UNIVERSIDADE PAULISTA UNIP PROGRAMA DE MESTRADO E DOUTORADO EM ENGENHARIA DE

PRODUO

AVALIAO DO DESEMPENHO AMBIENTAL DE DIFERENTES

CENRIOS PARA TRATAMENTOS DE RESDUOS SLIDOS

URBANOS EM MUNICPIOS BRASILEIROS

GESLAINE FRIMAIO DA SILVA

SO PAULO

2017

UNIVERSIDADE PAULISTA UNIP

PROGRAMA DE MESTRADO E DOUTORADO EM ENGENHARIA DE

PRODUO

AVALIAO DO DESEMPENHO AMBIENTAL DE DIFERENTES

CENRIOS PARA TRATAMENTOS DE RESDUOS SLIDOS

URBANOS EM MUNICPIOS BRASILEIROS

Tese apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia de Produo (Doutorado) da Universidade Paulista UNIP

Orientadora: Profa. Dra. Ceclia M. Villas Bas de Almeida

rea de Concentrao: Sustentabilidade em Sistemas de Produo

Linha de Pesquisa: Avanos em Produo mais Limpa e Ecologia Industrial.

Projeto de Pesquisa: Avaliao e aplicao de Indicadores para desenvolvimento sustentvel

GESLAINE FRIMAIO DA SILVA

SO PAULO

2017

http://www2.unip.br/ensino/pos_graduacao/strictosensu/eng_producao/download/eng_sustentabilidade_em_sistemas_de_producao.pdfhttp://www2.unip.br/ensino/pos_graduacao/strictosensu/eng_producao/download/eng_sustentabilidade_em_sistemas_de_producao.pdf

Frimaio, Geslaine. Avaliao do desempenho ambiental de diferentes cenrios para tratamentos de resduos slidos urbanos em municpios brasileiros. / Geslaine Frimaio. - 2017. 246 f. : il. color. + CD-ROM.

Tese de Doutorado Apresentada ao Programa de Ps Graduao em Engenharia de Produo da Universidade Paulista, So Paulo, 2017.

rea de Concentrao: Sustentabilidade em Sistemas de Produo.

Orientadora: Prof. Dra. Ceclia Maria Villas Bas de Almeida. Coorientador: Prof. Dr. Biagio Fernando Giannetti.

1. Emergia. 2. Programao por metas. 3. Tratamento de resduos. 4. RSU. I. Almeida, Ceclia Maria Villas Bas de Almeida. (orientadora). II. Giannetti, Biagio Fernando. III. Ttulo. II. Agostinho, Feni Delano Roosevelt. III. Ttulo.

GESLAINE FRIMAIO DA SILVA

Data de aprovao: _____/_____/_____

BANCA EXAMINADORA

_________________________________________ ____/____/____ Profa. Orientadora Dra. Ceclia M. V. B. de Almeida

Universidade Paulista UNIP

_________________________________________ ____/____/____ Prof. Dr. Feni Dalano Roosevelt Agostinho

Universidade Paulista UNIP

_________________________________________ ____/____/____ Prof. Dr. Rodrigo Franco Gonalves

Universidade Paulista UNIP

_________________________________________ ____/____/____ Prof. Dr. Gilson Lameira de Lima

Universidade Federal do ABC UFABC

_________________________________________ ____/____/____

Prof. Dr. Maurcio Waldman Cermica City

DEDICATRIA

A todos aqueles que no desistem e conseguem transpor as barreiras em busca de seus objetivos,

em especial minha famlia.

AGRADECIMENTOS

A Jesus Cristo, pelo dom da vida e da sade;

A minha querida famlia, pelo apoio, incentivo e compreenso pela ausncia;

A minha orientadora, Profa. Dra. Ceclia M.V.B. de Almeida pela oportunidade,

pacincia e dedicao em todas as etapas deste trabalho;

Aos profs. Drs. Biagio Fernando Giannetti, Slvia Helena Bonilla, Feni Agostinho

Dalano e Ceclia M. Villas Bas de Almeida, pela oportunidade da convivncia, pelas

crticas e sugestes a este trabalho e pela formao concedida;

Aos professores da banca, doutores Gilson Lameira, Maurcio Waldman, Feni

Agostinho e Rodrigo Franco Gonalves, pela disponibilidade, observaes e

sugestes valiosas que lapidaram este trabalho;

Ao Prof. Dr. Roberto Moreno, pela ajuda significativa e indispensvel em

Programao Linear e Programao por Metas;

A todas as pessoas que contriburam no fornecimento de dados e informaes para

que esta pesquisa fosse concluda, em especial aos Srs. Mrio Martins (Projeto

Natureza Limpa), Alexandre Citvaras (Foxx Ambiental), Robson Arruda (RGT

International), Fabrcio Fortes (Valor Ambiental) e Masa Santaela (Aterro sanitrio

Stio So Joo).

Ao Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Sul de Minas

IFSULDEMINAS pelo incentivo Ps-Graduao;

Meus agradecimentos reitora do IFAC, Profa. Dra. Rosana Cavancante e ao reitor

do IFSULDEMINAS, Prof. Dr. Marcelo Bregagnoli pelo empenho ao meu convvio

familiar e qualidade de vida, fatores primordias para o trmino deste trabalho.

A todos os funcionrios da UNIP que todos os dias nos fornecem o suporte

necessrio para a realizao desta pesquis, em pespecial ao Luiz Guelmandi Neto,

Mrcia Nunes e Prof. Dr. Oduvaldo Vendrametto.

Ao Programa de Suporte Ps-Graduao de Instituies de Ensino Particulares

(PROSUP/CAPES), pelo apoio financeiro.

SUMRIO

Lista de Figuras................................................................................................

Lista de Tabelas...............................................................................................

RESUMO..........................................................................................................

ABSTRACT.......................................................................................................

1. Introduo.....................................................................................................19

2. OBJETIVOS ................................................................................................. 23

2.1 Objetivo Geral ........................................................................................ 23

2.2 Objetivos Especficos ............................................................................ 23

3. Reviso Bibliogrfica ................................................................................... 24

3.1 Definio: Resduos Slidos Urbanos ................................................... 24

3.1.2 Classificao dos Resduos Slidos Urbanos ................................... 24

3.2 A Poltica Nacional de Resduos Slidos, Lei 12.305 ........................... 26

3.3 Descrio dos sistemas de tratamento de RSU avaliados ................... 27

3.3.1 Aterro Sanitrio ................................................................................... 28

3.3.2 Aterro Sanitrio com produo de energia eltrica ............................ 30

3.3.3 Incinerao ......................................................................................... 32

3.3.4 Pirlise ................................................................................................ 34

3.3.5 Compostagem .................................................................................... 36

3.3.6 Tocha de Plasma ................................................................................ 38

3.4. Estado da arte da Sntese em Emergia ............................................... 41

3.4.1 Sntese em Emergia na avaliao de tratamento de resduos: Estado

da Arte..........................................................................................................41

3.4.1.1 Sntese em Emergia na avaliao de tratamento de resduos:

Estado da Arte .......................................................................................... 41

3.5 Programao por Metas ........................................................................ 47

3.5.1 Estado da arte de Programao por Metas ..................................... 48

3.6 Estudos utilizados como base de dados..............................................50

3.7 Conceito de Cenrios...........................................................................54

4. Materiais e Mtodos .................................................................................... 56

4.1 Sntese em Emergia .............................................................................. 56

4.2 Coleta de Dados .................................................................................... 58

4.3 Critrio de Escolha dos Municpios e RSU gerado ............................... 59

4.4 Cenrios propostos ................................................................................ 63

4.5 Proposio de cenrios que consideram somente o processo de

tratamento .................................................................................................... 64

4.6 Proposio de cenrios considerando o benefcio da energia eltrica . 65

4.7 Programao por Metas ........................................................................ 67

4.8 Modelo de Programao por Metas para selecionar o melhor

sistema de tratamento de RSU .................................................................. 71

