Rose Mary Gondim Mendonça
Resumo
A pesquisa trata da difusão do O2 no solo e resíduos, investigando em laboratório a relação entre o coeficiente de difusão desse gás e índices físicos. Para tanto, foram realizados ensaios com concentração constante e massa finita em célula de reservatório duplo, e indiretamente o consumo de oxigênio foi avaliado. Os valores de coeficiente de difusão de oxigênio medidos experimentalmente foram comparados com os valores estimados por modelos preditivos. Materiais coletados na Bacia Carbonífera Sul Catarinense foram avaliados geotécnica, físico-química e mineralogicamente, e para contextualizar a pesquisa estes materiais foram empregados na análise da eficiência de diferentes configurações de cobertura dos rejeitos. Concluiu-se que o coeficiente de difusão é dependente do conteúdo de ar e do grau de saturação, tem correlação com a sucção e indiretamente com a porosidade total. O coeficiente de difusão variou desde valores inferiores ao coeficiente de difusão do gás no ar (10-5 m2/s) até valores inferiores ao do gás na água (10-9 m2/s), e nenhum dos modelos preditivos estudados apresentou boa correlação para toda a gama de dados obtidos experimentalmente. A configuração com a barreira capilar dupla, vegetada ou não, com 30 cm de solo compactado foi a que apresentou melhor eficiência na contenção de fluxo de gás e água. O fluxo de oxigênio obtido a partir dos ensaios em laboratório é compatível com o valor relatado na literatura para fluxo de CH4 e CO2 em sistemas de cobertura de resíduos urbanos.
Abstract
This work shows fundamental aspects of gas diffusion through the soil. A research on gas flux by diffusion was realized in laboratory scale, studying the relationship between the diffusion coefficient and porosity, degree of saturation, water content and suction. Oxygen diffusion tests were performed in a double reservoir laboratory cell using two different testing procedures: constant concentration source and finite mass source, which did not exceed four days and were interpreted by POLLUTE v.6 software. Microbiological activities were evaluated by oxygen diffusion tests too. It can be concluded that the diffusion coefficient depends on the air porosity and degree of saturation. An inter-relation between suction and diffusion coefficient was also observed. Porosity and texture can influence diffusion coefficient. The estimated values of diffusion coefficient change from lower coefficient of oxygen values in the air (10-5 m2/s) to lower oxygen values in water (10-9 m2/s). The soil-atmosphere model SOILCOVER was used to evaluate alternative cover systems performance for humid climate. Capillary barrier with 30 cm of compacted layer shows best reduction on oxygen and water flux. Although the vegetation cover system did not affect the oxygen flux, it modified the water flux. Oxygen flux obtained by laboratory tests showed similar values as obtained in landfill cover systems to CH4 and CO2 flux.
