15 de fevereiro de 2017

Caracterização Inovadora de Resíduos Sólidos Municipais

Inovative Municipal Solid Waste Characterization


RESUMO
Atendendo os pressupostos preconizados pela Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) para fins de proteção do meio ambiente e dos recursos naturais, a prefeitura de Jundiaí em cooperação com a Universidade Técnica de Braunschweig (TUBS) e Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) implementaram projeto de pesquisa para identificar a rota tecnológica. Neste contexto foi imprescindível para melhor embasar o planejamento de uma planta de tratamento realizar levantamento de dados sobre o potencial e possibilidades de tratamento dos resíduos sólidos urbanos (RSU), e para tal efetuou-se análise granulométrica, gravimétrica e analítica dos resíduos domiciliares de origem mista da cidade. Os resultados apontaram o tratamento mecânico-biológico como a rota tecnológica mais indicada para garantir a maximização do aproveitamento dos resíduos.
Palavras-chave: Gravimetria. Granulometria. Análises. Potencial dos resíduos. Tratamento mecânico- biológico.

ABSTRACT
Given the assumptions recommended by the National Policy for Solid Waste (PNRS) for the purposes of protection of the environment and of natural resources, the city of Jundiai in cooperation with the Technical University of Braunschweig (TUBS) and the Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro (PUC-Rio) have implemented research project to identify the technological route. In this context it was essential to better support the planning of a treatment plant to perform a survey of data on the potential and possibilities of treatment of municipal solid waste (MSW), and for such logged-if granulometric, gravimetric and analytical analysis of household waste of mixed origin of the city. The results indicated the mechanical-biological treatment as the technological route more indicated to ensure the maximisation of the use of waste.
Keywords: Gravimetrical. Granulometrical. Analysis. Waste Potential. Mechanical-biological treatment.

1 INTRODUÇÃO

A publicação da Lei nº 12.305, de 02 de agosto de 2010, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) significou o primeiro marco legal no Brasil a ter como foco os resíduos, que até então eram tratados dentro de um contexto mais amplo, envolvendo as demais atividades de saneamento ambiental. Desse modo, a lei assegurou uma nova sistemática para a gestão de resíduos no país, principalmente no que toca à introdução de tecnologias para o gerenciamento de resíduos, impondo uma série de novas atividades que devem ser implementadas em curto e médio prazo, não apenas para adequação das práticas atuais aos termos da Lei, mas principalmente para fins de preservação dos recursos naturais e mitigação das mudanças climáticas. Desta forma, o novo arcabouço legal incorpora a consciência das riquezas e potencialidades possíveis no manejo dos resíduos, ao passo que também revela os erros e omissões que se acumularam nos últimos trinta anos.

Os impactos diferenciados gerados pelos resíduos sólidos urbanos justificam a necessidade de intervenções concretas, possíveis unicamente a partir do planejamento de programas de gestão adequados. Nesse sentido torna-se fundamental a utilização de tecnologia, de maquinário e de assessoria técnica especializados e compatíveis com o manejo adequado, englobando questões como tratamento de resíduos, viabilidade econômica, preservação ambiental, manutenção da qualidade da saúde pública, paisagem urbana e até mesmo geração de emprego e renda.

Identificada esta demanda, foi implementado projeto de pesquisa pelo município de Jundiaí em parceria com a TU Braunschweig e PUC-Rio, através do programa Novas Parcerias (i-NoPa biogás). Este projeto teve como diretriz o mapeamento da geração de resíduos no município, transpassando a geração e abarcando intervenções de capacitação interna e externa, e ainda caracterização dos resíduos e de grandes geradores, formação de laboratório especializado em análises de biogás, CDR e composto e implementação de tecnologias piloto de aerobização.

Durante as análises práticas foram realizados estudos de caracterização de resíduos baseado em metodologia aplicada na Alemanha para expressar o percentual em peso de material amostrado em relação a massa total dos resíduos urbanos.

Neste sentido também fez-se necessário conhecer as variáveis e os fatores intrínsecos à geração de resíduos sólidos do município por meio de dados identificados como relevantes tais como mapeamento socioeconômico, poder aquisitivo, condições climáticas e hábitos aliados a informações acerca do serviço de coleta urbana.

O relatório apresentou o resultado da análise de caracterização dos resíduos sólidos urbanos do município de Jundiaí realizado pela equipe integrante do Projeto i-NoPa durante o ano de 2014, com o propósito de subsidiar o estudo de viabilidade de implantação de uma planta de tratamento mecânico-biológico com recuperação energética a partir de sistema integrado de fermentação.

2 JUSTIFICATIVA

Atualmente, a problemática ambiental da geração de resíduos sólidos urbanos (RSU), em face de sua complexidade e diversidade, constitui um sério desafio a ser enfrentado, considerando que o crescimento populacional e o aumento do grau de urbanização não têm sido acompanhados com as medidas necessárias para dar um destino adequado ao RSU produzido (COELHO, 2000).

Entre as fontes de degradação ambiental, os resíduos sólidos gerados oferecem risco potencial ao ambiente. Essa questão tem sido cada vez mais objeto de preocupação de órgãos de saúde e ambientais, prefeituras, técnicos e pesquisadores da área, pois o crescimento acelerado das metrópoles faz com que as áreas disponíveis para a destinação dos resíduos sólidos urbanos se tornem escassas (SISINNO; OLIVEIRA, 2000) além das questões de preservação dos recursos naturais e proteção climática.

A fim de se reduzir os impactos ambientais causados pela exploração de recursos naturais, a União Europeia busca medidas sustentáveis para aumentar a eficiência e a produtividade da utilização de recursos naturais, sendo que este objetivo só poderá ser atingido através do emprego da valorização dos resíduos. Entretanto, os sistemas de gestão de resíduos devem ser detalhadamente investigados e todos os aspectos envolvendo a reciclagem de materiais e a recuperação de energia devem ser cuidadosamente balanceados a partir de dados criteriosos sobre a geração tanto no aspecto quantitativo quanto qualitativo e análise de mercado para o fomento ao emprego de recursos secundários.

