Análise numérica de vazamentos através de danos em geomembranas

Abstract

Os geossintéticos vêm exercendo seu papel de forma eficaz, principalmente em termos de facilidade de transporte, manuseio, tempo de instalação, desempenho, redução dos impactos ambientais, custos acessíveis etc. Dentre as obras em que os geossintéticos são utilizados, destacam-se as obras hidráulicas e de disposição de resíduos, onde os geossintéticos usados nessas obras funcionam como barreira para líquidos e gases. As geomembranas são os elementos principais em barreiras sintéticas, funcionando como camada impermeabilizante em canais, barragens, aterros e outros. De forma geral, um sistema de barreira pode estar sujeito a vazamentos, principalmente devido a danos e, por isso, deve-se determinar o nível de vazamento aceitável para a obra. Os danos decorrentes em geomembranas são causados por diversos fatores como, por exemplo, contato com elementos contundentes, tráfego de operários e veículos, falhas de soldagem, entre outros. Sendo assim, a pesquisa foi fundamentada na realização de modelagens numéricas axi-simétricas e um ensaio laboratorial, de modo a estudar vazamentos através de danos em geomembranas. Por meio das modelagens numéricas, foram analisadas a influência da dimensão da camada de solo, tipo de solo, carga hidráulica sobre a geomembrana, dimensão do dano (dano circular) e condição de contato entre solo e geomembrana. Foram avaliadas diferentes condições de barreira hidráulica (geomembrana e solo; geomembrana, geotêxtil e solo; geomembrana, GCL e solo), bem como comparações entre metodologias (modelagens numéricas, soluções empíricas, soluções analíticas e resultados experimentais). Desta forma, verificou-se que o aumento do diâmetro do dano, o aumento da carga hidráulica sobre a geomembrana e a piora na condição de contato, tendem a aumentar o vazamento através de danos em geomembrana. Além disso, foi possível verificar a acurácia das equações empíricas e analíticas, por meio da comparação dos resultados obtidos pelas equações com os resultados numéricos. A transmissividade de interface mostrou-se ser um parâmetro de grande influência nos vazamentos, sendo dependente principalmente do coeficiente de permeabilidade do solo e condição de contato entre solo e geomembrana.