O que é a impermeabilização de geomembranas?

Impermeabilização de geomembranasé um componente vital da engenharia contemporânea e do desenvolvimento de infraestruturas, proporcionando uma solução superior para impedir a migração de fluidos numa vasta gama de aplicações. Estes revestimentos de membrana sintética são especialmente concebidos para atuar como barreiras impermeáveis, desempenhando um papel crucial na contenção de bebidas ou na prevenção de infiltrações na construção, mineração, agricultura, proteção ambiental e em diversos setores industriais.

Neste artigo, iremos descobrir os tipos únicos de geomembranas disponíveis no mercado, definir as suas principais aplicações, destacar as vantagens únicas que oferecem em relação aos métodos tradicionais de impermeabilização e avaliar as técnicas de instalação preferenciais, tais como emendas e ancoragens. Além disso, será apresentado um caso de estudo real para demonstrar como a impermeabilização com geomembranas tem sido realizada de forma eficiente para resolver desafios de engenharia complexos na área.

Quer seja um engenheiro civil, gestor de projetos ou consultor ambiental, valorizar as competências e a utilização perfeita da impermeabilização de geomembranas é essencial para conceber soluções de impermeabilização fiáveis ​​dentro das suas possibilidades, que satisfaçam os requisitos regulamentares e as expectativas de desempenho global a longo prazo.

1. Impermeabilização com Geomembrana – Definição e Tipos de Materiais

Uma geomembrana é um tipo de revestimento ou barreira artificial com uma permeabilidade extremamente baixa, especialmente concebida para impedir a migração de fluidos como água, chorume ou produtos químicos. Amplamente utilizadas em engenharia geotécnica e ambiental, as geomembranas servem como uma solução essencial de impermeabilização numa variedade de projetos de infraestruturas e contenção. Estas placas são geralmente produzidas através de técnicas de extrusão ou calandragem, utilizando resinas poliméricas de longa duração.

1.1 Principais materiais poliméricos utilizados na impermeabilização de geomembranas

As geomembranas são úteis em formulações de polímeros distintas, cada uma com propriedades especiais feitas à medida para aplicações específicas:

1.1.1 Impermeabilização de geomembrana de PEAD (Polietileno de Alta Densidade)

- Características: Excelente resistência à tracção, elevada resistência à radiação UV e resistência química excessiva.

- Aplicações típicas: revestimentos e coberturas de aterros sanitários, lagoas de águas residuais, contenção de resíduos de mineração e lagoas de águas pluviais.

- Vantagens: Económico, durável e incrivelmente resistente a ambientes agressivos e ao envelhecimento.

1.1.2 Impermeabilização de geomembrana LLDPE (Polietileno Linear de Baixa Densidade)

- Características: Maior flexibilidade que o PEAD, permitindo que se adapte com maior facilidade a subleitos irregulares ou desnivelados.

- Aplicações típicas: Plataformas de lixiviação, lagoas ornamentais, albufeiras agrícolas e coberturas flutuantes.

- Vantagens: Propriedades de alongamento melhoradas, apropriadas para tarefas onde se espera movimento ou concordância do piso.

1.1.3 Impermeabilização de geomembrana de PVC (cloreto de polivinila)

- Características: Macio, maleável e fácil de soldar, com uma resistência química média.

- Aplicações típicas: Impermeabilização de túneis, revestimentos de canais e sistemas de contenção de breves.

- Vantagens: Fácil de cuidar e instalar, especialmente em climas frios; excelente para revestimentos feitos à medida.

1.1.4 Impermeabilização de geomembrana de EPDM (monómero de etileno propileno dieno)

- Características: Membrana à base de borracha reconhecida pela sua excelente elasticidade e resistência à intempérie.

- Aplicações típicas: membranas de cobertura, elementos decorativos de água e revestimentos de lagoas de pequena escala.

- Vantagens: Longa vida útil do fornecedor, resistência UV padrão ouro e desempenho geral fiável em ciclos de congelação e descongelação.

1.2 Especificações de espessura e tamanho da impermeabilização de geomembranas

As geomembranas são geralmente fabricadas em espessuras que variam entre 0,5 mm e três mm (20 mils a cento e vinte mils), dependendo das exigências técnicas do projeto. As membranas mais finas também podem ser utilizadas para aplicações transitórias ou de baixa carga, enquanto as membranas mais espessas são escolhidas para ambientes de elevado stress, como a contenção de resíduos perigosos ou reservatórios de grande escala.

As larguras padrão dos rolos variam entre 5,8 a 10 metros, com comprimentos de até 200 metros por rolo, embora também possam ser produzidos tamanhos personalizados para aplicações especializadas.

