Estudo de fluxo através de danos mecânicos em geomembranas

Abstract

Geomembranas são comumente definidas como materiais sintéticos impermeáveis e bidimensionais utilizados como barreira em obras geotécnicas e geoambientais. Elas têm sido utilizadas como barreiras em barragens desde 1959 (Barragem de Contrada Sabetta, Itália, por exemplo), e desde então, a sua elevada disponibilidade e bom desempenho as tem colocado como um material amplamente utilizado em estruturas importantes em todo o mundo. Como parte de um programa de pesquisa sobre os efeitos dos danos em geomembranas em obras hidráulicas, ensaios de laboratório foram realizados com o propósito de medir a vazão que passa através de geomembranas com danos mecânicos. Um equipamento especialmente construído para a pesquisa foi utilizado. Ele tem a capacidade de imprimir altas pressões na água em contato com as geomembrana testadas. Danos lineares com comprimentos entre 5 mm e 50 mm foram provocados nas amostras de uma geomembrana de PVC com 1 mm de espessura. As amostras danificadas foram submetidas a elevadas alturas de coluna de água. Os danos foram realizados com diferentes tipos de ferramentas para avaliar a influencia do tipo de mecanismo provocador do corte no vazamento através da geomembrana. As amostras de geomembrana foram apoiadas numa base lisa e rígida durante a realização dos ensaios. Pressões de 20 kPa a 800 kPa foram aplicadas na água, equivalentes a aproximadamente de 2 m a 80 m de coluna d’água sobre o dano. Foram avaliadas a influência da dimensão e das características do dano no vazamento através da geomembrana. Os resultados obtidos mostram que o tipo de mecanismo provocador do corte e a pressão aplicada no sistema influenciam a intensidade de vazamento pelo dano. Variações de temperatura e conseqüentes deformações na geomembrana também podem influenciar a intensidade e o padrão de vazamento pelo corte. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Geomembranes are often defined as impervious two-dimensional synthetic materials, utilized for barrier purposes in geotechnical and in geoenvironmental projects. They have been used as barriers in dams since 1959 (Contrada Sabetta Dam, Italy, for instance), and from then on, their high availability and good performance have made them a widely used material in important structures around the world. As part of a research programme on the effects of damages in geomembranes in hydraulic works, laboratory tests were carried out in order to measure the volume of water that passes through geomembranes with mechanical damages. A special apparatus capable of applying high water pressures on geomembrane specimens was built for the tests. Cuts 5 mm to 50 mm long were made in specimens of a 1mm thick PVC geomembrane, which was subjected to high water heads. The cuts were made with different types of tools for the evaluation on the influence of the type of damage mechanism on the leakage through the damage. The geomembrane specimen rested on a smooth plane rigid base. Pressures from 20 kPa to 800 kPa were applied to the system, which are equivalent to water heads between 2 m and 80 m above the damaged geomembrane. The influence of the dimension and characteristics of the damage on the leakage through the geomembrane were assessed. The results obtained show that not only the dimension of the cut influences leakage rate but the type of mechanism causing the cut and the pressure applied to the system are also important. Temperature variations and consequent geomembrane deformations also influence the intensity and the pattern of leakage through the cut.