Manual de Geossintéticos – 3ª edição
45
CAPÍTULO 4 – DRENAGEM COM
GEONETS E GEOCOMPOSTO
1. Introdução
A distância cada vez...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
46
3. Características dos Produtos
Geonet
A geonet substitui drenos de agregados natu...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
47
5. Aplicações
• Valas de resíduos: drenagem de líquidos e gases
• Aterros sanitári...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
48
Dreno em Coberturas de Valas de Aterros Sanitários e de Resíduos Industriais
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
49
Dreno sob Ferrovias
Dreno em Túneis
6. Vantagens da utilização da Geonet e do Geoc...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
50
7. Capacidade Drenante
A capacidade drenante tanto da geonet (georrede), como do g...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
51
GN 900
Propriedade Drenagem Horizontal Drenagem
Vertical
Método de
Ensaio
Geonet G...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
52
GN 1250
Propriedade Drenagem Horizontal Drenagem
Vertical
Método de
Ensaio
Geonet ...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
53
Segundo Koerner, 1999, a EPA-USA, departamento que monitora drenos de aterros,
rec...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
54
Fatores de redução preliminares recomendados para a determinação da vazão
admissív...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
55
a) Supondo que o ensaio de laboratório foi de curta duração e realizado entre duas...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
56
9.3.1. Cálculo da vazão máxima, através da rede de fluxo, que chega na geonet:
Q =...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
57
200
A
B B
150
A
obs:medidas em metros
Detalhes da ancoragem
1.5 1.5
0,5 25
25 0.5
...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
58
Onde:
Q = quantidade de fluxo que passa
i = gradiente hidráulico
A = área do dreno...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
59
A área que será coberta pelo geocomposto para drenagem, antes da colocação do
resí...
Manual de Geossintéticos – 3ª edição
60
11. Instalação
A geonet e o geocomposto são fornecidos em rolos de 2,08 metros de ...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Manual Brasileiro de Geossintéticos cap 04

725 visualizações

Publicada em

Capitulo 4 do manual da nortene

Publicada em: Engenharia
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
725
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
2
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
13
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Manual Brasileiro de Geossintéticos cap 04

  1. 1. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 45 CAPÍTULO 4 – DRENAGEM COM GEONETS E GEOCOMPOSTO 1. Introdução A distância cada vez maior entre os grandes centros urbanos e as jazidas de agregados naturais, a falta de áreas disponíveis para armazenamento de resíduos domiciliares e industriais e a facilidade e rapidez na execução da drenagem com geonets e geocompostos, fazem destes geossintéticos uma excelente alternativa para drenagem em uma infinidade de aplicações, em obras geotécnicas e de proteção ambiental. 2. Definições Geonet A geonet, também chamada georrede, é constituída pela extrusão contínua de uma série de barras poliméricas paralelas interconectadas, formando ângulos agudos entre si. A malha resultante é relativamente aberta, com configuração de grelha, formando pequenos canais que conduzem fluídos de todos os tipos e também gases, no seu plano. A matéria prima da geonet é o PEAD – polietileno de alta densidade, polímero que apresenta excelente resistência química. Possui também excelente resistência aos raios ultravioleta, devido à adição do negro de fumo a sua formulação. Geocompos o Drenantet Um geocomposto é constituído pela combinação de um ou mais geossintéticos, com a finalidade de aumentar o desempenho de cada um, quando usado isoladamente. O geocomposto drenante da Engepol consiste de uma geonet de PEAD aderida, por calor, ao geotêxtil não-tecido em uma ou nas duas faces. O geotêxtil não-tecido poderá ser termo-fixado ou não, de polipropileno ou de poliéster, dependendo da exigência do projeto, a qual geralmente é função do resíduo ou do efluente a ser armazenado e da vazão que será drenada.
