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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
DOUGLAS BATISTA DA COSTA
POTENCIAL DA CIDADE DE MOSSORÓ PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA A
PARTIR DO TRATAMENTO BIOLÓGICO COM RECUPERAÇÃO DO BIOGÁS
PROVENIENTE DOS RSU
MOSSORÓ – RN
2013
DOUGLAS BATISTA DA COSTA
POTENCIAL DA CIDADE DE MOSSORÓ PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA A
PARTIR DO TRATAMENTO BIOLÓGICO COM RECUPERAÇÃO DO BIOGÁS
PROVENIENTE DOS RSU
Monografia apresentada a Universidade Federal
Rural do Semi-Árido – UFERSA, Departamento
de Ciências Ambientais e Tecnológicas para a
obtenção do título de Bacharel em Engenharia
Civil.
Orientadora: Profª. M.Sc. Maria Josicleide Felipe
Guedes – UFERSA.
MOSSORÓ – RN
2013
Ficha catalográfica preparada pelo setor de classificação e
catalogação da Biblioteca “Orlando Teixeira” da UFERSA.
C838s Costa, Douglas Batista da.
Potencial da cidade de Mossoró para a geração de
energia a partir do tratamento biológico com recuperação do
biogás proveniente dos RSU / Douglas Batista da Costa. –
Mossoró, RN : 2013.
88f. : il.
Orientador: Profª. M. Sc. Maria Josicleide Felipe
Guedes.
Monografia (Graduação) – Universidade Federal Rural
do Semi-Árido, Graduação em Engenharia Civil , 2013.
1. Aproveitamento energético. 2. Aterro sanitário. 3.
Resíduos sólidos urbanos. 4. Mossoró. I. Título.
CDD: 628.44 Bibliotecária: Marilene Santos de Araújo
CRB-5/1033
DOUGLAS BATISTA DA COSTA
POTENCIAL DA CIDADE DE MOSSORÓ PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA A
PARTIR DO TRATAMENTO BIOLÓGICO COM RECUPERAÇÃO DO BIOGÁS
PROVENIENTE DOS RSU
Monografia apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,
Departamento de Ciências Ambientais e
Tecnológicas para a obtenção do título de
Bacharel em Engenharia Civil.
AGRADECIMENTOS
A Ele (Deus), autor e consumador da minha vida. Sem Ele nada do que foi feito se fez (João
1:3). Por mais que o homem tente e se esforce para compreender alguma coisa, o máximo que
conseguirá chegar é onde Deus permitir. Tudo é dEle, tudo é por Ele e para Ele (Romanos
11.36).
À minha família, minha base, minha estrutura, minha torre forte! Minha querida mãe (Maria
das Graças), meu pai (Ricardo Batista) vocês são minha vida. Também não poderia deixar de
fora minha esposa (Débora Marques), sempre esteve do meu lado me ajudando nos momentos
mais delicados, com seus conselhos e palavras de conforto.
A professora M. Sc. Maria Josicleide Felipe Guedes – UFERSA e ao professor M. Sc.
Adriano Gomes – UFERSA, meus sinceros agradecimentos. Vocês realmente foram peças-
chave nesse imenso quebra-cabeça. Obrigado pela confiança, paciência, seriedade, educação e
pela forma como orientaram ao longo da jornada.
A todos os professores que me ajudaram, me ajudam e ainda me ajudarão ao longo de toda a
vida: Raimundo Gomes de Amorim, Roberta Pereira, John Eloi, Santos Demetrio, Rodrigo
Codes, Edson Fraga, Carmelindo Rodrigues, mais do que professores, vocês são amigos!
Aos meus amigos e colegas de sala que me acompanharam durante todo o curso: Artur Sales,
Alisson Gadelha, José Daniel, Charles Pereira, Lucas Leite, entre outros. Agradeço pela
amizade.
A minha revisora de língua inglesa, Sabrina Guedes, pelo cuidado e atenção na correção do
abstract.
Enfim, digo que os momentos difíceis me fizeram persistir, e os momentos de alegria me
fizeram acreditar cada vez mais no meu sonho. Engenharia Civil 2013.
"Se Jesus Cristo é Deus e morreu por mim,
então nenhum sacrifício que eu fizer por Ele
pode ser grande demais." C.T. Studd
RESUMO
A Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS), no Brasil, através de prazos rigorosos, tem
levado os municípios a se adequarem ambientalmente no sentido de garantir a correta
disposição final dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU). Os aterros sanitários, solução mais
adequada para esse fim, produzem gases com elevada concentração de metano (CH4), de alto
poder energético, que podem ser extraídos e utilizados de diversas formas (energia elétrica,
energia térmica, uso veicular e iluminação a gás, por exemplo). Conhecer o potencial de
geração de energia desses aterros é importante no sentido de balizar os investimentos públicos
para um aproveitamento viável deste recurso. Este trabalho tem como principal objetivo
apresentar as principais soluções tecnológicas disponíveis para o aproveitamento da energia a
partir dos RSU. Ainda, apresentar de forma sintetizada, um estudo de caso para o aterro do
município de Mossoró, através do levantamento de dados acerca do volume de RSU
produzidos, bem como, as características dos mesmos, com a finalidade de levantar o
potencial de geração de energia do aterro, para embasamento de futuros projetos, visando o
aproveitamento do biogás gerado nesses aterros. Transformar lixo em energia é uma forma de
melhorar o saneamento das cidades, além de reduzir as emissões de metano e proporcionar
uma fonte de energia renovável, já que a diversificação da matriz energética se constitui em
um passo importante para se evitar a dependência de uma única fonte. Dentre as diversas
metodologias existentes para estimativa do biogás produzido por aterros, utilizou-se o modelo
da USEPA e o software Biogás desenvolvido pela CETESB. Através dos resultados pode-se
quantificar o efetivo potencial de geração de biogás do aterro em estudo, expondo os números
referentes ao volume de resíduos acumulado ao longo dos anos de vida útil do aterro, como
também, o volume de biogás gerado por meio destes. Verificou-se, ainda, que é possível a
implantação de plantas de incineração ou pirólise, baseado na quantidade de RSU produzidos
no município, todavia essa solução seria um pouco mais onerosa em relação à recuperação de
biogás. Analisando apenas a produção de biogás, verificou-se que é viável o desenvolvimento
de um projeto de recuperação deste no município de Mossoró, ou em uma cidade com
características semelhantes à mesma.
Palavras-chave: Aproveitamento energético. Aterro sanitário. Resíduos sólidos urbanos.
Mossoró.
ABSTRACT
The National Solid Waste Politic (PNRS) in Brazil has led cities through strict deadlines so
they adequate themselves in order to ensure the proper disposal of Municipal Solid Waste
(MSW). Landfills , the most appropriate solution for this purpose , produce gases with high
concentration of methane (CH4) , high energy power that can be recovered and used in
various forms (electricity , thermal energy , vehicular use and gas lighting , for example).
Knowing the potential in generating electricity from these landfills is important in order to
delimit public investments for viable use of this source. This work has as main goal to present
the main technological solutions available for harnessing energy from MSW. It also presents
in a synthesized way, a study case of the landfill of the city of Mossoró, through the collection
of data about the volume of MSW produced, as well as their characteristics, in order to raise
the potential for power generation of the embankment, foundation for future projects, aiming
the utilization of biogas generated in these landfills. Turning waste into energy is a way to
improve the sanitation of cities, in addition to reducing methane emissions and provide a
renewable source of energy, since the diversification of energy sources constitutes an
important step to avoid dependence on a single source. Among the various existing
methodologies to estimate the biogas produced by landfills, we used the model of the USEPA
and the software developed by Biogas CETESB. From the results we can quantify the
effective potential of biogas generation from the landfill in this study, giving the figures for
the volume of waste accumulated over the years of useful life of the landfill, as well as the
volume of biogas generated by these. It is also possible that the implementation of
incineration or pyrolysis plants, based on the amount of MSW generated in the city, but this
solution would be a little more expensive in relation to the recovery of biogas. Analyzing only
the production of biogas, it was found that it is feasible to develop a recovery project in the
city of Mossoró, or in a city with similar characteristics to it.
Keywords: Harnessing energy. Landfill. MSW. Mossoró.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Princípio de conservação da massa ........................................................................17
Figura 2 – Esquema de prioridades na gestão e gerenciamento de RSU ................................. 21
Figura 3 – Esquema de um lixão ............................................................................................. 23
Figura 4 – Esquema de um aterro controlado .......................................................................... 24
Figura 5 – Esquema de um aterro sanitário ............................................................................. 25
Figura 6 – Planta modelo WTE ................................................................................................ 29
Figura 7 – Carvão em pó e briquetado, principal subproduto do processo de pirólise ............ 31
Figura 8 – Modelo de planta do projeto natureza limpa .......................................................... 32
Figura 9 – Reator pirolítico ..................................................................................................... 33
Figura 10 – Localização da cidade de Mossoró ...................................................................... 39
Figura 11 – Caminhão para coleta seletiva .............................................................................. 42
Figura 12 – Vista aérea do aterro sanitário de Mossoró .......................................................... 51
Figura 13 – Aterro sanitário de Mossoró – modelo da situação inicial ................................... 53
Figura 14 – Aterro sanitário de Mossoró – modelo da situação final ...................................... 53
Figura 15 – Arranjo geral do aterro de Mossoró ..................................................................... 54
Figura 16 – Modelo de disposição das células ........................................................................ 55
Figura 17 – Janela inicial do programa ................................................................................... 61
Figura 18 – Janela do programa referente às características do aterro .................................... 62
Figura 19 – Janela de entrada de dados do programa para estimativa de geração de biogás .. 62
Figura 20 – Janela de dados referentes à cronologia do aterro sanitário ................................. 63
Figura 21 – Janela de linha de base ......................................................................................... 64
Figura 22 – Baia de cozinha comunitária com uso de biogás em Natal/RN ........................... 70
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Destinação de RSU em alguns países ....................................................................16
Tabela 2 – Poder calorífico de materiais encontrados em RSU .............................................. 27
Tabela 3 – Resumo incineração ............................................................................................... 29
Tabela 4 – Resumo pirólise ..................................................................................................... 33
Tabela 5 – Composição típica do biogás ................................................................................. 34
Tabela 6 – Estimativa da quantidade mínima de RSU e geração de energia elétrica para
tecnologias usuais de aproveitamento energético ................................................. 36
Tabela 7 – Resumo biogás ....................................................................................................... 37
Tabela 8 – Crescimento populacional ..................................................................................... 39
Tabela 9 – Massa coletada de RSU per capita dos municípios segundo faixa populacional... 45
Tabela 10 – Quantidade total de resíduos domiciliares coletados por ano .............................. 46
Tabela 11 – Materiais recuperados, exceto material orgânico e rejeito .................................. 47
Tabela 12 – Composição gravimétrica do lixo de alguns países (%) ...................................... 48
Tabela 13 – Faixa de valores de L0 e k ................................................................................... 60
Tabela 14 – Dados de entrada em modelo da USEPA ........................................................... 68
Tabela 15 – Estimativa de biogás gerado pelo método da USEPA ........................................ 68
Tabela 16 – Dados de entrada em software da CETESB ........................................................ 70
Tabela 17 – Valores que geraram o Gráfico 9 ......................................................................... 87
Tabela 18 – Valores que geraram o Gráfico 10 ....................................................................... 88
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Evolução típica da produção de biogás em aterro sanitário ................................. 35
Gráfico 2 – Evolução populacional da cidade de Mossoró ..................................................... 40
Gráfico 3 – Quantidade de material reciclável coletado pela ASCAMAREM em 2011 ........ 43
Gráfico 4 – Quantidade de material reciclável coletado pela ACREVI em 2011 ................... 44
Gráfico 5 – Gravimetria de material provindo da zona rural .................................................. 49
Gráfico 6 – Gravimetria de material provindo da zona urbana ............................................... 49
Gráfico 7 – Composição gravimétrica dos RSU no Brasil ...................................................... 50
Gráfico 8 – Composição gravimétrica dos RSU em Mossoró ................................................. 50
Gráfico 9 – Geração de metano no aterro sanitário de Mossoró/RN ....................................... 69
Gráfico 10 – Vazão x ano ........................................................................................................ 71
Gráfico 11 – Potência x ano .................................................................................................... 72
SÍMBOLOS E ABREVIATURAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABRELPE – Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Publica e Resíduos Especiais
ACREVI – Associação de Catadores Reciclando para a Vida
ASCAMAREM – Associação de Catadores de Material Reciclável de Mossoró
BRASECO S/A – Empresa que opera o aterro sanitário da região metropolitana de Natal
CEMAD – Centro de Estudos e Pesquisas do Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional
do Semi-árido
CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental – São Paulo
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
EPE – Empresa de Pesquisa Energética
FEAM–MG – Fundação Estadual do Meio Ambiente – Minas Gerais
GDL – Gás de lixo (biogás)
GNV – Gás natural veicular
IBAMA – Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IPCC – International Panel on Climate Change
IPEA – Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada
MO – Matéria orgânica
PIB – Produto Interno Bruto
PNRS – Política Nacional de Resíduos Sólidos
PSS – Plano de saneamento setorial – limpeza urbana e manejo dos resíduos sólidos
Mossoró–RN
RCC – Resíduos da Construção Civil
RSS – Resíduos de Serviços de Saúde
RSU – Resíduo(s) Sólido(s) Urbano(s)
SANEPAV – Empresa de saneamento ambiental
SERQUIP – Empresa de tratamento de resíduos
SESUTRA – Secretaria dos Serviços Urbanos, Trânsito e Transporte Públicos
SISNAMA – Sistema Nacional do Meio Ambiente
SNIS – Sistema Nacional de Informação sobre Saneamento
SNVS – Sistema Nacional de Vigilância Sanitária
SUASA – Sistema Único de Atenção à Sanidade Agropecuária
SUCEAM – Superintendência do Controle da Erosão e Saneamento Ambiental
tCO2eq. – Toneladas de CO2 equivalente
UERN – Universidade do Estado do Rio Grande do Norte
UFERSA – Universidade Federal Rural do Semi-Árido
USEPA – United States Environmental Protection Agency (Agência Americana de Proteção
Ambiental)
WTE – Waste-to-Energy
ELEMENTOS E COMPOSTOS QUÍMICOS
As – arsênio
C – carbono
Cd – cádmio
CH4 – metano
Cl2 – gás cloro ou cloro gasoso
Co – cobalto
CO – monóxido de carbono
CO2 – dióxido de carbono ou gás
carbônico
Cr – cromo
Cu – cobre
H2 – hidrogênio gasoso
H2O – água
H2S – gás sulfídrico ou sulfeto de
hidrogênio
HCl – ácido clorídrico
HF – ácido fluorídrico
Hg – mercúrio
Mn – manganês
N – nitrogênio
N2 – nitrogênio gasoso
N2O5 – pentóxido de nitrogênio
NH3 – amônia
Ni – níquel
NO – monóxido de nitrogênio ou óxido
nítrico
NO2 – dióxido de nitrogênio
NOx – óxidos de nitrogênio
O2 – oxigênio gasoso
Pb – chumbo
Sb – antimônio
Se – selênio
Sn – estanho
SOx – óxidos de enxofre
SO2 – dióxido de enxofre
SO3 – trióxido de enxofre
Te – telúrio
Tl – tálio
V – vanádio
UNIDADES DE MEDIDA
°C – grau Celsius
atm – atmosfera
μm – micrometro
cm – centímetro
cm² – centímetro quadrado
GHz – gigahertz
hab. – habitante
h – hora
kcal – quilocaloria
kg – quilograma
kJ – quilojoule
km – quilômetro
km² – quilômetro quadrado
kW – quilowatt
kWh – quilowatt-hora
m – metro
m³ – metro cúbico
MHz – megahertz
MJ – megajoule
mm – milímetro
MPa – megaPascal
MW – megawatt
mW – miliwatts
MWe – megawatt elétrico
MWh – megawatt-hora
t – tonelada
ha – Hectare
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 16
2 OBJETIVOS ....................................................................................................... 18
2.1 GERAL ................................................................................................................. 18
2.2 ESPECÍFICOS ...................................................................................................... 18
3 REVISÃO DE LITERATURA .......................................................................... 19
3.1 LEGISLAÇÃO ..................................................................................................... 19
3.1.1 Política Nacional de Resíduos Sólidos ............................................................... 19
3.1.1.1 Definições ............................................................................................................. 20
3.2 RESÍDUOS SÓLIDOS ......................................................................................... 22
3.3 TIPOS DE DEPÓSITOS DE RESÍDUOS SÓLIDOS ......................................... 22
3.3.1 Lixões ................................................................................................................... 23
3.3.2 Aterro Controlado .............................................................................................. 23
3.3.3 Aterro Sanitário .................................................................................................. 24
3.4 ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA
DOS RSU ................... ……………………………………………………………25
3.4.1 Tecnologias de Tratamento Térmico ................................................................ 26
3.4.1.1 Incineração ............................................................................................................ 26
3.4.1.2 Pirólise .................................................................................................................. 30
3.4.2 Tecnologias de Tratamento Biológico ............................................................... 33
3.4.2.1 Biogás ................................................................................................................... 34
4 MATERIAIS E MÉTODOS .............................................................................. 38
4.1 ANÁLISE DO CASO MOSSORÓ ...................................................................... 38
4.2 O MUNICÍPIO DE MOSSORÓ ........................................................................... 38
4.2.1 Gestão de Resíduos Sólidos ................................................................................ 41
4.2.2 Resíduos Sólidos Urbanos de Mossoró ............................................................. 44
4.2.2.1 Composição gravimétrica ou qualitativa .............................................................. 48
4.3 CARACERIZAÇÃO DO ATERRO SANITÁRIO DO MUNICÍPIO DE
MOSSORÓ ........................................................................................................... 50
4.4 MÉTODOS PARA ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE BIOGÁS DO ATERRO
............................................................................................................................... 56
4.4.1 Modelos de Primeira Ordem ............................................................................. 57
4.4.1.1 Modelo Recomendado pelo Banco Mundial ........................................................ 57
4.4.1.2 Modelo adotado pelo International Panel on Climate Change – IPCC ................ 58
4.4.1.3 Modelo da United States Enviroment Protection Agency – USEPA .................. 59
4.4.2 Programa Biogás Geração e Uso Energético (CETESB) ................................ 60
4.5 METODOLOGIA UTILIZADA NA PESQUISA ............................................... 64
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................................... 66
5.1 RESULTADOS OBTIDOS PELA UTILIZAÇÃO DO MÉTODO DA USEPA 67
5.2 RESULTADOS OBTIDOS PELA UTILIZAÇÃO DO PROGRAMA DA
CETESB ............................................................................................................... 69
6 CONCLUSÕES .................................................................................................... 73
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 75
ANEXOS ............................................................................................................................... 78
16
1 INTRODUÇÃO
No século XIX os problemas procedentes dos resíduos sólidos começaram a ter um
maior destaque no cenário nacional e mundial devido ao grande aumento populacional,
principalmente da população urbana. Esse tipo de comportamento se explica pelas mudanças
de hábitos e costumes da população, melhoria do nível de qualidade de vida e evolução
constante do setor industrial e tecnológico, propiciando, dessa forma, um aumento
significativo na geração de resíduos sólidos, provocando e intensificando impactos ambientais
e sociais.
