Invest e Remed Para Av1

Planejamento de Investigação de Campo

Newton Fagundes, M.Sc

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Investigação de Campo e Remediação

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1. Introdução (continuação)

• Poluição e contaminação: são geralmente considerados sinônimos. Poluição é uma alteração ecológicaprovocada pelo ser humano, que prejudica, direta ou indiretamente, sua vida ou bem estar, trazendo danos aosrecursos naturais e impedindo atividades econômicas. Contaminação é a presença, em um ambiente, de serespatogênicos ou substâncias em concentração nociva ao ser humano. No entanto, caso essa não resulte emalteração das relações ecológicas, a contaminação não é considerada uma forma de poluição.

• Área contaminada: local ou terreno onda há comprovadamente poluição ou contaminação causada pelaintrodução de quaisquer substâncias ou resíduos ali depositados, acumulados, armazenados, enterrados ouinfiltrados de forma planejada, acidental ou natural (CETESB, 2007)

• Resíduos: quaisquer matérias descartadas ou abandonadas ao longo de atividades industriais, comerciais,domésticas ou outras; ou, ainda, descartadas como produtos secundários para os quais não há demandaeconômica, sendo necessária a disposição. Podem ser sólidos, semissólidos, líquidos e gases.

• Rejeitos (de mineração): resíduos sem possibilidade de reaproveitamento, resultantes dos processos debeneficiamento a que são submetidos os minérios.

Definições:

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• Contaminantes: seres patogênicos ou substâncias em concentração nociva ao ser humano


1. Introdução (continuação)

• Remediação de área contaminada: recuperação do subsolo e das águas subterrâneas contaminados ou poluídos.

• Aterros sanitários: são aterros para resíduos sólidos urbanos (RSU – gerados nas residências, estabelecimentoscomerciais, logradouros públicos, varrição de ruas e praças). Forma de disposição de resíduos sólidos no solo,particularmente RSU (considerados Classe II-A-não perigosos e não inertes). Obedece a critérios de engenhariae normas específicas.

• Aterros de resíduos industriais: são aterros para resíduos industriais (Classe I-perigosos ou Classe II-A-nãoperigosos e não inertes, e Classe II-B-não perigosos e inertes, de acordo com a classificação dos resíduos).

Central de Tratamento de Resíduos (CTR) Santa RosaAterro sanitário localizado no município de Seropédica (RJ)

http://www.brasil.gov.br/meio-ambiente/

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Ensaios de Campo

Newton Fagundes, M.Sc


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Sumário1. Introdução

2. Investigações /Ensaios de Campo 2.1 Métodos Diretos

2.1.1 Sondagem Mista 2.1.2 Ensaios de permeabilidade no campo2.1.3 Ensaio de Palheta2.1.4 Ensaio de cone - Piezocone CPTU2.1.5 Ensaio Dilatométrico2.1.6 Ensaio Pressiométrico

2.2 Métodos Indiretos2.2.1 Sondagem Geofísica (MASW)

3. Ensaios de Laboratório (comentários)3.1 Ensaios de Caracterização3.2 Resistência ao Cisalhamento3.3 Análise de Qualidade


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1. Introdução

Ensaios de Campo

Ensaios de Laboratório

Geomorfologia

Informações técnicas

existentes sobre o local

Tratamento dos dados/Estudos técnicos/Estudo Preliminar

(viabilidade, alternativas)

Projeto Básico/Projeto Executivo


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Classificação dos métodos de investigação geotécnica:

Métodos diretos – permitem a observação direta do subsolo, por meio da obtenção deamostras coletadas nas diversas profundidades ou pela medição direta das propriedades in situ(escavações, sondagens e ensaios de campo);

Métodos indiretos – permitem a obtenção das propriedades geotécnicas dos solosindiretamente, a partir da observação a distância ou pela medida de outras grandezas(sensoriamento remoto e ensaios geofísicos).

2. Investigações Geotécnicas(prospecção geotécnica do subsolo)


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Poços, trincheiras e galerias de inspeção

• Escavações manuais, ou por meio de escavadeiras, com o objetivo de expor e permitir a diretaobservação visual do subsolo, com a possibilidade de coleta de amostras indeformadas.

Poços:- escavação vertical (seção circular ou quadrada) com dimensões mínimas para permitiracesso de observador, para verificação/descrição das camadas de solos e rochas e coletade amostras.