2. Propriedades de impermeabilização da geomembrana

A impermeabilização de geomembranas é um material geotécnico geralmente utilizado, normalmente fabricado em polietileno de alta densidade (PEAD), com as seguintes características:

2.1 Excelente resistência à fissuração por tensão

A impermeabilização com geomembrana, reconhecida pela sua extraordinária resistência à fissuração por stress ambiental, garante a sua robustez e integridade. Além disso, demonstra uma excelente resistência à corrosão química, sendo adequada para ambientes com exposição química severa.

2.2 Ampla gama de temperatura e longa vida útil

A impermeabilização com geomembrana suporta uma vasta gama de temperaturas, sendo adequada para climas quentes e frios. Possui uma longa vida útil, proporcionando um desempenho fiável durante longos períodos.

2.3 Excelente resistência química

A impermeabilização por geomembrana tem uma excelente resistência a uma grande variedade de produtos químicos, como ácidos, álcalis e solventes naturais. Esta resistência química garante a sua adequação para fins onde é esperada exposição a materiais corrosivos.

2.4 Resistência UV

A impermeabilização da geomembrana é formulada com estabilizadores UV, oferecendo uma grande resistência à radiação ultravioleta. Esta característica permite-lhe resistir à exposição prolongada à luz solar, para além da degradação, tornando-a ideal para aplicações no exterior.

2.5 Soldabilidade

A impermeabilização com geomembrana pode ser facilmente soldada através de diversas técnicas, como a soldadura por cunha a quente ou a soldadura por extrusão. Isto permite uma instalação eficiente e garante a instalação de costuras fiáveis, proporcionando uma barreira impermeável contínua.

2.6 Custo-efetividade

A impermeabilização com geomembrana oferece uma solução económica em comparação com outros materiais. A sua longa vida útil, os baixos requisitos de proteção e a facilidade de instalação contribuem para uma poupança de custos universal.

2.7 Durabilidade

A impermeabilização da geomembrana é bastante duradoura e resistente a perfurações, rasgões e escoriações. Pode resistir a esforços mecânicos e deformações, mas comprometendo o seu desempenho, apresentando uma proteção duradoura.

2.8 Desempenho a baixas temperaturas

A impermeabilização da geomembrana mantém a sua flexibilidade e integridade mesmo a temperaturas frias, permitindo um desempenho fiável em condições de congelação.

2.9 Especificações completas de largura e espessura

A impermeabilização com geomembrana está disponível numa ampla variedade de tamanhos, permitindo a personalização para satisfazer os requisitos específicos do projeto. Isto garante que a geomembrana é feita à medida para atingir o desempenho e a eficiência desejados.

A impermeabilização com geomembrana oferece inúmeras vantagens, incluindo excelente resistência à corrosão química e à fissuração por tensão ambiental, adequação a amplas gamas de temperatura, longa vida útil do suporte, resistência aos raios UV, soldabilidade, relação custo-benefício, durabilidade, desempenho a baixas temperaturas e disponibilidade em todas as especificações de largura e espessura. Estes pontos tornam a geomembrana de PEAD uma solução fiável e versátil para uma variedade de aplicações em engenharia civil, proteção ambiental e sistemas de contenção.

3. Aplicações de impermeabilização de geomembranas

A impermeabilização com geomembranas é amplamente utilizada em setores onde a contenção de fluidos, o controlo de infiltrações e a segurança ambiental são vitais. Devido à sua versatilidade, impermeabilidade, resistência química e longa vida útil, as geomembranas tornaram-se parte integrante da impermeabilização e revestimento de estruturas em diversos setores e projetos de infraestruturas.

3.1 Aplicações de Gestão da Água

3.1.1 Albufeiras e Canais de Rega

- Objectivo: Evitar a infiltração de água e diminuir as perdas de água em albufeiras agrícolas de grande dimensão, canais de concessão municipal e redes de rega.

- Benefícios: Melhora a eficiência da retenção de água, minimiza as perdas por infiltração e aumenta a vida útil dos sistemas de transporte de água.

- Revestimento típico: geomembrana de PEAD ou PEBD de 1,0–2,0 mm, dependendo das condições da página e da estrutura do solo.

3.1.2 Lagoas de piscicultura e bacias de aquacultura

- Objectivo: Criar um ambiente aquático gerido que mantenha os níveis de água e evite a infecção dos solos subjacentes ou dos poluentes circundantes.

- Benefícios: Promove uma vida aquática mais saudável, reduz os custos de manutenção e permite uma gestão mais fácil da água para a piscicultura ou criação de camarão.

- Revestimento típico: geomembrana de PEAD ou EPDM de 0,75–1,5 mm para flexibilidade e resistência aos raios UV.

3.2 Aplicações de Proteção Ambiental

3.2.1 Aterros Sanitários (Revestimentos de Fundo e Sistemas de Cobertura)

- Objectivo: Actuar como barreira de contenção para impedir a migração de lixiviados para as águas subterrâneas e ecossistemas circundantes.