No Brasil, depois de aproximadamente 20 anos de discussão, foi aprovada a lei federal
nº 12.305, em agosto de 2010, que acaba com os lixões ou vazadouros a céu aberto e institui a
Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Essa lei se constitui em um marco regulatório
para o Brasil no que se refere à questão da preocupação com o meio ambiente e o
desenvolvimento sustentável a longo prazo. Dessa forma, é imperativo nesse momento a
preocupação com a gestão, controle e destinação final do lixo em cada cidade deste país,
assim como a possibilidade de um melhor aproveitamento da energia provinda dos resíduos
devido à otimização do sistema de dispensa e alocação desses rejeitos.
Nos países desenvolvidos, há tempos se trabalha com a reciclagem e o aproveitamento
direto da energia provinda do lixo (resíduos ou rejeitos); países como Japão (Tabela 1)
aproveitam a energia de aproximadamente 80% de seus resíduos sólidos urbanos (RSU).
Tabela 1 – Destinação de RSU em alguns países
PAÍS RECICLAGEM COMPOSTAGEM RECUPERAÇÃO
ENERGÉTICA*
ATERRO
SANITÁRIO
Estados
Unidos
24% 8% 13% 55%
Alemanha 15% 5% 30% 50%
Japão 15% - 78% 7%
Brasil 8% 2% - 90% (**)
México 2% - - 98% (**)
Fonte: Costa Júnior et al., 2012.
Existem várias formas de se fazer a recuperação dessa energia, isso porque segundo
Lavoisier, em qualquer sistema, físico ou químico, nunca se cria nem se elimina matéria,
apenas é possível transformá-la de uma forma em outra (Figura 1).
17
Figura 1 – Princípio de conservação da massa
Fonte: ABRELPE, 2013.
Sobre esse tema ainda destaca-se os diversos benefícios e vantagens, tanto à população
como também ao meio ambiente, que um melhor aproveitamento da energia provinda de
volumosas quantias de lixo pode trazer.
Sob essa ótica pode-se estudar e experimentar um modelo e/ou solução para o
aproveitamento da energia proveniente dos resíduos sólidos urbanos no município de
Mossoró–RN. Considerando que a lei sobre resíduos sólidos é recente, data de 2010, e que
algumas cláusulas só entrarão em vigor no ano de 2014, e ainda, que os municípios estão se
adaptando a nova lei; e frente ao desafio de sensibilizar os prefeitos para o cumprimento da
lei, já previsto pela impressa e pelos legisladores, justifica-se a preocupação de desenvolver
esse estudo local sobre a potencialidade de produção de energia através do aterro de Mossoró.
Serão identificados, também, os melhores processos para o tratamento, reuso, reciclagem e
extração de energia do mesmo.
Chama-se atenção para o fato de que grande parte das nações desenvolvidas já
converte a energia provinda do lixo em outras fontes através de termelétricas, através da
captura, tratamento e utilização do biogás, através dos subprodutos gerados nas usinas de
processamento, dentre outras soluções. Lembrar que o país está despertando para essa ideia
agora e que as tecnologias existentes ainda estão em fase incipiente e muito se pode avançar
nessa área promissora.
18
2 OBJETIVOS
2.1 GERAL
Levantar o potencial do aterro sanitário da cidade de Mossoró–RN referente à geração
de biogás para produção de energia a partir dos resíduos sólidos urbanos (RSU).
2.2 ESPECÍFICOS
Abordar as principais soluções tecnológicas disponíveis para aproveitamento da
energia a partir de RSU;
Fazer um levantamento de dados acerca do volume de RSU produzido na cidade de
Mossoró, e as características dos mesmos.
19
3 REVISÃO DE LITERATURA
3.1 LEGISLAÇÃO
Existe hoje no Brasil uma coleção numerosa de leis, decretos, resoluções, portarias e
normas que evidenciam uma preocupação com o meio ambiente e com a limpeza urbana. Há
ainda o empenho de algumas prefeituras e estados que saem na frente e implantam novos
projetos que acompanham as tendências mundiais, e também incentivam as inovações
tecnológicas podendo citar os exemplos da cidade de Unaí/MG com o projeto “Natureza
Limpa” e da cidade do Rio de Janeiro/RJ com o projeto “Usina Verde”. Existem também
alguns estados e municípios um pouco mais tímidos, todavia ainda preocupados e dispostos a
fazer parcerias e implantar sistemas eficientes, como é o caso do município de Santa
Cruz/RN, onde especialistas em resíduos sólidos provindos da Suécia estiveram no dia 12 de
maio de 2013 para iniciar estudos de viabilidade de implantação de uma usina de tratamento
de lixo naquele município, nos mesmos moldes da que já existe em Borás, cidade daquele
país. Outro exemplo na região em estudo é o da cidade de Mossoró que dois anos antes da lei
obrigar a eliminação de lixões nos municípios brasileiros, já se adiantava com a construção de
seu aterro municipal, no ano de 2008. Pode-se destacar, ainda, as iniciativas dos legislativos
municipais e estaduais na elaboração de instrumentos legais condizentes com a PNRS. O
Estado do Rio de Janeiro promulgou a lei nº 4.191, de 30 de setembro de 2003, fazendo com
que o Rio de Janeiro tivesse uma política para gestão de resíduos sólidos antes mesmo que a
Federação aprovasse sua própria lei.
3.1.1 Política Nacional de Resíduos Sólidos
A Política Nacional de Resíduos Sólidos, instituída pela Lei nº. 12.305, de agosto de
2010, dispõe sobre princípios, objetivos, instrumentos e diretrizes relativas à gestão integrada,
gerenciamento dos resíduos sólidos e às responsabilidades dos geradores e do poder público.
Um tempo depois de lançada a PNRS, em dezembro de 2010, foi publicado o Decreto nº.
7.404/2010 que regulamenta a lei federal.
De acordo com a referida lei, os municípios com mais de 20 mil habitantes devem
elaborar um plano municipal detalhado de gerenciamento de resíduos sólidos, mesmo estando
prevista a elaboração de um plano com abrangência nacional. Os municípios com população
inferior a 20 mil habitantes poderão utilizar-se de planos simplificados (FECOMÉRCIOSP,
20
[2011?]). A disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos deverá ser inserida até
agosto de 2014 no setor privado e igualmente, nos estados e municípios que deverão, no prazo
de dois anos da publicação da lei, elaborar os seus planos de gestão de resíduos sólidos,
objetivando ter acesso aos recursos da União destinados a empreendimentos e serviços
relacionados à limpeza urbana e ao manejo de resíduos sólidos.
Segundo Pinz (2012 apud SINNOTT, 2012), os resíduos decorrem do padrão
industrial de produção de bens e do modo de vida caracterizado, sobretudo, pelo consumo que
se constituiu, no seio da sociedade moderna, como condição de sustento desta; e, de outra
parte, revelam-se hoje, com a proporção assumida pelo descarte de materiais, em um
problemático subproduto da modernidade, convertido em objeto de preocupação da própria
indústria, da ciência, do poder público e da sociedade em seu conjunto. Diante dessa questão
se observa que esse novo padrão de vida e de consumo envolve questões sociais, econômicas
e, principalmente, ambientais.
3.1.1.1 Definições
Segundo o Art. 3º, inciso XVI, da Lei nº. 12.305/10, compreende-se por Resíduos
Sólidos:
Material, substância, objeto ou bem descartado resultante de atividades
humanas em sociedade, a cuja destinação final se procede, se propõe
proceder ou se está obrigado a proceder, nos estados sólido ou semissólido,
bem como gases contidos em recipientes e líquidos cujas particularidades
tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corpos
d’água, ou exijam para isso soluções técnica ou economicamente inviáveis
em face da melhor tecnologia disponível (BRASIL, 2012).
Tem-se, também, uma diferenciação quanto aos rejeitos ainda no Art. 3º inciso XV,
definido como:
Resíduos sólidos que, depois de esgotadas todas as possibilidades de
tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e
economicamente viáveis, não apresentem outra possibilidade que não a
disposição final ambientalmente adequada (BRASIL, 2012).
21
Na PNRS chama-se atenção, ainda, para as diferenças entre os conceitos de destinação
final ambientalmente adequada e disposição final ambientalmente adequada, Art. 3º, inciso
VII:
Destinação final ambientalmente adequada: destinação de resíduos que
inclui a reutilização, a reciclagem, a compostagem, a recuperação e o
aproveitamento energético ou outras destinações admitidas pelos órgãos
competentes do Sisnama, do SNVS e do Suasa, entre elas a disposição final,
observando normas operacionais específicas de modo a evitar danos ou
riscos à saúde pública e à segurança e a minimizar os impactos ambientais
adversos (BRASIL, 2012).
A destinação visa à sustentabilidade enquanto que a disposição atende a medidas de
proteção a saúde e ao meio ambiente depois de esgotadas as possibilidades de tratamento,
reuso ou recuperação dos resíduos sólidos. Art. 3º, inciso VIII:
Disposição final ambientalmente adequada: distribuição ordenada de
rejeitos em aterros, observando normas operacionais específicas de modo a
evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança e a minimizar os
impactos ambientais adversos (BRASIL, 2012).
Há disposto na lei, ainda, que na gestão e gerenciamento de resíduos sólidos deve ser
observada a seguinte ordem de prioridade: não geração, redução, reutilização, reciclagem,
tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos
(Figura 2).
Figura 2 – Esquema de prioridades na gestão e gerenciamento de RSU
Fonte: ICLEI; BRASIL, 2012
22
3.2 RESÍDUOS SÓLIDOS
A NBR 10.004/2004, da ABNT, classifica os resíduos sólidos quanto aos riscos
potenciais ao meio ambiente em perigosos e não perigosos, sendo que estes últimos são
subdivididos em inertes (RCC) e não inertes. Já a lei federal nº. 12.305/2010 traz uma
classificação mais simples e de fácil entendimento; classifica quanto à origem e quanto à
periculosidade. Nesse dispositivo serão estudados, neste trabalho, os resíduos classificados
como resíduos sólidos urbanos e não perigosos.
Os resíduos sólidos urbanos são os resíduos domiciliares (originários das atividades
domésticas em residências urbanas) e aqueles procedentes da limpeza urbana (originários da
varrição, limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana). A
quantidade gerada dependerá de vários fatores, como hábitos, costumes e poder aquisitivo da
sociedade.
Dentre os materiais que se pode encontrar nos RSU estão restos de alimentos, papéis,
papelão, plásticos, borrachas, couro, isopor, embalagens metalizadas, fraldas descartáveis,
absorventes higiênicos, vidros, metais, entulhos em pequenas proporções, resíduos de jardins,
tecidos, madeiras entre outros.
Esses materiais ainda podem ser classificados como orgânicos (de origem animal e
vegetal, como restos de alimentos) e inorgânicos (como metais, vidro, borracha e plásticos).
3.3 TIPOS DE DEPÓSITOS DE RESÍDUOS SÓLIDOS
Os tipos de destino dos resíduos sólidos são comumente classificados como lixões,
aterro controlado e aterro sanitário. Dentre eles, o sistema de destino do lixo mais adequado
ambientalmente são os aterros sanitários, pois seguem normas1 que evitam os danos
ambientais e sociais, todavia, à medida que garante que o lixo produzido no país, finalmente,
tenha disposição correta, aumenta a emissão de metano no ar, acendendo o debate a respeito
da oportunidade de aproveitamento do biogás no Brasil para produzir eletricidade, por
exemplo.
1 (NBR 13.896/97 – Aterro de resíduos não perigosos – Critérios para projeto, implantação e operação –
procedimento; NBR 8.419/96 – Apresentação de projetos de Aterros Sanitários de Resíduos Sólidos Urbanos).
23
3.3.1 Lixões
Há diversas formas de tratar o lixo, a mais fácil e menos onerosa é justamente a pior:
os lixões. Entre os sistemas de disposição de resíduos sólidos conhecidos é o que aponta
maior preocupação. Eles são depósitos de lixo a céu aberto, popularmente conhecidos como
vazadouros, lixeiras ou lixões (Figura 3). Constitui-se em uma área para disposição final de
resíduos sólidos sem nenhum tipo de preparo inicial do solo. Não existe um sistema de
tratamento para os efluentes líquidos – o chorume2. Em consequência dessa falta de
tratamento, este líquido penetra pela terra contaminando o solo e o lençol freático.
Figura 3 – Esquema de um lixão
Fonte: Gonçalves, 2013.
Com o passar do tempo, esse lixo atrai vetores de doenças (insetos e ratos)
aumentando os riscos à saúde pública, principalmente para crianças, adolescentes e adultos
que costumam tirar seu sustento a partir desses lixões, catando comida e materiais recicláveis
para vender.
3.3.2 Aterro Controlado
Com o objetivo de amenizar os depósitos a céu aberto, foram criados os aterros
controlados, uma categoria intermediária entre o lixão e o aterro sanitário. Segundo a NBR 2 Líquido poluente de cor escura, mau cheiroso e de elevado potencial poluidor que escorre do lixo, fruto da
decomposição da matéria orgânica contida nos resíduos.
24
8.849/85 da ABNT (Apresentação de projetos de aterros controlados de resíduos sólidos
urbanos – procedimento), o aterro controlado é uma técnica de disposição de resíduos sólidos
urbanos no solo, sem causar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando os
impactos ambientais (Figura 4). Normalmente, é uma célula próxima ao lixão que recebe
cobertura de argila e grama para proteger a pilha da água de chuva. Para alguns estudiosos do
assunto a nomenclatura mais adequada seria “lixão controlado”.
Figura 4 – Esquema de um aterro controlado
Fonte: Gonçalves, 2013 (Adapt.).
É um método que utiliza alguns princípios de engenharia como a contenção do lixo e a
cobertura com uma camada de terra. Estas técnicas de disposição minimizam o mau cheiro e o
impacto visual, além de evitarem a proliferação de vetores patológicos. Todavia, não há
impermeabilização de base, que evitaria que o material contaminasse o solo e o lençol
freático, nem há um sistema de tratamento do chorume ou do biogás.
3.3.3 Aterro Sanitário
Conforme a NBR 8.419/96 da ABNT, o aterro sanitário também é uma técnica de
disposição de resíduos sólidos urbanos no solo, sem causar danos à saúde pública e ao meio
ambiente, minimizando os impactos ambientais. É tido como a maneira mais adequada de
disposição final dos RSU. Esse tipo de aterro, antes de entrar em operação, é preparado com
nivelamento do terreno e com impermeabilização do solo que tem a finalidade de evitar que o
25
chorume contamine o subsolo e o lençol freático. Este sistema conta com técnicas de
engenharia como canalização e tratamento dos líquidos percolados, recobrimento diário,
recirculação do chorume, coleta e tratamento dos gases liberados pela decomposição do lixo e
sistema de monitoramento (Figura 5).
Figura 5 – Esquema de um aterro sanitário
Fonte: Gonçalves, 2013.
Tudo é projetado de maneira a evitar danos à saúde pública e ao meio ambiente. Desde
a escolha da área até a preparação do terreno, operação, determinação de vida útil e
recuperação da área após o seu encerramento. Trata-se de um projeto de engenharia sanitária.
