Study on the durability of HDPE geomembranes applied to geotechnics and the environment using laboratory aged samples and in situ exhumed samples (2021)
- Authors:
- Autor USP: LAVOIE, FERNANDO LUIZ - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SGS
- DOI: 10.11606/T.18.2021.tde-04012022-160543
- Subjects: GEOMEMBRANAS; ANÁLISE TÉRMICA; POLÍMEROS (MATERIAIS); PLÁSTICOS; RESINAS; ENVELHECIMENTO
- Keywords: Geomembrana de PEAD
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A demanda de polímeros para aplicações geotécnicas vem crescendo. A geomembrana é um produto geossintético, manufaturado, polimérico e frequentemente especificado em projetos ambientais e hidráulicos. Nos últimos quarenta anos, milhões de metros quadrados de geomembrana de PEAD foram usados em diferentes aplicações. Uma das questões mais importantes para geomembranas de PEAD é a durabilidade, envolvendo requisitos de propriedade de muito longo prazo. Este trabalho analisou amostras de geomembrana de PEAD exumadas em campo e envelhecidas em laboratório usando análises físicas e térmicas. As amostras virgens avaliadas nesta pesquisa eram lisas e com espessuras nominais de 1,0 (amostra 1L), 1,5 (amostra 1,5L) e 2,0 mm (amostra 2L). As amostras exumadas foram coletadas em diferentes obras brasileiras em diversas aplicações geotécnicas e ambientais. A amostra CLIQ foi exumada de uma lagoa de água industrial após 2,25 anos de exposição em campo. A amostra LTE foi exumada de uma lagoa de aeração de uma estação de tratamento de esgoto após 2,75 anos de exposição. A amostra de LCH foi exumada de uma lagoa de chorume de um aterro sanitário após 5,17 anos de exposição. As amostras MIN e MIN2 foram exumadas de obras de mineração após, respectivamente, 7,92 e 10,08 anos de exposição. A amostra LDO foi exumada de uma lagoa de resíduos biodegradáveis após 15,17 anos de exposição. As amostras CAM, CAM1 e CAM2 foram exumadas de lagoas de carcinicultura, As amostras CAM (base) e CAM1 (talude)foram exumadas da mesma lagoa, ambas após 8,25 anos de exposição. A amostra CAM2 foi retirada de outra lagoa de carcinicultura após 3,0 anos de exposição em campo. As geomembranas exumadas analisadas demonstraram várias alterações em suas propriedades, incluindo baixos valores de resistência ao stress cracking (SCR) e baixos valores de OIT padrão (tempo de indução oxidativa), podendo conduzir a ruptura da barreira de fluxo em curto prazo, exceto para a amostra LCH, a mais espessa, que apresentou bom desempenho nas propriedades físicas, mas algumas alterações na decomposição térmica. Para a radiação UV fluorescente, após 8760 h de exposição, a amostra 1L demonstrou perdas nas propriedades de tração e um considerável consumo de antioxidantes, alterando seu desempenho como barreira de fluxo. Observou-se que a geomembrana de PEAD de 1,5 mm de espessura apresentou perdas no SCR, alto consumo de antioxidantes, alteração do comportamento térmico antes do ponto de fusão, mas manteve a viscosidade do polímero e preservou a ductilidade. As amostras virgens apresentaram diversas alterações em algumas propriedades avaliadas após a exposição térmica (8760 h) e exposição sinérgica à radiação UV (8760 h) e envelhecimento térmico (4380 h), com destaque para os resultados de índice de fluidez (MFI), que demonstraram a ocorrência de reações de ligação cruzada para todas as amostras. Além disso, todas as amostras apresentaram mudanças consideráveis no comportamento do SCR e alto consumo deantioxidantes. Por fim, esta pesquisa evidenciou a necessidade de homogeneizar as resinas e aditivos das geomembranas brasileiras de PEAD para garantir produtos com durabilidade de longo prazo, evitando perdas em vidas humanas, impactos ambientais e custos financeiros
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 19.11.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
LAVOIE, Fernando Luiz. Study on the durability of HDPE geomembranes applied to geotechnics and the environment using laboratory aged samples and in situ exhumed samples. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-04012022-160543/. Acesso em: 31 dez. 2025. -
APA
Lavoie, F. L. (2021). Study on the durability of HDPE geomembranes applied to geotechnics and the environment using laboratory aged samples and in situ exhumed samples (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-04012022-160543/ -
NLM
Lavoie FL. Study on the durability of HDPE geomembranes applied to geotechnics and the environment using laboratory aged samples and in situ exhumed samples [Internet]. 2021 ;[citado 2025 dez. 31 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-04012022-160543/ -
Vancouver
Lavoie FL. Study on the durability of HDPE geomembranes applied to geotechnics and the environment using laboratory aged samples and in situ exhumed samples [Internet]. 2021 ;[citado 2025 dez. 31 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-04012022-160543/ - Estudo do fenômeno de fissuramento sob tensão (stress cracking) em geomembranas de polietileno (PE) virgens e degradadas
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2021.tde-04012022-160543 (Fonte: oaDOI API)
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