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APLICAÇÃO DO MODELO IWM-2 PARA A AVALIAÇÃO DO
CICLO DE VIDA (ACV) NO GERENCIAMENTO INTEGRADO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS DO MUNICÍPIO DE PORTO
ALEGRE/RS
Resumo: A situação atual do manejo de RSU no Brasil exige novas diretrizes legais,
instrumentos normativos e resolutivos, os quais, para serem atendidos, requerem a aplicação
de novas tecnologias ambientais, para o auxílio, principalmente na tomada de decisões
relativas ao gerenciamento de RSU. Dentro deste contexto, a busca por modelos de
desenvolvimento sustentável também se aplica ao gerenciamento dos resíduos sólidos
municipais. Além da sustentabilidade ambiental e econômica, o terceiro fator da
sustentabilidade, a social, é especialmente importante. A partir disso, a realização do presente
trabalho visa analisar a situação atual do gerenciamento dos RSU no município de Porto
Alegre, através da aplicação de uma ferramenta de avaliação do ciclo de vida dos resíduos.
Para tanto, foram gerados dois cenários, um referente à situação atual do gerenciamento de
resíduos no município, e outro caracterizando uma nova proposta de gerenciamento. O objetivo
geral deste trabalho é apresentar uma comparação de cenários, para a geração de
informações, as quais possam servir como subsídios para uma tomada de decisão quanto ao
sistema de gerenciamento dos RSU no município em questão. O presente trabalho apresenta
uma revisão bibliográfica sucinta sobre a temática, com a descrição das vantagens e limitações
da ferramenta a ser aplicada, da mesma forma que a metodologia do trabalho e os resultados
obtidos.
Palavras-chave: ACV; Resíduos Sólidos Urbanos; Gerenciamento de resíduos em Porto Alegre.
APPLICATION OF THE MODEL IWM-2 TO LIFE CYCLE
ASSESSMENT (LCA) THE INTEGRATED MANAGEMENT OF
MUNICIPAL SOLID WASTE THE MUNICIPALITY OF PORTO
ALEGRE / RS
Abstract: The current situation of the management of MSW in Brazil requires new legal
guidelines, regulations and resolute instruments, which, to be met, requiring the application of
new environmental technologies, for assistance, particularly in making decisions regarding the
management of MSW. Within this context, the search for models of sustainable development
also applies to the management of municipal solid waste. In addition to environmental and
economic sustainability, the third factor of sustainability, social, is especially important. From
this, the realization of this work is to analyze the current situation of the management of MSW
in the municipality of Porto Alegre through the application of a tool for assessment of the life
waste cycle. For this, two scenarios were generated, one for the current situation of waste
management in the municipality, and another featuring a new management proposal. The aim
of this paper is to present a comparison of scenarios for the generation of information, which
can serve as input for a decision regarding the management of MSW system in the municipality
in question. This paper presents a brief literature review on the subject, describing the
advantages and limitations of the tool to be applied in the same way that the work methodology
and the results obtained. Keywords: LCA; Municipal Solid Waste; Waste management in Porto Alegre.
Geraldo Antônio Reichert – [email protected]
Universidade de Caxias do Sul - UCS
Rua Francisco Getúlio Vargas, 1130 - CEP 95070-560 - Caxias do Sul – Rio Grande do Sul
Verônica Casagrande – [email protected]
Universidade de Caxias do Sul - UCS
Rua Francisco Getúlio Vargas, 1130 - CEP 95070-560 - Caxias do Sul – Rio Grande do Sul
1. INTRODUÇÃO
Uma das consequências da melhoria da qualidade de vida da população, a qual vem
aumentando o consumo de materiais em seu dia-a-dia, não apenas em quantidade, mas em
diversidade, é o aumento da geração de resíduos sólidos. Estes resíduos, gerados em maior
quantidade nas áreas urbanas, quando não manejados de forma adequada, impactam o meio
ambiente aumentando os riscos à saúde humana. Como solução para o manejo de resíduos, tem-
se o gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos (RSU), sistema que engloba o fluxo
de resíduos como um todo, incluindo os métodos de coleta, de tratamento e de disposição final,
visando otimização econômica, a aceitabilidade social, e principalmente os benefícios
ambientais.
Silva (2009) destaca que no Brasil, atualmente, evidenciam-se alguns pontos críticos no
gerenciamento de RSU, dos quais é possível destacar: as frágeis estruturas institucionais; ações
desordenadas; duplicação de tarefas administrativas; falta de articulação e incompatibilidade de
instrumentos legais; parcial implementação de planos, programas e projetos de longo prazo,
devido à falta de sustentabilidade econômica e financeira; falta de transparência nos processos
de privatização; falta de mecanismos de participação e controle social e supervisão na execução
dos contratos, além da ausência de sistemas de financiamento para apoiar o setor.