Tratar e dar um destino adequado à grande quantidade de resíduos tem sido um grande desafio às autoridades públicas e setor privado. Para que haja melhor gestão e gerenciamento de resíduos é preciso conhecer qual a quantidade e que tipo de material é descartado, pois a partir desses dados é possível definir melhor a política municipal dos resíduos e, eventualmente, estimar a energia que poderá ser gerada a partir da recuperação energética dos resíduos, quanto de material poderá ser reciclado e qual será a redução de massa nos aterros.

Desta forma, a caracterização dos resíduos sólidos urbanos é uma ferramenta importante para o desenvolvimento dos conceitos tecnológicos das plantas de tratamento, permitindo selecionar as melhores tecnologias e adequá-las ao fluxo de material existente a partir da análise gravimétrica, granulométrica e analítica, permitindo não apenas dimensionar os equipamentos mas também escolher as melhores técnicas segundo seu potencial de empregabilidade no fluxo operacional e receptividade do mercado consumidor de recursos secundários.

A estratégia de utilização sustentável dos recursos naturais, de acordo com a Comissão Europeia, levará a uma melhor eficiência e produtividade dos recursos e, ao mesmo tempo, reduzirá os impactos ambientais (ANON, 2005). Dessa forma, as medidas de gestão de resíduos devem ser investigadas de forma crítica, tomando em consideração a avaliação dos processos de reciclagem de materiais e de recuperação energética.

A resposta para a questão sobre qual solução é mais eficiente em termos energéticos, se é a reciclagem de materiais ou a recuperação de energia, está principalmente relacionada com as seguintes frações de resíduos: papel e papelão, plásticos, resíduos orgânicos e, indiretamente, aos metais.

Portanto, o conhecimento da composição dos RSU é um instrumento essencial para a definição das providências a serem tomadas com os resíduos, desde sua coleta, até seu destino final, de uma forma sanitária correta, economicamente viável, considerando a tipologia dos resíduos e sempre tendo em vista a sustentabilidade ambiental e as tendências do mercado de recursos secundários.

3 METODOLOGIA

A caracterização de RSU inicia-se com a definição das áreas de amostragem e em seguida diagnósticos quantitativos, qualitativos e analíticos formadores dos “dados de base”, uma vez que, constituem o embasamento do planejamento de medidas estruturais e não estruturais a serem tomadas (logística, dimensionamento da estação de tratamento, avaliação ambiental, características de disposição etc.). Outro aspecto a salientar sobre estes dados é a possibilidade de melhor precisão no controle de instrumentos de gestão e instalações de tratamento, em operação (KRANERT, 2010, p. 31 e 36).

Conforme apresentado na Figura 1 temos os cinco passos norteadores dos estudos propostos.

Figura 1 – Fluxograma da metodologia utilizada
Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

3.1 Planejamento da Amostragem

A composição dos resíduos pode mudar significativamente, dependendo de fatores socioeconômicos, culturais, sazonais e infraestruturais. Com isso ficou definido que as análises realizadas em períodos diferenciados, seguindo dessa forma a recomendação da resolução alemã LAGA PN 98 (LAGA, 2004) que sugere avaliações regidas segundo as diferentes condições climáticas que ocorrem ao longo do ano.

A ABNT NBR 10007:2004 define uma amostra representativa como “uma parcela do resíduo a ser estudado, obtida através de um processo de amostragem, e que, quando analisada, apresenta as mesmas características e propriedades da massa total do resíduo”.

A cidade conta com 45 rotas, sendo 24 realizadas às segundas, quartas e sextas-feiras e 21 realizadas às terças, quintas e sábados, sendo metade noturna e metade diurna. Também são realizadas coletas seletivas de ‘cata-treco’, totalizando 17 rotas realizadas em segundas, quartas e sextas-feiras.

Para representação das características dos resíduos do município, segundo as regiões, primeiro foram selecionadas rotas de acordo com a prevalência do uso de seu solo tais como residencial, industrial ou comercial. Em segundo lugar, deu-se preferência àquelas rotas com características espelhadas, ou seja, àquelas que detivessem características comuns à outras rotas.

Ainda, buscou-se durante a definição das rotas de coleta para a amostragem radiografar a geração no município, garantindo que as representem as características globais do município, permitindo assim que os dados coletados sejam extrapolados para as demais regiões. Desta forma, respeitando fatores socioeconômicos e estruturais, foi aplicada uma divisão da cidade em nove regiões estruturais quais sejam: Malota, Jundiaí Mirim, Santa Gertrudes, São Camilo, Champirra, Fazenda Grande, Morada das Vinhas, Jardim Paulista e Vila Maringá.

Quadro 1 – Aspectos sociais e outras particularidades por rota

Bairro
Padrão econômico
Densidade populacional
Área verde/
Jardins
Comércio
Indústria
Jardim
Paulista
alto
baixo
alto
baixo
não
existente
Malota
alto
baixo
alto
não
existente
não
existente
Jundiaí
Mirim
médio
baixo
baixo
alto
não
existente
São
Camilo
baixo
alto
baixo
médio
não
existente
Santa
Gertrudes
médio
baixo
baixo
médio
não
existente
Fazenda
Grande
médio
baixo
baixo
médio
não
existente
Champirra
médio
baixo
alto
baixo
não
existente
Morada
das
Vinhas
médio
alto
baixo
baixo
não
existente
Vila
Maringá
médio
baixo
baixo
médio
baixo
Eloy
Chaves
médio
médio
alto
médio
baixo

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Situado em uma área estrategicamente econômica, Jundiaí destaca-se como importante polo industrial, hospedando cerca de 16.577 empresas atuantes (IBGE, 2014), apresentando em seu território uma baixa taxa de desemprego e pobreza. Com uma população estimada de 397.965 habitantes (IBGE, 2014), o município é composto pela predominância das classes econômicas médias B e C, não havendo uma presença significativa de classes econômicas mais baixas.

