Potencial de solos lateríticos para uso em liners expostos a efluentes reais e distintos

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dc.contributor.advisorTeixeira, Raquel Souza
dc.contributor.authorZanin, Renan Felipe Braga
dc.contributor.bancaLopes, Deize Dias
dc.contributor.bancaVendrame, Pedro Rodolfo Siqueira
dc.contributor.bancaPelaquim, Flávia Gonçalves Pissinati
dc.contributor.bancaCavalcante, André Luís Brasil
dc.coverage.extent222 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2025-10-29T14:18:24Z
dc.date.available2025-10-29T14:18:24Z
dc.date.issued2025-04-22
dc.description.abstractO crescimento populacional e industrial no Brasil tem agravado a degradação ambiental, especialmente com a poluição de solos e águas. Barreiras impermeabilizantes de fundo (liners) são essenciais para mitigar a contaminação destes meios, desempenhando papel crucial na gestão ambiental. Solos tropicais compactados são frequentemente considerados para uso em liners, já que possuem baixa permeabilidade e alta capacidade de interação com contaminantes. Esta pesquisa, portanto, investiga o comportamento hidráulico e difusivo/sortivo de dois solos de Londrina e Mandaguaçu, compactados e granulometricamente distintos, expostos a dois fluidos contaminantes: Lixiviado de Aterro de Resíduos Sólidos (LARS) e Água Residuária de Fecularia de Mandioca (ARFM), visando avaliar seu potencial como barreiras impermeabilizantes de fundo. A pesquisa envolveu a caracterização físico-química e mineralógica dos solos e análise dos fluidos contaminantes. Para o solo também foi realizada a caracterização da micro e macroporosidade antes e após a percolação dos fluidos, por meio da Microtomografia Computadorizada de Raios-X (Micro-CT), Porosimetria por Intrusão de Mercúrio (PIM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Também foram realizados ensaios de permeabilidade saturada, em permeâmetro de carga variável, e obtenção das cruvas de retenção dos fluidos, pelo método do papel filtro, além da estimativa das curvas de condutividade hidráuica não saturada. Por fim, foram realizadas análises de difusão e sorção para avaliar a interação dos solos com o Na, K, Ca e Mg. Os resultados mostraram que a permeabilidade saturada tendeu a reduzir ao longo do tempo, indicando possível colmatação dos poros por processos físicos, químicos e microbiológicos. Devido à composição distinta dos líquidos, a percolação com o LARS apresentou menores valores devido ao pH alcalino e à presença alta de sais. Ambos os solos apresentaram variações em suas características micro e macroestruturais após a percolação dos fluidos contaminantes, principalmente para o LARS, devido à sua composição. As curvas de retenção indicaram diferenças na capacidade de retenção tanto entre os líquidos, quanto entre os solos. Observou-se a influência da quantidade e do tipo de sal presente nos fluidos na capacidade de retenção dos solos, onde para a ARFM, com menor quantidade de sais em sua composição, indicou menores valores de entrada de ar. As curvas de condutividade hidráulica não saturada mostraram menores valores de k para o solo de Mandaguaçu, corroborando a sua menor capacidade de retenção frente a do solo de Londrina. Os ensaios de difusão mostraram que ambos os solos possuem capacidade de atenuação para os elementos contaminantes analisados, tendo maior eficiência para o Na e K. Por fim, os ensaios de sorção indicaram pouca reatividade para o Na e, para o K, bons ajustes da isoterma de Freundlich. Para este último elemento, a sorção foi mais efetiva para o solo de Londrina no pH básico. Conclui-se do trabalho que ambos os solos possuem potencial para uso como liners, sendo o de Londrina mais efetivo que o de Mandaguaçu
dc.description.abstractother1Population and industrial growth in Brazil have exacerbated environmental degradation, especially with soil and water pollution. Bottom impermeable barriers (liners) are essential to mitigate contamination of these media, playing a crucial role in environmental management. Compacted tropical soils are often considered for use in liners, as they have low permeability and high capacity for interaction with contaminants. This research, therefore, investigates the hydraulic and diffusive/sorptive behavior of two soils from Londrina and Mandaguaçu, compacted and granulometrically distinct, exposed to two contaminant fluids: Landfill Leachate (LL) and Cassava Starch Wastewater (CSW), aiming to evaluate their potential as bottom impermeable barriers. The research involved the physicochemical and mineralogical characterization of the soils and analysis of the contaminant fluids. For the soil, micro and macroporosity characterization was also performed before and after fluid percolation, using X-Ray Computed Microtomography (Micro-CT), Mercury Intrusion Porosimetry (MIP), and Scanning Electron Microscopy (SEM). Saturated permeability tests were also conducted using a variable head permeameter, and fluid retention curves were obtained using the filter paper method, in addition to estimating unsaturated hydraulic conductivity curves. Finally, diffusion and sorption analyses were performed to evaluate the interaction of soils with Na, K, Ca, and Mg. The results showed that saturated permeability tended to decrease over time, indicating possible pore clogging due to physical, chemical, and microbiological processes. Due to the distinct composition of the liquids, percolation with LL showed lower values due to the alkaline pH and high presence of salts. Both soils showed variations in their micro and macrostructural characteristics after percolation of contaminant fluids, mainly for LL, due to its composition. The retention curves indicated differences in retention capacity both between the liquids and between the soils. The influence of the amount and type of salt present in the fluids on the soils' retention capacity was observed, where for CSW, with a lower amount of salts in its composition, indicated lower air entry values. The unsaturated hydraulic conductivity curves showed lower k values for the Mandaguaçu soil, corroborating its lower retention capacity compared to the Londrina soil. Diffusion tests showed that both soils have attenuation capacity for the analyzed contaminant elements, being more efficient for Na and K. Finally, sorption tests indicated little reactivity for Na and, for K, good fits of the Freundlich isotherm. For this last element, sorption was more effective for the Londrina soil at basic pH. It is concluded from the work that both soils have potential for use as liners, with Londrina soil being more effective than Mandaguaçu soil
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/18969
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Construção Civil
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectLiners
dc.subjectMicro e macroestrutura
dc.subjectPermeabilidade
dc.subjectDifusão
dc.subjectSorção
dc.subjectSolos
dc.subjectGestão ambiental
dc.subjectPoluição
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsLiners
dc.subject.keywordsMicro and macrostructure
dc.subject.keywordsPermeability
dc.subject.keywordsDiffusion
dc.subject.keywordsSorption
dc.subject.keywordsSoil
dc.subject.keywordsEnvironmental management
dc.subject.keywordsPollution
dc.titlePotencial de solos lateríticos para uso em liners expostos a efluentes reais e distintos
dc.title.alternativePotential of lateritic soils for use in liners exposed to real and distinct effluents
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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