  2. 2. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 46 3. Características dos Produtos Geonet A geonet substitui drenos de agregados naturais de brita ou de areia, com vantagens de maior rapidez de execução do dreno e maior espaço para armazenamento dos resíduos, no caso de valas, pois sua espessura varia de 5 a 7 mm. Para se ter uma idéia do ganho de espaço: uma geonet de 5 mm de espessura pode substituir uma camada drenante de areia grossa de 30 cm. A capacidade drenante da geonet é intermediária entre os geotêxteis não-tecidos agulhados espessos e outros geocompostos para drenagem. A geonet não deve ficar em contato direto com o solo ou com o resíduo, deve ser usada em forma de sanduíche com geotêxtil não-tecido, na forma de geocomposto, ou em contato com superfícies como a geomembrana e o concreto, para que seus canais não sejam obstruídos. Geocompos ot O geocomposto é um produto ideal quando o projeto e/ou os materiais em contato com a geonet exigem um geotêxtil, pois a combinação dos dois geossintéticos proporciona o aumento da resistência ao deslizamento entre os geossintéticos, quando utilizado em taludes. O geotêxtil não-tecido utilizado no geocomposto deve ter gramatura mínima de 200 gr/m2 , a fim de minimizar a intrusão do geotêxtil nos canais da geonet. A geonet, por sua vez, pode ter a espessura de 5 ou de 7 mm, dependendo da vazão a ser drenada. Como a geonet, o geocomposto substitui os drenos de agregados naturais de brita e/ou de areia com vantagens de maior rapidez de execução do dreno e maior espaço para armazenamento dos resíduos. Outras informações sobre o geocomposto encontram-se no capítulo 5. 4. Histórico A geonet (ou georrede) foi usada pela primeira vez para drenar chorume em aterro sanitário, em 1984 nos Estados Unidos. Até 1994 fazia parte da família das geogrelhas. A separação foi devido a sua função e não a sua configuração. As geonets são usadas para drenagem no seu plano, enquanto as geogrelhas são usadas para reforço. Apesar da separação, não se deve encarar a geonet como um geossintético sem resistência. Sua resistência mecânica é muito boa, principalmente a compressão, mas sua função é drenar.
  3. 3. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 47 5. Aplicações • Valas de resíduos: drenagem de líquidos e gases • Aterros sanitários: drenagem de chorume e gases • Coberturas de valas de resíduos: drenagem de líquidos e gases • Muros de arrimo ou cortinas de concreto: drenagem vertical • Muros de contenção com solo envelopado: drenagem da interface maciço x aterro • Drenagem sob a geomembrana em lagoas de efluentes e valas de resíduos • Drenagem sob a impermeabilização de canais de irrigação • Drenagem sob gramados de campos e quadras esportivas • Drenagem sob a base de pavimentos rodoviários • Túneis • Proteção mecânica da geomembrana em contato com os resíduos • Proteção mecânica da geomembrana durante a colocação de solo ou de camada drenante • Regularização do solo de apoio da geomembrana • Distribuição de carga sobre a geomembrana
  4. 4. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 48 Dreno em Coberturas de Valas de Aterros Sanitários e de Resíduos Industriais
  5. 5. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 49 Dreno sob Ferrovias Dreno em Túneis 6. Vantagens da utilização da Geonet e do Geocomposto Drenante • Menor tempo de execução da camada drenante • Maior capacidade de armazenamento da vala ou do aterro • Menor custo em relação aos agregados naturais • Permite a construção de taludes mais íngremes • Fácil instalação em qualquer condição ambiental, não exige mão de obra especializada e nem equipamentos especiais • Substitui materiais inertes locais • Elimina os filtros graduados resultando em redução de custos de material e de instalação • Alta transmissividade sob carregamento
  6. 6. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 50 7. Capacidade Drenante A capacidade drenante tanto da geonet (georrede), como do geocomposto é calculada por meio da transmissividade ou da vazão. É recomendável que a especificação seja em função da vazão, porque nem sempre o fluxo através da geonet é laminar, e o cálculo por meio da transmissividade emprega a lei de Darcy, que além do fluxo laminar, supõe condição de total saturação. Nestas condições, a transmissividade é definida como a vazão que passa, por unidade de largura, para um gradiente hidráulico unitário. Tanto a transmissividade como a vazão são medidas em um aparelho semelhante ao originalmente usado por Darcy no estudo de filtração de água em solos. Para a medida da capacidade drenante da geonet o aparelho pode aplicar diferentes valores do gradiente hidráulico e da sobrecarga, para simular as mais diferentes situações presentes, principalmente em aterros sanitários e de resíduos industriais, como diferentes inclinações do talude e diferentes espessuras de resíduos estocados. Os resultados destes ensaios, realizados no Laboratório de Geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos – USP, para as geonets encontram-se nas tabelas abaixo, e para os geocompostos podem ser vistos no item 15 do capítulo 5. Richardson et al., 2002, recomendam que a capacidade drenante das geonets seja equivalente à permeabilidade da camada superior ao dreno.