Trincheiras:- possuem profundidade menor que os poços e permitem a visualização/inspeção de umaseção contínua no terreno.

Galerias:- seções horizontais, limitadas a rochas ou solos resistentes.

2.1 Métodos diretos


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2. Investigações Geotécnicas – prospecção geotécnica do subsolo (continuação)

2.1.2 Ensaios de Permeabilidade no Campo


A água é bombeada do poço até atingir um regime permanente de fluxo,quando então se procede à medida da vazão.

Fonte: MASSAD (2010)

Primeira situação:Poço atravessando uma camada permeável, confinada no topo e na base porsolos impermeáveis.

( )HD

rRQk

∆⋅⋅

⋅=

π2

/ln Obs:Pouca influência de R• Diâmetro do poço (2r) = 20cm• Espessura do estrato permeável (D) = 10m• Diferença de carga total (∆H) = 10m• Vazão bombeada do poço (Q) = 2 l/s

( )rRk /log102,7 6 ⋅⋅= −

R – raio de influência (m) k (10-5 m/s)

10 1

100 2

1000 3

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Ensaios de Permeabilidade In Situ (poços ou furos de sondagem)


A água é bombeada do poço até atingir um regime permanente de fluxo,quando então se procede à medida da vazão.

Fonte: MASSAD (2010)

Segunda situação:Poço em aquífero não confinado, com fluxo gravitacional.

( )( )rR

hhkQ

/ln

21

22 −⋅⋅

=π

( )( )212

2

/ln

hh

rRQk

−⋅

⋅=π

2.1.2 Ensaio de permeabilidade no campo(continuação)

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Sensoriamento Remoto

• Fotos aéreas e imagens orbitais

Técnicas de fotointerpretação:- tonalidade e textura das imagens (tipos litológicos e solos),- formas de relevo (tipos litológicos, características estruturais, susceptibilidade aerosão e escorregamentos...

- rede de drenagem,- tipo de vegetação.

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2.2 Métodos indiretos(prospecção geotécnica do subsolo)


2. Investigações Geotécnicas – prospecção geotécnica do subsolo (continuação)

Métodos indiretos (continuação)

Métodos Geofísicos mais utilizados na investigação geoambiental

Métodos sísmicos:- crosshole e tomografia;- perfilagem sísmica contínua, sonografia e ecobatimetria (áreas submersas);- outros...

Métodos geoelétricos:- eletrorresistividade (sondagem elétrica vertical e caminhamento elétrico), entre outros.

Métodos potenciais:- magnetometria;-gravimetria;- outros...

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2.2 Métodos indiretos (continuação)

2.2.1 Sondagem geofísica: MASW (SÍSMICO)

Fonte: FAGUNDES (2014).

MASW – Multichannel Analysis of Surface Waves

(Park et al, 1999) – vel. propagação das ondas:

• investigar a profundidade do topo rochoso, e

• obter informações relativas aos módulos dinâmicos

de elasticidade do solo e rocha.

“O módulo de cisalhamento (Shear Modulus) está

diretamente relacionado com a rigidez do material

e é um dos parâmetros mais importantes para a

engenharia de fundações.”

Coef. Poisson

Módulo de cisalhamento

Módulo de elasticidade

Módulo de compressibilidade


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M

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Método Georradar Eletromagnético Eletrorresistividade Magnético

CETESB (1999)



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GEO-RADAR (Gound Penetrating Radar - GPR)• Propriedade física: permissividade dielétrica (como um campo elétrico afeta ou é afetado por um meio);• Princípio: onda eletromagnética refratada e refletida;• Aplicação: caracterização geológica e hidrogeológica, localização de resíduos enterrados, dutos e galerias subterrâneas, cubagem em aterros e lixões, e detecção de contaminação orgânica ou inorgânica.

(Projeto CETESB-GTZ, 1999)



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ELETROMAGNÉTICO INDUTIVO (EM)• Propriedade física: condutividade elétrica;• Princípio: indução de campo eletromagnético no subsolo;• Aplicação: definição das condições hidrogeológicas naturais, localização de resíduos, tambores e tanques enterrados, galerias subterrâneas e delimitação de plumas de contaminação inorgânica.




