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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.

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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.

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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.

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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

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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)

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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)

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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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dá outras providências. Brasília, DOU, 2005. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2004-

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,

8.987, de 13 de fevereiro de 1995; revoga a Lei no6.528, de 11 de maio de 1978; e dá outras providências. Brasília,

DOU, 2007. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2007/lei/l11445.htm>. Acesso

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Influência da triagem e da frequência de revolvimento. 2009. Londrina. Disponível em:

<http://www.uel.br/pos/enges/dissertacoes/54.pdf>. Acesso em: 13 jul. 2013.

0 100000 200000 300000 400000 500000

Cenário 2

DOrgAS

Total de orgânicos Orgânicos encaminhados para AS

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