Tal fato pode ser justificado pois de acordo com os dados do Sistema Estadual de Análises de Dados (SEAD) de 2010, Jundiaí apresenta um Índice de Desenvolvimento Humano Municipal de 0,822, classificado como o quarto maior entre os municípios do estado de São Paulo. Segundo a classificação oficial, quanto mais próximo de 1, maior o desenvolvimento humano na cidade. Para análise deste índice, são avaliadas dimensões como longevidade, educação e renda mensal per capita. Com relação a este último item, o município apresenta um dos valores mais altos do país com uma média de R$ 1.120,00/hab (Quadro 2).

Quadro 2 – Índice Paulista de Vulnerabilidade Social

Indicadores
Total
Índice Paulista de Vulnerabilidade Social
1
Baixíssima
2
Muito Baixa
3
Baixa
4
Média (urbanos)
5
Alta (Urbanos)
6
Muito Altas (aglomerados subnormais)
7
Alta (rurais)
População
(nº abs.)
366.118
42.418
220.279
64.987
15.333
6.037
17.064
-
População
(%)
100,0
11,6
60,2
17,8
4,2
1,6
4,7
-
Renda domiciliar
per capita
(em reais
de agosto
de 2010)
1.120
2.331
1.115
751
507
460
356
-

Fonte: Elaboração própria com os dados do SEAD, 2010.

O Quadro 2 permite observar que a classe socioeconômica predominante no município é a classe média, que segundo os dados do SEAD, apresenta uma vulnerabilidade social muito baixa. Não foram encontrados dados atualizados posteriores ao ano de 2010, este utilizado como referência.

O Índice Paulista de Vulnerabilidade Social (IPVS), que classifica os setores censitários em sete categorias, baseia-se em uma tipologia derivada da combinação de indicadores sintéticos das dimensões socioeconômica e demográfica segundo o grau de vulnerabilidade social da população neles residente. Assim, buscou-se a criação de uma tipologia de situações de vulnerabilidade, agregando-se, aos indicadores de renda, outros referentes à escolaridade e ao ciclo de vida familiar.

Estes valores tornam-se relevantes para entender que, apesar de haver diferenças visíveis, no tocante a parte estrutural de um bairro para outro, o município não apresenta grandes diferenças socioeconômicas que interfiram na composição dos resíduos.

Das rotas escolhidas, seis foram analisadas em período de carga alta, ou seja àquela coleta proveniente dos resíduos acumulados nos finais de semana, e em período de carga baixa, que ocorre nos demais dias úteis. Constatado não haver diferença significativa na composição entre períodos de carga alta e baixa, optou-se por realizar as três últimas rotas independentemente do dia de coleta.

Com relação à quantidade recolhida de cada rota para amostragem, foi adotado uma média 180 kg que representa cerca de 2% da massa total coletada pelo caminhão, valor este quatro vezes superior à quantidade adotada na metodologia da Universidade de Braunschweig e do mercado brasileiro.

O Quadro 3 demonstra as quantidades em quilos amostradas por bairro durante a segunda campanha realizada no município e seus respectivos valores percentuais:

Quadro 3 – Representatividade da amostra por caminhão (Campanha 2)

Quantidade (kg)
Porcentagem Amostrada
Champirra
7.990
2,3%
Fazenda Grande
7.000
2,6%
Jardim Paulista
7.790
2,3%
Jardim Mirim
9.505
1,9%
Malota
7.815
2,3%
Morada das Vinhas
7.680
2,3%
Santa Gertrudes
9.520
1,9%
São Camilo
7.320
2,5%
Vila Maringá
7.225
2,5%

Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

Quadro 4 – Representatividade das rotas segundo a quantidade coletada (Campanha 2)

Caminhão
Peso
mensal (t)
Representatividade da rota em relação ao município
cc05
349,33
3,4%
cc10
332,55
3,2%
cc16
324,34
3,1%
cc08
318,72
3,1%
cc15
308,76
3,0%
cc07
253,77
2,5%
cc05
228,43
2,2%
cc10
214,55
2,1%
cc07
165,93
1,6%
Total
2496,38
24,1%

Tonelada
Total do mês
10.353,88
% de participação
0,24110575

Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

Quadro 5 – Panorama geral entre as duas campanhas

Caracterização de Resíduos
Campanha 01
Campanha 02
Período de realização
10 dias úteis
30 dias úteis
Pessoas envolvidas
16 aprox.
26 aprox.
Rotas amostradas
5 rotas
15 rotas
Rotas totais
25 rotas
Porcentagem de rotas atendidas
80%
Quantidade total de resíduos amostrados
818,3 kg
2.653,05 kg
Quantidade amostrada diariamente
180 kg
Porcentagem amostrada do caminhão
2%
População atendida
54.524
111.200
População total em 2014 (IBGE)
397.965
Porcentagem de população atendida
42%
Quantidade de bairros amostrados
63
141
Quantidade total de bairros do município
420
Porcentagem de bairros atendidos
49%

Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

3.2 Coleta de Amostras

Tomou-se a coleta tradicional como objeto da amostragem segundo rota estabelecida no cotidiano de coleta. Desta forma, o caminhão compactador é identificado pelo número e descarrega, após percorrer parcialmente a rota a ser estudada, em um pátio de descarga. Estima-se que o compactador esteja transportando uma carga líquida de 8 toneladas de RSU. Após a identificação do motorista, da rota e do veículo os resíduos serão descarregados e as sacolas abertas manualmente por uma equipe formada de dez ajudantes mais um encarregado. Esta equipe está munida de estilete, facas e tesouras. Antes do descarte, os sacos serão coletados e pesados, sendo que os respectivos pesos serão tomados em consideração durante cálculos posteriores.