5 Resultados .................................................................................................... 74

5.1 Resultados da Sntese em Emergia ...................................................... 74

5.1.1 Aterro Sanitrio ................................................................................... 74

5.1.2 Incinerao ......................................................................................... 78

5.1.3 Tocha de Plasma ................................................................................ 81

5.1.4 Pirlise ................................................................................................ 85

5.1.5 Compostagem .................................................................................... 86

5.1.6 UEVs dos sistemas de tratamento de RSU ....................................... 88

5.1.7 Cenrios empregando duas tecnologias de tratamento para

megacidades, e cidades de mdio e grande porte .................................. 89

5.1.8 Cenrios agregando trs tecnologias de tratamento ......................... 93

5.1.9 Benefcios dos cenrios com produo de energia eltrica e

composto .................................................................................................. 96

5.1.10 Cenrios utilizando trs tecnologias de tratamento ........................ 98

5.2 Anlise e Interpretao dos resultados da Programao por Metas

comparando somente o tratamento de RSU ............................................... 99

5.3 Anlise e Interpretao dos resultados da Programao por Metas

considerando os benefcios gerados com a energia eltrica e o composto

orgnico...................................................................................................101

6. Concluses ................................................................................................ 104

7. Sugestes para trabalhos futuros .............................................................. 107

Referncias Bibliogrficas ............................................................................. 108

Apndice A Smbolos da metodologia Sntese em Emergia...................... 120

Apndice B Memorial de clculo do sistema de incinerao com gerao de

eletricidade .................................................................................................... .121

Apndice C Memorial de clculo do sistema de incinerao sem a produo

de energia ...................................................................................................... 140

Apndice D Memorial de clculo da tocha de plasma com produo

de energia ...................................................................................................... 142

Apndice E Memorial de clculo da tocha de plasma sem a produo

de energia ...................................................................................................... 155

Apndice F Memorial de clculo do sistema de tratamento por pirlise .... 157

Apndice G Memorial de clculo do sistema de compostagem ................ 173

Apndice H Clculo das UEVs para cada cenrio de tratamento de RSU 191

Apndice I Clculo dos benefcios para as cidades ................................... 210

Apndice J Apresentao dos dados utilizados na Programao por Metas .

.........................................................................................................................229

Apndice K Clculo dos benefcios para as cidades ................................. 237

Referncias Bibliogrficas dos Anexos ....................................................... ..238

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Aterro sanitrio Stio So Joo........................................................29

Figura 2 Principais sistemas de infra-estrutura do aterro sanitrio .............. 30

Figura 3 Biogs So Joo Energia Ambiental .............................................. 30

Figura 4 Fluxograma de gerao de energia em aterro sanitrio ................ 31

Figura 5 Fluxograma do processo de tratamento de incinerao ................ 33

Figura 6 Fluxograma do processo de tratamento por pirlise ...................... 35

Figura 7 Forno de carbonizao ................................................................... 35

Figura 8 Organograma do sistema de compostagem .................................. 37

Figura 9 Reator do sistema de tratamento de RSU por pirlise .................. 38

Figura 10 Reator do do processo de tratamento de RSU por tocha de plasma

...........................................................................................................................39

Figura 11 Esquema de uma planta de tocha de plasma .............................. 40

Figura 12 Diagrama de energia com entradas de fluxos R,N e F ................ 57

Figura 13 Diagrama de energia do aterro sanitrio Stio So Joo ............. 74

Figura 14 Diagrama de energia do aterro sanitrio com produo de energia

......................................................................................................................... 76

Figura 15 Diagrama de energia do processo de tratamento por incinerao

......................................................................................................................... 78

Figura 16 Diagrama de energia do processo de tratamento por incinerao

Com produo de energia eltrica .................................................................. 80

Figura 17 Diagrama de emergia do tratamento por Tocha de Plasma sem

Gerao de energia ......................................................................................... 82

Figura 18 Diagrama de energia da Tocha de Plasma com gerao de

energia ............................................................................................................. 83

Figura 19 Diagrama de energia do tratamento de RSU por pirlise ............ 85

Figura 20 Diagrama de energia do sistema de tratamento por compostagem

...........................................................................................................................87

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Tabela de sistemas de tratamento de RSU....................................28

Tabela 2 Tabela de UEVs empregadas neste estudo ................................. 58

Tabela 3 Tabela de cidades de grande porte ............................................... 59

Tabela 4 Tabela de cidades de mdio porte ................................................ 60

Tabela 5 Estimativa da quantidade de RSU para as cidades .................... 60

Tabela 6 Tabela de estimativa de RSU gerado para as cidades no ano de

2016 ................................................................................................................ 60

Tabela 7 Tabela de massa de materiais reciclveis extrados do RSU

das cidades....................................................................................................61

Tabela 8 Tabela de percentual de matria orgnica presente no RSU......61

Tabela 9 Tabela do total de massa de matria orgnica produzida

pelas cidades...................................................................................................62

Tabela 10 Tabela da massa de RSU a ser tratado em cada cenrio ........ 62

Tabela 11 Tabela de proposio de cenrios F .......................................... 64

Tabela 12 Tabela de emergia do aterro sanitrio sem produo de energia

......................................................................................................................... 75

Tabela 13 Tabela de emergia do aterro sanitrio com produo de

energia eltrica ................................................................................................76

Tabela 14 Tabela de emergia do sistema de incinerao sem a produo

de energia..................................................................................................... 78

Tabela 15 Tabela de energia de incinerao com produo de energia ... 80

Tabela 16 Tabela de emergia do sistema tocha de plasma sem produo

de energia ........................................................................................................ 82

Tabela 17 Tabela de energia do sistema de tocha de plasma com

produo de energia.........................................................................................84

Tabela 18 Tabela de energia do sistema de tratamento por pirlise ....... 86

Tabela 19 Tabela de energia do sistema de tratamento de RSU

por compostagem...........................................................................................87

Tabela 20 Tabela de UEVs de cada processo de tratamento de RSU........89

Tabela 21 Demonstrativo das UEVs dos cenrios para as cidades de

grande porte ..................................................................................................... 90

Tabela 22 Tabela de UEVs dos cenrios para cidades de grande porte ... 91

Tabela 23 Tabela de UEVs dos cenrios para cidades de mdio porte ..... 93

Tabela 24 Tabela de UEV para os cenrios com trs tratamentos para mega

cidades ............................................................................................................. 94

Tabela 25 Tabela de UEV para o cenrio com trs tratamentos para cidades

de grande porte ................................................................................................ 95

Tabela 26 Tabela de UEV para o cenrio com trs tratamentos para cidades

de mdio porte ................................................................................................. 96

Tabela 27 Tabela dos cenrios com benefcios para megacidades ........... 97

Tabela 28 Tabela dos valores de benefcios para cidades de grande porte

......................................................................................................................... 97

Tabela 29 Tabela dos valores do benefcio para cidades de mdio porte . 97

Tabela 30 Tabela dos cenrios com trs tecnologias com benefcios para

as megacidades ............................................................................................... 98

Tabela 31 Tabela dos cenrios com trs tecnologias com benefcios para

cidades de grande porte .................................................................................. 98

Tabela 32 Tabela dos cenrios com trs tecnologias com benefcios para

Municpios de mdio porte ............................................................................... 99

Tabela 33 Resultado da Programao por Metas para megacidades e

Cidades de grande porte ................................................................................. 99

Tabela 34 Resultado da Programao por Metas para megacidades e

Cidades de mdio porte ................................................................................. 100

Tabela 35 Resultado da Programao por Metas para megacidades e

Cidades de grande porte ............................................................................... 101

Tabela 36 Resultado da Programao por Metas para megacidades e

Cidades de mdio porte ................................................................................. 102

