D IALOGENS BETYDNING FOR BARNS SKAPING AV TEKSTER

A tabela 18 abaixo apresenta os resultados das análises químicas realizadas, para as quatro amostras de cinza selecionadas. Os resultados de pH, mostram a alcalinidade das amostras, algo característico das cinzas de carvão mineral. O elevado pH poderá exercer influencias diversas no comportamento do material como na aglomeração de partículas e na

solubilização de substâncias poluentes. A cinza composta mostrou um pH inferior quando comparado com as cinzas individuais, o que pode ter contribuído para o menor valor de CTC, apresentado.

Tabela 18 - Análise química – pH, CE, C, N e MO

AMOSTRA _(Água) pH _{(dS/m) C (g/kg) N (g/kg)} CE C/N _(g/kg) MO PA-17 9,1 4,28 19,02 2,01 9 32,79 PP-2 (1,00-1,25m) 12,7 4,52 16,56 1,75 9 28,55 CL-1 12,8 6,42 11,1 1,7 9 19,14 CC 8,5 3,5 18,3 1,95 9 31,55 Fonte: Elias (2018)

CE – Condutividade Elétrica; C – Carbono (Teor); N – Nitrogênio (Teor); C/N – Relação Carbono-Nitrogênio; MO – Matéria Orgânica.

A condutividade elétrica é uma medida através da qual pode-se avaliar a quantidade de sais presentes no solo, de forma que quanto maior a quantidade de sais presentes em solução do solo maior o valor de condutividade elétrica obtida (BRANDÃO, 2002). Os sais podem levar a mudanças na estrutura do solo principalmente devido a presença de sódio. Segundo Andrade e Cruciane (1996), pode haver interferência na condutividade hidráulica devido aos efeitos do sódio adsorvido sobre a expansão, dispersão e migração de argilas. Dessa forma a CE é mais um fator que pode ajudar a compreender o comportamento hidráulico e a resistência mecânica das cinzas e da mistura, além de embasar as análise e conclusões realizadas. Ela pode explicar, por exemplo, porque a condutividade hidráulica da cinza composta é ligeiramente inferior as das amostras individuais e de cinza leve, já que sua condutividade elétrica também é ligeiramente inferior à dessa amostras.

Há diversos trabalhos como os Quirk e Schofield (1955), Oster e Shainberg (1980) e Girdhar e Yadav (1980) que afirmaram que solos com alto teores de cálcio trocável podem apresentar expansão muito inferior a solos com sódio intercambiável. O processo de expansão reduz a condutividade hidráulica, através do fechamento dos poros inter-agregados. Além disso o processo de expansão gera pressões, que empurram as partículas de argila aproximando umas das outras, modificando a estrutura, que passa a ser mais dispersa, desfazendo-se os agregados de partículas. Uma vez desagregadas as partículas finas podem movimentar-se livremente de maneira desuniforme nos poros do solo reduzindo a permeabilidade do mesmo. Isso explica porque cinzas com alto teor de cálcio, como as do presente trabalho, mesmo com a adição significativa de materiais argilosos, muitas vezes não conseguem atingir uma baixa

condutividade hidráulica. Esse comportamento foi observado por Elias (2015), ao avaliar misturas de cinza e bentonita (argila 2:1). Contudo, o mesmo não foi observado no presente estudo, uma vez que o argilomineral predominante na amostra de solo utilizada era a caulinita (argila 1:1) que possuía baixa capacidade de expansão.

O carbono e o nitrogênio do solo têm forte relação com os aspectos como fertilidade do solo, atividades microbiológicas, nutrição de espécies vegetais, entre outras. Todavia, é possível também estabelecer relações com solo como elemento geotécnico. Há uma estreita relação entre os teores de C e N e a matéria orgânica. A relação C/N é um índice que permite avaliar o grau de evolução da matéria orgânica do solo e sua mineralização, além de possibilitar também, avaliar a atividade microbiológica do solo. Essas características podem influenciar fortemente a textura e estrutura do solo, determinando, por exemplo, a densidade do material. Esta análise ganha especial importância uma vez que o carvão mineral contém matéria orgânica de origem fóssil, permitindo-se dessa forma inferir a respeito da fração mineral presente nas cinzas e do teor de matéria orgânica, que influenciaram no comportamento hidráulico e mecânico do material. Observou-se que a relação C/N para a amostras foi basicamente a mesma para todas as amostras analisadas. Análise similares realizadas por Mendonça (2007) com amostras de cinza grossa mostraram uma relação C/N (17,4) quase o dobro da relação C/N (9) das cinzas do presente trabalho, o que se deve principalmente ao maior teor de nitrogênio total das cinzas ensaiadas.