Figura 2 – Quarteamento dos RSU coletados para amostragem no GERESOL
Foto: Fölster, 10/2014.

Após a abertura das sacolas, os resíduos serão sujeitos ao quarteamento segundo previsto na ABNT NBR 10007:2004. O quarteamento é uma segregação da pilha de resíduos em quatro partes, na Figura 2 temos esta separação realizada por pá carregadeira no pátio de transbordo dos RSU, este tomado como local da amostragem, seguido pelo descarte de dois quartos opostos e a homogeneização dos dois quartos restantes. Esse processo deve ser repetido até conseguir uma massa de aprox. 500 kg. Estes serão então separados em quatro pilhas dos quais tira-se as amostras em quatro tambores de 200l.

A amostragem será supervisionada e registrada em um relatório diário por um responsável, sendo que este responsável também estará incumbido de compilar a documentação de entrega diária dos resíduos.

Figura 3 – Fluxograma da amostragem
Fonte: Elaborado pelos autores (2014).

3.3 Análise Granulométrica

A atividade de peneiramento permite a representação granulométrica de cada fração presente na massa coletada de resíduos, através da determinação de porcentagem em peso de cada fração segundo a malha de peneiramento.

A Figura 4 demonstra o equipamento de peneiramento vibratório, com duas das seis peneiras utilizadas no processo. As peneiras são compostas das malhas de 120, 100, 80, 60, 40 e 20 mm, sendo todas estas de formato quadrado.

Figura 4 – Peneirador vibratório, com as malhas de 20 e 40 mm
Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

As peneiras vibratórias foram escolhidas em detrimento das rotativas por garantir a integridade das frações, desta forma tendo menor perda de materiais.

Os materiais coletados na etapa de quarteamento foram pesados antes e após o peneiramento para estabelecer a quantidade de materiais por fração granulométrica.

Durante o processo, em decorrência do aglomeramento da massa, entendeu-se que para melhor eficiência do processo, o peneiramento deveria ser realizado em duas etapas, sendo utilizada na primeira fase as três peneiras maiores (≥ 80mm), e em seguida, as outras três restantes (< 80 mm), assim demandando um tempo aproximado de 4 horas.

Figura 5 – Fluxograma do Procedimento da Granulometria e Gravimetria
Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

3.4 Análise Gravimétrica

Durante a análise gravimétrica utilizou-se a triagem manual por propriedades físicas (Figura 6). Deste modo, obteve-se para cada classe diversas frações, por exemplo: papel, plástico, metais ferrosos, material orgânico etc.

Figura 6 – Segregação dos materiais de uma classe na mesa de triagem
Foto: Höger, 04/2014.

Na primeira campanha, os materiais foram divididos em 26 frações (Quadro 6), sendo esta divisão de quantidade inferior à segunda campanha, onde os materiais foram classificados e definidos em 35 categorias (Quadro 7), representando uma ampliação de avaliação na ordem de 35%.

Quadro 6 – Frações triadas na Campanha 1

Fração
Materiais pertentes da fração
Papel
Papel, jornais, revistas, etc.
Papelão
Embalagens de papelão, papel cartão, cartão canelado etc.
Tetra Pak®
Embalagens de cartão de alimentos líquidos da empresa Tetra Pak®
Higiênicos
Fraldas, absorventes, algodão, papel higiênico, guardanapos, papéis sujos etc.
Vidro
Garrafas, copos e cacos de vidro
Sacolas
Sacolas de supermercado, de lixo, embalagens finas etc.
PP
Embalagens de Polipropileno, copos plásticos
PS
Embalagens de poliestireno, copos plásticos, copo de iogurte
PEAD
Embalagens de PEAD, garrafas de detergente (de roupa)
PVC
Embalagens de Policloreto de Vinila. Ex: Garrafa de xampu
PET
Garrafas de tereftalato de polietileno, p.ex. para bebidas, detergente
Isopor
Embalagens de isopor
Outros plásticos
Plásticos não pertencentes as frações aqui definidas acima
Minerais
Pedras, louça, cerâmica, resíduos da construção civil
Madeira seca
Madeira de construção, tratada
Madeira verde
Galhos, troncos, folhas, resíduos oriundos da jardinagem, etc.
Pano e estopa
Roupas e restos de roupas, pano, esponjas e outras espumas, etc.
Couro e borracha
Sapatos, Luvas de borracha, brinquedos de borracha, etc.
Eletrônicos
Máquinas eletrônicas da cozinha, celulares, etc.
Baterias
Baterias
Cobre
Cabos, cobre
Ferro
Latas de conservas, guarda-chuvas, outros metais ferrosos
Alumínio
Latas de alumínio, papel de alumínio, embalagens de alumínio
Orgânicos
Restos de comida, fezes, etc.
Contaminantes
Medicamentos, aerossóis, resíduos medicinais e químicos, etc.
Restos
Material que não pode ser classificado pelas outras frações

Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

Quadro 7 – Frações triadas na Campanha 2

Fração
Materiais pertentes da fração
Papel
Papel, jornais, revistas etc.
Papelão
Embalagens de papelão, papel cartão, cartão canelado etc.
Tetra Pak®
Embalagens de cartão de alimentos líquidos da empresa Tetra Pak®
Higiênicos
Papel higiênico, guardanapos, papéis sujos etc.
Fraldas
Fraldas, absorventes
Vidro incolor
Garrafas, copos e cacos de vidro transparente
Vidro verde
Garrafas, copos e cacos de vidro verde
Vidro marrom
Garrafas, copos e cacos de vidro marrom
Saco Preto
Saco preto de lixo grande (só > 120 mm) de PEBD
Sacola branca
Sacolas de supermercado, material predominante: PEAD
Sacola colorida
Sacola colorida PP e PEBD
Sacola transparente
Sacola transparente PEBD e PP
Outros plásticos finos
Sacola PS e outros
Embalagem com alumínio
Embalagem com plástico e com alumínio
PP
Embalagens de Polipropileno, ex.: copos plásticos
PS
Embalagens de poliestireno, ex.: copo de iogurte
PEAD
Embalagens de PEAD, ex.: garrafas de detergente (de roupa)
PVC
Embalagens de policloreto de vinila, ex.: garrafa de xampu
PET
Garrafas de tereftalato de polietileno, ex.: para bebidas, detergente
PET óleo
Garrafas PET, ex.: para maionese, óleo etc.
Isopor
Embalagens de isopor, ex.: pratos para frios, embutidos, queijos
Outros plásticos duros
Plásticos duros não pertentes às frações aqui definidas
Minerais
Pedras, louça, cerâmica, resíduos da construção civil
Madeira seca
Madeira de construção, tratada
Madeira verde
Galhos, troncos, folhas, resíduos oriundos da jardinagem etc.
Pano e estopa
Roupas e restos de roupas, pano, esponjas e outras espumas etc.
Couro e borracha
Sapatos, Luvas de borracha, brinquedos de borracha etc.
Eletrônicos
Máquinas eletrônicas da cozinha, celulares etc.
Baterias
Baterias
Cobre
Cabos, cobre
Metais ferrosos
Latas de conservas, guarda-chuvas, outros metais ferrosos
Alumínio
Latas de alumínio, papel de alumínio, embalagens de alumínio
Orgânicos
Restos de comida, fezes etc.
Contaminantes
Medicamentos, aerossóis, resíduos medicinais e químicos etc.
Restos
Material que não pode ser classificado pelas outras frações devido a pequena granulometria ou homogeneidade desses materiais

Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

3.5 Ensaios analíticos

Durante o projeto foram realizadas diversas análises para avaliar os parâmetros físicos, químicos e biológicos conforme relatados no Quadro 8. Os ensaios analíticos têm como objetivo controlar a adequação das frações mecanicamente separáveis segundo os procedimentos de valorização seja mecânico seja biológico. Nesse sentido realizam-se análises relevantes para utilização de CDR a partir das frações grossas (> 80 mm), enquanto as frações finas < 80 mm serão avaliadas sobre sua adequação para o tratamento biológico, seja compostagem, fermentação ou biomassa. As frações também foram analisadas para a qualificação de estabilização biológica antes do aterramento.

Quadro 8 – Análise de parâmetros biológicos, físicos e químicos

Parâmetros
Dimensão
Metodologia
 Água total (FG)
Ma.-% SO1
DIN EN 15414-3
 Enxofre total (FG)
mg/kg SO
DIN EN 15408 / DIN EN ISO 10304-1/-2
Poder calorífico inferior (Hu) [BGS] (FG)
MJ/kg SO
Cálculo base BGS
 Poder calorífico superior (Ho) [BGS] (FG)
MJ/kg SO
análogo DIN EN 15400
 Cloro total (FG)
Ma.-% SO
DIN EN 15408 / DIN EN ISO 10304-1/-2
 PB por FG (FG)
SEM
SEM
 Cinzas 550 °C (FG)
Ma.-% MS2
DIN EN 15403
 Perda de ignição 550 °C (FG)
Ma.-% MS
DIN EN 15169
 Potencial de gás (GB21)
Nl/kg MS
AbfAblV
 Metais pesados


 Cádmio (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Mercúrio (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Tálio (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Arsênio (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Chumbo (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Cromo (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Cobre (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Níquel (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
 Zinco (FG)
mg/kg MS
DIN EN ISO 17294-2
1) SO = Substância original
2) MS = Material seco

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

4 RESULTADOS

Com base nas amostras oriundas das nove regiões foram coletados os seguintes resultados.

4.1 Gravimetria

Em comparação com dados existentes na Alemanha, os bairros de Jundiaí mostram diferenças significativas na sua composição dos resíduos. No que se refere ao comparativo entre os bairros temos que apenas na Malota foi observada uma maior quantidade de resíduos orgânicos durante a campanha 02 (Figuras 7 e 8), destoando da média obtidas nos demais bairros.

Figura 7 – Composição dos RSU nos bairros amostrados (Campanha 1 e 2)
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.


Figura 8 – Composição dos RSU em Jundiaí (Campanha 1 e 2 inclusive média)

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

As análises refletem uma alta conformidade para as frações do tipo papel/papelão, plástico, vidro e metais. A grande quantidade de resíduos orgânicos na Campanha 1 não está claramente explicável; talvez esteja relacionada com fatores sazonais decorrentes do período do ano.

Os resultados obtidos se diferenciam daqueles apontados em caracterizações realizadas antes do ano 2010, que geralmente apresentaram menores valores de papel/papelão e plástico, mas valores mais altos de frações orgânicas. Os valores obtidos neste projeto são comparáveis com a composição dos resíduos na Alemanha antes da introdução da coleta seletiva. Análises recentes de outras cidades brasileiras confirmam os fatos que, pelo menos em regiões semelhantes o montante da fração orgânica não é extremamente alta, ABRELPE em 2012 onde a fração orgânica foi estimada em 51,4%.

