A utilização de uma camada de solo compactado como revestimento impermeabilizante de fundo de bacias de disposição de lama vermelha produzida em Barcarena-PA

As especificações técnicas e o estudo do transporte de massa em meios porosos para controle ambiental apontam à necessidade de uma barreira impermeabilizante de fundo, geralmente composta por uma geomembrana sobreposta a uma camada de solo compactado (“compacted clay liner”), para a disposição de resíduos sólidos em terreno natural. Em 1995, entrou em atividade no Pará a unidade industrial da Alumina do Norte do Brasil S/A, para produzir e comercializar alumina (Al2O3) para a Albrás Alumínio Brasileiro S/A. Os rejeitos dessa indústria, conhecidos como “lama vermelha” (LV), são gerados pela digestão da bauxita por soluções de hidróxido de sódio (Processo Bayer) e dispostos em bacias impermeabilizadas por geomembranas. A fase sólida da LV é constituída por hematita, anatásio e goethita (resíduos da bauxita) e sodalita (formada durante o processo). A fase líquida encontra-se inicialmente em pH 12 e é rica em sódio solúvel. Neste trabalho estudou-se a viabilidade técnica da utilização de um solo local no revestimento das bacias de disposição, considerando capacidade de impermeabilização e compatibilidade com a LV. A investigação experimental consistiu na caracterização física, química e mineralógica, e na determinação das propriedades geotécnicas (compactação, permeabilidade e colapso) e ambientais (lixiviação e difusão) do solo. O estudo mostrou que o solo utilizado equivale aos Latossolos Amarelos da Amazônia: é silto-arenoso, amarelo, composto predominantemente de quartzo, caulinita e menores concentrações de goethita/hematita e anatásio, e rico em SiO2 e Al2O3 além de Fe2O3 e TiO2. O solo compactado apresentou coeficiente de permeabilidade menor que 10-9 m/s à água e a soluções de hidróxido de sódio nas concentrações de 1,23% e 5%. Análises por MEV/SED do solo compactado em contato com a LV por um ano identificaram a difusão de Na, aumentando em 1950% sua concentração no solo, ainda assim sem atingir valores que impliquem contaminação da água do solo. Os ensaios edométricos revelaram que o solo compactado na umidade ótima torna-se muito compressível quando percolado por soluções de NaOH, constatação confirmada por ensaios de potencial zeta, reometria, distribuição granulométrica e limites de consistência com diversas soluções, os quais evidenciaram a dispersão das partículas sólidas pelo hidróxido de sódio, acarretando alteração no comportamento mecânico do solo. Conclui-se que infiltrações de soluções cáusticas podem conduzir a uma diminuição do fator de segurança de barragens e “liners” em áreas de disposição de lama vermelha, quando as geomembranas apresentarem defeitos ou furos.