Para aplicação de um material como cobertura, a relação C/N, torna-se um importante parâmetro para avaliação do mesmo, uma vez que uma baixa uma C/N indica maior facilidade de decomposição da matéria orgânica além de disponibilizar mais nitrogênios, favorecendo o desenvolvimento de espécies vegetais. Para aplicação como liner, a relação C/N não possui tanta importância, mas pode ajudar nas análises da textura e estruturas dos materiais, que influenciará no comportamento geotécnico tanto das cinzas como das misturas.

Quanto a matéria orgânica, a cinza apresentou teores entre 1,9 a 3,2% evidenciando que não houve a combustão total. Valores similares foram encontrados por Mendonça (2007). Esses teores não são significativos o suficiente para influenciar parâmetros tais como a superfície específica, a CTC e a condutividade hidráulica, propriedades fortemente influenciadas pela presença de MO.

A análise do complexo sortivo (TABELA 19) mostra que o Ca2+ _{é cátion trocável}

mais abundante nas amostras de cinzas, que não apresentaram como cátion trocáveis nem o hidrogênio, nem o alumínio, de modo que a soma de bases (S) é igual ao de cátions trocáveis (T).

Tabela 19 - Complexo Sortivo e CTC das amostras analisadas.

AMOSTRA Complexo Sortivo (cmolc/kg)

Ca2+ _Mg2+ _Na2+ _K+ _H+ _{+ Al}3+ _Al3+ _{S T} PA-17 98,7 24,6 9,37 5,41 0 0 138,1 138,1 PP-2 (1,00-1,25m) 172,4 21,2 5,16 2,96 0 0 201,7 201,7 CL-1 119,2 3,8 3,61 20,46 0 0 127,1 127,1 CC 69 41,7 5,93 5,41 0 0 120 120 Fonte: Elias (2018).

S – Soma de bases; T – CTC (Capacidade de Troca Catiônica)

Os valores de cátions trocáveis das cinzas são bastante elevados, variando de 120 a 201,7 cmolc/kg, para as amostras analisadas, sendo superiores aos valores de CTC de argilas do tipo 2:1. Segundo Lopes e Guilherme (2004) os valores de CTC para minerais de argila, por exemplo, variam de 10 a 150 cmolc/kg, e de 2 a 5 cmolc/kg para sesquióxidos (óxidos que contém 3 átomos de oxigênio combinados a dois átomos do outro elemento constituinte) de ferro (Fe2O3) e de alumínio (Al2O3), comuns em solos brasileiros.

Diversos fatores influenciam a CTC, além da espécie e quantidade de argila e material orgânica, a superfície específica e o pH são outros fatores que muito contribui para os valores de CTC.

Nos solos observa-se uma tendência de aumento de CTC a medida que aumenta a superfície específica (LOPES e GUILHERME, 2004). Comparando a relação entre a superfície especifica e a CTC da cinza e da montmorilonita, observa-se um contrassenso, pois à princípio, esperava-se valores de CTC das cinzas inferior à do argilomineral citado. Porém, como foi mencionado, existem outros fatores que podem contribuir para a CTC. Ainda segundo Lopes e Guilherme (2004), o pH tem grande contribuição na CTC, sendo maior sua influência, quanto maior for teor de matéria orgânica e a presença de espécies de minerais de argila com a dominância de cargas dependentes do pH.

É possível observar portanto, que o valor de CTC dependerá de uma série de condições, devendo-se ressaltar que apesar da similaridade do material com os solos, as particularidades mineralógicas, morfológicas, texturais, estruturais, e sobretudo de formação do material, confere a cinza características singulares, o que torna difícil a comparação do material com o comportamento dos solos sobre esse quesito, e contribuem para as diferenças encontradas.

Entretanto, algumas inferências podem ser feitas a respeito do comportamento da cinza, a partir da CTC. A elevada CTC juntamente com pH pode determinar a formação de

aglomerado de partículas (estruturas mais floculadas ou dispersas), que influenciaram na condutividade hidráulica e na resistência ao cisalhamento das cinzas e das misturas.