Nesse sistema de disposição, não há catadores em atividade no terreno e a quantidade
de resíduos que entra é controlada através de pesagens. Ao final da vida útil do aterro
sanitário deve-se efetuar um plano de recuperação do terreno e fazer o seu monitoramento
por, no mínimo, 10 anos após o seu encerramento.
3.4 ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA DOS
RSU
O aproveitamento energético dos resíduos gerados pode trazer benefícios
interessantes, como oferta de energia de maneira descentralizada, em virtude do lixo estar
disponível próximo dos centros consumidores. Em alguns casos são disponibilizados
subprodutos, como adubo e cinzas, que podem ser utilizados em outras aplicações. A redução
26
da quantidade de resíduos sólidos urbanos a ser depositada no aterro sanitário amplia sua vida
útil e soluciona um dos grandes problemas mundiais da atualidade, a escassez de áreas para
novos depósitos de RSU. Uma das razões para que os governantes brasileiros não se
preocupem com o crescente volume de lixo é justamente a alegação de que o país tem longas
faixas de terra onde poderão ser construídos aterros sanitários. Todavia essa deve ser uma
preocupação de toda a sociedade visto que existem outros tipos de impactos que não se
restringem apenas a ocupação de espaços.
Atividades de aproveitamento energético dos RSU estão sendo bastante utilizadas em
vários países estrangeiros e agora desponta no Brasil como forma de contribuição com a fonte
energética do país, diversificando suas possibilidades de geração de energia.
A escolha dos métodos de aproveitamento e disposição final considera fatores
técnicos, legais e financeiros. As principais tecnologias para o aproveitamento energético de
RSU utilizam processos térmicos e/ou biológicos. Nos itens seguintes estão relacionadas
algumas das mais eficientes e conhecidas tecnologias para recuperação energética, tratamento
e disposição final de resíduos.
3.4.1 Tecnologias de Tratamento Térmico
Constitui-se no tratamento por processos que utilizam o calor como forma de
recuperar, separar ou neutralizar substâncias presentes nos resíduos, reduzir massa e volume,
ou produzir energia térmica, elétrica ou mecânica. A Resolução CONAMA nº 316/2002,
define o tratamento térmico como todo e qualquer processo cuja operação seja realizada
acima da temperatura mínima de 800 °C, dessa forma não contempla aqueles que ocorrem em
temperaturas inferiores.
O uso de tecnologias avançadas de tratamento térmico dos resíduos permite a geração
eficiente de energia com emissões mínimas e uma série de vantagens sobre as práticas atuais
de disposição de resíduos sólidos urbanos no Brasil. Dentre a variedade de técnicas para
aproveitamento energético baseadas na aplicação de calor aos resíduos, serão detalhadas a
incineração (waste-to-energy) e pirólise.
3.4.1.1 Incineração
Desde muito tempo, a incineração tem sido usada como método para processamento
de resíduos, todavia, não eram conhecidos os métodos para tratamento dos gases gerados pela
27
combustão dos resíduos, os quais são altamente tóxicos e prejudiciais à saúde humana e ao
meio ambiente. Na atualidade, com os constantes avanços confiáveis da tecnologia moderna,
a incineração tem sido amplamente utilizada operando muita das vezes em base comercial
através da venda e acompanhamento pelas empresas das plantas de incineração.
É um processo de combustão controlada para degradar termicamente materiais
residuais, que tem como princípio básico a reação do oxigênio com componentes
combustíveis presentes no resíduo (como carbono, hidrogênio e enxofre), em temperatura
superior a 800 °C, convertendo sua energia química em calor. Os equipamentos envolvidos na
incineração garantem fornecimento de oxigênio, turbulência, tempo de residência e
temperatura adequados e são equipados com mecanismos de controle de poluição como já
mencionado.
As usinas waste-to-energy (WTE), da sigla em inglês WTE, são aquelas que utilizam a
incineração de RSU para produzir o vapor que irá gerar energia elétrica, aquecimento ou será
usado diretamente em processos industriais. O processo de geração de energia elétrica pela
incineração dos RSU é semelhante ao de usinas térmicas convencionais e a capacidade de
geração depende diretamente da eficiência da transformação do calor em energia elétrica e do
poder calorífico do material incinerado (EPE, 2008).
Na Tabela 2 é apresentado o poder calorífico de alguns materiais que são encontrados
em RSU. Através destes dados, pode-se concluir que nos resíduos sólidos onde predominam
os orgânicos, a tendência é que apresente menor poder calorífico.
Tabela 2 – Poder calorífico de materiais encontrados em RSU
MATERIAL Kcal/kg
Plásticos 6.300
Borracha 6.780
Couro 3.630
Têxteis 3.480
Madeira 2.520
Alimentos 1.310
Papel 4.030 Fonte: EPE, 2008.
Na queima dos RSU são gerados como produtos da combustão, além de vapor d’água,
dióxido de carbono (CO2) e óxidos de enxofre (SOx), ácido clorídrico (HCl), ácido fluorídrico
(HF), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx), material particulado
(partículas finas quase sempre com sílica), metais e substâncias orgânicas (como dioxinas) na
28
forma gasosa ou aderidas também ao material particulado (ANEXO – B). Também são
gerados rejeitos (cinzas volantes e escórias) de materiais inorgânicos nos RSU que não
participam das reações de combustão (FEAM, 2012).
Uma das principais vantagens da incineração é a redução do volume de resíduos
depositados em aterro sanitário. De fato, de acordo com estudos, a incineração reduz o
volume de resíduos depositados entre 85 e 90% do volume original e não impede a
recuperação dos metais recicláveis. Outra vantagem é que as cinzas produzidas na incineração
podem servir como matéria-prima para a produção de cimento do tipo Portland (EPE, 2008).
Segundo Menezes et al. (2000), não é concebível, hoje, um projeto de tratamento de
RSU sem a recuperação de energia. Em números aproximados, pode-se afirmar que uma
tonelada de RSU equivale a 200 kg de carvão ou 250 kg de combustível, 30 t de água quente
ou ainda 500 kWh de energia elétrica. O calor recuperado pela incineração pode representar
cerca de 6 a 7 % da energia consumida pela população que gera o RSU, e essa energia
recuperada em um sistema de tratamento de RSU pode ser utilizada de diversas formas como
já mencionado. Após a incineração, é necessário proceder com a correta disposição dos
resíduos sólidos resultantes.
Mesmo produzindo energia elétrica, é preciso ressaltar que a incineração é um
processo emissor de dioxinas e exige cuidados especiais no tratamento dos gases de exaustão.
As cinzas produzidas na incineração também contêm diversos poluentes. São esses cuidados e
tratamentos especiais pós-incineração que de acordo com estudos técnicos publicados pelo
Banco Mundial elevam os custos de investimento, operação e manutenção. Dessa forma,
mesmo que o projeto de uma usina WTE possa atender aos padrões preestabelecidos de
emissão de poluentes, a decisão por sua implantação deve levar em conta estes aspectos
financeiros (EPE, 2008).
Os principais componentes de uma usina convencional de incineração de RSU são:
poço de armazenamento do lixo, grelha móvel, câmara de combustão, sistema de descarga das
cinzas, sistema de geração de vapor, depurador de gases, filtros, ventilador e chaminé, (Figura
6).
Na Tabela 3 é apresentado um resumo com as vantagens e desvantagens da utilização
do processo de incineração dos RSU.
29
Figura 6 – Planta modelo WTE
Fonte: ECOMAINE, 2013.
Tabela 3 – Resumo incineração
VANTAGENS DESVANTAGENS
Uso direto da energia térmica para geração
de vapor e/ou energia elétrica;
Inviabilidade com resíduos de menor poder
calorífico;
Queima continua de resíduos; Umidade excessiva prejudica a combustão;
Requer pequena área para implantação; Altos custos de investimento, operação e
manutenção;
Degrada completamente os resíduos,
quebrando as moléculas dos componentes
perigosos;
Metais tóxicos podem ficar concentrados nas
cinzas;
Aplicada para vários tipos de resíduos; Gera emissões atmosféricas que devem ser
tratadas.
Redução do volume de resíduos
depositados nos aterros.
Fonte: Maroun, 2006.
30
3.4.1.2 Pirólise
A pirólise consiste na decomposição química por carbonização dos resíduos orgânicos
(animal e vegetal) através da aplicação de calor na ausência de oxigênio com consequente
produção de combustível de alto poder calorífico (FEAM, 2012).
Os resíduos selecionados são triturados e enviados aos túneis de secagem com
temperatura média de 120ºC, mantido com alguma fonte de energia, para a retirada da
umidade dos RSU. Depois podem passar por um processo de triagem para separação dos
recicláveis, caso contrário, são logo lançados em um reator pirolítico, onde os compostos
orgânicos são volatilizados e parcialmente decompostos. É considerado um processo
energeticamente auto-sustentável, devido ao fato do seu balanço energético ser positivo, ou
seja, produz mais energia do que consome. Uma das vantagens deste processo é a limitação na
produção de particulados, que são as partículas de material sólido e líquido capazes de
permanecer em suspensão, como é o caso da fuligem e das partículas de óleo.
É importante frisar que no processo de pirólise não há incineração do lixo, mas antes a
decomposição em ambiente sem oxigênio levado a temperaturas de carbonização. Outro
detalhe importante é o tratamento e a purificação das emanações gasosas por destilação e
filtragem através de processos modernos que resultam em níveis praticamente indetectáveis
de poluição atmosférica.
Diversos estudos e experiências apontam a pirólise como um dos meios mais
eficientes para o tratamento do lixo. Segundo levantamento, Sanner (1970 apud LEAL, 2013)
concluiu que através dela podia ser extraído diversos subprodutos do lixo. Em uma tonelada,
por exemplo, é possível extrair cerca de 11 quilos de sulfato de amônia, 131 quilos de carbono
quase puro, 12 litros de alcatrão, 9,5 litros de óleo combustível, além de lignina e água ácida
que podem ser comercializados em diferentes ramos da indústria. Caso haja presente nos
resíduos processados vidros, metais, derivados de minério e outros materiais inertes (escória),
estes saem limpos sem rótulos ou pinturas prontos para reciclagem. Eles não derretem, pois
como já citado não ocorre combustão do lixo e sim carbonização.
Os gases não condensáveis podem ser utilizados para a produção de vapor através de
trocadores de calor e caldeiras ou, após resfriamento e limpeza em sistema de controle de
emissão, podem ser queimados em caldeiras, turbinas a gás ou motores de combustão interna,
para geração de eletricidade ou destinados à fabricação de produtos químicos (FEAM, 2012).
O reator pirolítico para tratamento do lixo funciona com qualquer produto, desde
o lixo doméstico até resíduos industriais e plásticos. O principal objetivo no processo é a
31
obtenção de produtos com densidade energética mais alta e melhores propriedades do que
àquelas da biomassa inicial. Constitui-se em uma opção ecologicamente correta, além de
possibilitar uma diminuição considerável do número de aterros sanitários.
A implantação de projetos modernos demonstra a confiança dos pesquisadores no
sistema de pirólise, contrariamente às afirmações de alguns, que tempos atrás anunciavam o
iminente fim dos sistemas de pirólise como tratamento de resíduos.
No Brasil, o Projeto Natureza Limpa possui uma planta experimental para tratamento
de RSU por pirólise na cidade de Unaí–MG que se destaca por sua eficiência e economia.
Desenvolvida pela TJMC Empreendimentos, através de Parceria Público-Privada, a
tecnologia busca minimizar os efeitos poluentes em cada fase através da redução de ruídos,
eliminação de odores e recirculação de chorume, além de comercializar os rejeitos como
alcatrão, ferro, cinza, lignina e carvão (Figura 7). Ao lado da usina de carbonização, está
sendo montada uma usina termelétrica, que será abastecida com o carvão gerado. O
engenheiro responsável pelo projeto garante que a nova usina será mais eficiente e sustentável
que uma tradicional (Figura 8). A termelétrica que está sendo construída em Unaí vai produzir
energia a R$ 130 o megawatt. Em uma termelétrica tradicional, o custo é de R$ 1600, em
média (TJMC, 2013). Na Figura 9 tem-se o reator pirolítico do Projeto Natureza Limpa. Na
Tabela 4 é apresentado um resumo com as vantagens e desvantagens do processo de pirólise.
Figura 7 – Carvão em pó e briquetado, principal subproduto do processo de pirólise
Fonte: Reportagem Programa Cidades e Soluções (Globo News) – Usina de Unaí–MG, 2010.
32
Figura 8 – Modelo de planta do projeto natureza limpa
Fonte: TJMC Empreendimentos, 2013.
33
Figura 9 – Reator pirolítico
Fonte: TJMC Empreendimentos, 2013.
Tabela 4 – Resumo pirólise
VANTAGENS DESVANTAGENS
Menor emissão de poluentes atmosféricos, em
relação à incineração;
Heterogeneidade dos resíduos dificulta o controle
de variáveis operacionais;
Redução do volume de resíduos a ser disposto
(até 95%). Tecnologia não consolidada em escala comercial;
Elevado custo de tratamento dos efluentes
gasosos e líquidos.
Fonte: FEAM, 2012.
3.4.2 Tecnologias de Tratamento Biológico
Constitui-se em uma forma de tratamento da matéria orgânica biodegradável (restos de
alimentos, poda de árvores, madeiras, papéis e papelão contaminados) na qual se intensifica a
ação de microrganismos, visando à estabilização e oxidação dessa matéria. Havendo a
presença de oxigênio livre os processos são aeróbios, na ausência do oxigênio livre os
processos são anaeróbios.
Uma das tecnologias mais conhecidas de tratamento biológico de resíduos, com
aproveitamento energético, é decorrente da utilização do biogás procedente da captura em
aterros sanitários ou da biometanização de resíduos em reatores anaeróbios. Nesse trabalho
será detalhado apenas o primeiro caso.
34
3.4.2.1 Biogás
O processo de aproveitamento do biogás de aterro é o uso energético mais simples dos
resíduos sólidos urbanos. É uma alternativa que pode ser aplicada a curto e médio prazos para
os gases produzidos na maioria dos aterros já existentes, como ocorre em centenas de aterros
em diversos países.
Consiste na recuperação do biogás, oriundo da decomposição anaeróbica da fração
orgânica de RSU, por ação de microrganismos que transformam os resíduos em substâncias
mais estáveis, como dióxido de carbono (CO2), em torno de 46%; metano (CH4), em torno de
54%; água; gás sulfídrico (H2S); mercaptanas e outros componentes (ENGEBIO, 2009 apud
FEAM, 2012). No meio industrial é padrão ser adotado o percentual de 50% para expressar a
concentração do metano (Tabela 5).
Tabela 5 – Composição típica do biogás
GÁS COMPOSIÇÃO
Metano 55 a 70% por volume
Dióxido de Carbono 30 a 45% por volume
Sulfeto de Hidrogênio 200 a 4.000 ppm por volume
Teor de energia do gás de digestão anaeróbia 20 a 25 MJ/Nm³ (4.780 a 6.000 kcal/m³)
Teor de CH4 por tonelada de RSU 167 a 373 MJ/ton RSU
Fonte: EPE, 2008.
O aproveitamento do biogás para gerar energia já é aplicado em alguns municípios no
Brasil, porém abrange uma quantidade pequena dos aterros existentes. O ideal é que as
técnicas de recuperação de energia sejam estimuladas, da mesma maneira como ocorre com
os incentivos à energia solar e à eólica.
Muitos se perguntam se a produção de energia a partir do lixo não entraria em conflito
com a questão da reciclagem. Na verdade, não existe este conflito. O ideal para manter uma
produção de energia eficaz é que os materiais recicláveis sejam separados por processos de
triagem e encaminhados à reciclagem antes de irem para os aterros.
Através de algumas tecnologias pode-se fazer a separação do gás do lixo (GDL) e,
depois de agregado valor, o produto é comercializado de diversas formas cujas mais
importantes são:
35
Uso direto do gás de médio poder calorífico;
Produção de energia/cogeração;
Venda de gás – similar ao gás natural – através de gasodutos ou como GNV.
A maior parte dos aterros utiliza o sistema de drenos abertos, onde é mantida acesa
uma chama para queima imediata do biogás que vai sendo naturalmente drenado. Esse
sistema apresenta uma baixa eficiência e estima-se que apenas 20% do biogás sejam
efetivamente destruídos pela queima, o restante é emitido para a atmosfera (ICLEI, 2009 apud
FEAM, 2012).
Esse processo adotado em alguns municípios, como é o caso de Mossoró, visa resolver
o problema das emissões de metano decorrentes da decomposição natural do lixo em GDL. O
metano tem um potencial de aquecimento global vinte e uma vezes maior que o do dióxido de
carbono, gás a ser emitido como resultado da queima do biogás. Quanto ao potencial de
aquecimento global, queimar o biogás (emissão de CO2) é melhor do que deixá-lo em
decomposição (emissão de CH4).
Diferente dos outros processos de geração de energia, como digestão anaeróbia e
incineração, o aproveitamento do gás de aterro não traz redução do volume de lixo
acumulado, de modo que a deposição contínua de resíduos acaba por esgotar a capacidade de
acumulação do aterro sanitário, ou seja, reduz a vida útil do mesmo não sendo uma das
melhores opções para destino final de resíduos, além de que, os espaços úteis a essa técnica
tornam-se cada vez mais escassos.
