Análise das propriedades geotécnicas de misturas de solo e biochar de casca de coco para aplicação em camadas de cobertura de aterro sanitário
| Ano de defesa: | 2024 |
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Resumo: | The final cover layer of a landfill is crucial for environmental protection, serving to minimize water infiltration into deposited solid waste and mitigate greenhouse gas emissions to the atmosphere. Incorporating biochar into the soil emerges as an effective alternative to enhance cover soil properties, improving physical, chemical, and biological characteristics and intensifies the water retention capacity. This study aims to evaluate the suitability of biocharamended soil for landfill cover systems based on their geotechnical properties. Laboratory experiments were conducted, involving the production of coconut husk biochar (CHB) and the geotechnical characterization of soil and biochar-amended soil with varying biochar contents (2.5%, 5.0%, 7.5%, and 10.0%, w/w). Hydraulic conductivity, direct shear, and consolidation tests were performed, and water retention curves (WRC) were measured using the filter paper method to assess unsaturated hydraulic properties. The results identify the biochar-amended soil that best aligns with current standards for the cover layer system. The most viable option for application in the cover layer of landfills was the 5% biochar-amended soil, as it best complies with national and international regulatory parameters. Additionally, the addition of biochar to the soil induced changes such as water retention capacity, reduced compressibility, and minimal alterations in hydraulic conductivity. This study contributes for a better analysis of the requirements and properties to be considered in column tests in the laboratory and even to analyze criteria for design, execution, and maintenance of methane oxidative layer for use in landfills with similar climate and soil characteristics. |
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Tavares, Vitória LimaSoares, Anderson Borghetti2024-11-18T18:00:49Z2024-11-18T18:00:49Z2024-02-02TAVARES, Vitória Lima. Análise das propriedades geotécnicas de misturas de solo e biochar de casca de coco para aplicação em camadas de cobertura de aterro sanitário. 2024. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Geotecnia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78913The final cover layer of a landfill is crucial for environmental protection, serving to minimize water infiltration into deposited solid waste and mitigate greenhouse gas emissions to the atmosphere. Incorporating biochar into the soil emerges as an effective alternative to enhance cover soil properties, improving physical, chemical, and biological characteristics and intensifies the water retention capacity. This study aims to evaluate the suitability of biocharamended soil for landfill cover systems based on their geotechnical properties. Laboratory experiments were conducted, involving the production of coconut husk biochar (CHB) and the geotechnical characterization of soil and biochar-amended soil with varying biochar contents (2.5%, 5.0%, 7.5%, and 10.0%, w/w). Hydraulic conductivity, direct shear, and consolidation tests were performed, and water retention curves (WRC) were measured using the filter paper method to assess unsaturated hydraulic properties. The results identify the biochar-amended soil that best aligns with current standards for the cover layer system. The most viable option for application in the cover layer of landfills was the 5% biochar-amended soil, as it best complies with national and international regulatory parameters. Additionally, the addition of biochar to the soil induced changes such as water retention capacity, reduced compressibility, and minimal alterations in hydraulic conductivity. This study contributes for a better analysis of the requirements and properties to be considered in column tests in the laboratory and even to analyze criteria for design, execution, and maintenance of methane oxidative layer for use in landfills with similar climate and soil characteristics.A camada de cobertura final de um aterro sanitário desempenha um papel fundamental na proteção ambiental, buscando minimizar a entrada de água nos resíduos sólidos depositados e mitigar as emissões de gases do efeito estufa para a atmosfera. A adição de biochar em misturas de solo destaca-se como uma alternativa eficaz para aprimorar as propriedades do solo de cobertura, em virtude de melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas e intensificar a capacidade de retenção de água. Assim, este trabalho tem como objetivo verificar a viabilidade de uso de misturas de solo e de biochar para a utilização como material de cobertura final do aterro sanitário, a partir da avaliação das suas propriedades geotécnicas. Dessa forma, o programa experimental desta pesquisa, foi desenvolvido em laboratório, que consistiu na produção de biochar de fibra de coco e realização de ensaios de caracterização geotécnica de solo e de misturas de solo-biochar, com teores de 2,5%, 5%, 7,5% e 10% em massa. Além disso, os materiais foram moldados na umidade ótima, na energia Proctor Normal, para a realização dos ensaios de permeabilidade, de cisalhamento direto, de adensamento e de curva de retenção. Os resultados dos ensaios permitiram selecionar a mistura que mais adequada para camada de cobertura e indicaram que a adição de biochar ao solo causou alterações benéficas, aumentando a capacidade de retenção de água, reduzindo a compressibilidade e mantendo a condutividade hidráulica e resistência próximas do solo natural. A opção mais viável para aplicação em camada de cobertura de aterros sanitários foi a mistura solo-biochar 5%, por ser a que mais se adequou aos parâmetros normativos nacionais e internacionais. Este estudo contribui para uma melhor análise dos requisitos e propriedades a serem considerados em ensaios de colunas em laboratório, proporcionando dados para avaliar critérios de dimensionamento e execução em campo. Essas considerações são particularmente aplicáveis em aterros sanitários com características climáticas e de solo semelhantes às investigadas no estudo.Análise das propriedades geotécnicas de misturas de solo e biochar de casca de coco para aplicação em camadas de cobertura de aterro sanitárioAnalysis of the geotechnical properties of soil mixtures and coconut shell biochar for layering landfill coverinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPropriedades geotécnicasAterros sanitáriosCamada de cobertura finalBiocharFibra de cocoGeotechnical propertiesLandfillsFinal cover layerBiocharCoconut huskCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttp://lattes.cnpq.br/5186706488523874http://lattes.cnpq.br/80866999974111332024-02LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/78913/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINAL2024_dis_vltavares.pdf2024_dis_vltavares.pdfapplication/pdf1617148http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/78913/3/2024_dis_vltavares.pdfe697d29be3a2d66142a9a9c12c5f89d6MD53riufc/789132024-11-18 15:13:11.661oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-11-18T18:13:11Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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