As principais propriedades físicas dos resíduos sólidos urbanos incluem teor de umidade, peso específico, composição e conteúdo orgânico, tamanho de partícula, classificação e permeabilidade, as quais serão comentadas a seguir.
2.3.2.1 - Classificação
De acordo com as recomendações do GLR - Recommendations "Geotechnic of Landfill (KNOCHENMUS et al. 1998 e KÖNIG & JESSBERGER 1997) os resíduos podem ser classificados em materiais como solos e materiais diferente de solos. No primeiro caso, o resíduo tem comportamento similar aos solos e, portanto, os princípios da mecânica dos solos são aplicáveis. Já para o caso de resíduos classificados como materiais diferente de solos, os princípios da mecânica dos solos somente tem aplicações limitada ou não são aplicáveis. De acordo com os autores acima, o resíduo sólido urbano se inclui nesta última categoria.
A classificação do RSU é geralmente feita com base na avaliação dos seguintes parâmetros: teor de umidade, distribuição do tamanho das partículas e identificação das diferentes categorias de materiais contido em uma amostra representativa (composição gravimétrica ou volumétrica) (KNOCHENMUS et al. 1998). Outra aproximação para classificação do RSU, é o emprego da Carta de Schmertmann (SÁNCHEZ-ALCITURRI et al. 1993). Nesta carta são plotados os resultados médios obtidos dos ensaios de penetração do cone, excluindo os picos de resistência causados pela presença de objetos rígidos do lixo. Resultados de ensaios de penetração contínua (CPT) obtidos para RSU, por vários autores, (JESSBERGER 1990, HINKLE 1990, SIEGEL et al. 1990 e SÁNCHEZ-ALCITURRI et al. 1993) e plotados na carta de Schmertmann, permitem classificar o RSU dentro de uma variação de areia fofa a argila siltosa e arenosa (Figura 2.3.1).
GRISOLIA et al. (1995) propuseram uma sistemática de classificação para o resíduo usando um diagrama triangular formado por três classes de materiais, que são materiais
inertes, materiais muito deformáveis e materiais orgânicos biodegradáveis. Essa classificação consiste em plotar os dados de composição de cada classe do RSU no diagrama triangular e a partir da determinação da posição de cada amostra no diagrama, pode-se avaliar as propriedades mecânicas esperadas para o material. Para ilustrar, na Figura 2.3.2 apresenta-se um diagrama triangular contendo dados obtidos em diversos países (GRISOLIA et al. 1995). Segundo os autores, pode-se observar no diagrama, para as diferentes regiões, zonas delimitadas que refletem a origem geográfica do RSU.
Figura 2.3.1 – Classificação do RSU usando a Carta de Schmertmann (SÁNCHEZ-ALCITURRI, et al. 1993).
Figura 2.3.2 – Classificação do RSU usando o diagrama triangular (GIRISOLIA et al. 1995).
2.3.2.2 – Composição
Os resíduos sólidos urbanos, assim como os solos naturais, são meios multifásicos constituídos pelas fases sólida, líquida e gasosa. Num primeiro momento, tem-se o predomínio da parte sólida (os resíduos propriamente dito), após algum tempo, devido aos processos de biodegradação, surgem as fases líquida (chorume) e gasosa (gás metano e outros). Essas duas últimas fases estão relacionadas aos processos de decomposição do resíduo ao longo do tempo, os quais estão diretamente associados ao teor de umidade, conteúdo orgânico do RSU e condições climáticas (GRISOLIA & NAPOLEONI 1996; CARTIER & BALDIT, 1983). A fase sólida, por sua vez, apresenta diversos constituintes, os quais formam um arranjo poroso que pode estar ou não preenchido por líquido percolado e/ou biogás e pode, ainda, estar em processo constante de decomposição. Dessa forma, parece consenso geral, que o ponto básico para a compreensão do comportamento dos maciços de RSU é o conhecimento das interações existentes entre as três fases e as alterações destas com o tempo, ou seja, sua biodegradabilidade.
Segundo GRISOLIA & NAPOLEONI (1996) e MASSACCI et al. (1993) a fase sólida dos RSU pode ser dividida em três categorias quais sejam: materiais inertes estáveis, materiais altamente deformáveis e materiais orgânicos biodegradáveis.