A situação atual do manejo de RSU no Brasil acaba por exigir novas diretrizes legais,
instrumentos normativos e resolutivos, os quais, em sua maioria, são citados por Silva (2009), a
partir dos marcos legais provenientes da prestação dos serviços de saneamento (abastecimento
de água, manejo de resíduos sólidos, manejo de águas pluviais e esgotamento sanitário),
definidos pela Lei do Saneamento Básico nº 11.445 (BRASIL, 2007), a Lei nº 11.107 (BRASIL,
2005) dos Consórcios Públicos, e o Decreto nº 6.017 (BRASIL, 2007) que a regulamenta, e as
novas. A partir de então, vislumbra-se a aplicação de novas tecnologias ambientais, para o
auxílio, principalmente na tomada de decisões relativas ao gerenciamento de RSU.
Dentro deste contexto, Reichert (2007) destaca que a busca por modelos de
desenvolvimento sustentável também se aplica ao gerenciamento dos resíduos sólidos
municipais. Além da sustentabilidade ambiental e econômica, o terceiro fator da
sustentabilidade, a social, é especialmente importante. A partir disso, a realização do presente
trabalho visa analisar a situação atual do gerenciamento dos RSU no município de Porto Alegre,
através da aplicação de uma ferramenta de avaliação do ciclo de vida dos resíduos. Para tanto,
serão gerados dois cenários, um referente à situação atual do gerenciamento de resíduos no
município, e outro caracterizando uma nova proposta de gerenciamento. O objetivo geral deste
trabalho é apresentar uma comparação de cenários, para a geração de informações, as quais
possam servir como subsídios para uma tomada de decisão quanto ao sistema de gerenciamento
dos RSU no município em questão.
A seguir será apresentada uma revisão bibliográfica sucinta sobre a temática, com a
descrição das vantagens e limitações da ferramenta a ser aplicada, da mesma forma que a
metodologia do trabalho e os resultados obtidos.
2. AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA – ACV
A Avaliação do Ciclo de Vida – ACV (Life Cycle Assessment – LCA), de acordo com a
EPA (Environmental Protection Agency), consiste em “uma ferramenta para avaliar, de forma
holística, um produto ou uma atividade durante todo seu ciclo de vida”. Heijungs et al (1996
apud CYBIS E SANTOS, 2000), destaca que para a sua utilização deve-se observar uma
sequência de etapas pré-definidas. Esta análise é composta de três etapas básicas: análise de
inventários; análise de impactos e análise de melhorias.
O processo de avaliação inclui o ciclo de vida completo de um produto, processo ou
atividade, ou seja, remete à extração e o processamento de matérias-primas, à fabricação, ao
transporte e à distribuição; o uso, o reemprego, a manutenção; a reciclagem, a reutilização e a
disposição final. A ACV é um método utilizado para avaliar o impacto ambiental de bens e
serviços, sendo uma avaliação sistemática que quantifica os fluxos de energia e de materiais no
ciclo de vida do produto.
Na área de meio ambiente, a metodologia da ACV vem sendo utilizada como
ferramenta para servir de subsídio nas tomadas de decisão, no momento de escolha dos sistemas
de tratamento e disposição final dos resíduos sólidos urbanos (RSU), pois é capaz de prover
uma visão geral dos aspectos ambientais de diferentes estratégias e comparar os potenciais
impactos ambientais de tais opções. É mais conhecida como uma ferramenta que analisa os
impactos do ciclo de vida de um produto físico, mas a metodologia também permite analisar os
impactos do ciclo de vida de serviços como o gerenciamento de resíduos(FINNVEDEN et al,
2000 apud SILVA, 2009).
A metodologia de uma ACV é estruturada nas quatro fases a seguir, de acordo com Roy
et al. (2009 apud CLAUDINO, 2013):
- Definição dos objetivos e escopo: é uma das fases mais importantes da avaliação,
visto que o estudo é realizado de acordo com o estabelecido nesta etapa, que define o propósito
do estudo, o resultado esperado, os limites do sistema, unidade funcional (UF) e as suposições;
- Análise de inventário: é a fase mais trabalhosa e demorada comparada com outras
fases, sobretudo pela coleta de dados; esta coleta pode consumir pouco tempo em caso de
existirem boas bases de dados; informações de bases de dados podem ser utilizadas para
processos que não são de produtos específicos. De acordo com Pereira (2008), o Inventário de
Ciclo de Vida (ICV) é relação de todas as entradas e saídas do sistema estudado. Em sua
preparação os consumos de energia e matérias-primas e as emissões atmosféricas, emissões para
os corpos d’água, resíduos sólidos ou qualquer outra forma de saída de todos os processos
incluídos no estudo, são identificadas e quantificadas.
- Avaliação de impacto: a Avaliação dos Impactos de Ciclo de Vida (AICV) visa
compreender e avaliar os impactos ambientais com base na análise de inventário no âmbito da
meta e no escopo do estudo, fase em que os resultados do inventário são atribuídos a diferentes
categorias de impacto, com base nos tipos de impactos esperados ao meio ambiente; a
Avaliação dos Impactos na ACV geralmente consiste dos seguintes elementos: classificação,
caracterização, normatização e avaliação.