Ao longo do tempo de acumulação do lixo, a produção do biogás é crescente, porém,
uma vez cessada a deposição, a produção entra em declínio acentuado dependendo da
composição do lixo depositado. O comportamento da oferta do biogás é ilustrado no Gráfico
1.
Através da análise do Gráfico 1, constata-se que o aproveitamento econômico do gás
fica limitado a um período de tempo relativamente pequeno (entre 12 e 18 anos). No caso de
instalação de usina para produção de energia elétrica a partir do biogás, mesmo durante esse
período, nem todo o gás produzido é aproveitável para a geração de energia em razão da
limitação da potência das unidades geradoras e das perdas na captura devido à adaptação dos
aterros para extração do gás.
36
Gráfico 1 – Evolução típica da produção de biogás em aterro sanitário
Fonte: EPE, 2008.
Quanto à quantidade de resíduos depositados necessária para que um aterro sanitário
seja considerado economicamente viável do ponto de vista da coleta e utilização de metano
para fins energéticos, a experiência da United States Environmental Protection Agency –
USEPA, datada de 1996, indica o valor inicial de um milhão de toneladas de resíduos já
depositados (CETESB, 2006 apud FEAM, 2012).
A partir da divergência encontrada na literatura quanto aos valores mínimos de
quantidade de resíduos para que um aterro seja considerado viável para extração do metano, é
razoável que estudos de viabilidade local sejam realizados por equipes técnicas especializadas
para determinação do potencial para implantação de projetos de aproveitamento energético,
com base nas diferentes tecnologias citadas.
Existem algumas metodologias para estimativa teórica da produção de biogás em
aterros sanitários. Entre elas temos a apresentada pela United States Environment Protection
Agency – USEPA (1998), outra segundo o International Panel on Climate Change – IPCC
(1996) e outra desenvolvido pelo Governo do Estado de São Paulo juntamente com a
Secretaria de Estado do Meio Ambiente e da Companhia de Tecnologia de Saneamento
Ambiental (CETESB), e do Governo Federal, por meio do Ministério da Ciência e
Tecnologia, que estima a geração de biogás em aterros sanitários através de um programa de
computador, chamado de Biogás Geração e uso Energético (CETESB, 2006).
Na Tabela 6 pode-se verificar um exemplo de quantidade mínima de RSU
recomendada por estudos para as tecnologias de tratamento térmico por incineração e biogás
37
de aterro, visando ao aproveitamento energético, assumindo-se uma viabilidade de projeto
equiparada a de uma termelétrica a gás natural.
Tabela 6 – Estimativa da quantidade mínima de RSU e geração de energia elétrica para
tecnologias usuais de aproveitamento energético
TECNOLOGIA t RSU/dia MWh/ t RSU
Incineração 500 0,4 a 0,6
Biogás de aterro sanitário 300 0,1 a 0,2
Fonte: FEAM, 2012 adapt.
Um biogás constituído com cerca de 60% de metano possui um poder calorífico de
5500 kcal. Segundo Zachow (2000 apud GRACINO, 2010), um metro cúbico de biogás com
5500 kcal equivale a: i) 0,8 L de gasolina; ii) 0,7 m³ de metano; iii) 1,5 m³ de gás de cidade;
iv) 1,3 L de álcool; v) 7 kWh de eletricidade; vi) 2,7 kg de madeira; vii) 1,4 kg de carvão de
madeira.
Um sistema padrão de coleta de GDL tem três componentes centrais: poços de coleta e
tubos condutores, um sistema de tratamento e um compressor.
Na Tabela 7 é apresentado um resumo com as principais vantagens e desvantagens do
processo de recuperação de biogás.
Tabela 7 – Resumo biogás
VANTAGENS DESVANTAGENS
Redução dos gases do efeito estufa; Ocupam áreas significativas, requerendo
controle ambiental e restrições de uso após o
encerramento das atividades;
Utilização para geração de energia ou como
combustível;
Decaimento da disponibilidade de
combustível ao longo da vida útil do projeto;
Redução da possibilidade de ocorrência de
auto-ignição e/ou explosão pelas altas
concentrações de metano;
Recuperação parcial do gás em aterros,
sobretudo naqueles cuja construção não foi
projetada para esse fim, neste caso a
recuperação se limita muitas vezes a 50%.
Tecnologia consolidada em escala comercial. O biogás é gerado apenas pela matéria
orgânica biodegradável presente nos RSU.
Fonte: FEAM, 2012.
38
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 ANÁLISE DO CASO MOSSORÓ
Todo projeto de engenharia destinado ao tratamento, aproveitamento energético e/ou
destinação final dos RSU deve, necessariamente, passar pelas etapas de levantamento de
dados, análise, diagnóstico e planejamento. É inconcebível a implantação desses sistemas sem
o conhecimento prévio da realidade do município com o qual se pretende trabalhar. O
diagnóstico é uma etapa de fundamental importância onde serão identificadas as principais
características e peculiaridades do município, seu perfil socioeconômico, bem como as
informações referentes à geração de resíduos, tais como taxa per capita, composição
gravimétrica, etc. A indicação da solução mais adequada para a realidade encontrada passará
pela avaliação do diagnóstico, que norteará a tomada de decisão.
A Universidade Federal Rural do Semi-árido – UFERSA através dos cursos de
engenharia mecânica, engenharia de energia, engenharia de produção e engenharia civil
possui recursos tanto humano (corpo discente) como tecnológico (laboratórios) para promover
uma empreitada de estudos experimentais visando à descoberta de novas técnicas e
tecnologias que contribuam para o melhor aproveitamento dos RSU locais.
4.2 O MUNICÍPIO DE MOSSORÓ
A cidade de Mossoró (Figura 10) é a segunda maior cidade do estado do Rio Grande
do Norte. Está localizada na mesorregião oeste potiguar e na microrregião homônima,
aproximadamente nas coordenadas 06º S e 37º W. Ocupa uma área de 2.110,207 km², sendo
que 11,583 km² estão em perímetro urbano. Sua população foi estimada no ano de 2013 em
280.314 habitantes (Tabela 8). A cidade possui taxa de urbanização de 91,31% (IBGE, 2009
apud WIKIPÉDIA, 2013).
Mossoró atualmente vive um intenso crescimento populacional, econômico e de
infraestrutura; é considerada uma das cidades de médio porte brasileira mais atraente para
investimentos no país (WIKIPÉDIA, 2013).
O município é o maior produtor de petróleo, em terra, do país como também de sal
marinho. Outra atividade econômica forte é a fruticultura irrigada, voltada em grande parte
para a exportação possuindo significativa relevância na economia do estado. Tem também um
dos maiores PIB per capita da região. As festividades realizadas na cidade atraem uma grande
39
quantidade de turistas como é o caso do Mossoró Cidade Junina, um dos maiores arraiás do
Brasil, e o Auto da Liberdade, considerado o maior espetáculo brasileiro em palco ao ar livre.
Figura 10 – Localização da cidade de Mossoró
Fonte: Google, 2013.
Tabela 8 – Crescimento populacional
CENSO POPULAÇÃO PORCENTAGEM (%)
1991 192.267 -
1996 205.214 6,73
2000 213.841 4,20
2007 234.390 9,61
2010 259.815 10,85
2012* (estimado) 266.758 2,67
2013* (estimado) 280.314 5,08
Fonte: IBGE, 2013.
40
A taxa média de crescimento populacional observada no período de 2000 a 2013 foi de
6,48% no município de Mossoró. No Gráfico 2 é apresentado a evolução populacional da
cidade de Mossoró, do estado do Rio Grande do Norte e do Brasil de 1991 a 2010.
Gráfico 2 – Evolução populacional da cidade de Mossoró
Fonte: IBGE, 2013.
O clima na região de Mossoró é predominantemente semiárido, segundo a
classificação de KÖPPEN, com estação chuvosa entre o verão e o outono, apresentando um
período de estação seca de 8 a 9 meses, com regime de chuvas irregulares. Entre os meses de
fevereiro a abril ocorre o período chuvoso, com temperaturas médias anuais de 27,4°C e
umidade relativa média anual de 70%. As direções predominantes dos ventos são sudeste e
nordeste e as de menor predominância, noroeste e oeste (TEÓDULO, 2004).
Em setembro de 2010, Mossoró recebeu destaque em uma das edições da revista Veja.
Segundo a reportagem, a cidade está inserida no grupo das cidades que mais impulsionam o
crescimento do país e é um dos municípios médios brasileiros que mais se desenvolveu nos
últimos anos. O levantamento apontado pela Veja se baseou nos dados do Instituto de
Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA) e afirma que Mossoró tem um PIB (Produto Interno
Bruto) de 2,7 bilhões de reais, além de uma renda per capita anual de 11.500 reais.
(COUTINHO, 2010 apud CAVALCANTI et al., 2011).
41
4.2.1 Gestão de Resíduos Sólidos
A cidade utiliza o aterro sanitário municipal, operado pela empresa SANEPAV, para a
destinação de resíduos sólidos urbanos (classe II A)3, assim como utiliza o aterro sanitário da
região metropolitana de Natal, licenciado pela BRASECO S/A, localizado no município de
Ceará-Mirim, para a destinação do material resultante do tratamento de resíduos sólidos de
saúde (RSS) do município, tratamento este realizado pela empresa SERQUIP.
O lixão das Cajazeiras, antigo destino dos resíduos urbanos, está sendo utilizado para a
disposição dos resíduos da construção civil RCC (classe II B)4 oriundos do poder público e de
outros geradores particulares, todavia, o subsecretário de serviços urbanos, Sr. Carlos Clay,
em entrevista ao programa TCM Notícias do dia 24/07/2013, revelou já existir um projeto em
processo de licenciamento ambiental para construção de mais um aterro sanitário, desta feita,
para receber justamente os resíduos da classe II B que são os resíduos inertes que se resumem
basicamente aos entulhos.
Mesmo com essa preocupação do poder público em regularizar a situação de
disposição ecologicamente correta dos resíduos, segundo levantamentos, ainda ocorre a
destinação clandestina de resíduos domiciliares para a área do lixão, por geradores não
identificados especificamente. Há rumores de que, de madrugada, grandes geradores de
resíduos descarregam seus rejeitos no lixão, isso para não pagarem taxas para disposição no
aterro.
Quanto à coleta, segundo Monteiro et al. (2001 apud ZIGUIA, 2012), coletar o lixo
significa recolher o lixo acondicionado por quem o produz e encaminhá-lo, mediante
transporte adequado, a uma possível estação de transferência, a um eventual tratamento ou à
disposição final.
O principal objetivo da remoção regular de lixo gerado pela comunidade é evitar a
proliferação de vetores causadores de doenças (MANSUR; MONTEIRO, 1990 apud ZIGUIA,
2012). A coleta, operada pela SANEPAV, é realizada diariamente de segunda a sexta-feira
nos três períodos do dia (matutino, vespertino e noturno), através de nove caminhões
3 Resíduos classe II A - Não inertes – Aqueles que não se enquadram nas classificações de resíduos classe I -
Perigosos ou de resíduos classe II B - Inertes, nos termos da NBR 10004/2004. Os resíduos classe II A – Não
inertes podem ter propriedades, tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água
(ABNT, 2004). 4 Resíduos classe II B – Inertes – Quaisquer resíduos que, quando amostrados de uma forma representativa,
segundo a ABNT NBR 10007, e submetidos a um contato dinâmico e estático com água destilada ou
desionizada, à temperatura ambiente, conforme ABNT NBR 10006, não tiverem nenhum de seus constituintes
solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor,
turbidez, dureza e sabor, conforme anexo G (ABNT, 2004).
42
compactadores (15 m³ e 19 m³). Esses caminhões são equipados com carrocerias especiais,
dotadas de dispositivos de compactação, com capacidade adequada ao chassi e fechadas para
evitar despejos nas vias públicas. Entre a região de coleta e o destino final dos resíduos
(aterro), o caminhão realiza tantas viagens quantas forem necessárias para a remoção
completa do volume de resíduos. O acompanhamento das rotas de coletas é feito através de
monitoramento via GPS.
Quanto à reciclagem, o serviço de coleta seletiva é realizado pelas associações de
catadores ACREVI (Associação de Catadores Reciclando para a Vida) e ASCAMAREM
(Associação de Catadores de Material Reciclável de Mossoró), em parceria com a prefeitura
municipal. Elas realizam a coleta, a triagem manual dos recicláveis, a disposição desses
materiais em fardos e a comercialização dos mesmos. A renda obtida é revertida aos
associados. A prefeitura paga pela locação dos espaços utilizados para o armazenamento e
separação do material, cede o fardamento, os equipamentos de proteção individual (EPIs), seis
caminhões, motoristas e combustível (Figura 11).
Figura 11 – Caminhão para coleta seletiva
Fonte: Cavalcanti et al., 2011.
A ASCAMAREM teve origem nos catadores que trabalhavam diretamente no “lixão
das cajazeiras”. Segundo Cavalcanti et al (2011), a ASCAMAREM foi fundada em 2005. As
ações e a implantação dessa associação demoraram a iniciar devido ao pequeno número de
pessoas interessadas. Depois da desativação do lixão, os catadores, sem ter mais como
adquirir os resíduos, resolveram aderir e participar do programa de coleta seletiva em parceria
43
com a prefeitura da cidade. A ASCAMAREM é composta por vinte catadores que realizam a
coleta seletiva na região sul da cidade, sendo duas equipes no período diurno e uma equipe no
período noturno. No Gráfico 3 é apresentada a quantidade de materiais recicláveis coletados
pela ASCAMAREM em 2011.
Gráfico 3 – Quantidade de material reciclável coletado pela ASCAMAREM em 2011
Fonte: Ziguia Engenharia, 2012.
A ACREVI foi criada em 1999, no conjunto habitacional Nova Vida, por iniciativa da
atual presidente da associação, Josefa Avelino da Silva Cunha, uma das pioneiras no trabalho
com a coleta seletiva em Mossoró. É formada por vinte e dois associados que realizam a
coleta seletiva na região norte da cidade. Além do material fornecido pela Prefeitura, a
associação possui um caminhão e uma esteira doada pelo IBAMA, porém o caminhão doado
ainda não está em operação (CAVALCANTI et al, 2011). No Gráfico 4 é apresentada a
quantidade de materiais recicláveis coletados pela ACREVI em 2011.
Os benefícios do processo de coleta seletiva e reciclagem são conhecidos e difundidos
em todo o mundo, não são questionáveis, ou seja, na visão do desenvolvimento sustentável
deste século é um pensamento consolidado. Segundo Calderoni (2003 apud ZIGUIA, 2012),
não reciclar significa deixar de auferir rendimentos da ordem de bilhões de reais todos os
anos. O desafio nisso tudo não consiste apenas em coletar os resíduos e reciclar, mas,
principalmente educar, incentivar a redução na geração, proporcionar um tratamento
adequado para os resíduos com possibilidade de recuperação energética e dar um destino final
adequado para os rejeitos, além de incentivar e fortalecer as associações de catadores com
44
treinamentos e subsídios à compra de equipamentos (esteiras, prensas, entre outros) para o
melhor desempenho das atividades nas cooperativas, como está recomendado no Plano de
Saneamento Setorial – Limpeza Urbana e Manejo dos Resíduos Sólidos da cidade (ZIGUIA,
2012).
Gráfico 4 – Quantidade de material reciclável coletado pela ACREVI em 2011
Fonte: Ziguia Engenharia, 2012.
4.2.2 Resíduos Sólidos Urbanos de Mossoró
A quantidade de resíduos sólidos urbanos coletados em Mossoró vem crescendo a
taxas elevadas nos últimos anos. Esse crescimento se explica devido à expansão econômica,
que contribui para a mudança no consumo dos cidadãos, elevando a demanda por alimentos e,
consequentemente, a geração de resíduos sólidos. Verifica-se também, na cidade, a abertura
de novas indústrias e comércios como a Itagrês, Itamil, Universidades particulares, Shopping
Centers, empresas de fast-food, que contribuem sobremaneira para a elevação no volume de
resíduos coletados, sobretudo resíduos orgânicos.
A exploração econômica dos recursos naturais e a chegada de indústrias geram
riquezas, mas também é extremamente impactante social e ambientalmente. Segundo dados
observados no ano de 2012, a massa diária coletada, transportada e destinada ao aterro
sanitário municipal foi de cerca de 181 toneladas de resíduos sólidos no município de
Mossoró. Essa geração decorre de uma produção média per capita de 0,68 kg por habitante
45
dia (ZIGUIA, 2012), para uma população estimada em 266.758 habitantes (IBGE, 2013). Essa
faixa de produção média per capta enquadra-se abaixo da massa diária de resíduos coletados,
que é de 0,94 kg para a Faixa 4 (municípios entre 250.001 e 1.000.000 habitantes) (Tabela 9),
segundo o Diagnóstico de Manejo de Resíduos Urbanos (SNSA, 2011).
Tabela 9 – Massa coletada de RSU per capita dos municípios segundo faixa populacional
FAIXA
POPULACIONAL
QUANTIDADE
DE
MUNICÍPIOS
MASSA COLETADA PER CAPITA (I021)
Mínimo Máximo Indicador
médio
(municípios) (kg/hab./dia)
1 1430 0,10 2,53 0,82
2 328 0,12 2,42 0,86
3 144 0,29 2,07 0,88
4 73 0,47 2,35 0,94
5 14 0,78 2,21 1,20
6 2 0,94 0,98 0,95
Total – 2011 1991 0,10 2,53 0,96
Total – 2010 1465 0,10 2,72 0,93
Fonte: SNSA, 2013.