- Benefícios: Garante a segurança ambiental a longo prazo, conformidade regulamentar e mitigação de perigos para as instalações municipais de resíduos sólidos e perigosos.

- Revestimento típico: geomembrana de PEAD de 1,5 a 2,0 mm, geralmente utilizada em conjunto com GCLs (revestimentos de argila geossintéticos), geotêxteis e compostos de drenagem.

3.2.2 Instalações de Tratamento de Águas Residuais

- Finalidade: Revestir as lagoas de decantação, as lagoas de aeração e as lagoas de evaporação de modo a incluir as águas residuais industriais ou municipais contaminadas.

- Benefícios: Evita infiltrações, protege os recursos hídricos subterrâneos e permite processos de reciclagem e tratamento de água amigos do ambiente.

- Revestimento típico: 1,0–2,0 mm HDPE ou LLDPE, escolhido com base totalmente na exposição química e nas condições térmicas.

3.3 Aplicações na Construção e Infraestruturas

3.3.1 Túneis e caves

- Finalidade: Prever uma barreira estanque contra a infiltração de águas subterrâneas em construções subterrâneas, tais como túneis, fundações e estacionamentos subterrâneos.

- Benefícios: Reduz o risco de enfraquecimento estrutural, crescimento de bolor e danos causados ​​pela água em edifícios abaixo do solo.

- Revestimento típico: geomembrana de PVC ou PEAD de 1,0–2,0 mm, frequentemente utilizada com camadas de geotêxtil de blindagem.

3.3.2 Coberturas Verdes e Terraços Urbanos

- Finalidade: Servir como camada impermeável abaixo do substrato de plantação para impedir que a água penetre nas estruturas dos edifícios.

- Benefícios: Apoia o desenvolvimento sustentável da cidade, melhora o isolamento da construção e previne infiltrações no telhado.

- Revestimento típico: geomembrana LLDPE ou EPDM de 1,2–1,5 mm, conferindo flexibilidade, resistência às raízes e durabilidade climática.

3.4 Aplicações na Indústria Mineira e Petrolífera

3.4.1 Instalações de Armazenamento de Rejeitos (TSFs)

- Finalidade: Incluir com segurança os subprodutos de mineração, lama e fluidos de método em bacias de armazenamento abertas ou revestidas.

- Benefícios: Evita fugas de metais pesados ​​e fornecimentos tóxicos para o ambiente, garantindo a proteção operacional e a conformidade ambiental.

- Revestimento típico: geomembrana de PEAD de 1,5–2,5 mm, geralmente com superfícies texturadas para um maior equilíbrio de taludes e atrito de interface.

3.4.2 Contenção de Petróleo e Gás (Poços de Armazenamento, Parques de Tanques)

- Objectivo: Fornecer uma barreira fiável para impedir que os hidrocarbonetos, os fluidos de perfuração e os diferentes materiais petroquímicos penetrem no solo.

- Benefícios: Protege o solo e as águas subterrâneas, reduz os passivos ambientais e cumpre os requisitos de segurança nas operações de armazenamento e refinação de petróleo.

- Revestimento típico: geomembrana de PEAD de 1,5–2,0 mm ou membranas compostas reforçadas com maior resistência química.

4. Especificações da Impermeabilização de Geomembranas

Propriedades Mecânicas	Grossura	milímetros	199 dirhams	0.2	0.3	0.5	0.75	1,00	1,25	1.50	1.8	2.0	2.5	3.0	Por rolo
	Densidade	g/cc	D1505/D792				0.94								90.000 kg
	Propriedades de tração		D 6693
	.limite de escoamento	kN/m	Tipo IV	3	5	7	11	15	19	22	27	29	37	44	9.000 kg
	.quebrar força	kN/m		5	8	13	20	27	35	40	50	53	67	80
	.alongamento de rendimento	%		12	12	12	12	12	12	12	12	12	12	12
	. quebra de alongamento	%		700	700	700	700	700	700	700	700	700	700	700
	Resistência ao rasgamento	N	D 1004	25	38	62	93	125	156	187	225	249	311	374	20.000 kg
	Resistência à perfuração	N	D 4833	71	96	160	240	320	400	480	576	640	800	960	20.000 kg
	Resistência a fissuras por stress	horas.	D 5397	500 horas.											para GRI GM-10
	Conteúdo de negro de fumo	%	D 4218	2,0-3,0%											9.000 kg
	Dispersão de negro de fumo		D 5596	Para 10 visualizações diferentes: 9 nas categorias 1 ou 2 e 1 na categoria 3											20.000kg
Propriedades de referência	Tempo de indução oxidativa	min	D 3895	100 minutos.											90.000 kg
	(a) OIT padrão		D 5885	500 minutos.
	(b) OIT de alta pressão
	Envelhecimento em forno a 85°C mantido depois de 90 dias	%	D 5721	55%											por cada
	(a) OIT padrão - %		D 3895	80%											formulação
	(b) OIT de alta pressão - %		D 5885
	Resistência UV	%		50%											por cada
	OIT de alta pressão - % retido depois das 16:00 horas		D 5885												formulação