LISTA DE ABREVIATURAS E SMBOLOS

ABRELPE Associao Brasileira das Empresas de Limpeza Pblica e

Resduos Especiais

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

a.C antes de Cristo oC Graus Celsius

Cd Cdmio

CENBIO Centro Nacional de Referncia em Biomassa

CETESB Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental

CH4 Metano

CLP Controlador Lgico Programvel

CNUMAD Conferncia das Naes Unidas sobre o Meio Ambiente e

Desenvolvimento

CO2 Dixido de Carbono

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

Cr Cromo

Cu Cobre

DCP Documento de Concepo do Projeto

EIA Estudo de Impacto Ambiental

EIR ndice de Investimento em Emergia

EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria

ELR ndice de Carga Ambiental

ESI ndice de Sustentabilidade

EYR Rendimento em emergia

F Recurso proveniente da economia

f(x) Funo

i Funo do nvel desejado

FEAM Fundao Estadual do Meio Ambiente

FGC Flue Gas Cleaning (Limpeza de gases de combusto)

Fig Figura

GEE Gases de Efeito Estufa

GLP Gs Liquefeito de Petrleo

IBAM Instituto Brasileiro de Administrao Municipal

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

IPCC Intergovernamental Panel on Climate Change

IPEA Instituto de Pesquisa Econmica Aplicada

J Joule

K Potssio

kW QuiloWatt

kWh Quilowatt-hora

ni Variveil de desvio negativa

MDL Mecanismo de Desenvolvimento Limpo

Min Minimizar

MJ Megajoules

MMA Ministrio do Meio Ambiente

MME Ministrio das Minas e Energia

MW Megawatt

MWh Megawatt hora

N Recursos No Renovveis

N Nitrognio

NBR Denominao de norma da Associao Brasileira de Normas Tcnicas

Nm3 Normal metro cbico

Ng Nanogramo

n Nmero

NPK Nitrognio, fsforo e potssio

ONU Organizao das Naes Unidas

O2 Oxignio (gs)

P Fsforo

Pb Chumbo

Pi Varivel de desvio positiva

PMGIRS Plano Municipal de Gesto Integrada de Resduos Slidos Urbanos

PLS Projeto de Lei do Senado

R Recuros Renovveis

RIMA Relatrio de Impacto ao Meio Ambiente

RJ Rio de Janeiro

RSU Resduos Slidos Urbanos

RUC Resduo Urbano CArbonizado

Sej Joules de energia solar

SNIS Sistema Nacional de Informaes sobre saneamento

SGW Soil and Groundwater Services Company

SMA Secretaria do Meio Ambiente

SP So Paulo

t Tonelada

Un Unidade

UEV Valor de emergia unitrio

UFC Unidades Formadoras de Colnias

URE Usina de Recuperao Energtica

UCTL Usina Central de Tratamento de Lixo

UFC Unidade Formadora de Colnias

WTE Waste to energy

Zn Zinco

Y Emergia Total

Maior igual

Menor igual

Somatrio

http://www.sabesp.com.br/Sabesp/filesmng.nsf/25EBD99EAE07B6CF832571FF006CAAAA/$File/politica_de_negociacao.pdf

Qualquer que seja

RESUMO

O crescimento demogrfico em grandes centros urbanos, aliada mudana

de hbitos e melhoria da qualidade de vida, responsvel pelo aumento da

quantidade de resduos slidos urbanos (RSU) gerados e em suas caractersticas.

Esses fatores, somados ao gerenciamento inadequado e crescente escassez de

reas para a disposio final em grandes centros urbanos, configuram-se como um

dos maiores desafios enfrentados pela sociedade moderna e tem-se mostrado tema

prioritrio desde a Conferncia das Naes Unidas sobre o Meio Ambiente e o

Desenvolvimento (CNUMAD, 1992). Nesse sentido, este estudo utiliza as

metodologias Sntese em Emergia e Programao Linear por Metas para avaliar

tecnologias de tratamento de resduos slidos urbanos: aterro sanitrio, incinerao,

tocha de plasma, compostagem e pirlise. O objetivo central do trabalho consiste em

apontar o cenrio para o manejo ambientalmente adequado para o manejo do RSU

para megacidades, e cidades de mdio e grande porte, para cada regio do Brasil. A

priori foi utilizada a metodologia Sntese em Emergia para avaliar os cenrios que

integram a compostagem com diferentes tipos de tratamento. Para isso, foram

realizadas simulaes com cenrios estipulando a massa de 50% e 100% da frao

orgnica do RSU de cada cidade para a compostagem. Para a metodologia, o

indicador utilizado foi o valor de emergia unitrio (UEV), capaz de indicar a

quantidade de recursos, ou fluxos de emergia requeridos por cada tecnologia para

tratar 1 grama de resduos anualmente. Na Programao Linear por Metas (Goal

Programming), foram realizadas simulaes para se verificarem as opes timas

ou favorveis de tratamentos de resduos para cada porte de municpio, nas

funes de restries (inequaes) consideram-se os custos de operao e

implantao, emisso de CO2 equivalente, valor de emergia unitrio, reas

requeridas, tempo de tratamento e benefcios para cada tecnologia. Em ambas as

metodologias os cenrios foram avaliados, considerando-se duas etapas: a primeira

consiste em avaliar apenas a eficincia do tratamento de resduos; a segunda

considera o tratamento e os benefcios que cada tecnologia pode fornecer,

entendendo por benefcios a energia eltrica e o composto orgnico. Leva-se em

considerao que a proposio de cenrios, que realizem a integrao de sistemas

de tratamento, onde variveis de interesse possam ser consideradas e manipuladas,

com a finalidade de verificar o cenrio ambientalmente adequado, de extrema

importncia. Tal proposio pode nortear as aes dos gestores municipais,

levando-os a adotar sistemas de tratamento de resduos slidos urbanos, que sejam

ambientalmente adequadas e capazes de extrair maiores quantidades de recursos.

Os resultados apontam que para o tratamento de RSU, a integrao entre os

sistemas de tratamento de incinerao e compostagem, que destinam 50% frao

orgnica do RSU, exige menores quantidades de recursos para o tratamento da

massa de resduos para todos os portes de municpios das regies do Brasil.

Todavia, os sistemas aterro sanitrio, incinerao e compostagem destinando a

maior parte da frao orgnica do RSU conseguem promover propores maiores

de benefcios para as cidades.

Palavras-chave: Emergia; Programao por Metas; tratamento de

resduos; RSU; indicador ambiental.

ABSTRACT

The demographic density of great urban centers, combined with the changing habits

and with the improvement of quality of life is responsible for the increase on the

quantity of residues and for its characteristics. These factors, combined with

inadequate management and lack of area for final disposal in big urban centers,

makes one of the biggest challenges faced by the modern society. This has been a

major concern since the Conference of the United Nations about Environment and

Development (CNUMAD, 1992).In this sense, this study aims to use the Methologies

Emergy Synthesis and Goal Programming to assess treatment technologies for

urban solid waste: landfill, incineration, plasma arc, composting and pyrolysis. The

main goal of this work consists on indicating the best scenario for megacities ,

medium and big-size cities, foe each region in Brazil. A priori it was used the Emergy

Synthesis methodology to assess the scenarios that integrate composting with

different types of treatment. For that, it were made simulations with scenarios

stipulating 50% of the mass and 100% of the organic fraction of the USW of each city

for composting. For this methodology, the chosen indicator was the Unit Emergy

Value (UEV), capable of indicating the amount of resources or emergy flows

demanded on each technology o treat 1 gram of waste per year. On the Goal

Programming it were performed simulations to verify the optimum of favorable

options for waste treatment for every size of city, taking into account operation and

implementation costs, emission of CO2 equivalent, the unit emergy value, demanded

areas, the treatment time and the benefits each one of the techniques may offer on

the restriction functions. On both methodologies the scenarios were assessed

considering two stages: the first consists of assessing only the efficiency of the waste

treatment and the second considers the treatment and the benefits that each

technology may provide, such as electric power and organic compound. Regarding

that proposing scenarios that perform the integration of treatment systems where

variables of interest might be accounted for and handled so as to verify which

scenario has more advantages, it shows to be important as it can guide the actions of

municipal managers to adopt USW treatment systems that are environmentally

suitable and capable of exploring greater quantities of resources. The results point

that in terms of USW, the integration of incineration and composting with a 50%

share of organic fraction of USW demands the lowest amounts of resources for

treating the mass of waste for every size of city of the regions in Brazil. The landfill,

incineration and composting systems that address the greatest past of organic

fraction of USW can extract lower quantities of benefits for the cities.