  7. 7. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 51 GN 900 Propriedade Drenagem Horizontal Drenagem Vertical Método de Ensaio Geonet GN 900 Propriedades Hidráulicas: Vazão [l/s.m] Pressão ↓ / Gradiente → 0,1 0,5 1,0 20 kPa Longitudinal Transversal 1,0 2,60 2,0 6,25 3,0 9,0 50 kPa Longitudinal Transversal 0,95 2,60 2,0 6,25 3,0 9,0 100 kPa Longitudinal Transversal 0,95 2,60 2,0 6,25 3,0 9,0 200 kPa Longitudinal Transversal 0,95 2,55 2,0 6,0 2,5 9,0 ASTM D 4716 Propriedades Hidráulicas: Transmissividade [m2 /s.m] Pressão ↓ / Gradiente → 0,1 0,5 1,0 20 kPa Longitudinal Transversal 1,0 x 10-2 2,60 x 10-2 0,4 x 10-2 1,25 x 10-2 0,3 x 10-2 0,9 x 10-2 50 kPa Longitudinal Transversal 0,95 x 10-2 2,65 x 10-2 0,4 x 10-2 1,25 x 10-2 0,3 x 10-2 0,9 x 10-2 100 kPa Longitudinal Transversal 0,95 x 10-2 2,60 x 10-2 0,4 x 10-2 1,25 x 10-2 0,3 x 10-2 0,9 x 10-2 200 kPa Longitudinal Transversal 0,95 x10-2 2,55 x 10-2 0,4 x 10-2 1,20 x 10-2 0,25 x 10-2 0,9 x 10-2 ASTM D 4716 Propriedades Físicas Espessura Nominal [mm] 5 (± 2,19%) NBR 12569 Densidade [gr/m3 ] ≥ 0,94 ASTM D 792 Gramatura [gr/m2 ] 879 NBR 12568 Propriedades Mecânicas Resistência à Tração [kN/m] 10,70 NBR 12824 Compressibilidade [%] Para carga de 100 kPa: 3,06 Para carga de 200 kPa: 3,47 NBR 12569 Apresentação da bobina Largura bobina [m] 2,08 Comprimento Bobina [m] 50 -
  8. 8. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 52 GN 1250 Propriedade Drenagem Horizontal Drenagem Vertical Método de Ensaio Geonet GN 1250 Propriedades Hidráulicas: Vazão [l/s.m] Pressão ↓ / Gradiente → 0,1 0,5 1,0 20 kPa Longitudinal Transversal 1,35 4,05 3,0 9,25 4,5 14,5 50 kPa Longitudinal Transversal 1,30 4,0 3,0 9,0 4,5 14,0 100 kPa Longitudinal Transversal 1,30 4,0 2,75 8,75 4,0 13,5 200 kPa Longitudinal Transversal 1,20 3,90 2,50 8,75 4,0 13,0 ASTM D 4716 Propriedades Hidráulicas: Transmissividade [m2 /s.m] Pressão ↓ / Gradiente → 0,1 0,5 1,0 20 kPa Longitudinal Transversal 1,35 x 10-2 4,05 x 10-2 0,60 x 10-2 1,85 x 10-2 0,45 x 10-2 1,45 x 10-2 50 kPa Longitudinal Transversal 1,30 x 10-2 4,0 x 10-2 0,60 x 10-2 1,85 x 10-2 0,45 x 10-2 1,40 x 10-2 100 kPa Longitudinal Transversal 1,30 x 10-2 4,0 x 10-2 0,55 x 10-2 1,75 x 10-2 0,40 x 10-2 1,35 x 10-2 200 kPa Longitudinal Transversal 1,20 x 10-2 3,9 x 10-2 0,50 x 10-2 1,75 x 10-2 0,40 x 10-2 1,30 x 10-2 ASTM D 4716 Propriedades Físicas Espessura Nominal [mm] 7 (± 3,93%) NBR 12569 Densidade [gr/m3 ] ≥ 0,94 ASTM D 792 Gramatura [gr/m2 ] 1190 NBR 12568 Propriedades Mecânicas Resistência à Tração [kN/m] 16,60 NBR 12824 Compressibilidade [%] Para carga de 100 kPa: 9,33 Para carga de 200 kPa: 9,49 NBR 12569 Apresentação da bobina Largura bobina [m] 2,08 Comprimento Bobina [m] 50 - 8. Especificação Na especificação por função, as propriedades hidráulicas (vazão e transmissividade) são as mais relevantes. Além disto, deve-se verificar quais outras propriedades são necessárias avaliar, visando levar em conta a situação de escoamento de fluídos, carregamento e gradiente hidráulico, atuantes na obra para qual se quer especificar. Em alguns tipos de obras, como valas de resíduos, as propriedades de durabilidade (intrusão do material adjacente nos vazios da geonet, creep da estrutura da geonet e possibilidade de entrada de argila, através do geotêxtil adjacente) são de fundamental importância para o bom comportamento da drenagem ao longo do tempo, assim a capacidade filtrante do geotêxtil utilizado no geocomposto.
