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Piezômetros em Aterro Sanitário: Nível de Chorume, Poropressão e Ru
O piezômetro em aterro sanitário mede o nível do líquido (chorume e água) dentro do maciço de resíduos. Com essa leitura, calcula-se a poropressão e o parâmetro Ru, que ajudam o projetista a avaliar a estabilidade dos taludes. Não existe limite padrão: os valores de alerta são definidos para cada aterro pelo responsável técnico.
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Para que serve o piezômetro em aterro sanitário?
O piezômetro mostra quanto líquido está acumulado no ponto do maciço onde foi instalado e com que pressão. Catapreta e Simões (IBEAS, 2016) resumem o objetivo: acompanhar a evolução das poropressões internas e subsidiar a avaliação de estabilidade.
O líquido não se espalha de forma uniforme. Segundo o mesmo trabalho, camadas de cobertura diária pouco permeáveis podem criar bolsões de líquido, os chamados níveis suspensos. Por isso, um único piezômetro dificilmente representa o aterro inteiro.
A razão para medir está na mecânica dos solos. Poropressão é a pressão do líquido nos poros. Pelo princípio de Terzaghi, a tensão efetiva é σ' = σ − u, e a resistência ao cisalhamento depende dela (notas de aula de Mecânica dos Solos da UFS). Se u sobe, σ' cai, e a resistência cai junto. O conceito completo está em poropressão: o que é e como calcular.
A literatura técnica descreve dois tipos de ruptura em aterros de resíduos sólidos urbanos (RSU): as “úmidas”, associadas a excesso de poropressão de lixiviado, e as “secas”, associadas à pressão de gases. Por isso, o plano de monitoramento costuma olhar o líquido e o gás.
Quais tipos de piezômetro funcionam em aterro sanitário?
Para aterros, a literatura técnica descreve o piezômetro de tubo aberto (Casagrande) e o de dois tubos concêntricos; o elétrico de corda vibrante é outra opção da instrumentação geotécnica. Eles diferem principalmente na forma de lidar com o biogás e no tempo de resposta.
Tubo aberto (Casagrande)
O Casagrande é um tubo com trecho perfurado na ponta, dentro de uma célula de areia, com selo de bentonita acima. Ele mede a carga piezométrica naquele trecho (UFOP, 2017). A leitura é feita com sonda elétrica descida pelo tubo. É simples e robusto, mas responde devagar em material pouco permeável e depende de ida a campo.
No aterro há um problema a mais. Uma monografia que revisa Cepollina et al. (2004) e Coutinho et al. (2008) relata que o biogás borbulha no tubo e forma espuma e jatos. A sonda pode tocar essa espuma e registrar um falso nível de chorume. A fonte é secundária, mas o alerta vale para quem interpreta a série.
Dois tubos concêntricos
Para separar líquido e gás, existe o piezômetro de dois tubos concêntricos: o interno registra a pressão do lixiviado e o externo, a do biogás. Catapreta e Simões (2016) citam esse modelo, descrito por Antoniutti Neto et al. (1995).
Elétrico de corda vibrante
O piezômetro de corda vibrante tem tempo de resposta muito rápido, segundo o Manual do Empreendedor da ANA (vol. VII, 2016). O modelo padrão é selado e não ventilado: responde à pressão atmosférica, pede correção barométrica e sofre efeito da temperatura (UFOP, 2017). A comparação completa está em piezômetro de corda vibrante x Casagrande.
Tipo | O que registra | Ponto forte | Cuidado no aterro |
Tubo aberto (Casagrande) | Carga piezométrica no trecho perfurado | Simples, robusto, quase sem manutenção | Falso nível por espuma de biogás; resposta lenta em material pouco permeável |
Dois tubos concêntricos | Pressão do lixiviado e do biogás, separadas | Distingue líquido e gás no mesmo ponto | Duas leituras por ponto para registrar e interpretar |
Corda vibrante | Pressão no ponto do sensor | Resposta muito rápida; aceita cabos longos (USGS) | Correção barométrica e de temperatura |
Como calcular o Ru no aterro sanitário?
O Ru compara a poropressão com o peso do lixo acima do ponto medido: Ru = u/(γ·h). A fórmula está no trabalho da UnB sobre o Aterro Sanitário de Brasília (Carmo, 2021, eq. 3.1), com u = (h − L)·γw.
Nessa notação, γ é o peso específico do RSU, h é a altura de lixo acima do ponto medido e L é a distância da superfície até o nível de líquido. Assim, (h − L) é a coluna de líquido acima do ponto, e γw ≈ 9,81 kN/m³. Quanto maior o Ru, maior a pressão do líquido em relação ao peso do lixo.