Keywords: Emergy; Goal Programming; waste treatment; MSW;

Environmental indicator.

19

1. INTRODUO

A Revoluo Industrial desencadeou o crescimento da produtividade de bens

de consumo, provocando o xodo rural e o aumento significativo da densidade

demogrfica nas cidades (PAULO, 2010). Esses fatores, aliados mudana de

hbitos e expanso do consumo causam o aumento na quantidade de resduos

gerados e em suas caractersticas (CETESB, 2006).

Tudo isso, somado ao gerenciamento inadequado e falta de rea de

disposio final em grandes centros urbanos, configura-se como um dos maiores

desafios enfrentados pela sociedade moderna, cujo tema tem se mostrado prioritrio

desde a Conferncia das Naes Unidas sobre o Meio Ambiente e o

Desenvolvimento (CNUMAD), ocorrida em 1992 (JACOBI & BESEN, 2011).

De acordo com o Diagnstico Anual de Resduos Slidos (SNIS, 2014) a

massa estimada de resduos slidos urbanos (RSU) coletada em 2014 no pas,

atingiu o patamar de 64,4 milhes de toneladas, dos quais 52,4% foram dispostos

em aterros sanitrios, 3,9% encaminhados para unidades de triagem ou

compostagem e 25,4% foram dispostos de maneira inadequada em aterros

controlados ou lixes (SNIS, 2014).

Observa-se que os ndices de disposio se mantiveram praticamente

inalterados no perodo entre 2010 e 2014 (ABRELPE, 20011 a 2014), justamente

quando um cenrio mais otimista era esperado, aps a vigncia da Lei 12.305/10

(BRASIL, 2010), que determinou o prazo de quatro anos para que os municpios

dessem um destino ambientalmente adequado aos resduos, prazo que expirou em

2014. Em virtude de muitos municpios no conseguirem atender s exigncias da

lei, o senado federal prorrogou at 2018 o prazo para capitais e regies

metropolitanas, enquanto que para outras localidades, o prazo estabelecido maior

e varia de acordo com o porte do municpio (AGNCIA SENADO, 2015).

Tendo em vista que 94,1% dos rgos pblicos gestores do manejo do RSU

est subordinado administrao direta do municpio (SNIS, 2014), essa lacuna de

tempo pode se converter numa oportunidade de reflexo para os gestores

municipais sobre a adoo de sistemas de tratamento de RSU, que sejam

ambientalmente adequados, seguros e capazes de gerar retornos econmicos com

o tratamento adequado dos resduos. Isso ocorre porque o RSU, pode ser

interpretado como um recurso e no apenas como algo sem valor, a ser eliminado.

20

No Brasil, a tcnica mais utilizada para tratamento o aterro sanitrio. Com o

Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os aterros sanitrios passaram a se

constituir em uma oportunidade de negcios, por meio da comercializao da

energia gerada pelo biogs, e pela comercializao de crditos de carbono

(MESQUITA, 2014).

Cada crdito de carbono, chegou a ser comercializado por 19,20 euros,

fazendo com que a prefeitura de So Paulo arrecadasse 71 milhes de reais em

dois leiles realizados (SO PAULO, 2008), mas atualmente cada crdito est

valorado em alguns centavos de euros. Entretanto, em 2014, tramitavam 21 projetos

de MDL a partir do biogs de aterro sanitrio no pas, totalizando o potencial de 254

MWh (MESQUITA, 2014), o que justifica que o preo baixo do crdito de carbono

no inibe a oportunidade de negcios.

No panorama atual, a implantao de aterros sanitrios est limitada pela

o, fazendo com que muitos municpios encaminhem

CETESB, 2010). o que ocorre

principalmente, com os estados da regio sul do pas, onde se intensifica o fluxo

intermunicipal de resduos slidos, pois 103 municpios, que em sua maioria

possuem aterros sanitrios, recebem resduos de outros 723 municpios. Isso

significa, que para cada unidade importadora h 7,2 municpios exportadores na

regio (SNIS, 2014).

De acordo com Russo (2013), no pode haver solues nicas de tratamento,

dada diversidade dos resduos existentes. Logo, a adoo de sistemas de

tratamentos integrados uma necessidade para os municpios, cujos planos de

gerenciamento de resduos devem contemplar

-

dentre outros.

A correta integrao de sistemas de tratamentos pode se constituir em

oportunidade de negcios, extraindo maior quantidade de beneficios , a exemplo da

integrao entre os sistemas de incinerao e compostagem, cuja massa de

resduos orgnicos faz diminuir a temperatura do reator. Nesse sentido, a frao

orgnica dos resduos poder gerar um composto capaz de ser utilizado na

agricultura como fonte de adubo orgnico (SILVA et al, 2002) e dessa forma, pode

ser comercializado, assim como a energia eltrica gerada pelo sistema de

incinerao.

21

De acordo com Jacobi & Besen (2011), as cidades de pases em

desenvolvimento, com urbanizao acelerada, apresentam dficits na capacidade

financeira e administrativa no provimento de infra-estrutura e servios essenciais. O

mesmo ocorre com municpios de pequeno porte. Nesse sentido, a formao de

consrcios pblicos entre municipios, conforme prev a Lei 12.305/10 (BRASIL,

2010), pode ser uma alternativa frente s dificuldades econmicas enfrentadas, pois

o volume dos resduos produzidos, determina a viabilidade da coleta seletiva, da

reciclagem, da disposio final e dos custos operacionais e de manuteno, que so

muito onerosos (MMA, 2014).

A Poltica Nacional de Resduos Slidos Urbanos (BRASIL, 2010) determina

aes que seguem a hierarquia de no gerao, reduo, reutilizao, reciclagem,

tratamento trmico com recuperao energtica, e como ltima alternativa, a

disposio no solo. Novamente se faz notar que os aterros sanitrios, como opo

de tratamento de RSU, no podem ser mais vistos da mesma forma, em funo da

rea que ocupam, principalmente em grandes centros urbanos. Uma das

alternativas pode residir no aumento das aes de reduo, reutilizao e

reciclagem.

De acordo com o Ministrio do Meio Ambiente (MMA, 2014), o sistema de

reciclagem e compostagem, desvinculado da coleta seletiva, tem-se mostrado

oneroso, - -

aproveitamento dos materiais.

A participao da populao tambm pode se dar por meio da compostagem

caseira, como alternativa de reduo da massa de RSU encaminhada aos aterros

sanitrios, medida que o composto orgnico pode ser utilizado nos prprios

cultivos domsticos, considerando-se que frao orgnica corresponde, em mdia a

50% da massa do RSU no pas (SNIS, 2014).

Como se pode observar, a gesto integrada e o tratamento adequado do RSU

so desafios aos gestores municipais, medida que envolvem particularidades

distintas de cada municpio, como costumes, cultura, hbitos alimentares, e ramos

de atividades econmicas (industrial, comercial, turstica, dentre outros). Fatores

polticos, ambientais, sociais e econmicos se incorporam s variveis de

22

quantidade, volume, diversidade, tipos de sistemas de tratamentos, reas

disponveis, tempo de tratamento, porte do municpio, custos operacionais, e fatores

ambientais e de sade pblica.