  9. 9. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 53 Segundo Koerner, 1999, a EPA-USA, departamento que monitora drenos de aterros, recomenda que para: • Aterros sanitários e industriais a transmissividade da geonet deve ser: θ ≥ 3 x 10-5 m2 /s • Valas de resíduos: θ ≥ 3 x 10-4 m2 /s Koerner 1999 comenta que o fundamento da especificação por função é o cálculo de um fator de segurança adequado. Para os geocompostos e as geonets, servindo como meio drenante, para os quais a vazão é a função dominante, o coeficiente de segurança é a razão entre o valor da vazão que passa pelo geocomposto ou pela geonet, obtida em ensaio de laboratório, e o valor da vazão exigida no projeto: FS = Qensaio - R / Qprojeto Onde: FS = fator de segurança em relação às condições de carregamento, nem sempre conhecidas, e às incertezas de projeto. Qensaio - R = vazão obtida em ensaio de laboratório Qprojeto = vazão de projeto Pode-se também definir o FS como a relação entre as transmissidades, θ: FS = θensaio - R / θprojeto No entanto, é recomendável utilizar a vazão ao invés da transmissividade, devido às condições de fluxo não laminar que ocorre tanto nas geonets, como nos geocompostos. Em relação aos valores de vazão e transmissividade obtidos nos ensaios de laboratório, estes geralmente não expressam o realismo das condições da obra e devem ser ajustados através de fatores de redução adequados. Assim sendo, o valor obtido no ensaio de laboratório deve ser reduzido, antes do seu uso no projeto: Qensaio - R < Qensaio Qensaio - R = Qensaio [1 / FRIN . FRCR . FRCC . FRBC] Ou se todos os fatores de redução forem considerados juntos: Qensaio - R = Qensaio [1 / FRTotal] Onde: Qensaio = vazão determinada segundo a ASTM D 4716 ou ISO/DIS 12598. FRIN = fator de redução que leva em conta as deformações elásticas, ou intrusão, dos geossintéticos adjacentes nos canais da geonet. FRCR = fator de redução que leva em conta as deformações de creep da geonet e/ou dos geossintéticos adjacentes nos canais da geonet. FRCC = fator de redução que leva em conta a colmatação química e/ou precipitação de produtos químicos nos canais da geonet. FRBC = fator de redução que leva em conta a colmatação biológica nos canais da geonet. FRTotal = produto de todos os fatores de redução para as condições específicas da obra. A tabela abaixo, Koerner 1999, fornece os fatores de redução recomendados para alguns tipos de obras:
  10. 10. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 54 Fatores de redução preliminares recomendados para a determinação da vazão admissível (Qensaio – R) e da transmissividade das geonets Tipo de Obra FRIN FRCR FRCC FRBC Campos e Quadras Esportivas 1,0 a 1,2 1,0 a 1,5 1,0 a 1,2 1,1 a 1,3 Captação de capilaridade 1,1 a 1,3 1,0 a 1,2 1,1 a 1,5 1,1 a 1,3 Muros de arrimo, percolação em rocha e em taludes de solos 1,3 a 1,5 1,2 a 1,4 1,1 a 1,5 1,0 a 1,5 Colchões drenantes 1,3 a 1,5 1,2 a 1,4 1,0 a 1,2 1,0 a 1,2 Drenos superficiais de cobertura de aterros 1,3 a 1,5 1,1 a 1,4 1,0 a 1,2 1,2 a 1,5 Dreno testemunho em valas de resíduos e aterros sanitários 1,5 a 2,0 1,4 a 2,0 1,5 a 2,0 1,5 a 2,0 Dreno sobre a geomembrana em valas de resíduos e aterros sanitários 1,5 a 2,0 1,4 a 2,0 1,5 a 2,0 1,5 a 2,0 Um fator muito importante a ser considerado também é quanto à “verdadeira” vazão em relação à orientação de instalação, Sieracke and Maxson, 2001. Normalmente se usa o valor da vazão, ou da transmissividade, obtida em ensaio na direção de fabricação das bobinas, entretanto nem sempre esta condição simula a da obra, principalmente quando a base da vala ou do aterro é inclinada em duas direções caindo num dreno central. 