Os resultados obtidos quanto à composição dos resíduos permitem as seguintes conclusões:
  • > o grupo mais representativo é o das frações orgânicas com 46,2%, seguido por plásticos com 17,7% e papel/papelão com 10,7%. Os metais estão com 2,1%. Vidros com 2,7%, assumindo uma posição de menor importância no mercado brasileiro.
  • > os triáveis clássicos –  automático e manual – identificados como frações secas tais como papel/papelão, plástico, vidro e metal alcançam a percentagem de 32,2%. Entretanto, ao se considerar as frações têxteis, o montante aumenta em 6,2% alcançando 37,4%.
  • > a fração identificada como outros com 14,4% agrupa diversos grupos com quantidades reduzidas, tais como têxteis, sais minerais, madeira, borracha, couro, componentes eletrônicos e materiais indefinidos. Os minerais e as fraldas representam a maior parte deste grupo com 5,4%.
4.2 Granulometria

A Figura 9 representa a distribuição granulométrica dos resíduos de Jundiaí. Aproximadamente 62,5% dos resíduos estão classificados em grãos < 80 mm, 51,6% em grãos < 60 mm.

A contribuição de cada grupo de material é importante, porque alguns tipos resíduos estão concentrados em certos tamanhos de grãos. O conhecimento destes valores definem a linha de corte das peneiras, otimizando a operação da planta.

O Quadro 9 demonstra a distribuição dos grãos e seus resultados acumulativos. A tipologia dos resíduos segundo o tamanho dos grãos está representada na Figura 9.
  •  úmidos, resíduos orgânicos, de cozinha e verdes, com baixo poder calorífico, estão concentrados nos grãos < 60 – 80 mm. A quantidade de resíduos orgânicos concentrada nos grãos entre 60 a 80 mm é baixa em comparação às características obtidas na Alemanha. 
  •  secos, resíduos com alto poder calorífico tais como papel/papelão, plásticos e têxteis estão concentrados nas frações maiores que 60 a 80 mm.
Figura 9 – Distribuição dos grãos e resultados acumulativos
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Quadro 9 – Distribuição e valores acumulativos
Classe
granulométrica
[mm]
0-20
20-40
40-60
60-80
80-100
100-120
> 120
Porcentagem
da classe
14%
18%
20%
11%
10%
7%
19%
Porcentagem
que passa
na peneira
14%
32%
52%
63%
73%
81%
100%
Média
< 80 mm
62,95%
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 10 – Composição dos resíduos por classes granulométricas
Fonte: Projeto i-NoPa, 2014.

4.3 Analítico: aspectos físicos, químicos e biológicos

A avaliação do potencial analítico presente nos resíduos combinada às avaliações quantitativas, gravimétricas e granulométricas, permitirá gerar um prognóstico do emprego da massa na cadeia econômica, tanto para recuperação de materiais ou energética. Desta forma, as intervenções analíticas variarão desde ensaios físicos e químicos até os biológicos.  

4.3.1 Umidade e perda por ignição

O teor de umidade é essencial para determinar:
  •   Características de tratamento;
  •   Atividade biológica (indireta);
  •   Emissões líquidas e de ar (indireto);
  •   Estabilidade de armazenagem;
  •   Poder calorífico inferior e potencial de secagem;
  •   Propriedades de aterramento;
  •   Controle da decomposição, por exemplo, aeração.
Basicamente, o teor de matéria seca aumenta ou não conforme o conteúdo de água diminui com o aumento tamanho do grão (ver Figura 11). Apenas a fração fina < 20 mm constitui uma exceção. Uma vez que a presença de água está principalmente relacionada com a matéria orgânica biodegradável, ambas as variáveis estão correlacionadas. Assim, a comparação entre baixo teor de água nas classes acima de 80 mm também refletem o maior poder calorífico.

Figura 11 – Teor de umidade por classes granulométricas – em % fm.
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

A perda por ignição aumenta conforme o tamanho de grão. Além disso, a perda por ignição na classe < 60 mm corresponde a fração orgânica biodegradável e acima de 80 mm, a frações tais como plástico, papel/papelão, têxteis e fraldas. A baixa perda por ignição na classe < 20 mm reflete também o potencial de gás (ver Figura 12), enquanto esta classe inclui uma grande parte da fração mineral.

Figura 12 – Sólidos voláteis por classes granulométricas – em % dm.

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

4.3.2 Potencial de biogás GB21 (processos anaeróbios)

O parâmetro GB21 aponta o potencial da geração de biogás em um período de 21 dias e sua determinação se justifica por:
  • Determinar a quantidade de biogás gerada durante a fermentação;
  • Determinar o potencial de geração de biogás quando do aterramento dos resíduos;
  • Geração de dados-base para o planejamento de conceito tecnológico.
O menor potencial de geração de biogás é encontrado nas frações < 20 mm, este acompanhando os resíduos obtidos de baixa perda por ignição (ver Figura 13). Ainda, o potencial de geração de biogás nas frações maiores que 60 – 80 mm é bem baixo, esta situação coincide com a baixa proporção de frações orgânicas biodegradáveis presentes nestas classes. 

Figura 13 – Potencial de geração de biogás (GB21) nas classes granulométricas – em NI/kg
matérias úmidas (fm) e matérias secas (dm)
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

4.3.3 Metais pesados (produção de composto)

As avaliações de metais pesados são justificadas pelos seguintes aspectos:
  • Análise do potencial de fermentação e qualidade do composto bem como emprego de biomassa;
  • Análise da presença de metais pesados em diferentes grãos e sua influência na qualidade do produto através do emprego de tecnologias de tratamento apropriadas;
  • Geração de dados-base para o planejamento do conceito tecnológico e avaliação de mercado e plano de comunicação.
As análises dos metais pesados para compostagem e fermentação tomaram como base o Anexo IV – Limites máximos de contaminantes admitidos em substrato para plantas e condicionadores de solo – IN nº 27, de 05 de junho de 2006. No caso dos metais pesados como zinco e cobre foram usados limites europeus.