Pereira (2008) destaca que Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida (AICV) é terceira
fase da ACV. Nesta etapa os dados compilados no ICV são avaliados considerando os impactos
potenciais sobre o meio ambiente e a saúde humana. Através da AICV, os impactos potenciais
identificados são associados à cadeia produtiva do produto. Para a AICV, inicialmente deve-se
selecionar as categorias de impacto que serão abordadas pelo estudo. Para a AICV, impactos são
as consequências causadas pelos fluxos de entrada e saída de um sistema sobre a saúde humana,
plantas, animais e a futura disponibilidade de recursos naturais.
- Interpretação dos resultados: o propósito de uma ACV é obter conclusões para
servir de subsídio para uma decisão. O inventário e os resultados da avaliação de impacto são
discutidos juntos, no caso de uma AICV, ou unicamente do inventário, no caso da análise ICV
(Inventário de Ciclo de Vida.
No caso de sistemas de gestão de resíduos, o uso da ACV na avaliação ambiental
proporciona uma visão dos processos e dos impactos ambientais envolvidos, permitindo ainda, a
identificação e a gestão de oportunidades e riscos associados às técnicas de manejo e de
destinação de resíduos sólidos. Pesquisas recentes demonstram um crescente interesse na
aplicação da técnica da ACV ao gerenciamento de resíduos sólidos urbanos. Considerando as
limitações da ACV aplicada à gestão de resíduos sólidos, destaca-se a dificuldade em se estimar
as emissões. Silva (2009) cita que esta dificuldade está associada às diferentes características
individuais de cada resíduo e à composição variada da massa residual como um todo.
Cabe destacar ainda, que os instrumentos normativos referentes à ACV de produtos, que
podem ser orientativos também para a aplicação da metodologia em estudos de gerenciamento
de resíduos, são as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) da série
14.040 (ABNT, 2009).
3. METODOLOGIA
Para realizar a avaliação do inventário do ciclo de vida, diversos autores indicam a
realização de quatro etapas: I. Seleção de categorias de impacto; II. Classificação; III.
Caracterização; e IV. Normalização. A etapa da seleção de categorias de impacto consiste na
fase inicial da avaliação, sendo que, de acordo com Ferreira (2004), deve ser executada durante
a fase inicial de definição de objetivos. Reichert (2013) destaca que as categorias de impacto são
indicadores para quantificar a contribuição das diferentes entradas e emissões em cada categoria
específica de impacto. Para este estudo, foram definidas as seguintes categorias de impacto:
mudanças climáticas;
toxicidade humana;
formação de foto-oxidantes (oxidação química);
acidificação;
eutrofização;
uso de energia;
disposição e aterro de materiais recicláveis secos; e
disposição em aterro de materiais recicláveis orgânicos.
Com relação à etapa de classificação, Ferreira (2004) cita que constitui a fase onde os
resultados gerados no ICV são atribuídos às categorias de impacto, selecionadas na etapa
anterior. Reichert (2013) completa que os dados podem pertencer a mais de uma categoria,
destacando que tanto a etapa de classificação, como a etapa seguinte, de caracterização, foram
desenvolvidas com a aplicação da metodologia CML 2001 (descrita por Den Boer et al., 2005
apud REICHERT, 2013). Por exemplo, a emissão de dióxido de carbono (CO2) pode ser
classificada na categoria Mudanças Climáticas, enquanto que as emissões de amônia (NH3)
podem contribuir, ao mesmo tempo, para as categorias: Toxicidade Humana, Acidificação e
Eutrofização, devendo então ser classificada nestas três categorias.
Na etapa de caracterização são realizados cálculos para avaliar a significância relativa
de cada fator contribuinte ao impacto global do sistema em estudo, convertendo-os em um
indicador comum (REICHERT, 2013). Sendo que as categorias de impacto são caracterizadas
através da seguinte equação:
Indicador de Impacto = Fator de Caracterização x Resultado do Inventário (1)
Segundo Silva (2013), o fator de caracterização pode ser descrito como o potencial do
agente poluente em contribuir para a categoria de impacto, dividido pelo potencial de um agente
poluente padrão em contribuir para a mesma categoria. Sendo determinado a partir do modelo
de cadeias de causa e efeito. Para este estudo, foram utilizados os fatores de caracterização
indicados por Den Boer et al (2005 apud REICHERT, 2013).
A etapa de normalização, descrita por Reichert (2013) como a etapa utilizada para expressar
o indicador de impacto, com o intuito de ser comparado dentre as categorias de impacto. O
procedimento normaliza o resultado do indicador, dividindo-o por um determinado valor de
referência; como o total de emissões ou recursos de uma determinada área, a razão de uma
alternativa ou cenário em relação a outro (por exemplo, cenário base. A partir disso, os
indicadores ambientais são normalizados em termos de equivalentes populacionais – EP –
(habitantes), conforme metodologia sugerida por Guinée et al (2005 apud REICHERT, 2013).