Exemplo ilustrativo, com números escolhidos só para mostrar a conta:
Passo | Conta | Resultado |
Altura de lixo acima do ponto (h) | Dado do projeto | 20,00 m |
Distância da superfície ao líquido (L) | Leitura do piezômetro | 12,00 m |
Coluna de líquido (h − L) | 20,00 − 12,00 | 8,00 m |
Poropressão (u) | 8,00 × 9,81 | 78,48 kPa |
Tensão vertical total (γ·h) | 10 × 20,00, com γ adotado de 10 kN/m³ | 200 kPa |
Parâmetro Ru | 78,48 ÷ 200 | 0,39 |
O γ de 10 kN/m³ foi adotado só para facilitar a conta; o peso específico real vem do projeto de cada aterro. Em coluna d'água, 78,48 kPa × 0,102 ≈ 8,0 m, pela conversão do NIST (1 mca = 9,80665 kPa). Se a boca estiver rente à superfície, na cota ilustrativa de 612,40 m, a cota piezométrica é 612,40 − 12,00 = 600,40 m.
O caso do Aterro de Brasília
No estudo da UnB, com γ = 9,6 kN/m³, o autor relacionou Ru e fator de segurança (FS): Ru de 0,5 correspondia a FS ≈ 1,5, e Ru de 0,8, a FS = 1. Com isso, montou uma carta de risco: estável abaixo de 0,6, alerta de 0,6 a 0,68 e risco de movimentação a partir de 0,68.
Essas faixas valem só para aquele aterro e aqueles parâmetros. Em outro maciço, a geometria, o resíduo e a drenagem mudam a análise. Como transformar faixas desse tipo em avisos está em níveis de controle de piezômetros.
O mesmo estudo traz outra lição: naquele aterro, não houve correlação entre chuva e piezometria. A drenagem interna funcionava, e quem variava com a chuva era a vazão de chorume. Nem toda chuva sobe o piezômetro.
O que os órgãos ambientais pedem no monitoramento do aterro?
Não há uma regra nacional única para piezômetros em aterro: cada estado e cada licença define o que monitorar. Três exemplos públicos mostram como isso aparece: monitoramento geotécnico do maciço e poços de água subterrânea no entorno.
Onde | Documento | O que pede | Observação |
Minas Gerais | Monitoramento geotécnico estrutural; água subterrânea com no mínimo 4 poços (1 a montante e 3 a jusante); águas superficiais; gases e chorume | Regra de aterros em MG | |
Santa Catarina | Plano de monitoramento geotécnico de recalque, erosões e estabilidade; poços conforme NBR 15495, a no máximo 30 m da disposição | Mínimo de poços para aterro sanitário: 5 (pequeno), 8 (médio) ou 12 (grande); semestral sugerido | |
São Paulo | Relatórios mensais de monitoramento geotécnico do maciço disponíveis no local e relatório anual consolidado e interpretado | Exigência daquela licença; confira a sua |
Na mesma licença da CETESB, o monitoramento geotécnico deve permitir ação preventiva, independentemente de manifestação prévia do órgão. No projeto, a NBR 8419 (item 5.2.7) pede o cálculo da estabilidade de taludes, bermas e recalques, segundo citação secundária, porque o texto da ABNT não é público.
E a frequência de leitura? Nenhum desses documentos traz um número nacional para piezômetros. Uma referência publicada é o aterro de Belo Horizonte: Catapreta e Simões relatam 9 piezômetros no dique e 6 provisórios, com leituras desde 2001, primeiro semanais e depois quinzenais. No seu aterro, a frequência vem da licença e do plano do projetista.
Piezômetro no maciço ou poço de monitoramento no entorno?
São instrumentos diferentes, e o aterro costuma precisar dos dois. O piezômetro fica no maciço e mede o nível e a pressão do líquido em um ponto. O poço de monitoramento fica no entorno e serve para amostrar a qualidade da água subterrânea.
O poço segue a NBR 15495-1:2007, ano confirmado em artigo da ABAS (confira emendas e revisões). A UFOP admite o Casagrande para amostragem desde que atenda à norma específica da ABNT. Veja as diferenças em piezômetro, INA e poço de monitoramento e o nível dos poços em medidor de nível para poço de monitoramento.
Erros comuns no monitoramento de piezômetros em aterro
Na prática, boa parte dos problemas vem da leitura e da interpretação, não do instrumento.
Confiar na sonda com biogás no tubo. A espuma pode dar falso nível de chorume. Saltos sem explicação na série merecem suspeita.
Não conferir a cota da boca. A UFOP inclui essa checagem entre as exigências do Casagrande. Em aterro, o recalque do maciço pode mover a boca e distorcer a cota piezométrica.
Usar limite de outro aterro. As faixas de Brasília são do projeto de Brasília e não se transferem para outro maciço.
