrane is submitted when installed in a landfill cell, especially in its portion installed in the side embankment of the landfill.