Monitoramento e Inspeção de Geomembranas
As técnicas aplicadas pela Evolui, durante e após o processo de instalação, podem evitar perdas financeiras e danos ambientais.
A Evolui é uma empresa brasileira sediada no Estado do Rio de Janeiro, com grande know how nas atividades de Inspeção de Monitoramento de Geomembranas Instaladas.
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O Resultado de estudos estatísticos desenvolvidos no Canadá, a partir dos dados de monitoramento dos vazamentos em geomembranas, em 89 projetos ao longo de 10 anos (2.652.000 m2 de área), identificou que:
- A densidade de danos encontrados nas geomembranas instaladas varia, em média entre 4 e 22 danos por hectare. Esta variação depende do nível de controle de qualidade adotado na instalação da geomembrana.
- 73% dos danos causados ocorreram durante a aplicação do solo de cobertura sobre a geomembrana; 24% ocorreu durante a instalação da geomembrana e somente 2% dos danos ocorreram após a fase de implantação.
- Ao contrário do que o consenso atual reconhece, a maior parte dos danos não ocorre devido a procedimentos inadequados de solda
Este método é extremamente vantajoso pois o teste é feito após a construção final da obra e o revestimento da geomembrana ter sido submetido à atividade de construção e carregamento. Desta forma é possível garantir a integridade da geomembrana e realizar o reparo antes que seja feita a disposição de resíduos. Os procedimentos para este método são especificados no padrão ASTM D7007.
Importante ressaltar que os métodos elétricos para inspeção de geomembranas são requisito obrigatório para aterros sanitários em alguns locais nos estados dos Estados Unidos, como é o caso de dos Estados de Nova Jersey e Texas (8).
No Brasil, a metodologia do Soil Survey já foi incluída como controle de qualidade da implantação do aterro sanitário da CTR-Rio, em Seropédica. A adoção de tal prática representa uma segurança relevante para o órgão ambiental, para o empreendedor responsável pela operação do aterro, para as indústrias que dispõem seus resíduos nos aterros.
Como a existência de aterros sanitários com impermeabilização é relativamente recente no país, o impacto ocasionado por danos na camada de impermeabilização podem não estar ainda sendo percebidos. O Aterro Sanitário da CTR-Rio, adotou esta metodologia de monitoramento para controle de qualidade da geomembrana. Os resultados encontrados, após 4 anos de operação, indicaram densidades de furos variando entre 0,5 e 8 danos/hectare, para cerca de 310.000 m2 de área inspecionada. Todos os danos identificados puderam ser reparados antes no início da disposição dos resíduos.
A Metodologia de Inspeção em Líquidos permite a verificação da integridade de geomembranas cobertas com água e pode, por exemplo, ser utilizado em lagoas de efluentes, barragens de rejeitos ou canais de vinhaça.
A inspeção é realizada com a utilização de uma sonda e o técnico examina a geomembrana submersa para localizar qualquer vazamento que ali possa existir. Este método pode ser realizado em instalações rasas ou profundas e com ele é possível localizar furos de até 1mm de diâmetro.
Além de permitir a identificação do furo e seu reparo, uma das grandes vantagens deste método é que não há a necessidade do esvaziamento da lagoa para que a inspeção seja realizada. Além disso, no caso de ter sido identificado um vazamento, o reservatório pode ser esvaziado e reparado sem a necessidade da substituição de toda geomembrana.
O monitoramento contínuo da geomembrana, implantada conforme as diretrizes da norma ASTM D6747-15, permite a avaliação continuada da integridade da geomembrana, após a instalação da mesma e durante o seu uso. Sua vantagem é, para as operações possíveis, permitir o reparo da geomembrana e evitar passivos ambientais.
O sistema ELIM utiliza uma série de eletrodos colocados no topo ou sob a geomembrana durante a instalação do revestimento e estes eletrodos são conectados a um painel usado para fazer as medições elétricas. Um sistema de aquisição de dados coleta e armazena os dados obtidos em campo e os mesmos são processados usando algoritmos de computador matemáticos avançados para calcular e exibir as posições dos vazamentos.