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ELETRORRESISTIVIDADE (ER)• Propriedade física: resistividade elétrica;• Princípio: injeção de corrente no subsolo;• Aplicação: caracterização hidrogeológica, determinação dos estratos geológicos, localização de resíduos e mapeamento de plumas de contaminantes inorgânicos.


Monitoramento e Instrumentação

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GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Investigação de Campo e RemediaçãoMonitoramento e Instrumentação

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“Monitoramento→ Detectar problemas e avaliar desempenhos”


Investigação geoambientalEngloba a prospecção do subsolo, a caracterização do contaminante (geofísica) e análisesquímicas laboratoriais (amostras de solo, água, ar e gases).

Três fases

• Preliminar: estudos/pesquisas de escritório e reconhecimento de campo paraconfirmar ou atualizar informações documentais;

• Exploratória: confirmar a presença de contaminantes no campo e demais hipótesestécnicas, a fim de preparar as informações para a fase seguinte;

• Detalhada: apontar as modalidades preferenciais de remediação, a partir dasinformações técnicas, coletadas até então, e das investigações de campo propriamenteditas.

(BOSCOV, 2008)

2. Monitoramento Geoambiental(continuação)

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2.1 Monitoramento de aterros de resíduos

O aterro de resíduos pode ser considerado uma obra de terra, sendo necessário o controlesistemático da estabilidade estrutural do conjunto aterro-fundação.

Monitoramento geotécnico e ambiental (objetivos):

• Fornecer informações para o controle da estabilidade estrutural e do impactoambiental do aterro de resíduos;

• Caracterizar a situação atual de um local de disposição de resíduos para transformá-loem aterro;

• Recuperar áreas contaminadas.

(BOSCOV, 2008)


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Monitoramento de aterros de resíduos (continação)

Atividades/Procedimentos técnicos básicos (monitoramento de RSU):

• Inspeção visual para identificar/localizar indícios de erosões, trincas ou cavidades;

• Medição de recalques e deslocamentos horizontais;

• Medição de pressão de percolados, de gases e pluviometria;

• Vazões de percolado coletado pelo sistema de drenagem do revestimento de fundo;

• Análise química de água coletada nos poços de monitoramento.

(BOSCOV, 2008)

2.1 Monitoramento de aterros de resíduos(continuação)

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2.2 Monitoramento em obra de remediação

Visa verificar a eficiência da solução adotada para a remediação.

Monitoramento geotécnico e ambiental

• A partir do diagnóstico de contaminação e do projeto de remediação são construídospoços de monitoramento e selecionados pontos de controle para coleta de amostras desolo, ar, água, gases do solo, águas superficiais, entre outros, conforme identificadosos receptores, caminhos e vias de exposição na análise de risco.

(BOSCOV, 2008)


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Monitoramento geotécnicoControle de deslocamentos horizontais

• Inclinômetros:(aterros sanitários)

Conjunto de segmentos de tubosplásticos, ou em alumínio,montados por meio de luvastelescópicas, contendo ranhurasdiametralmente opostas queservem de guia para o torpedo,instalados com objetivo de medirdeslocamentos horizontais.

http://www.slopeindicator.com/

2.3 Monitoramento geotécnico clássico (continuação)

(Ferramentas/Equipamentos utilizados)

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Monitoramento geotécnicoControle de pressões neutras e níveis de percolado• Piezômetros e medidores de nível d’água

(aterros sanitários)

Medidor de nível d’àgua:• tubo perfurado instalado em furo, executado previamente, no solo. A

água do subsolo penetra pelo material drenante ao longo de todo otubo;

• a cota da superfície da água no furo coincide com o nível d’águasubterrâneo.


(BOSCOV, 2008)


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Monitoramento geotécnicoControle do sistema de drenagem de percolado• Medição contínua de vazão e qualidade do percolado

(aterros sanitários)

Monitoramento do sistema de drenagem de percolado

• Diversos acidentes em aterros sanitários foram causadospelo alto grau de saturação do maciço, decorrente dacombinação de chuvas fortes com sistema de drenageminexistente ou insuficiente, e pela compactação insuficientedos resíduos. Tal constatação indica a importância do bomfuncionamento do sistema de drenagem de percolado naestabilidade da massa de resíduos.(BOSCOV, 2008)


Aterro Sanitário Bandeirantes – Mai e Set/1991 BENVENUTO (2012)

Mai/1991

Set/1991


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2.4 Monitoramento ambiental


Poços de monitoramento do aquífero

• Permitem a coleta de amostras de águas subterrâneas para análise química em laboratório, amedida da pressão piezométrica e a medida da permeabilidade.(ABNT NBR 15495-1:2007 Versão corrigida 2:2009 – Poços de monitoramento de águassubterrâneas em aquíferos granulados)

(BOSCOV, 2008)

• Consiste, basicamente, em:

- controlar/monitorar a qualidade das águas subterrâneas e superficiais;- controlar/monitorar a poluição do ar e as chuvas (pluviometria);- controlar os vetores de propagação de doenças;- efetuar a análise físico-química do percolado e a caracterização da

composição dos resíduos.