A composição do resíduo é bastante heterogênea, assim como as demais características
que podem ser divididas em físicas, químicas e biológicas (SUCEAM, 1994 apud ZIGUIA,
2012).
Características físicas: composição gravimétrica, peso específico, teor de umidade,
compressividade e geração per capita;
Características químicas: definição de tratamentos, grau de degradação da matéria
orgânica e teor calorífico. Dados para definição de tratamentos: teores de cinzas totais
e solúveis, pH, matéria orgânica, carbono, nitrogênio, potássio, cálcio, fósforo e
gorduras;
Características biológicas: é o estudo da população microbiana e dos agentes
patogênicos presentes no resíduo urbano.
46
A revista GeoTemas, periódico semestral do curso de geografia da UERN, campus de
Pau dos Ferros, trouxe em 2012 o artigo “Avaliação e diagnóstico ambiental dos resíduos
sólidos gerados no município de Mossoró/RN” (FERREIRA et al., 2012).
Neste artigo foi feito uma análise gravimétrica no aterro sanitário da cidade de
Mossoró, onde foi utilizada a técnica de amostragem de resíduos sólidos NBR 10007/2004, da
Associação Brasileira de Normas Técnicas. A pesquisa realizada, naturalmente apresenta
algumas limitações, em razão, principalmente, de restrições materiais e de tempo. Não
permitiu avaliar, por exemplo, a componente sazonal na composição dos resíduos. De
qualquer forma, traz informações relevantes. Com os resultados desse estudo, reproduzidos
aqui, tem-se uma boa caracterização dos tipos de resíduos que são dispostos no aterro.
Foi analisado, no ano do estudo, que diariamente chega ao aterro cerca de 160
toneladas de lixo. Os resíduos são secos e com predominância de matéria orgânica (MO).
Materiais recicláveis como plásticos, metais e papéis também estão presentes em grandes
quantidades. Isso é verificado porque o processo de coleta que é feito pela ASCAMAREM e
ACREVI é ineficiente e não atinge grande parte da cidade. Os associados se dispõem, todavia
faltam investimentos por parte da prefeitura para uma maior eficiência e rendimento no
processo. Constata-se esse fato através dos resultados publicados nesse ano de 2013 pelo
Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), relativos ao ano de 2011.
Da Tabela 105, conclui-se com os dados do último ano que uma parte muito pequena
dos resíduos, cerca de 2,53%6, passa por uma triagem e prossegue para reciclagem.
Tabela 10 – Quantidade total de resíduos domiciliares coletados por ano
QUANTIDADE DE RESÍDUOS DOMICILIARES COLETADO POR CADA ÓRGÃO (t)
Ano Prefeitura Empresas Cooperativas de
catadores
2008 30.000 0 525
2009 35.122 37.875 0
2010 36.878 39.769 4
2011 0 54.000 1.400
Fonte: SNSA, 2013 (adaptado).
5 adaptada das tabelas Co02a do SNIS para os diferentes anos.
6 Valor calculado com base na quantidade total de resíduos do último ano (2011), dividido pela quantidade dos
resíduos coletados pelas cooperativas de catadores. (55400/1400)100 = 2,53%.
47
Segundo estudo realizado pela empresa Ziguia Engenharia Ldta, presente no Plano de
Saneamento Setorial – Limpeza Urbana e Manejo dos Resíduos Sólidos (PSS) (2012) da
cidade tem-se que o município é atendido pela coleta seletiva em 60% de sua zona urbana.
Esse dado é no mínimo contrastante quando comparado com os dados relativos à quantidade
de reciclados informada ao SNIS. O valor de 54.000 t apresentado na Tabela 10 como
coletado por empresas representa a quantidade de resíduos domiciliares coletados, no caso
pela SANEPAV. Já o valor de 1.400 t se refere à quantia informada pela prefeitura ao SNIS
sobre a quantidade de material coletado pelas duas associações.
Na Tabela 117 tem-se informações relativas à triagem de resíduos sólidos
(provenientes ou não da coleta seletiva) para a cidade de Mossoró e a capital do Estado, Natal.
Novamente percebe-se o quanto é necessário avançar no sentido da reciclagem, até porque,
além da preocupação ambiental, a PNRS impõe que apenas o rejeito, ou seja, aquilo que não
se consegue aproveitar, é que se deve destinar aos aterros.
Tabela 11 – Materiais recuperados, exceto material orgânico e rejeito
MUNICÍPIO PAPEL E
PAPELÃO
(t)
PLÁSTICOS
(t)
METAIS
(t)
VIDROS
(t)
OUTROS
(t)
TOTAL
(t)
Mossoró 1,8 1,3 2,6 1,5 0,5 7,7
Natal 905.5 323,4 129,4 258,7 0,0 1617,0
Fonte: SNSA, 2013 (adaptado).
Diante dos dados apresentados percebe-se que a coleta seletiva ainda é precária e que
muitos dos materiais descartados no aterro sanitário poderiam ser reutilizados, isso demonstra
a pouca experiência que a cidade tem com a coleta seletiva.
Para a superação deste cenário e em sintonia com os princípios do desenvolvimento
sustentável, deve-se buscar a implantação de um sistema que possa promover a segregação
nas fontes geradoras (cidadãos), visando a minimizar os efeitos ambientais negativos
decorrentes da geração dos resíduos e a maximizar os benefícios sociais e econômicos para o
município.
7 Adaptada da tabela Cs02 do SNIS, 2011.
48
4.2.2.1 Composição gravimétrica ou qualitativa
A análise gravimétrica se constitui na determinação do percentual de cada componente
(matéria orgânica, papel, borracha, vidro, alumínio, etc.) presente no lixo em relação ao peso
total da amostra analisada.
Definir as características qualitativas dos resíduos sólidos é o ponto de partida para
estudos de aproveitamento, reciclagem, compostagem e disposição final. As características
dos RSU variam de acordo com cada localidade, como já mencionado, dependendo de fatores
como nível de condição de vida, educação, consumo, renda, economia, etc. É possível
constatar que países mais industrializados, tais como Japão, Estados Unidos e países da
Europa, possuem maior geração de materiais inorgânicos e países em desenvolvimento, tais
como Brasil, México e Índia, produzem maiores quantidades de resíduos orgânicos.
Na Tabela 12 é apresentada a variação das composições do lixo em alguns países.
Observa-se que a participação da matéria orgânica tende a se reduzir nos países mais
desenvolvidos ou industrializados, provavelmente em razão da grande incidência de alimentos
semi-prontos, disponíveis no mercado consumidor.
Tabela 12 – Composição gravimétrica do lixo de alguns países (%)
COMPOSTO BRASIL ALEMANHA HOLANDA EUA
Mat. Orgânica 65,00 61,20 50,30 35,60
Vidro 3,00 10,40 14,50 8,20
Metal 4,00 3,80 6,70 8,70
Plástico 3,00 5,80 6,00 6,50
Papel 25,00 18,80 22,50 41,00
Fonte: Monteiro, 2001.
De acordo com estudos realizados por Ferreira et al. (2012), a composição
gravimétrica dos resíduos sólidos que chegam ao aterro de Mossoró/RN, tanto na zona rural
como urbana, é apresentada nos Gráficos 5 e 6, respectivamente.
Com os dados apresentados nos Gráficos 5 e 6, confirma-se a forte suspeita que se
tinha a cerca do grande volume de resíduos orgânicos, aproximadamente 65% de todo o
resíduo que se estaria dispondo no aterro. Isso enfatiza a potencialidade na produção do
metano. No Gráfico 7, é apresentado a composição gravimétrica dos RSU no Brasil, percebe-
49
se que a composição gravimétrica do município (Gráfico 8) é semelhante à nacional, com
maior quantidade de matéria orgânica.
Gráfico 5 – Gravimetria de material provindo da zona rural
Fonte: Ferreira et al., 2011.
Gráfico 6 – Gravimetria de material provindo da zona urbana
Fonte: Ferreira et al., 2011.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
%
0
10
20
30
40
50
60
70
%
50
Gráfico 7 – Composição gravimétrica dos RSU no Brasil
Fonte: FEAM, 2012.
Gráfico 8 – Composição gravimétrica dos RSU em Mossoró
Fonte: Autoria própria, 2013.
4.3 CARACTERIZAÇÃO DO ATERRO SANITÁRIO DO MUNICÍPIO DE MOSSORÓ
O aterro sanitário de Mossoró está localizado a cinco quilômetros da área urbana da
cidade, às margens da BR-110, na saída do município para Areia Branca. O aterro sanitário de
Mossoró foi inaugurado no início do ano de 2008, com previsão de vida útil de 10 anos.
Possui capacidade de comportar até seis células de captação de lixo, sendo composto na
primeira etapa de duas células, ocupando uma área de 10.820 m² (Figura 12).
Atualmente, as células “A” e “B” já foram totalmente cobertas e a terceira célula, “C”,
está sendo encerrada. As paredes dessas células possuem 5 metros de altura e existe uma
64% 13%
2%
1% 5%
15% Materia Orgânica
Papel/papelão
Metais Ferrosos
Vidros
Plásticos
Diversos
68%
10%
2%
1% 1% 14%
2% 2%
Materia Orgânica
Papel/papelão
Metais Ferrosos
Vidro
Tetra pak
Plástico
Inertes
Têxteis
51
Figura 12 – Vista aérea do aterro sanitário de Mossoró
Fonte: GOOGLE 2013.
52
proposta, ainda em tramitação nos órgãos ambientais, de que nos próximos anos, estas sejam
aumentadas, chegando a um limite de 10 metros de altura o que, consequentemente,
aumentaria a vida útil do aterro. As células possuem sistema de impermeabilização, sistema
de drenagem e captação de efluentes (chorume), além de quatro flares8 para queima de gás
metano, sendo o produto desta queima o dióxido de carbono (FERREIRA et al, 2012).
O empreendimento ainda dispõe de uma balança rodoviária que controla o volume de
resíduos dispostos no local. Os caminhões, depois de pesados, seguem até a frente de serviço,
onde despejam os resíduos, e na saída os caminhões são pesados novamente para obtenção do
peso real dos resíduos dispostos no aterro. Depois de despejados, os resíduos são compactados
e cobertos por uma camada de terra (ANEXO A).
A operação do aterro é realizada pela empresa terceirizada SANEPAV e dispõe de
estrutura composta por caçambas, tratores, retroescavadeira, garis para manutenção e limpeza,
setor administrativo e equipe de segurança.
Com investimentos da ordem de ordem de R$ 3,3 milhões, o empreendimento é fruto
de uma parceria da Prefeitura de Mossoró e a Petrobras. O equipamento ocupa 163.000 m²
com área construída de 94.623 m². Só na aquisição de máquinas pesadas a prefeitura e a
Petrobras investiram R$ 1,5 milhão. Foram adquiridos 02 tratores de esteira, 02 caminhões
basculantes e 01 escavadeira hidráulica. O local tem capacidade para receber 4.600 toneladas
de lixo por mês, segundo o secretário municipal do SESUTRA em 2008, Alex Moacir (O
MOSSOROENSE, 2008).
A Lei nº. 12.305/10 considera, em seu Art. 3º, a disposição final ambientalmente
adequada como a distribuição ordenada de rejeitos em aterros, observando normas
operacionais específicas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública, à segurança e a
minimizar os impactos ambientais adversos.
No Brasil, entretanto, não se pode dizer que os aterros sanitários recebam apenas
rejeitos. Na realidade, o que ocorre ainda é a disposição final de quaisquer resíduos.
É importante frisar o aspecto da vida útil do aterro, uma vez que é grande a dificuldade
de se encontrar novos locais, próximos às áreas de coleta, para receber o volume de lixo
urbano gerado nos municípios, em face da rejeição natural que a população tem de morar
perto de um local de disposição de lixo.
8 Muylaert (2000 apud LANDIM; AZEVEDO, 2008) explica que um flare é um dispositivo simples para ignição
e queima do GDL. Os projetos incluem flares abertos (ou velas) e enclausurados. Estes são mais caros, mas
podem ser preferíveis (ou requeridos) porque proporcionam testes de concentração e podem obter eficiência de
combustão ligeiramente alta. Além disso, flares enclausurados podem reduzir os incômodos de ruídos e
iluminação.
53
Tem-se nas Figuras 13 e 14 os modelos de situação inicial e final do aterro. Na Figura
15 é apresentado o arranjo geral do aterro de Mossoró, já na Figura 16 é apresentado o
modelo de disposição das células segundo Pinheiro (2005).
Figura 13 – Aterro sanitário de Mossoró – modelo da situação inicial
Fonte: Pinheiro, 2005.
Figura 14 – Aterro sanitário de Mossoró – modelo da situação final
Fonte: Pinheiro, 2005.
54
Figura 15 – Arranjo geral do aterro de Mossoró
Fonte: Pinheiro, 2005.
55
Figura 16 – Modelo de disposição das células
Fonte: Pinheiro, 2005.
56
4.4 MÉTODOS PARA ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE BIOGÁS DO ATERRO
Para a determinação do potencial de geração de gases de um aterro de RSU existem
formulações teóricas e experimentais. As formulações experimentais consideram as medições
reais dos gases gerados. Os resultados das formulações experimentais são mais precisos,
porém de determinação muito mais difícil, demorada e custosa. As formulações teóricas são
utilizadas para descrever a produtividade do biogás em função do tempo.
No Brasil, não existe metodologia desenvolvida neste ramo da ciência, principalmente
que leve em conta as peculiaridades locais, entre as quais: composição dos resíduos, clima e
operação do aterro.
Dentro deste contexto, as estimativas de geração de gases no Brasil são feitas
indiretamente, baseadas em modelos matemáticos e parâmetros obtidos de aterros sanitários
europeus ou norte-americanos. Em geral, estes parâmetros não refletem adequadamente as
condições de biodegradabilidade dos resíduos locais devido às diferenças climáticas e de
projeto, operação e manutenção dos aterros. Portanto, tais estimativas podem estar sujeitas a
grande variabilidade, não obstante, podem fornecer informações relevantes (JUCÁ, 2005 apud
FEAM, 2012).
De acordo com o relatório do Banco Mundial, um sistema de recuperação do biogás
bem projetado, construído e operado pode coletar 75% ou mais do biogás produzido em um
aterro (ELK, 2007).
Os métodos de previsão de geração de gás começaram a surgir no início da década de
1970. Esses modelos se situam em quatro categorias distintas: de ordem zero9, de primeira
ordem10
, multifásicos11
e de segunda ordem12
.
Dentre as diversas metodologias utilizadas para a identificação do potencial de geração
de biogás de aterro destacam-se os estudos do IPCC (Intergovernmental Panel on Climate
Change), UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change) e USEPA
(United States Environmental Protection Agency).
9 Modelos de ordem zero – presume-se que a formação do gás de aterro a partir de um determinado montante
de resíduos torna-se constante com o passar do tempo (ABRELPE, 2013). 10 Modelos de primeira ordem – incluem o efeito da idade sobre a geração de metano. Presume-se que a
formação de gás de aterro a partir de um determinado montante de resíduos decaia exponencialmente com o
passar do tempo (ABRELPE, 2013). 11 Modelos multifásicos – combinação de diversos modelos de primeira ordem para expressar a geração de
metano a partir de diferentes frações dos rejeitos (ABRELPE, 2013). 12 Modelos de segunda ordem – foram propostos para prever emissões de metano com base na química e na
microbiologia da síntese do metano (ABRELPE, 2013).
57
No estudo de viabilidade para aproveitamento energético de um aterro sanitário, para a
definição dos valores dos parâmetros que alimentam a modelagem de previsão de geração de
biogás, necessita-se do acesso a informações relativas aos aspectos construtivos e
operacionais: datas de início e previsão de finalização de funcionamento, áreas das células
usadas para a disposição dos resíduos e área total do aterro, profundidades e/ou alturas
máximas atuais e projetadas, capacidade do aterro, taxas médias de disposição de resíduos no
período de interesse, taxa de compactação dos resíduos depositados, impermeabilização da
base, drenagem das águas pluviais, práticas de coleta aplicadas, tratamento e controle de
chorume, teor de umidade, composição gravimétrica dos RSU, clima local, valores de
reciclagem de resíduos e existência ou não de compostagem.
4.4.1 Modelos de Primeira Ordem
Os modelos matemáticos são uma ferramenta útil e econômica para avaliar o potencial
de geração de gás nos aterros. O êxito de qualquer modelo depende do grau de certeza
necessário, na confiabilidade dos dados, na experiência do indivíduo que analisa os dados, e
no grau de semelhança entre o local em questão e outros locais que possam ter sido
modelados com sucesso (ELK, 2007).
Os modelos de primeira ordem, segundo a literatura, são aqueles que incluem o efeito
da idade sobre a geração de metano. Esses modelos levam em conta o fato da formação de
biogás decair exponencialmente com o passar do tempo. Foram realizadas algumas
modificações nos modelos de primeira ordem com a finalidade de incluir o acúmulo da fase
metanogênica13
e a dependência da temperatura (COOPS, 1995 apud ABRELPE, 2013). Os
modelos de primeira ordem são, de longe, o modelo para estimativa de geração de gás de
aterro mais comumente usado nos dias de hoje no mundo.