O acompanhamento é feito de forma contínua ou periódica e pode viabilizar a intervenção no furo para evitar a propagação da contaminação para o solo e lençol freático, pois o sistema de monitoramento permite identificar a posição exata em caso de danos a geomembrana.
O desenho ao lado mostra o arranjo típico do sistema ELIM. Uma malha de eletrodos instalada antes da aplicação da geomembrana. Os eletrodos instalados seguindo um posicionamento e espaçamento pré-definido e cada um deles enviar sinais elétricos para um painel central. Em caso de presença de líquido, ou seja, vazamentos pela geomembrana como chorume (aterros sanitários) ou efluentes (lagoas ou tanques de estações de tratamento) os eletrodos próximos a região do vazamento apresentarão alteração nos parâmetros elétricos enviados ao painel central. Dessa forma é possível identificar a presença de vazamentos e o local aproximado do dano ocorrido na geomembrana.
O desenho ao lado representa um projeto de uma área onde o sistema ELIM foi instalado em um Aterro Sanitário do Brasil. As linhas representam a malha do sistema e os pontos representam os eletrodos. Cada eletrodo possui um cabo elétrico individual que leva sinais elétrico a um painel central. Através da leitura dos parâmetros elétricos de cada eletrodo é possível identificar a presença de furo na geomembrana.Por que aplicar geomembranas?
A impermeabilização do solo utilizando geomembrana é uma prática consolidada nos projetos de Aterros Sanitários, Lagoas de Rejeito e Efluentes, lagoas de vinhaça, reservatórios de água, lagoas para piscicultura, biodigestores e bacias de contenção. Seu uso tem o objetivo de reduzir as chances de contaminação do solo e do lençol freático localizado sob a área de armazenamento de resíduos e efluentes. Em alguns casos a utilização da geomembrana tem como objetivo evitar a percolação para o solo de líquidos que possuam algum valor agregado.
Importância de Programa de Garantia da Qualidade na instalação de geomembranas
Embora a utilização das geomembranas esteja bastante difundida, o objetivo final do seu uso muitas vezes pode não ser alcançado por falhas decorrentes do próprio processo de instalação do material. Por isso, é fundamental que um Programa de Garantia da Qualidade da instalação seja definido e seguido rigorosamente para que o investimento feito, na aquisição e instalação do material impermeabilizante, traga efetivamente os benefícios esperados.
Eventuais danos decorrentes do processo de instalação da geomembrana podem ocasionar:
- Sanções e gastos com reparos ou prejuízos por perdas de produto;
- Aumento dos custos de monitoramento;
- Geração de Passivo ambiental;
- Prejuízos à imagem do empreendimento.
Onde podem ser aplicadas?
- Aterros Sanitários e Industriais
- Reservatórios de Água
- Lagos Artificiais
- Canais de Irrigação
- Barragem de Rejeitos
- Estação de Tratamento de àgua e Esgoto
- Tanque de Oxidação Biológica
- Tanque de Tratamento de Resíduos Industriais
- Canal de Adução em UHE e PCH
- Tanque e Canal de Vinhaça
- Esterqueira (Suinocultura).
Os métodos geoelétricos podem ser empregados para realizações de inspeção na geomembrana (antes do início de seu uso) ou para fazer o monitoramento contínuo da integridade da geomembrana.
Tais métodos de inspeção são capazes de avaliar a integridade da geomembrana após sua completa instalação. Todos os métodos geoelétricos permitem avaliar 100% da área de geomembrana instalada, identificando danos menores que 5mm e permitindo sua correção antes da ocorrência de algum vazamento ou perda de material.