Contaminantes

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GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL Investigação de Campo e RemediaçãoContaminantes

1. Introdução

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Características dos contaminantes

Propriedades dos solos

Opções (técnicas) de remediação2Área contaminada1

1. “Uma área contaminada pode ser definida como uma área, local ou terreno onde há comprovadamente poluição oucontaminação causada pela introdução de quaisquer substâncias ou resíduos que nela tenham sido depositados,acumulados, armazenados, enterrados ou infiltrados de forma planejada, acidental ou até mesmo natural.”

2. “Retirar e/ou atenuar a concentração do contaminante em solo ou água subterrânea, com o emprego de diversosmétodos de engenharia, para que a concentração seja reduzida a limites pré-determinados na avaliação de risco à saúdehumana ou às leis vigentes.”

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2.1 Características de contaminantes e classificação de resíduos

Os compostos químicos podem ser classificados em orgânicos e inorgânicos.

• Compostos químicos orgânicos: Compostos basicamente de átomos de carbono, e podem ser de origem antropógena ou natural.

• Compostos inorgânicos: Geralmente não contêm átomos de carbono e incluem os metais.

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Características dos contaminantes

Os contaminantes podem ser classificados em:

• Contaminantes físicos: vidros, metais, madeira ou qualquer tipo de material palpável ou objeto quepossam causar dano ao consumidor.

• Contaminantes químicos: toxinas naturais (toxinas paralisantes, neurotóxicas, amnésicas e diarreicas,ciguatoxinas), toxinas microbianas, metabólitos tóxicos de origem microbiana (histaminas etetrodotoxinas), contaminantes inorgânicos tóxicos, anabolizantes, antibióticos, herbicidas, pesticidas,aditivos e coadjuvantes alimentares tóxicos, tintas, hidrocarbonetos, desinfetantes e produtos químicos delimpeza, entre outros.

• Contaminantes biológicos: bactérias, vírus, parasitos patogênicos e protozoários.

2.1 Características de contaminantes e classificação de resíduos (continuação)

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Classificação de resíduos


Resíduos:Qualquer matéria que é descartada ou abandonada ao longo de atividades industriais, comerciais,domésticas ou outras; ou ainda, como produtos secundários para os quais não há demanda econômica epara os quais é necessária disposição.Os resíduos podem se apresentar sob a forma de sólidos, semissólidos, líquidos e gases.

Resíduos sólidos (ABNT NBR 10004:2004 - Resíduos sólidos – Classificação):Resíduos nos estados sólido e semissólido que resultam de atividades da comunidade, de origemindustrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição.Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água e esgoto,aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinadoslíquidos cujas particularidades tornem inviáveis o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corposd’água, ou exijam para isto soluções técnicas e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologiadisponível.

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Classificação de resíduos


Classes de Resíduos Sólidos (ABNT NBR 10004:2004):

� Classe I – PerigososSão aqueles que, em função de suas propriedades físicas, químicas ou infectocontagiosas, podemapresentar riscos à saúde pública, provocando ou acentuando, de forma significativa, um aumento demortalidade ou incidências de doenças e/ou riscos ao meio ambiente, quando manuseados ou destinadosde forma inadequada; ou ainda apresentar características patogênicas, de inflamabilidade, corrosividade,reatividade e toxicidade.

� Classe II – Não perigosos

Classe II A – Não inertesNão se enquadram nas classes I (Perigosos) e II B (Inertes). Podem ter propriedades como

biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água.

Classe II B – InertesQuando amostrados de forma representativa e submetidos a um contato dinâmico e estático

com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente, não apresentam nenhum de seusconstituintes solubilizados em concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água,excetuando-se aspectos de cor, turbidez, dureza e sabor.

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