4.4.1.1 Modelo Recomendado pelo Banco Mundial
Conhecido como Scholl-Canyon, é recomendado pelo Banco Mundial por ser simples,
de fácil aplicação e o mais empregado pelas agências reguladoras e instituições financeiras
que apoiam os projetos de aproveitamento do biogás de aterros na América do Sul.
13
Fase metanogênica – é a etapa final no processo global de degradação anaeróbica de compostos orgânicos
em metano e dióxido de carbono que é efetuada pelas archaebacterias metanogênicas (WIKIPÉDIA, 2013).
58
Esse modelo baseia-se na premissa de que há uma fração constante de material
biodegradável no aterro sanitário por unidade de tempo, o que se expressa a partir da seguinte
Equação 1, de primeira ordem (ELK, 2007):
QCH4 = k L0 mi e–kt
(Equação 1)
Sendo:
QCH4 = metano produzido no ano “i” (m³/ano);
k = taxa de geração de metano (1/ano);
L0 = potencial de geração de metano em peso de lixo (m³/ton);
m = massa de resíduos depositados no ano “i” (t/ano);
t = anos após o encerramento do aterro (anos).
4.4.1.2 Modelo adotado pelo International Panel on Climate Change – IPCC
O modelo de cálculo simplificado recomendado pelo IPCC permite o cálculo da
quantidade anual de metano gerada em um aterro sanitário e é expresso pela Equação 2 (ELK,
2007):
QCH4 = (Popurb RSUt RSUf FCM COU COUF F
– R) (1 – OX) (Equação 2)
Sendo:
QCH4 = quantidade de gás gerado durante um ano (m³/ano);
Popurb = população urbana (hab.);
RSUt = taxa de geração de resíduos sólidos urbanos por habitante por ano;
RSUf = fração de resíduos sólidos urbanos que é depositada em locais de disposição de
resíduos sólidos (%);
FCM = fator de correção de metano (%);
COU = carbono orgânico degradável no resíduo sólido urbano (gC/GRSU);
COUF = fração de COU que realmente degrada (%);
F = fração de CH4 no gás de aterro (%);
16/12 = taxa de conversão de carbono em metano (adimensional);
R = quantidade de metano recuperado (GgCH4/ano);
59
OX = fator de oxidação (adimensional).
Alguns valores de entrada para a equação do IPCC são obtidos em tabelas.
4.4.1.3 Modelo da United States Environment Protection Agency – USEPA
Também chamado de Landfill Gas Emission Model (Landgem), foi desenvolvido pela
EPA (Environment Protection Agency) e consta na legislação federal dos EUA sobre
diretrizes e regras finais para aterros sanitários novos e velhos.
É bastante empregado no mundo, tendo sido utilizado, inclusive, no estudo do
potencial de geração de energia nos municípios brasileiros realizado pelo Ministério do Meio
Ambiente (ELK, 2007).
Esse método contabiliza quantidades e variações de gases na vida de um aterro e é
expresso pela Equação 3, de primeira ordem:
QCH4 = L0 R (e –kc
– e–kt
) (Equação 3)
Sendo:
QCH4 = quantidade de gás gerado durante um ano (m³/ano);
L0 = potencial de geração de metano em peso de lixo (m³/t);
R = quantidade anual de resíduos depositados no aterro (t/ano);
k = taxa de geração de metano por ano (1/ano);
t = tempo desde o início da disposição no aterro (anos);
c = tempo desde o encerramento do aterro (anos).
Caso o R não seja conhecido, pode ser estipulado pela Equação 4 (GRACIANO,
2010):
R =
(Equação 4)
Os parâmetros L0 e k são comuns a todos os modelos e considerados pela literatura
como os mais importantes, pois refletem variações de acordo com o local, o clima e a
composição dos resíduos.
60
A constante k, taxa de geração de metano, representa a velocidade de decomposição
biológica dos resíduos após a disposição dos resíduos no aterro sanitário e é influenciada pelo
teor de umidade, pela disponibilidade de nutrientes, pelo pH e pela temperatura. Os valores de
k variam de 0,003, para aterros secos, a 0,30, para aterros úmidos (Tabela 13).
Tabela 13 – Faixa de valores de L0 e k
VARIÁVEL FAIXA
VALORES SUGERIDOS
Clima úmido Clima de
umidade média Clima seco
L0 (m³/t) 0 – 187 62 – 140 62 – 142 47 – 125
K (1/ano) 0,003 – 0,3 0,05 – 0,20 0,03 – 0,10 0,01 – 0,05
Fonte: ABRELPE, 2013.
O parâmetro L0, que é o potencial de geração de metano, está associado à quantidade
de matéria orgânica presente na massa de resíduos. O L0 pode variar de 1 m3, para aterros com
resíduos com baixa quantidade de matéria orgânica, a 140m3, para aterros com grande
quantidade de matéria orgânica por tonelada de resíduos.
Para o presente estudo, nas equações, L0 e k foram estabelecidos como sendo os
sugeridos pelo método USEPA quando não se dispõe especificamente desses valores, já que
estes dados são de difícil determinação. Os valores sugeridos são influenciados pela
pluviometria anual da região do aterro: para regiões com pluviometria maior que 635
mm/ano, o valor de k sugerido é de 0,04; se os níveis pluviométricos forem menores que 635
mm/ano, k é tomado como sendo igual a 0,02 (GRACINO, 2010). O valor tomado para L0
será constante e igual a 120 m³/t. O valor de R foi encontrado com base no relatório anual do
SNIS do ano de 2011, através do Diagnóstico do Manejo de Resíduos Sólidos Urbanos.
4.4.2 Programa Biogás Geração e Uso Energético (CETESB)
O programa de computador Biogás – Geração e Uso Energético – Aterros – versão 1.0
é um dos produtos de um convênio firmado em 2001 entre a CETESB – Companhia de
Tecnologia de Saneamento Ambiental, a Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São
Paulo – SMA-SP e o Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT. O programa tem o objetivo
de auxiliar a avaliação de viabilidade do uso energético do biogás gerado pela disposição de
61
resíduos sólidos urbanos em aterros (CETESB, 2006). Na Figura 17 é apresentada a janela
inicial do programa.
Figura 17 – Janela inicial do programa
Fonte: CETESB, 2013.
Na utilização inicial do programa são solicitadas algumas informações do aterro a ser
analisado. Primeiramente o programa requer algumas características do aterro, como
localização, gerenciamento, contatos e registros fotográficos (Figura 18). O item mais
importante e obrigatório da caracterização do aterro é a localização. Informações como nome
da unidade, endereço, estado, cidade e área do aterro são necessários para iniciar a estimativa
de biogás gerado. Sem essas informações não se consegue avançar para as demais etapas.
A segunda etapa do programa constitui-se na entrada de dados para estimativa de
geração de biogás. Na janela do programa, aparecem três dados que devem ser preenchidos
para que o cálculo de geração de biogás seja efetuado: i) a constante de decaimento (k); ii) o
potencial de geração de biogás (L0) que, caso não sejam conhecidos, o programa faz a
sugestão de valores fixos; iii) o fluxo de resíduos (Rx), que para seu cálculo abre-se uma nova
janela do programa para que se possa estimá-lo.
Na Figura 19 é ilustrada a janela de dados requisitados pelo programa e a fórmula
utilizada para a modelagem.
62
Figura 18 – Janela do programa referente às características do aterro
Fonte: CETESB, 2013.
Figura 19 – Janela de entrada de dados do programa para estimativa de geração de biogás
Fonte: CETESB, 2013.
63
Para a determinação do fluxo de resíduos (Rx) é necessário informar o ano de abertura
e ano de fechamento do aterro, a taxa de crescimento populacional (%), a população atual
(hab.), a taxa de geração de resíduo (t hab/ano) e a taxa de coleta de resíduo (%), esses dados
são informados na janela do programa “cronologia do aterro sanitário” (Figura 20). Caso os
dados de taxa de crescimento populacional, taxa de geração de resíduo e taxa de coleta de
resíduo não sejam conhecidos, existe uma opção no programa que sugere esses valores.
Figura 20 – Janela de dados referentes à cronologia do aterro sanitário
Fonte: CETESB, 2013.
Na etapa seguinte, para apresentação dos resultados, é necessário informar a linha de
base de queima de metano no aterro (%), a energia elétrica evitada (tCO2/MWhevit), a
eficiência de coleta de biogás (%) e a eficiência de queima de biogás (%) (Figura 21). Esses
dados também são sugeridos pelo programa caso não sejam conhecidos.
Após esse passo de preenchimento da linha de base é apresentado o resultado em
gráfico tanto para vazão x ano quanto para potência x ano, além da possibilidade de ver os
valores em tabela e opção de exportar a tabela para planilha eletrônica do Microsoft Excel®.
64
Existe também no programa outras funções que podem ser usadas dependendo da entrada de
outros dados que são bastante específicos.
Figura 21 – Janela de linha de base
Fonte: CETESB, 2013.
4.5 METODOLOGIA UTILIZADA NA PESQUISA
A metodologia utilizada no presente estudo baseou-se além de uma breve revisão
bibliográfica, abordando a presente legislação sobre os resíduos sólidos, as tecnologias
existentes para aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos e a situação atual da
disposição de resíduos sólidos na cidade de Mossoró/RN, principalmente, nos seguintes
aspectos:
1. levantamento de dados junto a Prefeitura Municipal de Mossoró, Instituto Brasileiro
de Geografia e Estatística (IBGE), Sistema Nacional de Informações sobre
Saneamento (SNIS), Ministério do Meio Ambiente (MMA);
2. pesquisa em artigos, teses de doutorado, teses de mestrado, trabalhos de conclusão de
curso, periódicos e endereços eletrônicos de entidades relacionadas com
aproveitamento energético de resíduos;
3. entrevistas com os presidentes das associações de catadores de Mossoró
(ASCAMAREM e ACREVI);
65
4. participação em seminários sobre gestão e destinação final de resíduos como a
Conferência Municipal de Meio Ambiente de Mossoró, que fez parte das conferências
regionais da 4ª Conferência Nacional do Meio Ambiente, e participação na Semana de
Meio Ambiente do IFRN campus Mossoró;
5. definição do modelo para estimativa da produção do biogás do aterro de Mossoró em
função dos dados disponíveis.
66
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Através dos levantamentos realizados, foi possível traçar um perfil para o tipo de
resíduo produzido na cidade de Mossoró, sua forma de coleta e sistema de disposição no
aterro sanitário. Tem-se, através desse estudo, uma visão do que ocorre hoje na cidade quando
se fala em produção, gerenciamento e destino final dos RSU.
O conhecimento da composição gravimétrica ou qualitativa do lixo constitui-se em
ferramenta essencial para a definição das providências a serem tomadas com os resíduos
sólidos, desde sua coleta até seu destino final, levando-se em conta que cada comunidade gera
resíduos distintos.
No Brasil, o material orgânico representa 64,0% dos resíduos sólidos coletados e os
recicláveis (plástico, metal, vidro, papel e papelão) perfazem 21,0% (FEAM, 2012). De acordo
com os dados da composição gravimétrica verificados através do estudo de Ferreira et al.
(2011), e sintetizados nos gráficos 5 e 6, Mossoró apresenta certa similaridade com a
realidade brasileira quanto à geração de material orgânico, visto que, aproximadamente,
65,0% dos RSU coletados correspondem à matéria orgânica, no entanto, o município gera,
aproximadamente 30,0% de materiais recicláveis, valor este superior à média brasileira de
21,0%. Essa diferença na geração de produtos recicláveis se dá devido às características
socioeconômicas e culturais da cidade e se relaciona com o poder de consumo e a
industrialização.
A questão da coleta seletiva na cidade ainda é muito insignificante. O órgão público
municipal precisa cumprir algumas premissas básicas quanto às associações de catadores,
como incentivo ao desenvolvimento através da aquisição de equipamentos ou abertura de
linhas de créditos para financiamento destes. Essa preocupação com a coleta seletiva e a
reciclagem tem que ser tratada como uma prioridade tendo em vista que, além de benefícios
ambientais e financeiros, reaproveitar o material reciclável aumenta a vida útil dos aterros
sanitários.
O setor de educação ambiental do município precisa destinar verbas para divulgação
em massa da coleta seletiva através dos meios de comunicação. O tratamento mais eficaz é o
prestado pela própria população quando está empenhada em reduzir a quantidade de lixo,
evitando o desperdício, reaproveitando os materiais, separando os recicláveis em casa ou na
própria fonte e se desfazendo do lixo que produz de maneira correta.
67
Quanto à destinação final do lixo, um fator de destaque é a preocupação do município
na regularização ambiental e social do mesmo, já que se utiliza do aterro sanitário como
destino final para os resíduos sólidos da classe II A e, como já apresentado, está em fase de
licenciamento para a construção de um novo aterro que receberá os resíduos da classe II B, os
RCC. Os RSS são recolhidos pela empresa SERQUIP e, depois de tratados, são dispostos no
aterro sanitário do município de Ceará-Mirim.
Quanto à operação do aterro, os resíduos depois de pesados são dispostos nas células e
recobertos por terra diariamente. Esse fator é importante, pois evita que o lixo se espalhe
devido à ventania, evita a presença de insetos, aves e ratos, como também a proliferação do
mau cheiro.
O procedimento atual de queima dos gases liberados pela decomposição dos resíduos é
necessário, pois evita a liberação de metano diretamente na atmosfera contribuindo assim para
diminuição do efeito estufa.
Em relação à quantidade de lixo recolhida por dia, tem-se que quanto maior a
quantidade de lixo orgânico, maior será o potencial de produção de biogás. A literatura mostra
que para produção de 1 m³ de biogás utiliza-se aproximadamente 13,23 kg de lixo orgânico
(SILVA, 2010 apud GRACIANO, 2010).
Em um futuro próximo, o aproveitamento energético dos resíduos para geração de
energia pode vir a se tornar uma obrigação.
Para a estimativa de cálculo da geração de metano no aterro de Mossoró foram
utilizadas as metodologias apresentadas nos itens 4.4.1.3 e 4.4.2, metodologia da USEPA e
Programa biogás geração e uso energético da CETESB, respectivamente.
Os modelos relacionados foram escolhidos em virtude dos dados coletados disponíveis
e da simplicidade na aplicação, tendo em vista que outros modelos mais complexos
demandariam dados mais rebuscados e que fogem ao objetivo deste trabalho.
5.1 RESULTADOS OBTIDOS PELA UTILIZAÇÃO DO MÉTODO DA USEPA
Na Tabela 14 são apresentados os dados de entrada usados no modelo da USEPA.
A aplicação do modelo da USEPA no aterro de Mossoró apresentou resultados que são
mostrados na Tabela 15. Também é apresentado o Gráfico 9 de dispersão para os dados de
vazão versus tempo segundo valores calculados pela Tabela 15 para o período de 2009 a
2033.
68
Tabela 14 – Dados de entrada em modelo da USEPA
ASPECTOS RELEVANTES DADOS DE ENTRADA
Ano de início de atividade do aterro 2008
Ano de fechamento do aterro 2018
Quantidade anual de resíduos depositados
no aterro R (t/ano) (2009)1
72997
Quantidade anual de resíduos depositados
no aterro R (t/ano) (2010)¹ 76647
Quantidade anual de resíduos depositados
no aterro R (t/ano) (2011)¹ 54000
Quantidade anual de resíduos depositados
no aterro R (t/ano) (2012)* 66200
Potencial de geração de metano em peso
de lixo L0 (m³/t) 120
Taxa de geração de metano por ano k
(1/ano) 0,04
Fonte: Autoria própria, 2013. ¹Tabela 10. * estim. (0,68kg/hab/dia 266758 hab 365 66200t).
Tabela 15 – Estimativa de biogás gerado pelo método da USEPA
ANO R L0 k t c QCH4
(m³/ano)
2009 72997 120 0,04 1 0 343470,4
2010 76647 120 0,04 2 0 707148,2
2011 54000 120 0,04 3 0 732755,6
2012 66200 120 0,04 4 0 1174569,7
2013 66200 120 0,04 5 0 1440002,9
2014 66200 120 0,04 6 0 1695028,3
2015 66200 120 0,04 7 0 1940054,0
2016 66200 120 0,04 8 0 2175472,0
2017 66200 120 0,04 9 0 2401659,3
2018 66200 120 0,04 10 0 2618977,6
2019 66200 120 0,04 11 1 2516286,0
2020 66200 120 0,04 12 2 2417621,0
2021 66200 120 0,04 13 3 2322824,7
2022 66200 120 0,04 14 4 2231745,5
2023 66200 120 0,04 15 5 2144237,5
2024 66200 120 0,04 16 6 2060160,7
2025 66200 120 0,04 17 7 1979380,7
2026 66200 120 0,04 18 8 1901768,0
69
ANO R L0 k t c QCH4
(m³/ano)
2027 66200 120 0,04 19 9 1827198,6
2028 66200 120 0,04 20 10 1755553,2
2029 66200 120 0,04 21 11 1686716,9
2030 66200 120 0,04 22 12 1620579,8
2031 66200 120 0,04 23 13 1557036,0
2032 66200 120 0,04 24 14 1495983,7
2033 66200 120 0,04 25 15 1437325,4 Fonte: Autoria própria, 2013.