Nesse sentido, a proposio de cenrios, que realizem a integrao de

sistemas de tratamento, onde variveis de interesse so consideradas, com a

finalidade de verificar qual cenrio se apresenta vantajoso, de extrema

importncia. Reside a a ideia que motivou este estudo, uma vez que pode nortear

as aes dos gestores municipais, no sentido de implementao de sistemas de

tratamento de RSU, que possam extrair maiores quantidades de recursos do RSU,

reduzir os custos, e alcanar um panorama futuro desejado.

A priori, este estudo utiliza a sntese em emergia para avaliar o processo de

tratamento por tocha de plasma, incinerao, aterro sanitrio, pirlise e

compostagem, por meio de cenrios que integrem os sistemas de tratamento, a fim

de verificar qual cenrio mais eficiente, considerando-se as caractersticas de

megacidades e cidades de grande e mdio porte, para cada regio do pas.

Posteriormente, em uma segunda etapa, aplicado um modelo de

programao linear multicritrio, denominado Programao Linear por Metas (Goal

Programing), que por meio de simulaes entre sistemas de tratamentos distintos

apontar a alternativa tima para a implantao de sistemas de tratamento para os

diferentes portes de municpios das regies brasileiras. Para alcanar essa meta,

so aplicadas funes de restries que maximizam ou minimizam variveis de

interesse, classificadas como econmicas e ambientais.

23

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

O objetivo geral do trabalho realizar abordagem multicriterial e ambiental

para apontar a melhor integrao entre sistemas de tratamentos de resduos slidos

urbanos, para diferentes tipos de municpios brasileiros.

2.2 Objetivos especficos

a) Articular os percentuais estipulados de matria orgnicas do sistema de

tratamento por compostagem s demais teconologias de tratamento

b) Avaliar propostas de tratamento de resduos slidos urbanos, com base no

indicador UEV (valor de emergia por unidade), da metodologia Sntese em Emergia;

c) Identificar e estimar os benefcios de cada sistema de tratamento em joules de

emergia solar;

d) Desen da Programao por Metas, em um

problema real de tratamento de resduos slidos urbanos para os municpios

brasileiros;

e) Incluir no modelo de Programao por Metas, indicadores da sntese em emergia

e articular sistemas de tratamento com e sem benefcios, em um nico

multiobjectivo para os municpios brasileiros;

24

3 REVISO BIBLIOGRFICA

3.1 Definio: Resduos Slidos Urbanos

Nas Diretrizes Nacionais para o Saneamento Bsico Lei n 11.445/2007 os

Resduos Slidos Urbanos so definidos como lixo originrio de atividades

comerciais, industriais e de servios cuja responsabilidade pelo manejo no seja

atribuda ao gerador pode, por deciso do poder pblico, ser considerado resduo

slido urbano (BRASIL, 2007).

A Lei 12.305, da Poltica Nacional dos Resduos Slidos em seu Artigo 13,

define Resduos Slidos Urbanos como sendo os resduos domiciliares originrios

de atividades domsticas em residncias urbanas e os resduos de limpeza urbana:

os originrios da varrio, limpeza de logradouros e vias pblicas e outros servios

de limpeza urbana (BRASIL, 2010).

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas, NBR 8419 (ABNT, 1992)

requerendo cuidados espec

humana.

3.1.2 Classificao dos Resduos Slidos Urbanos

Os critrios de classificao e identificao dos resduos so estabelecidos

pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas por meio da norma NBR 10.004

(ABNT, 2004), que dimensiona a variedade e diversidade dos resduos provenientes

de fontes geradoras distintas. De acordo com o documento, os resduos dividem-se

em trs grupos:

Resduos Classe I (perigosos) apresentam risco sade pblica ou ao meio

ambiente. Caracterizam-se por possurem propriedades de inflamabilidade,

corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade.

25

Resduos Classe II A (no perigosos e no inertes) no apresentam

caractersticas de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e

patogenicidade, no entanto, apresentam solubilidade em gua (acima dos

padres estabelecidos pela norma da ABNT), oferecendo riscos ao meio

ambiente.

Classe II B (no perigoso e inerte) no possuem constituinte solubilizado

em concentrao superior ao padro de potabilidade da gua.

Alm da sua diviso por riscos potenciais, os resduos podem ser

classificados tambm de acordo com sua natureza fsica (seco ou molhado),

por composio qumica (matria inorgnica ou matria orgnica) ou em

funo da origem.

A classificao dos resduos quanto origem pode se dividir em:

domiciliar; comercial; de estabelecimentos pblicos; de portos e aeroportos;

de terminais rodovirios e ferrovirios, de indstrias; agricultura; da

construo civil; e de fontes radioativas (resduos nucleares).

Para alguns pesquisadores, como Bidone e Povinelli (1999), os resduos

slidos so aqueles gerados por diversas atividades humanas em ambientes

urbanos, cuja massa possui grande diversidade, e no apresentam qualquer

utilidade. No entanto, para Dijkema et al. (2000), Niccolucci et al. (2001) e

Marchetinni et al. (2007), os resduos so considerados como um recurso em

potencial, que deve ser amplamente explorado.

De acordo com a norma NBR 10.004, os resduos slidos apresentam

caractersticas biolgicas, fsicas e qumicas. As caractersticas biolgicas so

determinadas pela populao microbiana e dos agentes patognicos presentes nos

resduos, cuja ao resulta em lquidos lixiviados (chorume), gases de efeito estufa

(GEE) e reduo do volume.

A composio qumica consiste na avaliao dos teores de cinzas, poder

calorfico, pH, e relao entre Carbono e Nitrognio (IBAM, 2001). Conhecer a

composio qumica elementar e imediata fundamental para a utilizao do RSU

como combustvel (BRANDT, 2010).

As caractersticas fsicas incluem a composio gravimtrica, peso espeffico

aparente (kg/m3), umidade e compressividade dos resduos.

A caracterizao fsica do RSU, inclui a composio gravimtrica, que

expressa os percentuais de cada material que contitui o RSU em relao ao peso

26

total da amostra, espeffico aparente (kg/m3), umidade e compressividade dos

resduos (MONTEIRO et al., 2001; PEREIRA NETO, 2007).

A composio gravimtrica dos RSU influenciada por fatores como

condies climticas e sazonais; porte do municpio; e fatores scioeconmicos e

culturais (hbitos e atividades comerciais e industriais). As duas ltimas

caractersticas sofrem alteraes no decorrer do tempo, muitas vezes ocasionadas

por polticas econmicas e novas legislaes, a exemplo da Poltica Nacional de

Resduos Slidos (FEAM, 2012).

3.2 A Poltica Nacional de Resduos Slidos, Lei 12.305.

A Lei 12.305 (BRASIL, 2010) foi promulgada em 2010 com o intuito de

organizar a forma como o pas trata os resduos slidos e minimizar os impactos

ambientais. De acordo com a lei, a responsabilidade sobre destinao final e

tratamento recai sobre o governo, principalmente os municpios. No entanto, a lei

no exime a responsabilidade de produtores e consumidores.

Conceitos de logstica reversa, reduo, reutilizao e no gerao so

contemplados e constituem os desafios a serem alcanados, a fim de se

minimizarem os custos ambientais.

Na perspectiva da lei, priorizada a adoo de tcnicas de gaseificao e de

tratamento com aproveitamento energtico, e para os aterros sanitrios devem ser

destinados apenas os rejeitos do RSU.

Para enfrentar os desafios da gesto integrada do RSU, a lei exige que cada

municpio elabore o Plano de Gesto Integrada de Resduos Slidos (PMGIRS),

onde devem ser tanto explicitados os aspectos econmicos, sociais e ambientais de

cada municpio, como detalhadas gerao, coleta, reciclagem, e beneficiamento dos

diferentes tipos de resduos, transporte e destinao final e participao social.