Os resultados são apresentados como percentual (%) da população de Porto Alegre para os
indicadores Mudanças Climáticas, Toxicidade Humana, Formação de Foto-Oxidantes
(Oxidação química), Acidificação, Eutrofização, Uso de Energia, Disposição em aterro sanitário
de resíduos recicláveis secos e Disposição de resíduos orgânicos com potencial de
reciclabilidade. Cabe destacar que a etapa de normalização não é considerada obrigatória, de
acordo com o instrumento normativo NBR ISO 14044.
Dentro deste contexto, dados referentes ao gerenciamento de resíduos sólidos urbanos
(RSU), disponibilizados pelo Departamento Municipal de Limpeza Pública (DMLU) do
município de Porto Alegre, foram inseridos no software IWM-2, para proceder a avaliação
proposta conforme as etapas descritas. Na Tabela 1 são apresentados os dados do município de
Porto Alegre utilizados no presente trabalho.
Tabela 1 – Dados do gerenciamento de RSU do município de Porto Alegre
Descrição Informação
População atendida (Porto Alegre, 2011) 1.413.094 habitantes Número de pessoas por domicílio (hab/dom) 2,7
Número de domicílios 523.368
Geração média de resíduos domiciliares (convencionais e seletivos) 248,3 kg/hab./a Total de resíduos enviados diretamente para reciclagem 0 (zero) kg/dom.·ano Geração total de resíduos comerciais 59.176 t/ano
A partir destes dados, ainda foi possível analisar as informações relativas à composição
gravimétrica dos resíduos do município, conforme os dados apresentados no gráfico da Figura
1.
Figura 1 - Composição gravimétrica úmida dos resíduos de Porto Alegre, base 2011: (a)
resíduos da coleta domiciliar convencional, e (b) resíduos da coleta seletiva
Fonte: DMLU (2012)
MO 57,3 %
Papel 11,6 %
Plástico 11,2 %
Metais 1,4 %
Vidro 2,6 %
Rejeito 15,9 %
Domiciliares
Papel e Papelão 38,4 %
Plásticos 30,6 %
Vidros 3,0 %
Metais Ferrosos
1,6 %
Metais ñ Ferrosos
0,7 %
Rejeitos 25,8 %
Seletivos
(a) (b)
Conforme apresentado na Figura 1, para este trabalho, foram consideradas as
composições dos resíduos domésticos coletados de forma convencional, e também dos resíduos
provenientes da coleta seletiva.
A partir dos objetivos desse trabalho, das etapas características de uma AICV e dos
dados do município de Porto Alegre, torna-se possível utilizar como ferramenta para este
estudo, o programa denominado IWM-2, usualmente aplicado para realizar modelagem, que
baseia-se nos conceitos de gestão integrada de resíduos e análise de ciclo de vida. McDougall et
al (2001) destaca que este modelo constitui uma ferramenta flexível e genérica, podendo ser
aplicada a qualquer sistema de gestão de resíduos urbanos visando estabelecer o desempenho
ambiental global do mesmo. O modelo em questão está direcionado para a otimização e
comparação de cenários na gestão de resíduos, permitindo obter dados sobre diferentes
categorias de impacto ambiental.
Para a aplicação do modelo IWM – 2, é necessário que sejam inseridos alguns dados no
sistema, dentre eles:
número de habitantes e número de residências;
quantidade de resíduos gerados por pessoa, por ano;
caracterização de resíduos (composição gravimétrica dos resíduos);
necessidades energéticas;
custos de operação;
eficiência de operação para cada processo de tratamento.
A estrutura do programa contempla as diversas etapas de gerenciamento de resíduos,
desde a coleta dos mesmos, até sua disposição final. Os dados são inseridos por etapas, de
acordo com a Figura 2.
Figura 2 – Etapas para inserção de dados no IWM-2
Conforme é possível identificar na Figura 2, inicialmente são inseridos os dados
referentes a entrada de resíduos, posteriormente à coleta de resíduos, à segregação dos resíduos,
ao tratamento biológico, ao tratamento por incineração, aterro sanitário e reciclagem. Inseridos
estes os dados, o modelo gera um fluxo de resíduos, facilitando a visualização do cenário criado.
Para o desenvolvimento deste trabalho foram escolhidos dois cenários diferentes, com o
intuito de comparar os seus resultados e gerar uma avaliação. O Cenário 1, referente à situação
atual do município de Porto Alegre, considera os dados, já citados anteriormente, de forma a
caracterizar o gerenciamento de resíduos no município. Este cenário é considerado o cenário
base, para que posteriormente seus resultados sejam comparados com os resultados do cenário
proposto. O fluxo de resíduos referente ao Cenário 1 (base) está apresentado na Figura 3.