Figura 14 – Concentração de Cádmio nos grãos finos

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 15 – Concentração de Arsênio nos grãos finos

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 16 – Concentração de Chumbo nos grãos finos
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 17 – Concentração de Cromo nos grãos finos

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 18 – Concentração de Níquel nos grãos finos

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 19 – Concentração de Zinco nos grãos finos,
limite segundo a Bioabfallverordnung (BioAbfV 1998) da Alemanha

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

Figura 20 – Concentração de Cobre nos grãos finos,
limite segundo Bioabfallverordnung (BioAbfV 1998) da Alemanha
Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

4.3.4 Combustíveis alternativos  (CDR)

A determinação do PCS e do PCI é importante por:
  • Determinar o potencial energético dos resíduos com e sem a presença de água;
  • Determinar o incremento do poder calorífico quando a massa é submetida a processos de secagem;
  • Geração de dados-base para o planejamento do conceito tecnológico e avaliação de mercado e plano de comunicação.
O poder calorífico inferior foi avaliado para as frações < 80 mm para fins de identificar o potencial de produção de biomassa.

Sem processamento adicional e etapas da secagem, as frações > 80 mm são adequadas para recuperação energética. Através de processos de secagem até mesmo para os grãos entre 20 e 80 mm podem obter maior poder calorífico, sendo que a maior parte da biomassa pode ser encontrada nas classes entre 20 a 60 mm.

Figura 21 – Poder calorífico superior (PCS) e
Poder calorífico inferior (PCI) por classes granulométricas

Fonte: Projeto i-NoPa, 2015.

5 ROTA TECNOLÓGICA

Conceituar uma rota tecnológica demanda o conhecimento do binômio substrato × subproduto. Isto determina a necessidade de mapeamento qualitativo e quantitativo dos resíduos gerados para fins de entendimento da sua potencialidade de valorização, implicando tanto na definição dos sistemas tecnológicos quanto no dimensionamento da planta.

O projeto de pesquisa em pauta gerou um banco de dados seguro que balizará a escolha tecnológica, onde os estudos apontaram para a elevada potencialidade de reciclagem de materiais podendo ser combinada com a recuperação energética.

Desta forma, no que concerne ao aproveitamento das frações orgânicas temos o comprometimento de sua qualidade devido a sua origem mista, quando de seu emprego na forma de reciclagem de materiais como a geração de composto, onde a intensidade deste comprometimento apenas poderá ser avaliada após conclusão das intervenções analíticas. Apesar desse aspecto duvidoso podemos antecipar que estas frações finas possuem alto potencial para recuperação energética por geração de biogás, estas que também poderão ser submetidas a secagem biológica e serem empregadas como CDR.

5.1 Reciclagem de Materiais

O potencial de valorização das frações orgânicas biodegradáveis sem o emprego de técnica de fermentação e compostagem está situada entre 32% e 37%. De acordo com as atuais tecnologias de ponta, apenas a 50 – 65% deste potencial pode ser selecionadas e comercializadas com lucro.

 5.2 Valorização através de biotecnologia

Avaliando as normativas atuais presentes no mercado brasileiro e os resultados obtidos no projeto, temos que é possível gerar composto a partir de resíduos mistos, porém têm-se como duvidosa sua aceitação pelo mercado.

A aplicação dos processos aeróbios e anaeróbios podem ocorrer para 45 a 50% dos resíduos gerados em Jundiaí.

5.3 Recuperação energética e tratamento térmico

O potencial de recuperação energético é identificado como elevado, respectivamente 41%, porém este valor decai conforme a eficiência da reciclagem de materiais, remanescendo, por exemplo, 25% destas frações para a recuperação energética.

O potencial total de emprego energético tanto para as frações recicláveis quanto para as frações orgânicas secas varia entre 40-45% dos resíduos gerados em Jundiaí.

5.4 Aterramento

Os rejeitos a serem dispostos em aterros serão àqueles oriundos dos processos de triagem, compostagem e CDR, representando neste caso 20% da geração de resíduos em Jundiaí. Entretanto, não havendo mercado para os compostos ou mesmo para a biomassa na forma de CDR, então estas frações estabilizadas deverão ser encaminhadas para aterramento, e representarão 50% da massa de resíduos gerada na cidade.

6 CONCLUSÕES

De forma geral, os dados disponíveis no mercado relativos à caracterização dos resíduos são frágeis e defasados. Frágeis por muitas vezes resultarem de campanhas incipientes que não demonstram a realidade da geração por estar amparadas em intervenções extremamente pontuais e podemos dizer econômicas, no sentido em que se realizam campanhas aquém das necessárias para garantir segurança aos dados coletados. Ainda, a fragilidade se reflete durante a realização da campanha onde há pouca experiência para identificar o tipo de resíduo, desta forma por muitas vezes confundindo suas condições qualitativas e nomeando grupos de compilação erroneamente, além de negligenciar as influências granulométricas e analíticas na elaboração de conceitos tecnológicos.

O espectro da fragilidade das campanhas também é influenciado durante a fase de planejamento onde definem-se padrões de amostragem que acabam não refletindo a influência de cada região do município, ou seja, sabedores de que a geração de resíduos, seja qualitativa, seja quantitativa é influenciada diretamente pela condição econômica da população, onde condições de renda inferiores possuem maior potencial para geração de orgânicos em detrimento da população de renda superior que gera mais resíduos recicláveis, basicamente oriundos das embalagens, temos que durante a fase de planejamento das campanhas de caracterização este fato deverá ser tomado em consideração e as amostras distribuídas conforme o impacto que a diferença de renda poderá acarretar. Também devem ser tomadas em consideração as influências sazonais sejam climáticas, qualitativas e/ou quantitativas.