No Art.54., a lei estabelece aos municpios o prazo de quatro anos, para se

adaptarem disposio final ambientalmente adequada dos resduos. Os municpios

podem adotar tecnologias visando recuperao energtica dos RSU, desde que

tenha sido comprovada sua viabilidade tcnica e ambiental. Alm disso, qualquer

implantao de programa de monitoramento de emisso de gases txicos precisa

ser aprovado pelo rgo ambiental (BRASIL, 2010).

No entanto, a maioria dos municpios no conseguiu cumprir o prazo

27

determinado, expirado em agosto de 2014. O motivo pode recair sobre o fato de

apenas 33,5% dos 5.569 municpios existentes possurem o Plano Municipal de

Gesto Integrada de Resduos Slidos (PMGIRS). Deve-se citar que, sem o plano, o

municpio no pode receber incentivos financeiros da Unio para a gesto de

resduos.

Em 2015, o Senado aprovou novos prazos, por meio do Projeto PLS

425/2014: municpios de regio metropolitana, o prazo at 31 de julho de 2018;

para os municpios de fronteira e os que possuem mais de 100 mil habitantes, com

base no Censo de 2010, at 31 de julho de 2019. Para as cidades com nmero de

habitantes entre 50 e 100 mil o prazo at 31 de julho de 2020. Para os municpios

com nmero de habitantes inferior a 50 mil, o prazo foi prorrogado para 31 de julho

de 2021. De acordo com a relatora da subcomisso do senado, Vanessa Grazziotin

a maior parte dos municpios no conseguiu cumprir os prazos, por falta de quadros

tcnicos e gerenciais qualificados e de insuficincia de recursos financeiros

(AGNCIA SENADO, 2016). No entanto, os municpios, em suas leis orgnicas

adotaram a taxa do lixo cobrada antecipadamente no IPTU, cuja finalidade cobrir

as despesas da coleta, remoo e destinao final do lixo no municpio.

A lei 12.305/10 prev o tratamento de RSU por gaseificao, porm no h

legislao ou norma especfica para esse tipo de tratamento no pas. Em mbito

federal existe apenas a Resoluo CONAMA no 316/2002, do Ministrio do Meio

Ambiente que dispe sobre procedimentos e critrios para funcionamento de

tratamento trmico de resduos, exigindo que haja o aproveitamento de 30% de

materiais reciclveis. (MMA, 2002) e a NBR 11.175/90 que trata dos procedimentos

e padres de desempenho da incinerao de resduos perigosos, norma que no se

aplica incinerao de RSU (ABNT, 1990).

Em mbito estadual, So Paulo possui a Resoluo SMA-079, de setembro

de 2009, que estabelece as diretrizes e condies para a operao e o

licenciamento da atividade de tratamento trmico de resduos slidos em Usinas de

Recuperao de Energia URE (SMA, 2009).

3.3 Descrio dos sistemas de tratamento de RSU avaliados

Os sistemas de tratamento de RSU, so apresentados na Tabela 1, onde

28

podem ser observadas sua localizao e situao atual de operao.

1- Tabela de sistemas de tratamento de RSU.

Sist. De Tratamento Localizao Empreendimento Em operao

Aterro Sanitrio So Paulo - SP Aterro sanitrio Stio So Joo No

Tocha de Plasma Hortolndia - SP Projeto da RGT International No

Incinerao Barueri - SP URE Barueri No

Compostagem Ceilndia - DF Valor Ambiental Sim

Pirlise Una - MG Projeto Natureza Limpa Sim

3.3.1 Aterro Sanitrio

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas, NBR 8419/1992, apresenta a

seguinte definio de aterro sanitrio:

Aterro sanitrio de resduos slidos urbanos consiste na tcnica de disposio de resduos slidos urbanos no solo, sem causar danos ou riscos sade pblica e segurana, minimizando os impactos ambientais, mtodo este que utiliza princpios de engenharia para confinar os resduos slidos menor rea possvel e reduzi-los ao menor volume permissvel, cobrindo-os com uma camada de terra na concluso de cada jornada de trabalho ou a intervalos menores, se for necessrio (ABNT,1992, p.1).

O Aterro Sanitrio Stio So Joo (Figura 1), administrado pela Ecourbis

Ambiental S/A, iniciou suas atividades em 1992 e ocupa uma rea de 80 hectares,

dos quais 50 foram destinados deposio de resduos slidos urbanos.

Mesmo tendo encerrado o recebimento de resduos, atualmente trabalham ali

120 funcionrios, em trs turnos de oito horas dirias, 365 dias anuais, responsveis

pelo monitoramento geotcnico e ambiental e vigilncia patrimonial. A vida til

prevista foi estimada em 50 anos, com base no tempo para encerrar toda a emisso

de biogs proveniente do RSU.

O aterro conta sistemas de infraestrutura, a exemplo de lagoas para a coleta

de lixiviados, faixa de proteo ambiental, sistemas de impermeabilizao, sistema

de drenagem de guas superficiais, drenagem de lquidos e gases, dentre outros.

Esses fatores visam garantir a segurana do aterro, o controle de efluentes lquidos,

29

bem como a reduo de riscos sade da populao (ECOURBIS AMBIENTAL,

2009).

Figura 1 Aterro Sanitrio Stio So Joo Fonte: GASNET, 2008

O aterro encerrou suas atividades em outubro de 2009 e recebeu cerca de 29

milhes de toneladas de resduos, enquadrados nas classes IIA e IIB, resduos

inertes e no perigosos, conforme estabelecido na NBR 10.004 (ABNT, 2004). Tais

resduos se caracterizam como resduos domiciliares, resduos domiciliares no-

residenciais, resduos inertes, resduos dos servios de sade (previamente

tratados), restos de mveis e similares, resduos provenientes de feiras livres e

mercados, alm de lodos desidratados de estaes de tratamento de esgotos

(ECOURBIS AMBIENTAL, 2009).

O processo de tratamento inicia-se com pesagem em balanas do RSU, de

onde segue para ser depositado em clula, compactado e coberto com material

inerte, geralmente terra. A matria orgnica disposta no interior das clulas,

decomposta por fases aerbias e anaerbias. A Figura 2 mostra o corte do aterro,

onde possvel visualizar as clulas onde os resduos so depositados e os

sistemas de infraestrutura.

As emisses do aterro sanitrio variam de 0,7x106 a 2,2x106 t/CH4/ano (MME,

2008). O biogs produzido composto principalmente de metano (CH4) e dixido de

carbono (CO2) que, juntos, constituem aproximadamente 99% de sua composio.

Outros componentes, como monxido de carbono, hidrognio, nitrognio, cido

sulfdrico e amnia, representam cerca de 1% (IBAM, 2007).

30

Figura 2 Principais sistemas de infraestrutura do aterro sanitrio Fonte: Ecourbis Ambiental (2010)

3.3.2 Aterro Sanitrio com produo de energia eltrica

Alm de realizar o tratamento do RSU, o aterro sanitrio iniciou as atividades

de captao do biogs para a gerao energia eltrica em 2007, operadas pela

Biogs Energia Ambiental S/A.

Ocupando uma rea de 2.416 m, dentro da rea do Aterro Sanitrio Stio So

Joo (Figura 3), o empreendimento conta com 35 funcionrios (vinte para atividades

em campo e quinze para rea administrativa). O sistema opera em trs turnos

dirios, 365 dias por ano (BIOGS-SO JOO ENERGIA AMBIENTAL, 2009). A

vida til foi estimada em 50 anos.

Figura 3 Biogs-So Joo Energia Ambiental Fonte: Conora, 2008

31

De acordo com o relatrio de validao do projeto n 2005-0457, desenvolvido

pela Det Norske Veritas (DNV, 2005), o objetivo principal evitar as emisses de

metano pelo Aterro Sanitrio Stio So Joo e fornecer eletricidade. Para isso utiliza

16 motogeradores modelo G3520 Caterpillar, com 1,54 MW de potncia.