Entrada de
Resíduos Coleta de
Resíduos Segregação
de resíduos Tratamento
biológico
Aterro
Sanitário Reciclagem
Incineração
Figura 3 – Fluxo de Resíduos do Cenário 1
A Figura 3 permite visualizar as diferentes tipologias de resíduos, agrupadas pelo programa,
em três categorias: Household collected (resíduos domésticos coletados porta-a-porta),
Household delivered (resíduos domésticos entregues de forma voluntária) e Commercial
(resíduos comerciais).
Com relação ao Cenário 1, cujo fluxo está apresentado na Figura 4, identifica-se a coleta de
410.047 toneladas por ano (t/a) de resíduos no município, sendo que 350.870 toneladas dos
resíduos domésticos são coletados porta-a-porta; 59.176 toneladas dos resíduos são classificados
como comerciais; e não há entrega voluntária de resíduos.
A partir destes dados, 31,402 t/a da quantidade total de resíduos é destinada para a triagem,
da qual aproximadamente 23 toneladas são vendidas como materiais, para serem utilizadas em
outras atividades, e cerca de 8 toneladas, consideradas como rejeito, são dispostas em aterro
sanitário. Ainda, do total de resíduos, 13,423 t/a são destinadas para tratamento biológico
(compostagem), sendo que cerca de 6 toneladas são transformadas em composto biológico,
passível de comercialização, 5 toneladas são emitidas em forma de vapor, devido ao
aquecimento característico deste processo, do qual um dos produtos de saída é a água em forma
de vapor, e aproximadamente 2,5 toneladas, são consideradas como rejeito e são dispostas em
aterro sanitário. Visualiza-se ainda, no fluxo de massa, que 365.222 t/a são destinadas
diretamente para o aterro sanitário. Cabe destacar que, neste cenário, não há o encaminhamento
de resíduos para o processo de incineração.
No Cenário 2 considera-se que 25% dos resíduos seletivos secos são encaminhados para a
reciclagem, sendo que o restante dos resíduos (resíduos e rejeitos) são encaminhados para a
incineração. Considera-se ainda, que as cinzas provenientes do processo de incineração são
encaminhadas para aterro sanitário. O fluxo de resíduos referente ao Cenário 2 (proposta) está
apresentado na Figura 4.
Figura 4 – Fluxo de resíduos no Cenário 2
Na Figura 4 identifica-se a reciclagem direta de 8.217 t/a de resíduos, o encaminhamento de
100.375 t/a de resíduos para o processo de triagem, sendo que destes, 74.478 t/a são recicladas e
comercializadas, e o restante, 301.455 t/a de resíduos, juntamente com 25.897 t/a de rejeitos
provenientes do processo de triagem, são encaminhadas para o tratamento térmico
(incineração). Cabe destacar que, neste cenário, não ocorre a destinação dos resíduos para os
processos de tratamento biológico (compostagem).
O resultado gerado pelo programa refere-se a uma planilha com os dados do ICV. Os quais
são divididos de acordo com as etapas do gerenciamento. Finalizada a etapa da inserção de
dados e da geração das planilhas de dados e do fluxo de resíduos, as informações são
sistematizadas em uma planilha do programa Microsoft Excel®, ferramenta utilizada para
facilitar o trabalho com estes valores, para que os mesmos possam ser analisados e calculados
na etapa de caracterização e normalização. Na Tabela 2 são apresentadas as equações utilizadas
para o cálculo dos indicadores de impacto ambiental, e suas respectivas informações.
Tabela 2 – Metodologia de cálculo dos indicadores de impacto ambiental
INDICADOR DESCRIÇÃO DO INDICADOR EQUAÇÃO UNIDADES
Mudanças climáticas (MdCl)
Mudanças climáticas são causadas pela emissão atmosférica de gases que contribuem para o “efeito estufa”. As emissões típicas em sistemas de gerenciamento de RSU incluem o CO2, N2O e CH4.
MdCl = resultado do indicador, que é expresso em kg CO2 equivalente; PAGi = Potencial de Aquecimento Global da substância i; mi = massa da substância i emitida em kg.
Toxicidade Humana (ToHu)
Esta categoria de impacto concerne os efeitos negativos à saúde humana de substâncias tóxicas emitidas ao ambiente. Considera-se tanto emissões ao meio ar quanto ao meio água doce.
ToHu = resultado do indicador, que é expresso em kg 1,4-diclorobenzeno equivalente; PTHi, emeio = Potencial de Toxicidade Humana da substância i emitida para o meio emeio (ar ou água); mi = massa da substância i emitida em kg.
Formação de foto-oxidantes (FoFO)
É a formação de compostos químicos reativos com o ozônio pela ação da luz solar sobre certos poluentes primários. Estes compostos reativos podem afetar negativamente a saúde humana e os ecossistemas bem como causar danos às plantações.
FoFO = resultado do indicador, que é expresso em kg etileno equivalente; PCFOi = Potencial de Criação Fotoquímica de Ozônio da substância i; mi = massa da substância i emitida em kg.
Acidificação (Acid) Poluentes que causam acidificação do meio têm uma variedade de impactos sobre o solo, água subterrânea, águas superficiais, organismos vivos e sobre o ambiente construído.