9. Exemplos de Cálculo 9.1. Que valor da vazão obtida em ensaio de laboratório deve ser usada no projeto do dreno testemunho de uma vala de efluentes? Supor que o valor da vazão obtida em ensaio de laboratório, nas condições de carga e gradiente hidráulico da obra, foi de 2,5 x 10-4 m3 /s. Tomando valores médios, para a condição de dreno secundário ou testemunho de aterros ou valas de efluentes e de ensaio de curta duração entre duas placas rígidas, na tabela acima de fatores de redução: Qensaio - R = Qensaio [1 / FRIN . FRCR . FRCC . FRBC] = = 2,5 x 10-4 [1 / 1,75 . 1,7 . 1,75 . 1,75] = 2,5 x 10-4 [1 / 9,11] = 0,27 x 10-4 m3 /s 9.2. Uma área de estrada necessitará ser recuperada com um novo pavimento devido a problemas de infiltração anteriores. Está prevista para o novo pavimento a colocação de uma camada drenante, constituída por um geocomposto com um núcleo de geonet aderida por calor a geotêxteis não-tecidos nas duas faces, imediatamente abaixo da cota sujeita a infiltração, conforme o desenho abaixo. Devido à capilaridade ascendente da água abaixo do pavimento, a vazão a ser escoada está prevista para ser cerca de 0,17 x 10-4 m3 /s. O geocomposto selecionado para ser usado apresenta uma vazão de 0,83 x 10-4 m3 /s, a um gradiente hidráulico de 0,05. Qual fator de segurança estará sendo utilizado?
  11. 11. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 55 a) Supondo que o ensaio de laboratório foi de curta duração e realizado entre duas placas rígidas, o valor 0,83 x 10-4 m3 /s deve ser reduzido de acordo com a tabela dos fatores de redução: Qensaio - R = = 0,83 x 10-4 [1 / 1,2 . 1,1 . 1,3 . 1,2] = 0,83 x 10-4 [1 / 2,06] = = 0,4 x 10-4 m3 /s b) Agora se pode determinar o fator de segurança para a vazão reduzida: FS = Qensaio - R / Qprojeto = 0,4 x 10-4 / 0,17 x 10-4 = 2,4, o qual é um valor adequado. 9.3. Determinar o fator de segurança de um dreno geocomposto, constituído por uma geonet acoplada por calor a um geotêxtil não-tecido em uma das faces, colocado verticalmente no muro de concreto da figura abaixo. A transmissividade da geonet utilizada é de 15,6 10-4 m2 /s, obtida em ensaio de laboratório. O solo do reaterro é silto-arenoso e tem um coeficiente de permeabilidade k = 5 x 10-5 m/s. Drenagem Vertical em Muro de Arrimo (Robert M. Koerner, Designing with Geosynthetics, 1999)
  12. 12. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 56 9.3.1. Cálculo da vazão máxima, através da rede de fluxo, que chega na geonet: Q = k . hmuro . (F/N) = (5 x 10-5 ) . 8 . (5/5) = 4 x 10-4 m3 /s 9.3.2. Determinação do gradiente hidráulico dentro do geocomposto: i = sen 90º = 1 9.3.3. Cálculo da transmissividade de projeto, em função da vazão e gradiente hidráulicos existentes na obra (figura): Q = k . i . A = k . i . (e . L) = (k . e) (i . L) θprojeto = K . e = Q / (i . L) = (4 x 10-4 ) / (1 . 1) = 4 x 10-4 m2 /s 9.3.4. A vazão obtida em ensaio de laboratório é: Qensaio = 15,6 x 10-4 m3 /s. Para um muro vertical, onde i = 1, a vazão por unidade de largura (Q/L) é igual a transmissividade θ, portanto: θ = 15,6 x 10-4 m2 /s Aplicando os fatores de redução de acordo com a tabela apresentada: θ ensaio – R = 1,56 x 10-3 [1 / (1,4 . 1,3 . 1,2 . 