Do montante produzido, parte de energia abastece a prpria planta, e o

excedente disponibilizado rede da Eletropaulo. A energia gerada suficiente

para suprir a necessidade de uma cidade de 400.000 habitantes (BIOGS-SO

JOO ENERGIA AMBIENTAL, 2009). A Figura 4 mostra as etapas de extrao do

biogs e a gerao de energia eltrica.

Figura 4 Fluxograma de gerao de energia em aterro sanitrio Fonte: Conora (2008) modificado

De acordo com o Formulrio de Concepo do Projeto (DCP/MDL, 2004), a

usina de gs responsvel por extrair o gs do aterro e transport-lo para os

motores de gs na usina de gerao. Durante o transporte, o biogs passa por um

processo de limpeza e secagem, com a finalidade de extrair possveis impurezas

que possam danificar os motogeradores (DCP/MDL, 2004).

Posteriormente, o biogs refrigerado, resultando em um condensado, que

drenado e enviado lagoa de chorume. Trata-se de uma ao importante, uma vez

que o condensado contm componentes de silcio que poderiam bloquear os tubos

de gs e danificar os motogeradores (BIOGS-SO JOO ENERGIA AMBIENTAL,

2009). Por razes de segurana, novamente o gs passa por um secador, que

consiste em um filtro de ao inoxidvel de alta densidade, que separa as partculas

lquidas (pequenas quantidades de condensado) do biogs.

32

Os sopradores so utilizados para o transporte de gs do aterro aos

motogeradores, sob correta suco e pr-presso. A capacidade e a presso so

ajustadas por eletromotores de frequncia controlada (DCP/MDL, 2004).

Depois do tratamento, da anlise e medio descritos, o gs transportado

como um combustvel, acionando o eixo que movimenta os motogeradores CAT

3520 que produziro a energia eltrica.

Nessa etapa, um eventual excedente de gs pode ser queimado pelos flares

(DCP/MDL, 2004). Todo o processo descrito controlado por um sistema de

controle eltrico. Os sinais medidos so processados por um CLP (Controlador

Lgico Programvel).

A gerao conduzida diretamente da usina para a estao de chaveamento

da concessionria estadual (AES Eletropaulo). A energia produzida na usina

lanada na rede da concessionria de distribuio por meio de uma estao de

chaveamento especial construda no local.

No esperado que a operao da unidade de gs, responsvel pela queima

do gs (flares ou motores de gerao de energia), cause emisses de gases que

possuem componentes orgnicos volteis e dioxinas, uma vez que o gs do aterro

passa por um tratamento antes de ser queimado (DCP/MDL, 2004).

3.3.3 Incinerao

A incinerao um tratamento trmico de resduos que ocorre em alta temperatura (acima de 800

oC) feita com uma mistura de

ar adequada durante um determinado intervalo de tempo. Os resduos incinerados so submetidos a um ambiente fortemente oxidante, onde so decompostos em trs fases: uma slida inerte (cinzas ou escrias), uma gasosa e uma quantidade mnima lquida (JUC et al, 2013 p.55).

A Usina de Recuperao Energtica de Barueri (URE Barueri) prev a

instalao de um sistema de tratamento trmico dos resduos slidos urbanos na

cidade de Barueri, que atender aos municpios de Barueri, Carapicuba e Santana

do Parnaba (municpios da Regio Metropolitana do Estado de So Paulo),

ocupando uma rea de 37.237m2.

De acordo com a Companhia Ambiental do Estado de So Paulo (CETESB,

33

2014), o RSU gerado por esses municpios de 696,11 t/dia. A capacidade mxima

de tratamento do sistema de 825 toneladas por dia e a vida til prevista para o

empreendimento de 30 anos (SGW, 2012).

O sistema conta com 41 funcionrios para operao, divididos em trs turnos

de aproximadamente oito horas. O setor administrativo composto por 6

funcionrios em um nico turno de oito horas (SGW, 2012).

A URE ser caracterizada por um Ciclo Rankine simples que utilizar a

queima dos RSU (WTE) para a gerao de energia trmica associada a uma

caldeira de recuperao de calor para gerao de vapor. Esta por sua vez,

alimentar um turbogerador para gerao de energia eltrica.

O processo utilizado pelo sistema de incinerao o de combusto em

grelha, mais empregada para o RSU que se encontra em estado bruto (mass burn).

A Figura 5 ilustra o fluxo do processo.

Figura 5- Fluxograma do processo de incinerao Fonte: (SGW, 2012) - modificado

Os resduos que chegam so pesados e, posteriormente descarregados no

fosso de recebimento (1). Em seguida so transportados pelas gruas at uma

tremonha de alimentao (2), com sada para uma grelha (3), composta por quatro

partes mveis, acionadas hidraulizamente, que deslizam para frente e para trs,

empurrando o RSU sobre a grelha de combusto, instalada em uma cmara.

Durante o deslocamento do RSU, 60% do ar pr-aquecido so introduzidos

na grelha internamente. O restante do ar introduzido na grelha a alta velocidade,

34

para que haja a promoo da mistura com os gases e vapores gerados no processo.

O calor produzido pela combusto do RSU (800o C a 900o C) utilizado em

uma caldeira para aquecimento de gua (4 e 8). O vapor gerado conduzido por

tubulaes para um sistema de turbina a vapor e gerador, para a produo da

energia eltrica.

Aps a combusto do RSU, restam as cinzas e escrias que sero drenadas

para sistemas coletores situados abaixo das grelhas, onde sero resfriados com

gua e posteriormente seguem para separadores de metais ferrosos e no-ferrosos

(5).

O tratamento dos gases de combusto (8 e 7) (FGC Flue Gas Cleaning)

ser realizado por um sistema seco de neutralizao dos gases cidos com cal

hidratada, absoro dos metais e dos compostos poliaromticos com carvo ativado,

seguindo a norma de emisso de poluentes (Resoluo SMA n 79/09). A filtragem

do material particulado realizado por filtros mangas e, posteriormente lanado ao

meio ambiente pela chamin (SGW, 2012 e FEAM, 2012).

3.3.4 Pirlise

Por definio, a pirlise consiste na degradao trmica de hidrocarbonetos

na ausncia de oxignio (CONTI, 2009).

O sistema de tratamento por pirlise, comeou a operar no incio de 2014,

denominado S

Minas Gerais, ocupando uma rea

de 18.000 m2.

O empreendimento opera em dois turnos de oito horas, com capacidade de

tratamento de 3 t/h de RSU. O sistema prev futuramente no s a produo de

energia eltrica, como tambm a expanso de seu funcionamento para 24 horas,

atingindo a capacidade de tratamento para 72 toneladas por dia. A Figura 6 mostra o

fluxograma das etapas do processo de tratamento.

Os resduos que chegam so pesados e em seguida so descarregados em

uma moega de recebimento (1), seguindo por correira transportadora (2), de onde

os materiais reciclveis e os metais so retirados por eletrom.

Em seguida os resduos seguem para uma moega de orgnicos (3) e para um

tnel de secagem para a retirada de umidade dos resduos (4) antes de entrarem no

35

forno de carbonizao (5) (Figura 7), cuja temperatura mdia de 370o C decompe

os resduos e o material particulado. O resultado do processo, segue para um silo de

descarga, onde resfriado e peneirado.

Figura 6 - Fluxograma do processo de tratamento por pirlise Fonte: Jornal do Noroeste de Minas, 2011.

Posteriormente, os resduos urbanos carbonizados seguem para um silo de

armazenamento e um briquetador (6) que os converte em toletes de carvo. A gua

resultante do processo recebe tratamento adequado antes de ser lanada ao meio

ambiente (Natureza Limpa, 2013).