Acid = resultado do indicador, que é expresso em kg SO2 equivalente; PAi = Potencial de Acidificação da substância i; mi = massa da substância i emitida em kg.
Eutrofização (Eutr) A eutrofização cobre os impactos potenciais da concentração excessiva de macronutrientes, em especial do nitrogênio e do fósforo.
Eutr = resultado do indicador, que é expresso em kg PO4 equivalente; PEi = Potencial de Eutrofização da substância i; mi = massa da substância i emitida em kg
Uso de energia (UsoEn)
Representa o equivalente energético em GJ (giga Joule) líquido de todo o sistema de gerenciamento de RSU. Um valor positivo para UsoEn indica que há um consumo líquido de energia; e um valor negativo para o indicador representa que houve uma geração líquida de energia no cenário ou que a economia resultante da reciclagem dos matérias é maior que a energia consumida em todo o sistema.
UsoEn = resultado do indicador, que é expresso em GJ equivalente; PCBi = Potencial Calorífico Bruto da fonte energética i; qi = quantidade de energia ou combustível i utilizada, gerada ou poupada em kWh, L ou m³ (qi poupado ou gerado entra com sinal negativo na equação); efi = eficiência energética da fonte i.
Disposição de recicláveis “secos” em aterro sanitário (DRecAS)
Este indicador avalia o impacto da disposição em aterro sanitário de resíduos sólidos “secos” que ainda tem potencial de reciclagem.
DRecAS = resultado do indicador, que é expresso em % dos recicláveis que vão para aterro sanitário; QuRec = Quantidade de Recicláveis “secos” efetivamente reciclados no cenário, em t/a; FrRec = Fração total de potencialmente Recicláveis “secos” no cenário, em t/a.
Disposição de recicláveis “orgânicos” em aterro sanitário (DOrgAS)
Este indicador avalia o impacto da disposição em aterro sanitário de resíduos sólidos “orgânicos” que ainda tem potencial de reciclagem.
DOrgcAS = resultado do indicador, que é expresso em % dos orgânicos que vão para aterro sanitário; QuComp = Quantidade de recicláveis “Orgânicos” efetivamente reciclados no cenário, em t/a; FrOrg = Fração total de potencialmente recicláveis “Orgânicos” no cenário, em t/a.
A partir dos resultados da etapa de caracterização, os dados devem ser normalizados, o que
significa que os mesmos serão convertidos a uma mesma unidade funcional, com o intuito de facilitar
sua comparação. Para a normalização, foram utilizados os valores de referência apresentados na
Tabela 3, relativos à emissão mundial em 1995.
Tabela 3 – Fatores de normalização
CATEGORIA DE IMPACTO
LOCAL
Holanda
(1997)
Europa Ocidental
(1995)
Mundo
(1995)
Mudanças climáticas
(kg CO2 eq.ano-1.cap-1) 16.100 14.600 6.830
Toxicidade humana
(kg 1,2-diclorobenzeno eq.ano-1.cap-1) 12.100 23.300 8.800
Formação de foto-oxidantes
(kq C2H4 eq.ano-1.cap-1) 11,7 25,4 8,04
Acidificação
(kg SO2 eq.ano-1.cap-1) 42,9 84,2 52,9
Eutrofização
(kg PO4 eq.ano-1.cap-1) 32,1 38,4 22,8
Uso de energia
(GJ energia eq.ano-1.cap-1) 72
Fonte: Adaptado de Guinée et al. (2001 apud REICHERT, 2013)
Com os dados gerados no modelo IWM-2 e os resultados dos cálculos das planilhas, torna-se
possível proceder a geração de gráficos comparativos, tanto no próprio programa, como na ferramenta
auxiliar de planilha eletrônica.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir das etapas de seleção das categorias de impacto, classificação, caracterização e
normalização, é possível comparar o Cenário 1 (base) com o Cenário 2. Os resultados finais das etapas
citadas são apresentados na Tabela 4.
