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  11.06.14

Sete anos de USP Leste


Pesquisador faz balanço dos projetos do IPT em avaliações da contaminação do solo e da intrusão de gás metano


Sete anos dedicados a uma série de projetos que foi iniciada em 2006 e concluída em julho de 2013 pelo atual Laboratório de Resíduos e Áreas Contaminadas marcam a participação do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) na avaliação e na proposição de recomendações referentes à contaminação do solo e da água subterrânea e aos sistemas de proteção contra emanação de gás do subsolo (metano) no campus da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo (EACH/USP), mais conhecida como USP Leste e inaugurada em 2005.

Ensaio de campo com perfuração inclinada, para determinação do coeficiente de permeabilidade ao ar do solo abaixo das lajes de piso de um dos prédios da EACH-USP, o Edifício Módulo Inicial
 
Os estudos feitos pelo IPT sobre a contaminação do solo e da água subterrânea buscaram fazer uma avaliação na área da Gleba 1, onde está localizado o campus da universidade, em relação aos riscos à saúde humana e estabelecer metas de remediação por meio de cálculos baseados nas planilhas de ‘Avaliação de Riscos em Áreas Contaminadas sob Investigação’, elaborada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb), e do RBCA Took Kit for Chemical Releases, software comercial de modelagem e caracterização de riscos.

Os procedimentos para a avaliação de riscos seguiram a metodologia padrão em seis fases que compreendem: 1) a definição dos compostos químicos de interesse ambiental; 2) a avaliação de exposição, com a identificação de receptores, caminhos de exposição, concentrações nos pontos de exposição e quantificação das doses absorvidas pelos receptores; 3) a avaliação de toxicidade; 4) a caracterização dos riscos carcinogênicos e não-carcinogênicos para os receptores; 5) o cálculo das metas de remediação baseadas no risco, e 6) a definição das ações de gerenciamento dos riscos identificados.

Os trabalhos realizados pela equipe do IPT englobaram a elaboração de um modelo conceitual estratigráfico (camadas de solos) do subsolo local com base em sondagens anteriormente efetuadas e uma série de análises químicas para servirem como fontes de dados na avaliação de riscos. Análises químicas de amostras de vapor do subsolo, assim como amostras de água e solo da área em que foi implantado o edifício do ginásio de esportes, foram também executadas. Todas as análises e procedimentos seguiram o Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas, da Cetesb.

A avaliação de risco envolveu resultados analíticos do solo superficial, do solo subsuperficial e da água subterrânea. O estabelecimento da profundidade de coleta das amostras de solo é fundamental para o cálculo das concentrações de exposição e, nesse sentido, o projeto trabalhou, por exemplo, no intervalo de zero a 20 centímetros para o solo superficial, e dessa profundidade até o nível do “lençol freático” (nível d’água do subsolo) para o solo subsuperficial.

“Coletamos amostras dos três compartimentos para fazer os ensaios, cujos resultados foram considerados de acordo com as várias formas de ingresso no corpo humano, como contato com a pele e ingestão acidental. As amostras foram enviadas ao mesmo laboratório responsável pela primeira série de ensaios feita em 2004 para que fosse possível fazer uma comparação de resultados obtidos em duas épocas diferentes pela mesma fornecedora de serviços. Em seguida, os dados dos relatórios foram inseridos no software, o tipo de ocupação foi definido e os resultados indicaram o risco associado para cada situação”, explica o engenheiro civil e coordenador do projeto no IPT, Scandar Gasperazzo Ignatius.

Três tipos de ocupação – agrícola; residencial; comercial/industrial – estão previstos para seleção antes da execução de uma avaliação de risco, das quais a primeira é a que apresenta maior número de restrições. Os pesquisadores adotaram para o projeto na EACH/USP a ocupação comercial/industrial em função do tempo máximo médio de permanência de pessoas no local (oito horas de trabalho, como definido pela Cetesb) em comparação às outras opções e de uma maior presença de populações adultas.

RESULTADOS – Nem o solo superficial, nem o subsuperficial de toda a área da Gleba 1 mostraram valores de concentração iguais ou superiores aos valores de intervenção para uso industrial que são adotados como adequados, mas a água subterrânea apresentou valores de concentração superiores aos valores de intervenção para substâncias dissolvidas como alumínio, arsênio, bário, chumbo, cobalto, cromo total, ferro total, manganês, molibdênio, níquel e selênio. Deve-se ressaltar que estes contaminantes não são voláteis, não havendo, portanto, qualquer possibilidade de risco por vias associadas à inalação de vapores provenientes da água subterrânea. Segundo a Cetesb, estes contaminantes apresentam também taxas de absorção dérmica irrelevantes, não sendo o contato dérmico uma via importante de exposição.