5. Construção de Impermeabilização com Geomembrana

A configuração adequada é fundamental para garantir o desempenho global a longo prazo dos sistemas de geomembranas. Dependendo do tipo de membrana e das condições do local, são utilizadas diversas estratégias de desenvolvimento:

5.1 Soldadura (selagem a quente) Impermeabilização de geomembranas

- Comum para geomembranas de PEAD, PEBD e PVC.

- Utiliza a soldadura de cunha quente ou extrusão para fundir folhas sobrepostas, desenvolvendo costuras fortes e estanques.

- Adequado para áreas ou unidades fabris configuradas sob diversas condições.

5.2 Colagem Adesiva

- Utilizado principalmente para membranas de EPDM que não podem ser soldadas a quente.

- Adesivos ou fitas especializadas unem arestas sobrepostas.

- Ideal para pequenos lagos, telhados e aplicações não térmicas.

5.3 Ancoragem Mecânica

- Evita o movimento do revestimento devido ao vento, à pressão da água ou ao declive.

- Os métodos incluem o enterramento em valas de ancoragem, a pesagem com sacos de areia ou cascalho ou a fixação em estruturas de betão.

- Garante o equilíbrio da máquina e a proteção do aspeto.

5.4 Controlo de Qualidade e Testes

- Garante a integridade da costura e prevenção de fugas.

- Inclui verificação de faíscas (para furos), verificação da pressão de ar (para costuras duplas), verificações visuais, testes de vácuo e testes de costura desfavoráveis.

- Todos os testes estão em conformidade com as normas de desafio aplicáveis ​​ou mundiais.

6. Estudo de caso: Impermeabilização de geomembrana num projeto de aterro sanitário

6.1 Visão geral do projeto

- Localização: Norte da Califórnia, EUA

- Objectivo: Impedir que o chorume — um líquido potencialmente perigoso gerado pela decomposição dos resíduos — se derrame para as águas subterrâneas circundantes e cause danos ambientais.

- Material utilizado: geomembrana de polietileno de alta densidade (PEAD) com 1,5 mm de espessura, escolhida pela sua resistência química, durabilidade e longa vida útil.

6.2 Processo de instalação

- Preparação do Local

A base do aterro sanitário foi limpa de partículas e vegetação, e o solo foi compactado para formar um subleito seguro. Todos os objetos pontiagudos, como pedras ou raízes, foram removidos para evitar danos no revestimento.

- Implantação de Liner

Grandes rolos de revestimento em PEAD de 1,5 mm foram desenrolados e posicionados com precisão através de gruas e tratores. A implantação foi realizada em tempo calmo para evitar problemas de controlo relacionados com o vento.

- Soldadura e Controlo de Qualidade

As costuras sobrepostas do revestimento foram soldadas utilizando máquinas de soldadura de cunha quente para criar uma barreira impermeável contínua. Cada costura foi cuidadosamente examinada com o uso de técnicas não destrutivas, como testes de pressão de ar e testes de campo a vácuo, para garantir que não existiam fugas ou juntas vulneráveis.

- Instalação de camada de proteção

Uma camada de geotêxtil não tecido é colocada sobre o revestimento de PEAD para o proteger de danos mecânicos em algum ponto de deposição de resíduos e para o proteger de cascalho e detritos.

6.3 Resultados do Projeto

- Fugas Zero: Após 5 anos de funcionamento, as inspeções e monitorizações não testaram qualquer fuga ou contaminação do lençol freático, demonstrando a eficácia do sistema de geomembrana.

- Eficiência de custos: ao travar a fuga de chorume, o empreendimento diminuiu consideravelmente o risco de coimas ambientais, de remediação dispendiosa e de responsabilidade criminal.

- Conformidade regulamentar: O dispositivo de revestimento do aterro sanitário cumpriu ou superou todos os requisitos definidos pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA), garantindo a conformidade criminal e ambiental durante todo o período operacional.

7. Conclusão

A impermeabilização com geomembrana é uma solução altamente eficaz, durável e versátil para evitar fugas de fluidos em projetos de construção, ambientais e industriais. O caso de estudo do aterro sanitário demonstra como as geomembranas garantem a segurança ambiental e a conformidade regulamentar. À medida que a tecnologia avança,Geossintéticos BPMcontinuam a ser uma escolha preferencial para necessidades de impermeabilização em grande escala.