Análise de danos em geomembranas por meio de ensaios de laboratório em diferentes escalas

Abstract

Considerando o aumento da demanda por minérios devido ao crescimento econômico de alguns países nos últimos anos, houve também a necessidade de maiores áreas para a disposição dos resíduos advindos de sua extração. Nesse contexto, as barragens de contenção de rejeitos vêm se tornando uma obra de engenharia geotécnica cada vez mais empregada como sistema de disposição destes resíduos. Devido às características dessas barragens, é necessária a construção de camadas de drenagem e/ou impermeabilizantes, visando trabalhar como barreiras contra o fluxo de gases e líquidos. A grande altura atingida muitas vezes por essas obras gera elevados valores de pressão em sua base podendo vir a danificar a geomembrana, afetando sua função impermeabilizante. O presente trabalho tem por objetivo estudar o dano mecânico devido à aplicação de pressão em um sistema constituído de material granular/geomembrana, por meio de ensaios de laboratório de compressão. Para tanto, foram empregados dois equipamentos (de pequena e média escala) que permitiram a realização de ensaios em geomembranas de PVC e PEAD de 1,0 mm e 2,0 mm de espessura. As pressões aplicadas foram 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa, 500 kPa e 1000 kPa. Nos ensaios, foram utilizados diferentes tipos de materiais granulares sobrejacentes ou subjacentes, como rejeito de ouro e rejeito de ferro, areia média ou brita três. Um filme ou papel alumínio foi colocado entre a geomembrana e a camada superior ou inferior, com o fim de avaliar os pontos de contato do material granular na geomembrana e, de estabelecer uma relação com o dano mecânico causado nela. Ao final foram realizados ensaios de resistência à tração após os ensaios de dano, visando obter a variação na resistência das geomembranas danificadas. Os resultados mostraram que os principais danos presenciados na geomembrana de PEAD foram arranhões, entalhes e identações, enquanto que as geomembranas de PVC apresentaram principalmente deformações. Na distribuição de frequências das áreas de contato, as maiores frequências de áreas foram para os intervalos menores. Além disso, foi observado que o comportamento das distribuições segue uma curva exponencial para quase todas as configurações de ensaios. Os resultados demonstraram que estes ensaios de dano mecânico têm a contribuir na investigação dos mecanismos de deterioração de geossintéticos em obras de disposição de resíduos. Observou-se que os tamanhos e arranjos dos grãos, a pressão vertical aplicada, o tipo e espessura das geomembranas afetam de forma significativa os pontos de contato que atuam sobre a geomembrana.