Em termos de custo a aplicação dos métodos geoelétricos para a inspeção da geomembrana instaladas representa um percentual pequeno comparando-se aos custos de aquisição e aplicação desse material. Esta tabela mostra valores aproximados de aquisição, instalação e realização do teste geoelétrico para inspeção de 100% da área da geomembrana instalada. Nota-se que percentualmente a inspeção é pouco representativa, entretanto muito relevante que o investimento na aquisição e aplicação possa trazer os benefícios esperados. Este investimento poderá ser parcialmente perdido se o processo de instalação não for acompanhado por controle de qualidade.
O princípio deste método é a aplicação de uma diferença de potencial através do material plástico (a geomembrana) para identificar se há alguma passagem de corrente, o que caracterizará que existe furo. Com o uso do método, consegue-se localizar qualquer furo, após a instalação completa da geomembrana, e promover o reparo antes da aplicação dos resíduos.
Os técnicos realizam medições elétricas ponto a ponto no solo. Os dados são gravados em um registrador portátil e posteriormente são processados em um computador, onde é feita a análise de dados no campo. Durante a análise, caso seja identificada alguma anomalia nas medições elétricas, é possível determinar que existe um furo na geomembrana.
Existem diversos requisitos normativos já definidos no Brasil para controle de qualidade da geomembrana (do material). Os Métodos para controle de qualidade da instalação de geomembranas também estão definidos em normas brasileiras, sendo a principal referência a ABNT NBR 16.199:2020: Barreiras Geossintéticas – Instalação de Geomembranas Poliméricas
A NBR 16.199 estabelece diretrizes para o controle de qualidade da instalação de geomembranas em dois tipos de obras, classificadas como:
Tipo I – obras nas quais falhas na barreira causam danos ambientais
Neste tipo de obra, podemos incluir as implantações de aterros sanitários, aterros industriais, lagoas de estoque de produtos danosos ao meio ambiente, tanques e lagoas em Estações de Tratamento de Efluentes, etc.
Tipo II – obras nas quais falhas na barreira não causam danos ambientais
Para obras do tipo I, a norma define critérios de verificação da estanqueidade global das obras, ou seja, métodos capazes de verificar se o material aplicado apresenta a impermeabilização desejada, se é estanque.
10. Verificação da estanqueidade global para obras do tipo I:
10.1 Ensaios não destrutivos (critérios sobre estanqueidade das soldas)
10.2 Ensaios destrutivos (critérios para verificação estatística da qualidade das soldas)
10.3 Outros ensaios
Dependendo da responsabilidade da obra, podem ser efetuados outros ensaios, como, por exemplo:
b) Ensaios geoelétricos de detecção de vazamento
Os Ensaios Não Destrutivos e Destrutivos, representados nos itens 10.1 e 10.2 da norma ABNT 16.199 respectivamente, analisam apenas um pequeno percentual da área total da geomembrana instalada, conforme tabela abaixo:
| Método | % da área analisada |
|---|---|
| Destrutivo | 0,001 |
| Vácuo | 0,1 |
| Ar pressurizado | 1 |
A mesma norma recomenda no item 10.3 (Outros Ensaios) a aplicação dos Ensaios geoelétricos de detecção de vazamento, embora não dê detalhes sobre sua utilização e aplicabilidade. Esse tipo de ensaio ainda não é muito difundido no Brasil embora já seja bastante utilizado nos Estados Unidos e Europa.
Nos Estados Unidos existem normas específicas que tratam das aplicações dos métodos geoelétricos para inspeção de geomembranas cobertas com água ou terra. A norma americana ASTM D7007 (Standard Practices for eletrical methods for locating leaks in geomembranes covered with water or earthen materials), estabelece metodologia adequada e difundida fora do Brasil, para controle de qualidade da geomembrana: o chamado Método Dipolo (pesquisa em geomembranas cobertas por solo e água).
A Inspeção de Geomembrana utilizando os Métodos Geoelétricos apresentam dois grandes diferenciais quando comparado com ensaios não destrutivos e destrutivos da NBR 16.199 (itens 10.1 e 10.2):
- Verifica 100% da Área de Geomembrana Instalada;
- Pode ser realizado com a geomembrana já coberta por solo ou líquido.