Gráfico 9 – Geração de metano no aterro sanitário de Mossoró/RN
Fonte: Autoria própria, 2013.
Percebe-se através do Gráfico 9 que, depois de aproximadamente 10 anos de
funcionamento do aterro, tem-se o pico de geração de metano com volume de 2.618.977 m³
de gás, no caso, no ano de 2018. Após o ápice de geração, ocorre um declínio suave na curva
que tende a diminuir até o seu esgotamento. É justamente esse volume que se espera que seja
utilizado para algum fim que não a simples queima.
Na cidade do Natal, capital do Estado do RN, por exemplo, existe um projeto onde se
utiliza o biogás de aterro em cozinhas comunitárias (Figura 22).
5.2 RESULTADOS OBTIDOS PELA UTILIZAÇÃO DO PROGRAMA DA CETESB.
Para estimativa através do software da CETESB precisou-se alimentar o sistema com
alguns dados que são mostrados na Tabela 16.
0,0
500000,0
1000000,0
1500000,0
2000000,0
2500000,0
3000000,0
0 5 10 15 20 25
QC
H4 (
m³/
ano
)
tempo (Anos)
70
Figura 22 – Baia de cozinha comunitária com uso de biogás em Natal/RN
Fonte: Pinheiro, 2005.
Tabela 16 – Dados de entrada em software da CETESB
ASPECTOS RELEVANTES DADOS DE ENTRADA
Área total das células de disposição (m²) 43.280
Ano de início de atividade do aterro 2008
Ano de fechamento do aterro 2018
Quantidade de drenos instalados 14
Taxa de crescimento da população (%) 7,5
População atual (hab.) 266.758
Taxa de geração de resíduos (t/habano) 0,2482
Taxa de coleta de resíduos (%) 88
Constante de decaimento k (1/ano) 0,08
Potencial de geração de biogás L0
(m³biogás/kgRSD) 0,12
Linha de base de queima (%) 20
Energia elétrica evitada (tCO2/MWhevit) 0,2782
Eficiência de coleta de biogás (%) 75
Eficiência de queima de biogás (%) 95
Fonte: Autoria própria, 2013.
71
O dado relativo à área total das células de disposição foi calculado baseado nos dados
apresentado por Cavalcanti et al. (2012). Segundo esse estudo, as duas primeiras células (1 e
2) tomam um espaço de 10.820 m² de área, como as células 3 e 4 possuem aproximadamente
o mesmo tamanho, de acordo com dados apresentados pela prefeitura (Figura 13), tomou-se o
mesmo valor para área (10.820 m²). Já as células 5 e 6 aparentam ser duas vezes maiores que
os quatro primeiros pares, dessa forma tomamos o valor de área de 21.640 m². O valor de área
total para as células ficou então sendo 43.280 m².
Quanto ao ano de fechamento do aterro correspondente ao ano de 2018, considerou-se
a vida útil como sendo de 10 anos, conforme dados recolhidos em documentos oficiais da
prefeitura de Mossoró (ZIGUIA, 2012, p. 81).
A quantidade de drenos é o previsto em projeto conforme apresentado na Figura 14.
A taxa de crescimento da população foi calculada segundo dados do IBGE, relativos
aos anos de 2000 a 2012, além da população para o ano de 2012.
A taxa de geração de resíduos foi calculada baseando-se no valor de geração de
resíduos de 0,68 kg/habitantedia apresentada no Plano de Saneamento Setorial – Limpeza
Urbana e Manejo dos Resíduos Sólidos da cidade de Mossoró.
Os valores para a taxa de coleta de resíduos, a constante de decaimento k, o potencial
de geração de biogás L0, a linha de base de queima, a energia elétrica evitada, a eficiência de
coleta de biogás e a eficiência de queima de biogás foram sugeridos pelo software (Tabela
16).
O software da CETESB retorna dois gráficos, um de vazão (m³/ano) versus anos
(Gráfico 10) e outro de potência (kW) versus anos (Gráfico 11).
Gráfico 10 – Vazão x ano
Fonte: Autoria própria, 2013.
72
Gráfico 11 – Potência x ano
Fonte: Autoria própria, 2013.
O comportamento do gráfico, como era esperado, apresenta um pico aproximadamente
10 anos depois de sua abertura e depois segue um declínio suave até o esgotamento do biogás.
No Gráfico 10, observa-se duas curvas. A curva de cima (em azul), representa a
geração de gás considerando que 100% deste seja recuperado, todavia essa situação é difícil
de ser alcançada, visto que ocorre algumas perdas no processo de captura. A curva de baixo
(em vermelho) apresenta uma situação mais real de recuperação com uma taxa de coleta de
75%.
No Gráfico 11, é apresentado o potencial energético do biogás em kW que também se
comporta como o Gráfico 10, visto que essa geração de energia é em função da geração do
mesmo. Apresenta-se com pico bem definido e declínio suave ao longo dos anos posteriores
ao fechamento do aterro.
Esse potencial energético, como visto neste estudo, é possível através da implantação
de usinas térmicas próximas ao aterro que se utilizará do biogás para produção de energia
elétrica.
As tabelas que geraram os Gráficos 10 e 11 são apresentadas no ANEXO C (Tabelas
17 e 18).
73
6 CONCLUSÕES
De acordo com o levantamento de dados realizado, pode-se concluir que a produção
média diária per capita de RSU em Mossoró, de cerca de 0,68 kg, está próxima da média de
várias cidades brasileiras com população urbana entre 250.001 e 1.000.000 habitantes (0,94
kg/hab./dia).
A composição média dos RSU produzidos guarda uma certa relação com o nível de
vida ou a renda média da população da cidade. Isso porque, de forma geral, os estudos
mostram que a proporção de matéria orgânica é tanto maior quanto menor o nível de renda da
população.
Quanto ao aterro, ao longo de sua vida operacional, terá acumulado uma quantidade de
resíduos que ultrapassa 650 mil toneladas (Tabela 17 – ANEXO C) e, nas condições de
disposição final que acontece hoje, em pouco tempo estará esgotada a sua capacidade. Em
breve estará fora de operação e terá que ser substituído por um novo aterro sanitário.
Diante do cenário apresentado, se o município de Mossoró continuar crescendo no
ritmo atual, a implementação de medidas e tecnologias voltadas para o aproveitamento
energético serão imperativamente fundamentais para a redução do volume de material
disposto e dos impactos ambientais negativos, decorrentes do lixo urbano.
Conforme visto nesse estudo, o aproveitamento do potencial energético dos RSU tanto
pela incineração como pelo processo de pirólise pode trazer benefícios ambientais como
aumento de vida útil do aterro, com a disposição apenas de rejeitos, e benefícios financeiros,
como a possibilidade de ganhos com a comercialização dos subprodutos gerados nesses
processos, mas para isso terão que adquirir ou investir no desenvolvimento de uma planta de
incineração ou uma planta de processamento por pirólise como a utilizada na usina da cidade
de Unaí-MG.
Já a recuperação direta dos gases produzidos pelo aterro, é uma solução mais
econômica e de rápida aplicação, todavia não traz a vantagem de aumentar a vida útil do
aterro e também não é de longa duração. Como visto no Gráfico 10, essa recuperação se faz
em um intervalo de tempo que é naturalmente reduzido, entre 12 e 18 anos. Isto ocorre porque
a quantidade de gás produzida é crescente até o esgotamento do aterro, decaindo rapidamente
a partir deste momento.
Alguns testes poderiam ter sido feitos, todavia não foi possível devido aos prazos
reduzidos para o estudo em questão. É importante que seja dada continuação a este trabalho
74
com intuito de possibilitar o adequado gerenciamento e aproveitamento dos resíduos sólidos
no município.
75
REFERÊNCIAS
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10004 – Resíduos sólidos –
Classificação. Rio de Janeiro: ABNT, 2004. 71 p.
ABRELPE, Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Publica e Resíduos
Especiais. Atlas brasileiro de emissões de GEE e potencial energético: na destinação de
resíduos sólidos. São Paulo: Grappa Editora e Comunicação, 2013. 172 p.
BRASIL. Decreto nº. 7.404, de 23 de dezembro de 2010. Regulamenta a lei nº. 12.305, de 2
de agosto de 2010, que institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, cria o Comitê
Interministerial da Política Nacional de Resíduos Sólidos e o Comitê Orientador para a
Implantação dos Sistemas de Logística Reversa, e dá outras providências. Diário Oficial [da]
República Federativa do Brasil, Poder Executivo, Brasília, DF, 23 dez. 2010. Seção 1 –
Edição Extra, p. 1.
BRASIL. Lei n.º 12.305, de 2 de agosto de 2010. Política nacional de resíduos sólidos. 2.
ed. Brasília: Câmara dos Deputados, Edições Câmara, 2012. 73 p. – (Série legislação; n. 81)
CAVALCANTI, Camila Rebouças; SOUZA, Francisco das Chagas Silva; ALVES, Gilcean
Silva. Estudo do gerenciamento da coleta seletiva dos resíduos sólidos no município de
Mossoró-RN. Holos, Mossoró, ano 27, v. 4, p.51-64, jun. 2011.
CETESB, Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental; Secretaria do Meio
Ambiente; Ministério da Ciência e Tecnologia. Manual do usuário do programa de
computador: geração e uso energético – aterros – versão 1.0. São Paulo: SMA: CETESB:
MCT, 2006. 61 p.
COSTA JÚNIOR, Nilton et al. Análise técnica e econômica no aproveitamento energético do
biogás de aterros sanitários estudo de caso do aterro sanitário bandeirantes. Sinergia: Revista
científica do Instituto Federal de São Paulo, São Paulo, v. 13, n. 3, p.219-228, set./dez., 2012.
ECOMAINE. Waste-to-energy plant. Disponível em:
<http://www.ecomaine.org/electricgen/index.shtm>. Acesso em: 30 ago. 2013.
ELK, Ana Ghislane Henriques Pereira Van. Mecanismo de desenvolvimento limpo
aplicado a resíduos sólidos: redução de emissões na disposição final. Rio de Janeiro: IBAM,
2007. 44 p.
EPE, Empresa de Pesquisa Energética. Nota Técnica DEN 06/08: aproveitamento energético
de RSU em Campo Grande, MS. Rio de Janeiro: MME, 2008. 77 p.
FEAM, Fundação Estadual do Meio Ambiente. Aproveitamento energético de resíduos
sólidos urbanos: guia de orientações para governos municipais de Minas Gerais. Belo
Horizonte: FEAM, 2012. 163 p.
FECOMÉRCIOSP, Federação do Comércio de Bens, Serviços e Turismo do Estado de São
Paulo. Resíduos Sólidos: o que o empresário do comércio e serviços precisa saber. São Paulo,
[2011?] 56 p.
76
FERREIRA, Alex Rodrigues; CAMACHO, Ramiro Gustavo Valera; ALCÂNTARA NETO,
Antônio Queiroz. Avaliação e diagnóstico ambiental dos resíduos sólidos gerados no
município de Mossoró-RN. Geotemas, Pau dos Ferros, v. 2, n. 2, p.55-67, jul./dez., 2012.
Semestral.
GONÇALVES, Pólita. Lixão x aterro. Disponível em:
<http://www.lixo.com.br/index.php?option=com_content&task=view&id=144&Itemid=251>.
Acesso em: 30 ago. 2013.
GOOGLE. Mapas. Disponível em: <https://maps.google.com.br/maps?hl=pt-BR&tab=wl>.
Acesso em: 30 ago. 2013.
GRACINO, Mariana Carvalho da Silva. Caracterização dos aterros sanitários de
araçatuba e região e o potencial do aterro sanitário da cidade de araçatuba para
produção de biogás. 2010. 65 f. Trabalho de Graduação (Superior) - Curso de Tecnologia em
Biocombustíveis, Faculdade de Tecnologia de Araçatuba, Araçatuba, 2010.
IBGE, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Evolução populacional. Disponível em:
<http://www.ibge.gov.br/cidadesat/painel/painel.php?codmun=240800&search=rio-grande-
do-norte|mossoro>. Acesso em: 30 ago. 2013.
ICLEI, International Council for Local Environmental Initiatives; BRASIL. Planos de
gestão de resíduos sólidos: manual de orientação. Brasília: MMA, 2012. 157 p.
IPEA, Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Brasil). Diagnóstico dos resíduos sólidos
urbanos: relatório de pesquisa. Brasília, 2012. 82 p.
LANDIM, Ana Luiza Pinto Ferreira; AZEVEDO, Lizandra Prado de. O aproveitamento
energético do biogás em aterros sanitários: unindo o inútil ao sustentável. BNDES Setorial,
Rio de Janeiro, n. 27, p.59-100, mar., 2008.
LEAL, Adriano. Pirólise. Disponível em: <http://www.infoescola.com/reacoes-
quimicas/pirolise/>. Acesso em: 30 ago. 2013.
MAROUN, Christianne Arraes. Manual de gerenciamento de resíduos: guia de
procedimento passo a passo. 2. ed. Rio de Janeiro: GMA, 2006. 16 p.
MENEZES, Ricardo A. Amaral; GERLACH, José Luiz; MENEZES, Marco Antonio. Estágio
atual da incineração no Brasil. In: VII SEMINÁRIO NACIONAL DE RESÍDUOS
SÓLIDOS E LIMPEZA PÚBLICA, 2000, Parque Barigui. Disponível em:
<http://www.luftech.com.br/informacoes-ambientais/incineracao/122-estagio-atual.html>.
Acesso em: 30 ago. 2013.
MONTEIRO, José Henrique Penido et al. Manual de gerenciamento integrado de resíduos
sólidos. Rio de Janeiro: IBAM, 2001. 200 p.
O MOSSOROENSE. Aterro Sanitário de Mossoró será inaugurado hoje com perspectiva
de duração de 15 anos. Disponível em:
77
<http://www2.uol.com.br/omossoroense/300108/conteudo/cotidiano4.htm>. Acesso em: 30
ago. 2013.
PINHEIRO, Sérgio Bezerra. Notas de Aula: Projeto do aterro sanitário de Mossoró. Natal,
2005.
PINHEIRO, Sérgio Bezerra. Notas de Aula: Recuperação de áreas degradadas por lixões e
recuperação energética. Natal, 2005.
PINHEIRO, Sérgio Bezerra. Notas de Aula: Uma visão da situação dos resíduos sólidos no
Estado do Rio Grande do Norte. Natal, 2005.
SINNOTT, Alice Pereira. A aplicabilidade da lei nº. 12.305/10 sob o viés do princípio da
responsabilidade compartilhada. 2012. TCC (Bacharel em Direito) - PUCRS, Porto Alegre,
2012.
SNSA, Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental. Sistema nacional de informações
sobre saneamento: diagnóstico do manejo de resíduos sólidos urbanos – 2011. Brasília:
MCIDADES.SNSA, 2013. 140 p.
SOARES, D. C. E. et al. Análise da precipitação pluviométrica e do número de dias de chuva
no município de Mossoró, RN. In: XIII CONGRESSO BRASILEIRO DE LIMNOLOGIA,
2011, Natal. Anais do XIII Congresso Brasileiro de Limnologia, Natal, 2011.
SOUSA, Rafael da Silva Moreira; GAIA, Daniel de Souza; RANGEL, Lucas dos Santos.
Geração de energia através do lixo. Bolsista de Valor: Revista de Divulgação do Projeto
Universidade PETROBRAS/IF Fluminense, Campos Dos Goytacazes, v. 1, p.377-381, 2010.
TEÓDULO, José Mácio Ramalho. Uso de técnicas de geoprocessamento e sensoriamento
remoto no levantamento e integração de dados necessários a gestão ambiental dos
campos de extração de óleo e gás do canto do amaro e alto da pedra no município de
Mossoró-RN. 2004. 86 f. Dissertação de Mestrado (Mestre em Geociências) - Curso de Pós -
Graduação em Geociências, UFRN, Natal, 2004.
TJMC Empreendimentos. Tecnologia natureza limpa: O modelo natureza limpa. Disponível
em: <http://www.naturezalimpa.com/tecnologia.asp>. Acesso em: 30 ago. 2013.
WIKIPÉDIA. Mossoró. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Mossoró>. Acesso em:
30 ago. 2013.
ZIGUIA ENGENHARIA LTDA (Brasil). Prefeitura Municipal de Mossoró. Plano de
saneamento setorial: limpeza urbana e manejo dos resíduos sólidos. Mossoró, 2012. 140 p.
78
ANEXOS
79
ANEXO A – GERENCIAMENTO E FUNCIONAMENTO DE UM ATERRO
SANITÁRIO
1 Equipamentos Utilizados
Os equipamentos normalmente empregados nas operações em um aterro sanitário são:
• Trator de esteiras – provido de lâmina para espalhamento, compactação e recobrimento do
lixo;
• Caminhão basculante – para transporte de material de cobertura e de material para a
execução dos acessos internos;
• Pá mecânica – para carregamento dos caminhões;
• Retroescavadeira – para abertura e manutenção das valas de drenagem;
• Caminhão-pipa – para abastecimento d'água, para redução da poeira nas vias internas e
umedecimento dos resíduos mais leves (papéis, plásticos etc.) evitando seu espalhamento.
