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Tipo: Dissertação
Título: Análise do desempenho da cobertura final de aterros Sanitários utilizando modelagem numérica
Título em inglês: Performance analysis of final landfill cover Toilets using numerical modeling
Autor(es): Freitas Júnior, Airlis Mendes de
Orientador: Soares, Anderson Borghetti
Palavras-chave em português: Balanço hidrológico;Coberturas secas;Aterro sanitário;Corrente de água
Palavras-chave em inglês: Water balance (Hidrology);Dry coverings;Sanitary landfills;Water current
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICA
Data do documento: Mai-2024
Citação: FREITAS JÚNIOR, Airlis Mendes de. Análise do desempenho da cobertura final de aterros sanitários utilizando modelagem numérica. 2024. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil-Geotécnica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: O controle do fluxo de águas pluviais para o interior de um aterro de resíduos sólidos urbanos (RSU) é fundamental para manter a vida útil do sistema e garantir o bom desempenho após seu fechamento. Os sistemas de coberturas secas reduzem a percolação de água e o fluxo de gases em um aterro sanitário, auxiliando na manutenção da célula a longo prazo. Nesta perspectiva, este trabalho visa determinar o desempenho da cobertura final de um aterro sanitário utilizando modelagens numéricas realizadas com o auxílio do software Vadose/W da GeoStudio (2007). Foram testados três modelos de cobertura final de um aterro sanitário sem vegetação, variando- se a espessura da camada de cobertura em 20 cm (MS20), 30 cm (MS30) e 40 cm (MS40) sobre uma camada de RSU de 1 m de profundidade, considerando um ano de maior precipitação (2019) e de menor precipitação (2013) de um período de 20 anos. Os resultados indicaram que todos os modelos de cobertura final analisados apresentaram elevado volume de água percolado, sendo registrado valores médios entre 74 e 49% para a estação úmida e seca, respectivamente, do volume de água precipitado. O modelo 2, com 30 cm de espessura (MS30), foi definido para realização de um estudo mais refinado do fluxo de água que ocorre na camada de cobertura, considerando a influência da vegetação, tendo em vista que este modelo apresentou menor volume percolado e maior escoamento superficial que o modelo 1 (MS20+) e valores similares aos do modelo 3 (MS40+) na estação úmida do ano mais chuvoso. Com base nos dados das parcelas do balanço hídrico e dos perfis supracitados, os resultados mostraram que a presença da vegetação não influenciou de forma significativa o comportamento da camada, mas gerou um volume relativo à transpiração pela vegetação. Foi observado que os níveis de saturação ficaram acima de 85% apenas nos dias que ocorreram as maiores precipitações dentro do período úmido. Nos dias secos do trimestre chuvoso, a saturação variou de 75 a 87% na superfície. Na estação seca, os valores de saturação permaneceram baixos, de forma similar ao modelo sem a vegetação, apresentando valores entre 9 e 50% da superfície até a profundidade de 20 cm. Na base da camada de cobertura a saturação apresentou um valor de 42%. Assim, foi possível constatar que a cobertura resultou em volumes percolados elevados e não conseguiu manter a saturação, de forma que não impede a entrada e a saída de gases da massa de resíduo. Portanto, a camada de cobertura com 30 cm de areia argilosa, considerando a vegetação, não apresentou bom desempenho para ser utilizada como cobertura seca de aterros sanitários, tendo em vista que não mostrou capacidade de manutenção dos níveis de saturação na estação úmida e, principalmente, na seca – permitindo o fluxo de gases no interior do sistema. Todavia, evidencia-se que a modelagem numérica é uma ferramenta viável para a avaliação do desempenho dos sistemas do tipo RSU-cobertura de solo, uma vez que permite a previsão do seu comportamento de forma mais rápida.
Abstract: Controlling the flow of rainwater into a municipal solid waste (MSW) landfill is essential to preserve the useful life of the system and ensure good performance after its closure. Dry cover systems reduce water percolation and gas flow in a landfill, helping to maintain the cell over the long term. From this perspective, this work aims to determine the performance of the final cover of a landfill using numerical modeling carried out with the aid of GeoStudio's Vadose/W software (2007). Three models of final coverage of a sanitary landfill without vegetation were tested, varying the thickness of the cover layer by 20 cm (MS20), 30 cm (MS30) and 40 cm (MS40) on a 1 m deep MSW layer, considering a year with the highest rainfall (2019) and a year with the lowest rainfall (2013) over a period of 20 years. The results indicated that all the final coverage models analyzed presented a high volume of water percolated, with average values being recorded between 74 and 49% for the wet and dry seasons, respectively, of the volume of water precipitated. Model 2, with 30 cm of thickness (MS30), was defined to carry out a more refined study about the water flow that occurs in the cover layer, considering the influence of vegetation, in view that this model presented a lower percolated volume and greater surface runoff than model 1 (MS20+) and values similar to those of model 3 (MS40+) in the wettest season of the rainiest year. Based on data from the water balance plots and the aforementioned profiles, the results showed that the presence of vegetation did not significantly influence the behavior of the layer, but generated a relative volume of transpiration by the vegetation. It was observed that saturation levels were above 85% only on days when the heaviest rainfall occurred during the wet period. On the dry days of the rainy quarter, saturation varied from 75 to 87% on the surface. In the dry season, saturation values remained low, similarly to the model without vegetation, presenting values between 9 and 50% of the surface to a depth of 20 cm. At the base of the covering layer, saturation was 42%. Thus, it was possible to confirm that the cover resulted in high percolated volumes and it was unable to keep saturation, so it does not prevent the entry and exit of gases from the waste mass. Therefore, the covering layer with 30 cm of clayey sand, considering the vegetation, did not perform well to be used as a dry cover for landfills, this way, it did not show the capacity to maintain saturation levels in the wet season and, mainly, in drought - allowing the flow of gases within the system. However, it is clear that numerical modeling is a viable tool to evaluating the performance of MSW-land cover systems, as it allows their behavior to be predicted more quickly.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79577
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/0682149117566875
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/8086699997411133
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DEHA - Dissertações defendidas na UFC

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