A categoria dos inertes (vidros, metais, cerâmicas, solos, cinzas, resto de demolição) apresentam comportamento mecânico semelhante aos solos granulares, os quais desenvolvem forças de atrito entre as partículas. A segunda categoria inclui os materiais como plásticos, papéis, têxteis e borracha, os quais apresentam alta deformabilidade e possibilidade de absorver ou incorporar fluidos no interior de sua estrutura. Quando submetidos a um carregamento, esses materiais sofrem grandes deformações iniciais com mudança de sua forma original, além disso, a longo prazo podem apresentar deformações de natureza viscosa. Finalmente, a categoria dos materiais orgânicos biodegradáveis constituída por resíduos de poda e alimentares passam por significantes transformações físico-químicas a curto-prazo, acompanhadas pela produção de líquidos e gases.
Neste contexto, a fase sólida dos RSU é constituída por uma mistura de materiais de diferentes tipos, formas e dimensões, tais como, papel, plástico, papelão, tecidos, borracha, madeira, vidro, metais, resíduos alimentares e de feiras, entulho e outros. SOWERS (1973) apresenta as principais características e porcentagens típicas de cada constituinte do resíduo, (Tabela 2.3.1).
A composição do RSU é muito heterogênea e pode variar de pequenos materiais orgânicos até grandes materiais inorgânicos. Além disso, existe uma variação significante na porcentagem dos principais componentes do lixo urbano de uma região para outra, a qual, geralmente, está relacionada com os níveis de desenvolvimento econômico, tecnológico, sanitário e cultural dessas regiões (CARTIER & BALDIT, 1983) e com as
práticas de reciclagem, incineração e os hábitos de desperdícios da sociedade (COWLAND & KOOR, 1995). Em geral, a composição do RSU em locais menos desenvolvidos socio- economicamente apresenta-se com maior porcentagem de matéria orgânica quando comparada com locais mais desenvolvidos. Isso pode ser visto na Tabela 2.3.2, onde apresenta-se valores médios ilustrativos da variabilidade da composição citada para alguns países. Os dados apresentados nesta tabela foram compilados de MANASSERO et al. (1996), MARQUES et al. (1998) e JUCÁ et al. (1997).
TABELA 2.3.1 – Porcentagens típicas e principais características dos componentes dos RSU, SOWERS (1973).
Material Porcentagem (em peso)
Característica
Resíduos orgânicos 10 - 20 úmido, fermenta e degrada rapidamente, compressível, fraco
Papel e pano 10 - 40 seco a úmido, degrada e queima, compressível Resíduos de poda 10 - 20 úmido, fermenta, degrada e queima
Plásticos 1 - 2 seco, compressível, resistente a degradação mas pode queimar
Instrumento de Metal 5 - 15 seco, corrosível e triturável
Metal maciço 1 seco, levemente corrosível e rígido
Borracha 5 - 10 seco, elástico, queimável, compressível, resistente à degradação
Vidro 5 - 15 seco, triturável e compressível, resistente à degradação
Madeira de demolição 0 - 5 seco, triturável, compressível, degrada e queima Entulho 0 -10 úmido, triturável, erodível, resistente à
degradação
Cinzas e escória 0 - 5 úmido, compressível, quimicamente ativo e parcialmente solúvel.
TABELA 2.3.2 - Composição do resíduo sólido urbano para diferentes cidades (modificado de MANASSERO et al. 1997).
Cidade / País Brasil Componentes Bangkok Tailândia Pekin China Nairobi Kenia
Hong kong New York USA Istanbul Truquia Atenas Grecia Cochabamba
Bolívia São Paulo Recife
Metal 1 1 3 3 5 2 4 1 5 2 Papel 25 5 12 3 22 10 19 2 14 15 Plástico - 1 5 - - 3 7 3 14 8 Borracha, couro e madeira 7 1 - 7 3 6 4 1 7 - Têxteis 3 - - 10 - 3 - - 3 - Materiais org. 44 45 74 15 20 61 59 71 51 60 Vidro 1 1 4 10 6 1 2 1 1 2 Outros 19 46 2 22 46 14 5 21 5 13