Tabela 4 – Resultados da normalização – Cenários 1 e 2
INDICADOR CENÁRIO ETAPAS DO GERENCIAMENTO DE RSU
UNIDADE C1 T C2 I AS R Total
Mudanças
Climáticas
1 956,11 30,75 3,90 0,00 39745,21 -2026,50 38709,47 kgCO2eq.ano-1.cap-1
2 1508,04 72,62 0,00 44303,47 136,74 -7823,41 38239,80
Toxicidade
humana
1 15,71 0,70 0,29 0,00 108,21 -1899,62 -2479,45 kg1,2-diclorobenzeno
eq.ano-1.cap-1 2 53,61 584,71 0,00 41,58 379,63 -30067,10 -36038,45
Formação de
foto-oxidantes
1 544,98 16,15 0,63 0,00 851,46 -507,79 905,44 kqC2H4eq.ano-1.cap-1
2 897,87 33,27 0,00 -116,04 78,56 -3992,23 -1070,72
Acidificação 1 1261,37 37,75 1,86 0,00 1779,78 -1293,98 1786,77
kgSO2eq.ano-1.cap-1 2 2018,44 77,75 0,00 -375,35 179,97 -4955,87 -3055,06
Eutrofização 1 652,12 19,02 3,77 0,00 921,36 2338,54 837,27
kgPO4eq.ano-1.cap-1 2 1658,61 314,54 0,00 -34,86 199,15 -1236679,28 -1234541,84
Uso de energia 1 14,66 0,07 0,04 0,00 2,05 -5,67 -2,01
GJ energia eq.ano-
1.cap-1 2 2390,50 281,62 0,00 -9312,64 214,23 -20543,59 -26858,67
C1: Coleta / T: Triagem / C2: Compostagem / I: Incineração / AS: Aterro Sanitário / R: Reciclagem
Com as informações referentes a cada indicador, foram gerados gráficos, através dos quais é
possível avaliar os dois cenários propostos, de forma comparativa, dos impactos ambientais em cada
um dos indicadores, em cada fase do gerenciamento de RSU. Cabe ressaltar que os resultados
negativos, ou seja, que estão representados nos gráficos à esquerda do eixo vertical, são considerados
como benefícios ambientais, tendo em vista que contabilizam as não emissões ao meio ambiente, de
substâncias que poderiam vir a contribuir com os impactos ambientais aqui destacados. Na Figura 5
apresenta-se o gráfico referente ao indicador Mudanças Climáticas, para os dois cenários.
Figura 5 – Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para Mudanças Climáticas
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 5, nota-se que o Cenário 2, em seu processo
de incineração, contribui significativamente para as mudanças climáticas, ainda mais do que a
contribuição do aterro sanitário adotado no Cenário 1. Evidenciando que o processo de tratamento
térmico gera maior emissão de gases que contribuem para o efeito estufa.
Com relação à reciclagem, constata-se que nos dois cenários ocorrem benefícios ambientais
por parte desta etapa, visto que os valores são negativos, indicando que seriam evitadas as emissões de
substâncias que contribuem para este indicador. No entanto, é evidente que os aspectos relacionados à
reciclagem no Cenário 2, geram mais benefícios, quando comparados ao Cenário 1. Na Figura 6
apresenta-se o gráfico referente ao indicador Toxicidade Humana, para os dois cenários.
Figura 6 – Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para a Toxicidade Humana
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 6, nota-se que o Cenário 2 contribui para a
toxicidade humana, principalmente nas etapas de triagem e disposição final (aterro sanitário), impacto
que não ocorre de forma representativa, quando analisados os aspectos do Cenário 1. No entanto, o
benefício ambiental ocorre de forma significativa na etapa de reciclagem no Cenário 2. Os benefícios
desta mesma etapa também podem ser observados com relação ao Cenário 1, no entanto, em menor
proporção. Na Figura 7 apresenta-se o gráfico referente ao indicador Formação de foto-oxidantes
(Oxidação fotoquímica), para os dois cenários.
-20000 -10000 0 10000 20000 30000 40000 50000
Coleta
Compostagem
Aterro Sanitário
Mudanças Climáticas
Cenário 1 Cenário 2
-35000 -30000 -25000 -20000 -15000 -10000 -5000 0 5000
Coleta
Compostagem
Aterro Sanitário
Toxicidade Humana
Cenário 1 Cenário 2
Figura 7 – Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para a Formação de Foto-oxidantes
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 10, nota-se que o Cenário 1 contribui para a
formação de foto-oxidantes nas etapas de coleta e disposição final (aterro sanitário), contudo, no que
se refere a coleta, o Cenário 2 apresenta uma contribuição maior. Tratando-se dos benefícios
ambientais, o Cenário 1 evita a formação de foto-oxidantes na etapa de reciclagem, o mesmo ocorre,
com Cenário 2, nesta etapa, no entanto, com maior representatividade. Quanto aos demais aspectos,
nota-se certo benefício ambiental na etapa de incineração, no Cenário 2, sendo que no restante, não é
constatada ocorrência representativa para a comparação. Na Figura 8 apresenta-se o gráfico referente
ao indicador Acidificação, para os dois cenários.
Figura 8 – Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para a Acidificação
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 8, nota-se que o Cenário 1 contribui para a
emissão de poluentes que causam a acidificação nas etapas de coleta e disposição final (aterro
sanitário), sendo que no que se refere a coleta, o Cenário 2 apresenta uma contribuição maior.
Tratando-se dos benefícios ambientais, o Cenário 1 evita emissão de poluentes que causam a
acidificação na etapa de reciclagem, sendo que o mesmo ocorre, com Cenário 2, no entanto, com
maior representatividade. Quanto aos demais aspectos, nota-se a contribuição para a acidificação na
etapa triagem, no Cenário 1, e certo benefício ambiental na etapa de incineração, no Cenário 2. O
restante das etapas não apresenta ocorrência representativa para a comparação. Na Figura 9 apresenta-
se o gráfico referente ao indicador Eutrofização, para os dois cenários.