Os resultados não indicaram a existência de riscos acima dos limites aceitáveis para as populações de funcionários e estudantes da EACH, trabalhadores e usuários (crianças) de escolas e creches localizadas em áreas externas à universidade e também para os demais trabalhadores e moradores de áreas externas nos arredores da instituição.

Os cálculos apontaram, no momento de finalização do relatório (agosto de 2011), a existência de riscos não-carcinogênicos, acima dos limites aceitáveis, no caso de ingestão de água do subsolo por trabalhadores de obras civis da área da universidade e também das áreas de escolas e creches situadas nas áreas externas à EACH, assim como a existência de riscos hipotéticos carcinogênicos e não-carcinogênicos, acima dos limites aceitáveis, para as populações acima citadas e para os usuários (crianças) das escolas e creches localizadas nas regiões externas, novamente, no caso de ingestão de água do subsolo.

As medidas institucionais de gerenciamento de riscos atuais e hipotéticos propostas pelo IPT incluem o impedimento do uso da água subterrânea local e, em caso de obras civis que envolvam escavação ou rebaixamento de nível d´água subterrânea, a elaboração de um plano de saúde e segurança, e de gerenciamento de resíduos, que contemple o uso dos equipamentos de proteção individual (EPIs) ou coletivos para impedir o contato com a água do subsolo. Eventuais trabalhos em áreas confinadas devem ser conduzidos de acordo com as normas de segurança cabíveis em cada caso, completa o pesquisador.

METANO – Levantamentos anteriores à construção da EACH-USP indicavam a presença de gases inflamáveis como o metano na região a uma profundidade variável entre meio metro e um metro, e o IPT foi contratado, em 2006, após a execução de um ensaio piloto com a instalação de uma bomba de sucção de gás em um dos maiores edifícios, àquela altura já construídos no campus. “O sistema era composto basicamente de tapetes de brita sob a laje de piso dos edifícios, interligados por furos nas vigas baldrames (de fundação) destinados a promover a drenagem de gases; no entanto, os resultados não se mostraram satisfatórios, devido à baixa permeabilidade ao ar dos solos de fundação, praticamente saturados, o que fazia com que se removesse água em vez de gás, e da necessidade de melhoria na localização dos tubos drenantes", explica o pesquisador.

Conjuntos de exaustores do sistema de ventilação do Edifício Módulo Inicial (auditório), instalado na EACH-USP
 
Gases inflamáveis não são incluídos em avaliações de riscos em terrenos contaminados porque estas se destinam somente às ameaças toxicológicas à saúde humana e os riscos de explosividade precisam de um tratamento à parte, com atitudes de emergência. Um levantamento de informações sobre proteção de edifícios contra intrusão de vapores foi então feito pelo IPT e os dados coletados indicaram que a presença de gás inflamável no subsolo estava além da simples intrusão para dentro do edifício, mas havia também a necessidade de evitar a formação de bolsões de metano embaixo das lajes, a fim de evitar acidentes.

Ao invés de empregar o sistema de pressão de vácuo sob as lajes como proteção contra a emanação de gases, conceito mundialmente aceito, uma das principais sugestões da equipe do IPT foi instalar pontos de acesso de ar atmosférico nos tapetes de brita associados a pontos de sucção em lados opostos e, assim, provocar uma rede de fluxo de ar através dos tapetes e dos eventuais espaços sob as lajes, promovendo a ventilação por meio de bombas de baixa vazão e baixo nível de ruído.

“O conceito do estabelecimento de uma rede de fluxo de ar sob as lajes de piso norteou todos os projetos básicos, mas cada caso foi específico em função da configuração dos edifícios”, afirma Ignatius. “Usamos softwares como o AutoCAD, o Surfer e o Visual ModFlow, este último um programa comumentemente usado por hidrogeólogos para simulação tridimensional de fluxo de águas subterrâneas e transporte de contaminantes cujo uso para simulação de fluxo de ar em meio poroso foi feito de acordo com adaptações descritas em norma da American Society for Testing and Materials (ASTM)”.

Os cálculos efetuados indicaram as pressões de sucção e as vazões que devem ser aplicadas pelos exaustores, necessárias para mobilizar a rede de fluxo do ar no interior dos tapetes de brita instalados sob as lajes de piso dos edifícios. Os resultados mostraram taxas de renovação do ar dos tapetes na faixa de 1 a 5 renovações/dia na maioria das edificações, e maior que essas nas outras, índice considerado suficiente.

“Com relação à gestão dos gases, conseguimos soluções inovadoras e bastante rigorosas do ponto de vista técnico desde o início dos estudos em 2006 até a conclusão do projeto em 2013, o que demandou um tempo para os estudos. Para desenvolver este conceito e os cálculos relacionados, a equipe do IPT levou alguns anos porque não houve a aplicação de metodologias consagradas disponíveis em manuais, e sim o desenvolvimento de um sistema adequado às características presentes no subsolo da USP Leste”, completa Ignatius.