1,2)] = 1,56 x 10-3 [1 / 2,62] θ ensaio – R = 0,595 10-3 m2 /s 9.3.5. Conhecidas as transmissividades de projeto e de ensaio com os fatores de redução aplicados, calcula-se o fator de segurança: FS = θ ensaio – R / θprojeto = 0,595 x 10-3 / 0,4 x 10-3 = 1,48 Este fator de segurança é aceitável, mas é considerado baixo. Um núcleo com uma geonet mais espessa é recomendada neste caso. 10. Comparação de Custos entre Drenagem com Areia e com Geocomposto Como exemplo, é apresentado o cálculo da drenagem da água infiltrada na vala de resíduos, abaixo esquematizada. Comparando sob o ponto de vista técnico e econômico as duas alternativas: a) Drenagem tradicional com areia b) Drenagem com geocomposto Engepol (constituído por uma geonet acoplada por calor a um geotêxtil não-tecido em uma das faces) Pede-se que a camada drenante tenha capacidade para escoar pelo menos 2,5 x 10-4 m3 /s, sob uma pressão de 200 kPa e gradiente hidráulico de 0,5.
  13. 13. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 57 200 A B B 150 A obs:medidas em metros Detalhes da ancoragem 1.5 1.5 0,5 25 25 0.5 0.5 Corte AA Corte BB 10.1. Drenagem tradicional com areia Supondo que para um gradiente hidráulico de 0,5 o coeficiente de permeabilidade da areia seja Ks = 10-3 m/s. A espessura da camada de areia, necessária para atender uma quantidade fluxo de 2,5 x 10-4 m3 /s, pode ser calculada através da lei de Darcy: Q = K . i . A A = L . es, portanto Q = K . i . (L . es) K . e = Q / i . L ou θ = Ks . es
  14. 14. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 58 Onde: Q = quantidade de fluxo que passa i = gradiente hidráulico A = área do dreno L = largura do dreno es = espessura do dreno θ = transmissividade Ks = coeficiente de permeabilidade da areia A espessura é obtida da seguinte forma, para L =1: es = (Q / i) / Ks . L = [(2,5 x 10-4 m3 /s) / 0,5] / (10-3 m/s) = 0,5 m Para obter a estabilidade da camada de areia nos taludes, a inclinação destes deve ser βs ≅ 26,5º (2:1) e as dimensões As = 200 m, Bs = 150 m e H = 25 m, veja figura. As medidas do fundo da vala as e bs podem ser calculados como: as = As – 2 . (H / tg 26,5º) = 200 – 2 . (25 / 0,5) = 100 m bs = Bs - 2 . (H / tg 26,5º) = 150 – 2 . (25 / 0,5) = 50 m A área que será coberta pela camada drenante, antes da colocação do resíduo será: Ss = [2 . (H / sen 26,5º) + as] . [2 . (H / sen 26,5º) + bs = 34.366 m2 O volume de areia necessário será: Vs = Ss . ts = 34.366 m2 . 0,5 m = 17.183 m3 O custo final da camada drenante de areia será: CFs = Vs . Cs Sendo, Vs o volume de areia necessário e Cs o preço do m3 de areia. 10.2. Drenagem com Geocomposto O primeiro passo é escolher o geocomposto com a geonet adequada para o núcleo, levando-se em conta que a camada drenante deve escoar pelo menos 2,5 x 10-4 m3 /s, sob uma pressão de 200 kPa e gradiente hidráulico de 0,5. O geocomposto NORDREN® DGC 900/200 ou SGC 900/200 da Engepol (veja tabela de propriedades no item 15 do capítulo 5) satisfaz as condições pedidas. O uso do geocomposto NORDREN® permite que os taludes da vala sejam mais íngremes. Neste caso será considerado βg = 45º. As medidas do fundo da vala ag e bg, agora serão: ag = Ag – 2 . (H / tg 45º) = 200 – 2 . (25 / 1) = 150 m bg = Bg - 2 . (H / tg 45º) = 150 – 2 . (25 / 1) = 100 m