2 Infraestrutura Básica
Guarita/Portaria
Balança
Isolamento
Sinalização
Cinturão verde
Acessos
Iluminação e força
Comunicação
Abastecimento de Água
Instalações de Apoio operacional
Área de disposição de resíduos
Sistema de tratamento de chorume
Instrumentos de monitoramento
80
3 Rotina Operacional do Aterro
Recebimento dos resíduos
Tipos de resíduos que podem ser recebidos no aterro
Disposição dos resíduos
Descarga dos resíduos
Espalhamento e compactação dos resíduos
Recobrimento dos resíduos
Sistema de drenagem superficial
Monitoramento do aterro
Manutenção
81
ANEXO B - EFEITOS ADVERSOS DE ALGUNS POLUENTES GERADOS NO
PROCESSO DE TRATAMENTO TÉRMICO
Extraído de “Aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos: guia de orientações para
governos municipais de minas gerais.” (FEAM, 2012)
Material particulado (MP)
Há relatos de riscos de mortalidade cardiovascular e respiratória, a longo e curto prazo. Alguns
estudos sugerem que uma parte do aumento da mortalidade pode estar associada com exposições
simultâneas de MP e de outros poluentes críticos, como SO2. Os relatórios recentes dos “estudos
de corte prospectivo” de longo prazo de exposições a material particulado no ambiente provam
substancial associação entre o aumento do risco de câncer de pulmão e MP, em especial a
exposição a MP fino ou seus componentes.
Efeitos sobre as condições de visibilidade na atmosfera podem afetar inclusive o clima,
absorvendo as radiações solares e impedindo que elas atinjam a superfície terrestre, ocasionando,
portanto, um resfriamento. Afeta ainda os materiais e as superfícies (por exemplo, vegetação,
edificações e monumentos históricos), contribuindo para prejudicar a qualidade dos recursos
ambientais e para reduzir a vida útil de materiais.
Ácido clorídrico ou Cloreto de hidrogênio (HCl)
É corrosivo para os olhos, pele e membranas mucosas. A exposição à inalação aguda pode causar
irritação aos olhos, nariz e trato respiratório e inflamação e edema pulmonar em seres humanos.
Exposição ocupacional crônica por HCl tem sido reportada como causa de gastrite, bronquite e
dermatites em trabalhadores. A exposição prolongada à baixa concentração pode também causar
descoloração dental e erosão. Não há informações disponíveis sobre os efeitos do HCl à
reprodução ou ao desenvolvimento em seres humanos. A USEPA não classificou o HCl para a
carcinogenicidade.
Contribui para a formação de chuvas ácidas. Os efeitos das chuvas ácidas sobre o solo, vegetação
e lagos são difíceis de quantificar, mas há alguns exemplos de morbidez acelerada de florestas,
alteração das condições biológicas das águas em lagos, impactos sobre edificações e
monumentos ou objetos históricos, especialmente aqueles constituídos de materiais a base de
carbonatos (mármore, calcáreo, dolomita), bem como certos metais (ferro, zinco), vidros
alcalinos, papel, couro e algodão.
82
Gás Cloro (Cl2)
A exposição aguda a níveis elevados de cloro em seres humanos pode provocar dores no peito,
vômitos, pneumonia tóxica e edema pulmonar. Em níveis mais baixos, é um potente irritante
para os olhos, o trato respiratório superior e os pulmões. A exposição crônica ao cloro gasoso em
trabalhadores resultou em efeitos respiratórios, irritação na garganta e olhos e obstrução ao fluxo
aéreo. Não há informações disponíveis sobre os efeitos cancerígenos em seres humanos devido à
exposição ao cloro por inalação.
Monóxido de carbono (CO)
É um gás incolor, inodoro e insípido, um pouco menos denso que o ar. Os efeitos sobre a saúde
advêm de sua grande afinidade para com a hemoglobina do sangue, que é 240 vezes maior do
que a desta para com o oxigênio. Mesmo em pequenas concentrações, o CO pode prejudicar a
oxigenação dos tecidos. A formação do complexo CO/hemoglobina é reversível e, portanto, o
controle da exposição deve levar em conta a exposição aguda.
O CO é pouco solúvel na água e não é removido da atmosfera apreciavelmente através da
precipitação úmida. Os mecanismos mais atuantes na remoção do CO são, por um lado, a
oxidação a CO2, que não ocorre diretamente em velocidades expressivas à temperatura ambiente,
mas pode ser catalisada por processos fotoquímicos. A deposição seca (absorção no solo e nos
seres vivos) parece ser também um mecanismo relevante.
Dioxinas e furanos
A toxicidade da 2,3,7,8-TCDD (tetraclorodibenzodioxina) é muito variável para diferentes tipos
de animais. Para seres humanos, em vários estudos epidemiológicos com pessoas expostas à
mistura de dioxinas, furanos e outros produtos químicos, observou-se o aumento da incidência de
câncer em diferentes locais do organismo. Em relação ao desenvolvimento de tumores malignos,
a USEPA concluiu que há evidências disponíveis de que a TCDD exerce seu efeito
carcinogênico, primariamente através de sua efetividade como agente promotor de estimulação
de replicação de células de maneira reversível, e inibindo apoptosis (morte natural de uma
célula), não sendo a TCDD, porém, um carcinógeno completo. Entretanto, a 2,3,7,8-TCDD, sob
certas condições de exposição, é capaz de aumentar a incidência de câncer em seres humanos,
merecendo a classificação pela USEPA de provável carcinogênico humano.
Como resultado, as pesquisas indicam o grande espectro de consequências à saúde creditadas às
dioxinas que incluem cânceres, efeitos reprodutivos e no desenvolvimento, deficiência
83
imunológica, disrupção endócrina incluindo diabetes mellitus, níveis de testosterona e do
hormônio da tiróide alterados, danos neurológicos incluindo alterações cognitivas e
comportamentais em recém-nascidos de mães expostas à dioxina, danos ao fígado, elevação de
lipídios no sangue, o que se constitui em fator de risco para doenças cardiovasculares e danos à
pele (APHA, 1995 apud ASSUNÇÃO, 1999 apud CEMIG GT e FEAM, 2010).
As rotas de exposição incluem exposição direta pelas emissões atmosféricas e de chaminés e
exposição indireta pela contaminação do solo e produtos alimentícios, água e outros.
A maior fonte de dioxina é a da alimentação. Como a dioxina é solúvel na gordura, há bio-
acumulação na cadeia alimentar e é encontrada principalmente na carne e no leite. Através da
parte gordurosa dos animais ela se acumula, podendo atingir o topo da cadeia alimentar. A
principal via parece ser ar-vegetais até atingir os humanos ou outros animais. Nos peixes, a
principal rota de exposição é a água. Plantas e animais são expostos principalmente através de
particulados suspensos no ar. As partículas sedimentam na vegetação que pode servir de
alimento para animais, podendo passar para o homem (ASSUNÇÃO, 1999 apud CEMIG GT e
FEAM, 2010).
Mercúrio (Hg)
Existe em 3 formas: elementar, compostos inorgânicos (principalmente cloreto de mercúrio) e
compostos orgânicos (principalmente metil mercúrio). Cada forma exibe diferente efeito à saúde.
Exposição aguda a altos níveis de mercúrio elementar em humanos resulta em efeitos no sistema
nervoso central, tais como tremores, alterações de humor e diminuição da função do nervo
sensorial e motor. A exposição crônica também afeta o sistema nervoso central, com efeitos tais
como aumento da excitabilidade, irritabilidade, timidez excessiva e tremores. Exposição a alta
inalação pode também causar danos nos rins e efeitos no trato gastrointestinal e sistema
respiratório. Exposição aguda a mercúrio inorgânico por via oral pode resultar em efeitos, tais
como náusea, vômito e dor abdominal intensa. O dano renal é o maior efeito da exposição
crônica ao mercúrio inorgânico.
Cádmio (Cd)
Em seres humanos os efeitos agudos da inalação consistem principalmente de efeitos sobre os
pulmões, tais como irritação pulmonar. A exposição crônica por inalação ou oral conduz a uma
acumulação de cádmio nos rins que podem causar doenças renais. Tem demonstrado ser uma
substância tóxica no desenvolvimento dos animais, resultando em malformações fetais e outros
84
efeitos, mas não existe prova concludente nos seres humanos. Uma associação entre a exposição
ao cádmio e um risco aumentado de câncer de pulmão tem sido relatada em estudos com seres
humanos, mas estes estudos não são conclusivos, devido a fatores de confusão.
Arsênio (As)
A exposição aguda por inalação de alto nível de poeira ou fumos de As resulta em efeitos
gastrointestinais (náuseas, diarréias, dor abdominal) e desordem nos sistemas nervoso central e
periférico. A exposição crônica por inalação de As inorgânico em humanos está associada com a
irritação da pele e membranas mucosas. Os dados em humanos sugerem uma relação entre
exposição à inalação de mulheres que trabalham em fundições de metal, ou que vivem perto
dessas instalações, e um risco aumentado de efeitos reprodutivos, como abortos espontâneos.
Exposição ao As inorgânico em seres humanos por via inalatória tem demonstrado ser
fortemente associado ao câncer de pulmão, enquanto que a ingestão de As inorgânico por seres
humanos tem sido associada a uma forma de câncer de pele e também a câncer de bexiga, fígado
e pulmão.
Chumbo (Pb)
É um elemento muito tóxico, causando uma variedade de efeitos mesmo em pequenas doses.
Lesões cerebrais, lesões nos rins e distúrbios gastrointestinais podem ocorrer a partir de
exposição aguda a níveis elevados de Pb em seres humanos. A exposição crônica ao Pb resulta
em efeitos no sangue, sistema nervoso central, pressão arterial e nos rins. Crianças são
particularmente sensíveis aos efeitos crônicos do Pb, com baixo desenvolvimento cognitivo,
diminuição do crescimento, dentre outros. Há relatos de efeitos sobre a reprodução, tais como
diminuição da contagem de esperma nos homens e aborto espontâneo em mulheres.
Cromo (Cr)
Pode ser emitido em duas formas, o cromo trivalente (Cr+3) ou hexavalente (Cr+6). O trato
respiratório é o principal órgão alvo para a toxicidade do Cr+6, para exposição aguda e crônica
por inalação. Falta de ar, tosse e chiado no peito foram relatos da exposição aguda ao Cr+6,
enquanto as perfurações e ulcerações do septo, bronquite, redução da função pulmonar,
pneumonias respiratórias e outros efeitos foram observados a partir da exposição crônica.
Estudos limitados a humanos sugerem que a exposição ao Cr+6 por inalação pode ser associada
a complicações durante a gravidez e o parto. Os estudos em seres humanos e animais têm
85
claramente estabelecido que a inalação de Cr+6 é uma substância cancerígena, resultando em um
aumento do risco de câncer de pulmão. O Cr+3, menos tóxico que o Cr+6, é um elemento
essencial aos seres humanos na ingestão de 50 a 200 μg/dia recomendada para um adulto; o
organismo pode desintoxicar certa quantidade de Cr+6 para Cr+3. O trato respiratório é também
o órgão principalmente afetado pela toxicidade Cr+3.
Berílio (Be)
A poeira de berílio entra no ar a partir da queima de carvão e petróleo. Pode ser prejudicial se
inalado, e os efeitos dependem dos níveis de exposição e duração. Se os níveis no ar são
suficientemente altos, podem resultar em uma condição aguda que se assemelha à pneumonia e é
chamada de “doença aguda berílio”. A exposição em longo prazo pode aumentar o risco de
desenvolvimento de câncer de pulmão. O berílio não se acumula na cadeia alimentar.
Óxidos de enxofre (SOx): dióxido de enxofre (SO2) e trióxido de enxofre (SO3)
Os efeitos adversos sobre a saúde humana decorrem essencialmente da formação de ácido
sulfuroso e ácido sulfúrico quando da absorção dos poluentes na superfície úmida das mucosas,
especialmente nas vias aéreas superiores. Os efeitos mais graves do SOx são observados em
combinação com a presença de partículas, no chamado “smog londrino”. Além disso, acredita-se
que especialmente as partículas contendo metais possam favorecer a oxidação do SO2, na medida
em que atuam como catalisadoras da reação. Em virtude desse efeito, a Resolução CONAMA n.
03/1990 estabelece também limites para os episódios críticos de poluição através do produto dos
parâmetros Partículas Totais em Suspensão e SO2. Apresentam ainda elevado grau de
agressividade contra praticamente todos os materiais, inclusive a vegetação e animais, e estão
envolvidos nos processos de formação das chamadas “chuvas ácidas” (MELO, 1995 apud
CEMIG GT e FEAM, 2010).
Óxidos de nitrogênio (NOx): monóxido de nitrogênio (NO) e dióxido de nitrogênio (NO2)
A relevância ambiental do NOx decorre principalmente de seus efeitos de absorção direta no
organismo humano provocando a formação de ácidos, e consequente irritação dos olhos e das
mucosas nas vias respiratórias. Nos pulmões, os óxidos nítricos provocam acúmulo de líquidos,
edemas e danos aos tecidos. Outros efeitos indiretos dos NOx são a participação ativa em
diversos processos atmosféricos, em especial nos processos de oxidação fotoquímica (“smog
fotoquímico”) e nas chuvas ácidas (MELO, 1995 apud CEMIG GT e FEAM, 2010).
86
Hidrocarbonetos totais (HCT)
O termo é utilizado para designar toda uma classe de substâncias que apresenta como
característica em comum a capacidade de serem detectadas pelo detector de ionização de chama
(FID), que pode ser considerado como um contador de átomos de carbono organicamente
ligados. Trata-se, portanto, de um parâmetro, que se mede através de um método de ensaio, e não
por um método de análise. Embora a medida de concentração total de hidrocarbonetos seja útil
para quantificar a contaminação do ar por compostos orgânicos, esse parâmetro é pouco
indicativo do verdadeiro grau de contaminação. Compostos praticamente inofensivos à saúde e
pouco reativos nos processos fotoquímicos, como o metano, são considerados em igualdade com
compostos tóxicos e cancerígenos, como, por exemplo, o benzeno e o butadieno, ou com
compostos mais reativos nos processos fotoquímicos, como os aldeídos. Em virtude disso, as
emissões de hidrocarbonetos e a presença deles na atmosfera vêm sendo cada vez mais
quantificadas através da medição dos VOCs, e não dos hidrocarbonetos totais (MELO, 1995
apud CEMIG GT e FEAM, 2010).
87
ANEXO C – TABELAS GERADAS PELO SOFTWARE BIOGÁS (CETESB)
Tabela 17 – Valores que geraram o Gráfico 9
ANO VAZÃO
(10³ m³/ano)
METANO COLETADO
(10³ m³/ano) POPULAÇÃO
LIXO GERADO
(kg)
LIXO COLETADO
(kg)
LIXO ACUMULADO
(kg)
2008 390 292 185.813 46.118.684 40.584.442 40.584.442
2009 778 584 199.749 49.577.586 43.628.275 84.212.717
2010 1.169 877 214.730 53.295.904 46.900.396 131.113.113
2011 1.563 1.172 230.834 57.293.097 50.417.926 181.531.039
2012 1.963 1.472 248.147 61.590.080 54.199.270 235.730.309
2013 2.372 1.779 266.758 66.209.336 58.264.215 293.994.524
2014 2.791 2.093 286.765 71.175.036 62.634.031 356.628.556
2015 3.222 2.417 308.272 76.513.163 67.331.584 423.960.140
2016 3.669 2.752 331.393 82.251.651 72.381.453 496.341.592
2017 4.134 3.101 356.247 88.420.525 77.810.062 574.151.654
2018 4.619 3.465 382.966 95.052.064 83.645.816 657.797.470
2019 4.264 3.198 411.688
2020 3.936 2.952 442.565
2021 3.634 2.725 475.757
2022 3.354 2.516 511.439
2023 3.097 2.322 549.797
2024 2.858 2.144 591.031
2025 2.639 1.979 635.359
2026 2.436 1.827 683.011
2027 2.249 1.686 734.236
2028 2.076 1.557 789.304
2029 1.916 1.437 848.502
2030 1.769 1.327 912.140
2031 1.633 1.225 980.550
2032 1.507 1.130 1.054.091
2033 1.391 1.044 1.133.148
Fonte: Software CETESB, 2013.
88
Tabela 18 – Valores que geraram o Gráfico 10
ANO POTÊNCIA (kW) POTÊNCIA (m³/h) POTÊNCIA (MMBtu/h)
2008 329 38 1.123
2009 658 75 2.245
2010 988 113 3.370
2011 1.321 151 4.506
2012 1.659 189 5.660
2013 2.004 229 6.838
2014 2.358 269 8.046
2015 2.723 311 9.291
2016 3.101 354 10.580
2017 3.493 399 11.920
2018 3.903 446 13.319
2019 3.603 411 12.295
2020 3.326 380 11.349
2021 3.071 351 10.477
2022 2.834 324 9.671
2023 2.617 299 8.928
2024 2.415 276 8.241
2025 2.230 255 7.608
2026 2.058 235 7.023
2027 1.900 217 6.483
2028 1.754 200 5.984
2029 1.619 185 5.524
2030 1.495 171 5.100
2031 1.380 157 4.708
2032 1.274 145 4.346
2033 1.176 134 4.012
Fonte: Software CETESB, 2013.