Ler só no dia da campanha. A UFOP observa que a drenagem interna de aterros atua de forma transitória nas chuvas e recomenda sensor automático com armazenamento.
Esquecer a correção barométrica. Sensor não ventilado lê também a variação da pressão atmosférica, e a série oscila sem motivo geotécnico.
Tratar o piezômetro como garantia. Em Brumadinho, a barragem tinha piezômetros e nenhum instrumento detectou mudança significativa antes da ruptura, segundo o painel de especialistas (Robertson et al., 2019). O instrumento informa; a análise fica com o responsável técnico.
Como o HIDROPAAS ajuda
Já monitoramos os piezômetros de um aterro sanitário: nível do líquido, poropressão em kPa, Ru e cota piezométrica calculados automaticamente. Essa experiência de campo é a base do que oferecemos para aterros e CTRs.
Leitura automática e contínua, com os dados na plataforma online (web e app).
Tipos de piezômetro: Casagrande, com sensor de nível hidrostático descido no tubo; corda vibrante já instalada; e transdutores 4-20 mA ou RS485, com o sensor ou a interface adequada.
Cálculos automáticos: nível (m), poropressão (kPa ou mca), cota piezométrica (m) e Ru, com correção barométrica.
Alertas por limite, com os valores definidos pelo projetista ou responsável técnico.
Mapa da rede de piezômetros, com o gráfico de cada ponto.
Relatório automático e exportação das leituras em Excel ou CSV.
Projeto personalizado: painéis, cálculos e relatórios conforme o plano de monitoramento geotécnico ou a condicionante da licença.
Os níveis de alerta e a interpretação da estabilidade são do projetista ou responsável técnico geotécnico. O HIDROPAAS mede, calcula, avisa e gera o relatório, sem substituir a análise nem garantir a segurança do maciço. Para sair da leitura manual, veja automação de piezômetros.
Perguntas frequentes
Para que serve o piezômetro em aterro sanitário?
Serve para acompanhar o nível e a pressão do líquido (chorume e água) dentro do maciço de resíduos. Com essas leituras, o responsável técnico calcula a poropressão e o parâmetro Ru e avalia a estabilidade dos taludes.
Como se mede o nível de chorume dentro do aterro?
No piezômetro de tubo aberto, desce-se uma sonda elétrica até tocar o líquido e lê-se a profundidade a partir da boca. Outra opção é um sensor de pressão no tubo, com leitura contínua. Em aterro, o biogás pode formar espuma e dar falso nível na sonda.
Como calcular o Ru de um aterro sanitário?
Use Ru = u/(γ·h), em que u é a poropressão, γ o peso específico do resíduo e h a altura de lixo acima do ponto. Em um exemplo ilustrativo, 8 m de líquido dão u = 78,48 kPa; com γ = 10 kN/m³ e h = 20 m, Ru = 78,48 ÷ 200 = 0,39.
Existe limite padrão de Ru para aterro sanitário?
Não. Os limites são definidos pelo projetista para cada aterro, a partir da análise de estabilidade. O estudo da UnB sobre o Aterro de Brasília usou faixas de 0,6 e 0,68, que valem só para aquele aterro e aqueles parâmetros.
Com que frequência ler os piezômetros do aterro?
Não há frequência nacional fixada em norma. Quem define é a licença ambiental e o plano do projetista. Em uma licença da CETESB, por exemplo, há relatórios mensais do monitoramento geotécnico e um relatório anual consolidado.
Piezômetro e poço de monitoramento são a mesma coisa no aterro?
Não. O piezômetro fica no maciço e mede o nível e a pressão do líquido em um ponto. O poço de monitoramento fica no entorno, serve para amostrar a qualidade da água subterrânea e é construído conforme a NBR 15495-1.
Guia completo
Para tipos de instrumento, leitura e automação em todos os setores, veja o guia de monitoramento de piezômetros.
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Sobre o autor
Chert Bobsin é geólogo formado pela UNISINOS, com registro no CREA-RS nº 204.398. É cofundador e CEO da PAAS Poços Artesianos e Água Subterrânea e criador do HIDROPAAS, o sistema de monitoramento de água e energia da PAAS.
Trabalha com perfuração de poços desde os 15 anos. A PAAS atua desde 1985, com geólogo responsável em cada projeto, e atende empresas, produtores rurais e condomínios em todo o Brasil. Conheça a trajetória · LinkedIn.
No aterro, o piezômetro vira informação de estabilidade quando nível, poropressão e Ru são lidos com frequência e comparados aos limites do projetista. Mande quantos piezômetros o aterro tem, de que tipo e o que a licença pede, e montamos o monitoramento: fale com um especialista no WhatsApp (51) 99289-2188.
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