INTRODUÇÃO
Em algumas aplicações é necessário que a geomembrana tenha maior flexibilidade, como em obras onde são previstos recalques diferenciais, deformações de subsidência do material de apoio de geomembrana, tais como coberturas de aterros sanitários e de valas de resíduos industriais.
Este texto apresenta uma breve descrição dos principais tipos de geomembranas, bem como os principais requisitos para o seu desempenho adequado em sistemas de cobertura e as principais vantagens da utilização da geomembrana de PEDBL nestas aplicações.
1 TIPOS E COMPOSIÇÃO
Existem diversos tipos de geomembranas disponíveis no mercado. Relacionam-se abaixo os tipos mais utilizados, conforme Koerner (2012):
- HDPE (High Density Polyethylene)
- LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) PEBDL/ (Polietileno de Baixa Densidade Linear) e LLDPE-R (Linear Low Density Polyethylene scrim reinforced)
- PVC (Polyvinyl Chloride)
- fPP (Flexible polypropylene) and fPP-R (Flexible polypropylene scrim reinforced)
Ainda conforme Koerner (2012), a resina de polietileno é a mais utilizada para produção de geomembranas. Nos Estados Unidos a comercialização de geomembranas de polietileno representa 60% do mercado, no Brasil podemos estimar que este número seja ainda maior.
As geomembranas de polietileno são produtos praticamente puros, possuindo em sua formulação tipicamente 97% de polietileno, 2 a 3% de negro de fumo e menos de 1% de termoestabilizantes e antioxidantes. Estes últimos componentes aumentam significativamente a resistência às intempéries, ao calor e à degradação. Nenhum componente da geomembrana de PE emigra ou volatiliza durante sua vida útil.
Devido a sua natureza química e composição, as geomembranas de PEBDL são imunes a ataques biológicos por microorganismos e são atóxicas, enquanto outros tipos de geomembrana podem ser suscetíveis a ataques biológicos devido a sua composição e apresentarem toxicidade em etapas de seu processo de produção ou disposição final.
2 REQUISITOS PARA UTILIZAÇÃO DE GEOMEMBRANAS EM COBERTURAS
Os principais requisitos para utilização de geomembranas em coberturas de resíduos e outras áreas são os seguintes:
Elevada flexibilidade para que possa absorver recalques diferenciais.
Elevada resistência química: para resistir ao contato com gases e líquidos gerados no processo.
Elevada resistência mecânica: para resistir aos esforços de tração e puncionamento durante a sua vida útil.
Reduzida permeabilidade a gases e líquidos.
Facilidade de instalação, principalmente em taludes.
Elevada resistência à degradação UV, para resistir à degradação pela ação do sol, caso esteja exposta.
Elevado atrito na interface com diversos materiais para garantir a estabilidade da cobertura.
A seguir estas características serão descritas, bem como suas vantagens.
2.1 FLEXIBILIDADE
Um dos ensaios utilizados para determinar o comportamento da geomembrana fora do plano é o Ensaio de tensão multiaxial (ASTM D5716). O ensaio usa uma espécie de anel onde a geomembrana é fixada e a pressão do ar ou água é introduzida com pressão constante até que ocorra falha (ver figura 1). Nas aplicações onde há movimentação embaixo da geomembrana , que é caso da coberturas, a flexibilidade necessária pode ser verificada por este ensaio.
Segundo Koerner (2012), pesquisas realizadas num período de 20 anos apontaram que as deformações de subsidência podem variar entre 5 a 30%.
As geomembranas de PEBDL apresentam elevada flexibilidade, atingindo tipicamente deformações de 50% na ruptura, sendo que a GRI-GM17 especifica valores mínimos de 30% para geomebranas de LLDPE texturizadas ou lisas.
2.2 RESISTÊNCIA QUÍMICA
Devido à estrutura química, o polietileno é inerte frente à maioria dos produtos químicos comuns.
Sendo assim, os reservatórios de geomembranas de PEBDL apresentam uma boa resistência química, sendo a melhor resistência química entre os reservatórios de geomembranas flexíveis.
A tabela 1, retirada de Koerner (2012) abaixo ilustra a resistência química superior da geomembrana de PEAD (HDPE). A resistência da geomembrana de PEBDL é muito similar, pois são da mesma natureza química.
2.3 RESISTÊNCIA MECÂNICA
Geomembranas de PEBDL apresentam elevada resistência mecânica quando comparadas as geomembranas de PVC, por exemplo. A Tabela 2 apresenta um comparativo que demonstra esta superioridade:
*Valores médios extraídos da tabela 13-6, página 353 do manual brasileiro de geossintéticos, 2004.
** Valores médios extraídos do laudo 02A/2004, referente aos ensaios realizados no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos – USP
Tabela 2: Comparativo de propriedades de geomembrana de PEBDL e PVC
2.4 PERMEABILIDADE
A permeabilidade está relacionada a capacidade de contenção, quanto menor mais impermeável é a barreira. Segundo Koerner (2012) o ensaio mais adequado que mede a permeabilidade das geomembranas é o de transmissão de vapor de água, conforme ASTM E 96.