Conforme comentado anteriormente uma rota tecnológica demanda um processamento eficaz do substrato e a geração de subprodutos que sejam valorizados pelo mercado. No caso em pauta, para a cidade de Jundiaí, optamos pelo tratamento mecânico-biológico pelos motivos que extrapolam a constituição dos resíduos sólidos urbanos, mas abarcam ainda a preservação dos recursos naturais e a proteção do clima.

As ações recomendáveis para fins de garantir um mapeamento tecnológico que atenda às necessidades do mercado brasileiro vão além das questões de ordem tecnológica evidenciando a necessidade primordial de capacitação das equipes e ainda o desenvolvimento de um banco de dados de excelência.

Desta forma, garantir dados atualizados servirá de ferramenta fiel para o planejamento, não distorcendo valores e principalmente, não onerando desnecessariamente o erário, promovendo assim o compromisso das melhores práticas.

REFERÊNCIAS

ABNT NBR 10007:2004. Amostragem de resíduos sólidos. São Paulo: ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2004.

ABRELPE – Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil – 2012. São Paulo: ABRELPE, 2012. Disponível em: <http://www.abrelpe.org.br/Panorama/panorama2012.pdf>. Acesso em: 12 jan. 2015.

ANON. Communication from the Commission of 21 December 2005 – Thematic Strategy on the sustainable use of natural resources [COM (2005) 670 – not published in the Official Journal]. 16.12.2005. Disponível em: <http://europa.eu/legislation_summaries/environment/sustainable_development/l28167_en.htm>. Acesso em: 28 ago. 2014.

BMU – Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Abfallwirtschaft in Deutschland 2011, Bonn, 2011. p. 11. Disponível em: <http://www.bubw.de/PDF_Dateien/Recht/broschuere_abfallwirtschaft_deutschland_BMU_2011.pdf>. Acesso em: 28 ago. 2014.

BRASIL. Lei nº 12.305, de 02 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm>. Acesso em: 12 jan. 2015.

COELHO, H. Manual de Gerenciamento de Resíduos de Serviços de Saúde. Rio de Janeiro: Fiocruz, 2000.

DIN EN 14346:2006 1. Characterization of waste – Calculation of dry matter by determination of dry residue or water content. German version EN 14346:2006. [Norma Europeia]. Disponível em: <http://www.naw.din.de/cmd?level=tpl-art-detailansicht&committeeid=54739067&artid=92061940&languageid=en&bcrumblevel=1&subcommitteeid=54760490>. Acesso em: 12 jan. 2015.

FRICKE, Klaus; NIESAR, Marcus; TURK, Thomas. Restabfallmengen und- qualitäten für die mechanisch-biologischen Restabfallbehandlungsverfahren. Müll-Handbuch. Berlin: Erich-Schmidt-Verlag, 2002.

FRICKE, Klaus; TURK, Thomas. Stabilisierung von Restmüll durch mechanisch-biologische Behandlung. BMBF-Abschlussbericht, Witzenhausen, Juli 1999, planilhas 4-15,16,17,18.

KRANERT, Martin; CORD-LANDWEHR, Klaus. Einführung in die Abfallwirtschaft. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2010.

LAGA, 2004. Länderarbeitsgemeinschaft Abfall: LAGA PN 98 – Richtlinie für das Vorgehen bei physikalischen, chemischen und biologischen Untersuchungen im Zusammenhang mit der Verwertung/Beseitigung von Abfällen. Mainz, 2004.

PEREIRA, Christiane Dias. Matriz de impacto tecnológico: ferramenta para a valorização de resíduos sólidos domiciliares. Dissertação (Especialização). Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2014.

SISINNO, Cristina Lucia Silveira; OLIVEIRA, Rosália Maria de. Impacto Ambiental dos Grandes Depósitos de Resíduos Sólidos Urbanos e Industriais. In: SISINNO, Cristina Lucia Silveira; OLIVEIRA Rosália Maria de. (Orgs.). Resíduos Sólidos, Ambiente e Saúde: uma Visão Multidisciplinar. Capítulo 1, p. 41-57. Rio de Janeiro: Fiocruz, 2000.

SOARES, Erika Leite de Souza. Estudo da Caracterização Gravimétrica e Poder Calorífico dos Resíduos Sólidos Urbanos. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal do Rio de Janeiro, maio 2011. Disponível em: <http://www.getres.ufrj.br/pdf/SOARES_ELSF_ EJP_11_T_M_.pdf>. Acesso em: 17 jan. 2015.

TROGE, A. Der Beitrag der Abfallwirtschaft zum Klimaschutz. Müll und Abfall 5/2007, p. 208-213, 2007.


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Como citar [ABNT NBR 6023:2002]:

FRICKE, Klaus; PEREIRA, Christiane; CAMPOS, Tacio Mauro Pereira de; LEITE, Aguinaldo; FÖLSTER, Anne-Sophie; BATALHA, Rodrigo Miguel Pereira; ARAÚJO, Anderson Luiz de; RODRIGUES, Lucas Aparecido; PATRÃO, Marcelo Foelkel; DONADELL, Lauro Raphael Acorci; DOMINGOS, Aline Cardoso; CAMPOS, Camila Barbi; GIGLIOTTI, Diana Piffer; GIMENEZ, Gabriel de Carvalho; LEONE, Roberta da Silva; MACEDO, Vinicius Silva de. Caracterização Inovadora de Resíduos Sólidos Municipais. In: FRICKE, Klaus; PEREIRA, Christiane; LEITE, Aguinaldo; BAGNATI, Marius. (Coords.). Gestão sustentável de resíduos sólidos urbanos: transferência de experiência entre a Alemanha e o Brasil. Braunschweig: Technische Universität Braunschweig, 2015. Disponível em: <https://goo.gl/BE246I>. Acesso em: .
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