  15. 15. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 59 A área que será coberta pelo geocomposto para drenagem, antes da colocação do resíduo será: Sg = [2 . (H / sen 45º) + ag] . [2 . (H / sen 45º) + bg = 37.678 m2 O custo final da área drenada coberta com geocomposto é: CFg = Sg . Cg Sendo Sg a área a ser coberta pelo geocomposto e Cg o preço do m2 de geocomposto. 10.3. Comparação dos custos a) Areia Grossa Área drenante = 34.366 m2 (17.183 m3 ) Preço (novembro/2004) ≅ R$ 28,00/m3 CFs = Vs . Cs = 17.183 m3 . R$ 28,00/m3 = R$ 481.124,00 b) Geocomposto DGC 900/200 Área drenante = 37. 678 m2 Preço (novembro/2004) ≅ R$ 11,50/m2 CFg = Sg . Cg = = 37. 678 m2 . R$ 11,50/m2 = R$ 433.297,00 A economia no uso do geocomposto é de 10 %, apesar da área drenante ser aproximadamente 10% maior. Há ainda, a vantagem de que sua instalação é simples e rápida comparada com a da areia, o que vai implicar também em economia na instalação. Além disto, com o uso do geocomposto, no lugar da areia, haverá um aumento na capacidade de armazenamento do aterro, a qual será: a) Capacidade da vala usando dreno de areia grossa Ws = H/6 [(2 . A + as) . B + (2 . as + A) . bs] = 395.833 m3 b) Capacidade da vala usando dreno de geonet Wg = H/6 [2. A + ag) . B + (2 . ag + A) . bg] = 552.083 m3 O aumento da capacidade de armazenamento da vala foi: W = Ws - Wg = 156.250 m3 Considerando para o peso específico do lixo um valor médio de 0,95 tf/m3 (9,5 kN/m3 ), uma tonelada de lixo ≅ 1,05 m3 . O preço médio do lixo, por tonelada, é cerca de R$ 200,00 (agosto/04), para resíduo classe I. Portanto, o aumento da capacidade da vala em 156.250 m3 , significa uma receita adicional de aproximadamente R$ 30 milhões, além da economia obtida com o material para o dreno, geocomposto.
  16. 16. Manual de Geossintéticos – 3ª edição 60 11. Instalação A geonet e o geocomposto são fornecidos em rolos de 2,08 metros de largura por 50 metros de comprimento, podendo também ser fornecidos com dimensões conforme a necessidade da obra. Sua colocação no local do dreno é simples e rápida, bastando desenrolar o rolo. Em valas de resíduos, a ancoragem é feita na canaleta, escavada em volta da vala, na crista do talude junto com a geomembrana; em muros pode ser presa por grampos de aço ao muro de concreto ou, para pequenas alturas, simplesmente colocado à medida que sobe a cota do reaterro. Neste caso, usa-se o geocomposto de uma geonet com o geotêxtil não-tecido aderido na face oposta a de contato com o muro. No fundo das valas, uma bobina de geocomposto é unida a outra pelo trespasse das abas do geotêxtil das bordas da bobina, no entanto para evitar o risco de deslocamento relativo, na ocasião de espalhamento da camada superior, é recomendável fazer uma amarração entre os rolos estendidos com abraçadeiras plásticas ou com fio de polietileno, ou ainda pela emenda do geotêxtil das abas com ar quente. Nos taludes deve-se sempre fazer a amarração e a emenda do geotêxtil com ar quente. 12. Conclusões e Recomendações A drenagem utilizando geonets e geocompostos em substituição aos agregados naturais areia e brita tem comprovado que a otimização da obra e a eliminação dos custos de transporte dos materiais da jazida até a obra resultam em economia vantajosa. Para o sucesso de uma obra com estes drenos geossintéticos, recomenda-se além do cálculo e escolha criteriosa do tipo mais adequado, o uso dos fatores de segurança que levem em conta as diferenças de campo (obra) e de laboratório. 13. Referências Bibliográficas 13.1. Koerner R.M. (1999). “Designing with Geosynthetics” - Third Edition. Prentice Hall, N.J. 13.2. Richardson, G. N., Giroud, J. P. and Zhao, A. (2002). “Lateral drainage design update – Part 1” - Geotechnical Fabrics Report, January/February 2002. 13.3. Sieracke, M. and Maxson, T. 2001.”Common sense design with geosynthetic dranaige material.” Geotechnical Fabrics Report, October/November 2001.

×