A Tabela 3, retirada de Koerner(2012), apresenta os valores de transmissão de vapor de água para vários tipos de geomembrana, onde é possível verificar que os valores da geomembrana de HDPE são bem menores, ou seja, a geomembrana de PE é mais impermeável. Neste quesito podemos considerar os valores da geomembrana de PEBDL muito similares as de PEAD(HDPE) por serem da mesma natureza química.
Obs: Não confundir com permissividade, determinada conforme ASTM D 4491, que é uma propriedade hidráulica do geotêxtil ligada a função principal do geotêxtil que é filtrar (não impermeabilizar). Ou seja, não é o método indicado para medir permeabilidade de geomembranas, mas sim permissividade de geotêxteis.
2.5 INSTALAÇÃO / SOLDAS
A solda da geomembrana configura o processo mais crítico de toda a instalação e do qual dependerá a barreira como um todo. Portanto, soldas confiáveis e em menor a quantidade são fatores importantes para uma completa estanqueidade do sistema.
As geomenbranas de PEBDL possuem largura de 5,90m e são emendadas através de solda dupla por termo-fusão. As soldas por extrusão são utilizadas somente em detalhes de interferências, em reparos (manchões) e em conexões com estruturas de concreto.
O processo de soldagem da geomembrana de PEBDL possui normas para tais como ASTM D 6392 e GM 19 que definem ensaios de controle de qualidade garantindo sua qualidade e integridade.
Araújo (2008) apresenta dados comparando instalação de geomembranas de LLDPE e PVC em grandes áreas de disposição de resíduos. Segundo o artigo, as geomembranas PEBDL instaladas apresentam as seguintes características:
- Maior resistência mecânica
- Maior durabilidade
- Maior maleabilidade
- Melhor controle de solda
2.6 ATRITO DE INTERFACE
As geomembranas de PEBDL podem ser fabricadas com texturas, o que eleva substancialmente os parâmetros de resistência de interface (ângulo de atrito) com o solo e outros materiais.
Rebelo (2003) realizou diversos ensaios de cisalhamento direto e “ring shear” para determinação dos parâmetros de resistência de interface para várias geomembranas e tipos de solos. A Tabela 4 mostra um resumo dos resultados dos ensaios.
Basicamente a geomembrana texturizada apresenta valores de ângulo de atrito na interface mais elevados entre todos os outros tipos, atingindo o próprio valor da resistência ao cisalhamento do solo para a condição inundada.
2.7 DURABILIDADE/ RESISTÊNCIA A DEGRADAÇÃO UV
A vida útil das geomembranas é influenciada por vários fatores que geralmente atuam em conjunto, dependendo da aplicação. Os principais aspectos relacionados aos mecanismos de degradação das geomembranas não expostas são: altas temperaturas, ataques químicos, oxidação e degradação por raios UV e solicitações mecânicas. A avaliação destes fatores é a essência da previsão da vida útil da geomembrana.
Considerando o desempenho superior das geomembranas de PEBDL frente os aspectos mencionados anteriormente:
- Altas temperaturas: possui ótima resistência a altas temperaturas.
- Ataques químicos: possui ótima resistência química, superior aos outros tipos de geomembrana.
- Oxidação: ótima resistência a oxidação. Os antioxidantes adicionados a geomembrana não emigram ou volatilizam.
- Degradação por UV: Resistência superior frente a outros tipos de geomembrana reconhecida por diversas pesquisas e literatura técnica. Podem ficar expostas aos raios UV com excelente desempenho, uma vez que sua formulação inclui o negro de fumo, que neutraliza este efeito.
- Solicitações mecânicas: Ótima resistência mecânica, com destaque entre outros tipos de geomembrana.
CONCLUSÕES
As geomembranas de PEBDL apresentam as seguintes características que a colocam como a melhor opção na cobertura de áreas de resíduos:
· Elevada flexibilidade
· Maior resistência química
· Maior resistência mecânica
· Menor permeabilidade.
· Facilidade de instalação
· Maior durabilidade e resistência à degradação UV.
· Elevado atrito na interface (texturizada)
· Inerte a ataque de microorganismos e atóxica
Devido às suas excelentes características mecânicas, físicas e de durabilidade, entre outras, a tendência mundial é a do emprego de geomembranas de PEBDL em coberturas de áreas de resíduos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
M. Araujo (2008) Comparative Analyses of the Installation Properties of Polyvinyl Chloride (PVC) and Linear Low Density Polyethylene Geomembranes (LLDPE) in Large Scale Environmental Projects. Proceedings, Geoamericas 2008
KOERNER, Robert – Design with Geosynthetics – Xlibris, 2012
Rebelo, K. (2003) “Resistência de Interface entre Geomembranas e Solos Através dos Ensaios Ring Shear”, Dissertação de Mestrado, USP/São Carlos.
Vertematti, J. C. (2004) “Manual Brasileiro de Geossintéticos”. Editora Edgard Blucher
Autora: Carolina Fofonka Palomino.