-5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000
Coleta
Compostagem
Aterro Sanitário
Formação de Foto-oxidantes
Cenário 1 Cenário 2
-8000 -6000 -4000 -2000 0 2000 4000
Coleta
Incineração
Acidificação
Cenário 1 Cenário 2
Figura 9 – Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para a Eutrofização
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 12, é possível constatar que o Cenário 1 não
contribui de forma representativa para a eutrofização, tampouco gera benefícios ambientais por evitar
a emissão excessiva de macronutrientes. No entanto, é notável que a etapa de reciclagem do Cenário 2
contribui de forma significativa para os benefícios ambientais consequentes da não emissão destas
substâncias. Quanto às demais etapas, não há ocorrência representativa de dados que possibilitem a
comparação entre os cenários. Na Figura 10 apresenta-se o gráfico referente ao indicador Uso de
Energia, para os dois cenários.
Figura 10 – Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para o Uso de Energia
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 10, é possível constatar que o Cenário 1 não
contribui de forma representativa para o uso de energia, e também não aponta a economia de energia
nas suas etapas. No entanto, nota-se que o Cenário 2 aponta para um aumento do uso de energia,
principalmente na etapa de coleta dos resíduos, mas também nas etapas de triagem e disposição final
(aterro sanitário). Quanto aos benefícios ambientais consequentes da implementação do Cenário 2,
tem-se, de forma significativa, a redução do uso, ou a não utilização, de energia nas etapas de
incineração e reciclagem, sendo esta em maior proporção. Na Figura 11 apresenta-se o gráfico
referente ao indicador de Disposição de recicláveis “secos” em aterro sanitário (DRecAS), para os dois
cenários.
Figura 11 - Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para a Disposição de recicláveis “secos”
em aterro sanitário
-1400000 -1000000 -600000 -200000 200000
Coleta
Compostagem
Aterro Sanitário
Eutrofização
Cenário 1 Cenário 2
-25000 -20000 -15000 -10000 -5000 0 5000
Coleta
Compostagem
Aterro Sanitário
Uso de energia
Cenário 1 Cenário 2
0 50000 100000 150000 200000 250000 300000
Cenário 1
DRecAS
Total de Recicláveis Recicláveis encaminhados para AS
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 11, constata-se que o Cenário 1 gera uma
quantidade pouco menor de resíduos sólidos recicláveis, no entanto, encaminha uma maior parte ao
aterro sanitário. Enquanto que o Cenário 2, encaminha menor parte da fração reciclável para o aterro.
Cabe o destaque para a informação de que, no Cenário 2, apenas 7,8% do total do material reciclável
acaba sendo encaminhado para aterro sanitário, em forma de cinzas.
Na Figura 12 apresenta-se o gráfico referente ao indicador de Disposição de recicláveis
“orgânicos” em aterro sanitário (DOrgAS), para os dois cenários.
Figura 12 - Gráfico comparativo entre os Cenários 1 e 2 para a Disposição de recicláveis “secos” em
aterro sanitário
De acordo com o gráfico apresentado na Figura 12, constata-se que o Cenário 1 gera uma
quantidade aproximada de orgânicos, a quantidade gerada pelo Cenário 2, no entanto, o Cenário 1
encaminha mais de 90% deste material para o aterro sanitário, enquanto que o Cenário 2 encaminha
apenas aproximados 7%. Cabe destacar ainda, que para a fração de recicláveis são reaproveitados 80%
do metal ferroso destinado à incineração.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O resultado da aplicação do modelo IWM-2 para o gerenciamento de RSU mostrou-se
satisfatório, considerando que o objetivo deste trabalho foi gerar dois cenários, um relativo à situação
atual do gerenciamento no município, e outro com proposta de alterações, principalmente no sentido
de alterar a forma de tratamento dos resíduos. O resultado do trabalho disponibiliza, na forma da
avaliação final, subsídios para verificar os problemas ambientais atuais causados pelas ações do
manejo de resíduos sólidos, da mesma forma que para verificar a possibilidade de implementação de
outras tecnologias no gerenciamento dos resíduos, com o intuito de reduzir os impactos ambientais e
os riscos à saúde humana. Por fim, o presente trabalho resultou em uma avaliação do gerenciamento
dos RSU do município de Porto Alegre, com indicações de possíveis substituições no tratamento dos
resíduos, apontando alternativas para alcançar a máxima eficiência possível na gestão do manejo de
resíduos sólidos.
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2006/2005/Lei/L11107.htm>. Acesso em: 2 ago.2013.
_____. Lei Federal nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007. Estabelece diretrizes nacionais para o saneamento básico;
altera as Leis nos 6.766, de 19 de dezembro de 1979, 8.036, de 11 de maio de 1990, 8.666, de 21 de junho de 1993,
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DOU, 2007. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2007/lei/l11445.htm>. Acesso
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0 100000 200000 300000 400000 500000
Cenário 2
DOrgAS
Total de orgânicos Orgânicos encaminhados para AS
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