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Title in Portuguese: Caracterização de cinzas de carvão mineral e sua aplicação como barreira impermeabilizante
Title: Characterization of coal ash and its application as a waterproofing barrier
Author: Elias, Deyvid de Souza
Advisor(s): Soares, Anderson Borghetti
Keywords: Geotecnia
Permeabilidade
Gerenciamento de Resíduos
Carvão mineral - Reaproveitamento
Ashes
Geotechnical
Liners
Permeability
Issue Date: 9-Aug-2018
Citation: ELIAS, Deyvid de Souza. Caracterização de cinzas de carvão mineral e sua aplicação como barreira impermeabilizante. 2018. 231 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Geotecnia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: A engenharia moderna em consonância com a sociedade contemporânea deve prever em qualquer processo produtivo a correta destinação dos resíduos gerados por suas atividades. A responsabilidade socioambiental torna obrigatório a elaboração de planos de gerenciamento de resíduos, para que sejam dadas aos mesmos as corretas destinações e esses não venham causar danos ao meio ambiente e a saúde do homem. Na geração de energia elétrica, as Usinas Termoelétricas (UTE’s) geram enormes quantidades de resíduos oriundos da queima do carvão mineral (cinzas leves, cinzas grossas, escórias e resíduos de dessulfuração). Uma parte desses resíduos é utilizado na indústria cimenteira, contudo, há volumes consideráveis que não são aproveitados. Esse fato estimulou o desenvolvimento de diversos estudos com o intuito de encontrar alternativas técnicas, econômicas e ambientalmente viáveis para a utilização das cinzas de carvão mineral. Nesse contexto as empresas Energia Pecém e ENEVA em parceria com a Universidade Federal do Ceará desenvolveram projeto de pesquisa que buscou alternativas para o reaproveitamento das cinzas geradas pelas UTE’s Porto Pecém I e II, sendo o presente estudo parte desse projeto. Neste trabalho, realizou-se a caracterização mineralógica, morfológica, físico-química e geotécnica de cinzas de carvão mineral, para que a partir das suas características fosse proposta uma destinação adequada. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização das cinzas de carvão como material geotécnico, especificamente como barreiras impermeabilizantes de fundo de aterros de resíduos (liners), verificando se as mesmas reúnem as condições necessárias para tal aplicação. Com base nas análises realizadas observou-se que as cinzas coletadas, em uma bacia de armazenamento da empresa Energia Pecém, eram bastante heterogêneas, apresentando variabilidade significativa para diversos parâmetros. Isso motivou a proposição de um material compósito constituído pela mistura de todas as amostras de cinzas individuais, denominada cinzas compostas, que fossem mais representativas de todo o volume de resíduos e apresentasse valores próximos à média das amostras individuais. Todavia, observou-se que as cinzas compostas não apresentavam a condutividade hidráulica necessária para sua aplicação como liners (na ordem de 10-7 cm/s), o que levou à necessidade de avaliar misturas de um solo da região com cinzas em diferentes proporções. Foram propostas três misturas, das quais a mistura S70C30 (70% de massa de solo e 30% em massa de cinza), foi a única a atender os requisitos mínimos para emprego do material como liner, apresentando um coeficiente de permeabilidade saturada de 4,26x10-7 cm/s, que juntamente com outras características geotécnicas, mostrou-se adequada para o uso proposto.
Abstract: Modern engineering in line with contemporary society should productive process to the correct destination of the waste generated by its activities. THE socio-environmental responsibility makes it mandatory to draw up management plans for waste, so that they are given the correct destinations and these do not cause damage to the environment and human health. In the generation of electric power, Thermoelectric generators (UTE's) generate huge amounts of coal-fired waste (light ash, coarse ash, slag and desulphurisation residues). A part of these waste is used in the cement industry, however, there are considerable volumes that are not used. This fact stimulated the development of several studies with the aim of technical, economical and environmentally viable alternatives for the use of coal ash. In this context, the companies Energia Pecém and ENEVA in partnership with the Federal University of Ceará developed a research project that sought to alternatives for the reuse of the ashes generated by Porto Pecém I and II UTEs. the present study starts from this project. In this work, the mineralogical characterization was carried out, morphological, physical-chemical and geotechnical characteristics of coal ash, so that, from their appropriate disposal. The objective of the study was to evaluate use of coal as geotechnical material, specifically as waterproofing of waste landfills (liners), checking that they meet necessary conditions for such application. Based on the analyzes carried out, it was observed that collected in a storage basin of Energia Pecém heterogeneous, presenting significant variability for several parameters. This motivated the proposition of a composite material consisting of the mixture of all ash samples composite ashes, which were more representative of and presented values ​​close to the mean of the individual samples. However, it was observed that the composite ashes did not have the necessary hydraulic conductivity for their application as liners (in the order of 10-7 cm / s), which led to the need to evaluate mixtures of a soil of the region with ashes in different proportions. Three mixtures, of which the S70C30 blend (70% soil mass and 30% mass ash) was to meet the minimum requirements for use of the material as a liner, coefficient of saturation of 4.26x10-7 cm / s, which together with other geotechnical characteristics, was adequate for the proposed use.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/37252
metadata.dc.type: Dissertação
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