Figura 7 - Forno de Carbonizao Fonte: Natureza Limpa, 2016

36

3.3.5 Compostagem

horando a

estrutura dos solos (MMA, 2016, pag.1).

A Usina Central de Tratamento de Lixo (UCTL), inaugurada em 1986, possui

uma rea de 880.000 m2, dos quais 33.000 m2 so destinados s leiras de

compostagem.

A empresa conta com 129 funcionrios e 157 catadores, operando em dois

turnos de 8 horas. O sistema recebe cerca de 400 toneladas de RSU diariamente,

com capacidade de tratamento de 600 t/dia, caso se aumente o perodo de trabalho

para 24 horas dirias. O tempo de vida til do empreendimento foi estimado em 50

anos.

O sistema opera em duas linhas de produo paralelas (Figura 8).

Inicialmente, o RSU que chega pesado e depositado em um galpo fechado de

aproximadamente 300 m2. Uma p carregadeira alimenta duas correias

transportadoras (esteiras rolantes) com os resduos, at uma peneira rotativa

primria. Os resduos maiores seguem pela esteira, de onde os materiais reciclveis

so retirados pelos catadores. Os resduos menores prosseguem pelas duas

esteiras, at se encontrarem no eletrom para a retirada dos metais ferrosos e no

ferrosos.

Novamente uma mesa vibratria seleciona os resduos: os de granulometria

menor prosseguem no fluxo, enquanto os de maior granulometria, retirados na mesa

vibratria, passam por um moinho, a fim de reduzir o seu tamanho e seguem para

peneira de afinagem. Os resduos retidos na peneira denominados rejeitos, so

enviados para aterro sanitrio, enquanto os selecionados pelo processo, so

conduzidos para o ptio de compostagem, conforme Figura 9.

As leiras de compostagem possuem em mdia 55 m de comprimento, 5m de

largura e 2,5 m de altura. O tempo para maturao do composto em mdia 95

dias. No momento em que o composto est no ptio, so realizadas anlises e,

caso ele no esteja dentro dos padres de qualidade previstos, enviado para o

aterro sanitrio como rejeito.

37

Figura 8 - Organograma do sistema de compostagem

Estima-se 30% da massa de RSU seja perdida de massa no processo

(VALOR AMBIENTAL, 2013).

Aps o ptio a matria orgnica segue para um galpo, onde ensacada e

distribuda para o consumidor.

38

Figura 9 Matria orgnica na sada do processo de compostagem

Fonte: Valor Ambiental (2013).

3.3.6 Tocha de plasma

Consiste em um processo de

(ENGEBIO, 2010, p.17).

O tratamento de RSU utilizando a tecnologia de tocha de plasma desta

pesquisa, vale-se de um projeto desenvolvido pela RGT International para a cidade

de Hortolndia SP. O projeto foi dimensionado para tratar 250 toneladas por dia

de RSU, perfazendo a quantidade diria de 200 toneladas de RSU e 60 toneladas

de resduos industriais, hospitalares e lodo de esgoto em uma nica linha de

produo.

A rea dimensionada para o empreendimento compreende 30.000 m2, e a

rea construda est estimada em 10.000 m2, com a finalidade de tratar 300

toneladas dirias de RSU. A vida til foi estimada em 30 anos e o perodo de

funcionamento corresponde a 22 horas por dia (RGT INTERNATIONAL, 2013).

O processo de tratamento inicia-se pela pesagem do RSU, que em seguida

depositado em um fosso de recebimento. De l, retirado por cranes (gruas) que

39

em seguida depositam o RSU em uma moega para um processo de triturao, de

modo que nenhum resduo tenha tamanho superior a 10 polegadas.

Os resduos seguem por esteira at a parte superior do reator. Antes da

entrada do RSU, realizada uma cama de coque de carvo no interior do reator,

cuja finalidade sustentar a massa de resduos, dada a integridade estrutural que o

coque de carvo apresenta.

O reator possui dois maaricos de jatos de plasma na parte inferior (Figura

10). Esses jatos saem das tochas a uma velocidade correspondente a duas vezes a

velocidade do som, com temperaturas que variam entre 1000o C a 15.000 C.

Controlando-se os maaricos, controla-se a temperatura interna do reator.

Figura 10 Reator do processo de tratamento de RSU por tocha de plasma

Fonte: Willis et al. (2010)

Para se distribuir a temperatura igualmente, necessrio que se diminua a

velocidade do gs, e o coque de carvo possui essa propriedade, uma vez que ir

gaseificar numa velocidade muito mais lenta do que os resduos, permanecendo no

fundo, enquanto os resduos, sero vaporizados. medida que a massa desce no

reator de gaseificao, convertida em escria e gs de sntese.

Os resduos orgnicos so pulverizados e sua sada do reator ocorre pela

parte superior, na forma de gs. Em seguida, o gs passa por um processo de

limpeza e posteriormente enviado para uma turbina, que acionada, ir gerar

energia eltrica.

O coque funciona como uma espcie de filtro dentro do reator e fornece calor,

40

quando reage com o oxignio. O objetivo desse fluxo controlar a temperatura e as

propriedades do material inerte da matria-prima, garantindo o baixo ponto de fuso.

O gs de sntese, que deixa o reator composto por monxido de carbono,

xido de carbono, dixido de carbono, hidrognio, hidrocarbonetos, nitrognio e

traos de produtos qumicos.

Os nicos materiais que vo escapar pela cama de coque sero as escrias,

vitrificados e os metais, que, ao deixarem o reator, mergulham em um recipiente

com gua, para serem resfriados. Os metais so retirados por eletrom e o material

vitrificado, em forma de grnulos.

O processo completamente controlado pela temperatura dos gases de

sada. Esse ltimo processo deve estar compreendido entre 980 oC a 1.100oC.

Uma tocha pode ser desligada, sem a necessidade de se desligar todo o

processo. Uma tocha de plasma consiste na passagem do gs e no contato com

uma fasca elctrica, mesmo princpio do motor de um carro.

A Figura 11 apresenta o esquema de uma planta de tocha de plasma.

Figura 11. Esquema de uma planta de tocha de plasma Fonte: Willis et al., 2010

41

3.4 Estado da arte da Sntese em Emergia

A Sntese em Emergia um mtodo capaz de modelar eficincias de

processos e sistemas produtivos (AMPONSAH et al, 2011). Por definio, emergia

a quantidade de energia ,joules de energia solar) requerida, diretamente ou

indiretamente, para produzir um bem ou servio (ODUM, 1996 e 2000).

A emergia expressa em sej (joules de emergia solar) e o Valor Unitrio de

Emergia (UEV) compreende a razo entre a quantidade de emergia necessria

(entrada) e a quantidade de bem ou servio (sada) produzido por um sistema

denominado Valor Unitrio de Emergia (UEV) (BROWN E ULGIATI, 2004). Essa

razo pode ser interprerada como um indicador, capaz de expressar a qualidade de

energia do sistema, pois quanto maior for a razo, maior ser sua posio na

hierarquia de energia (ODUM, 1996).

A Sntese em Emergia vem sendo aplicada para avaliar sistemas de

tratamento de efluentes domsticos (SILVA, 2006), de sustentabilidade de um pas

(Demtrio, 2011), gerao de hidroeletricidade (TASSINARI, 2013), sistemas de

agronegcios (FRUGOLI, 2013) e em diversos trabalhos visando a anlise ambiental

do tratamento do RSU, a exemplo de Marchetinni et al (2007) e Almeida et al (2012).

3.4.1 Sntese em Emergia na avaliao de tratamento de resduos : Estado da

Arte

A Sntese em Emergia foi empregada para avaliar sistemas de tratamento de

RSU. A seguir, alguns desses estudos so apresentados.

Luchi e Ulgiati (1997) utilizam a Sntese em emergia para avaliar um aterro

sanitrio com produo de energia eltrica na Itlia, aliado a um Sistema de

Informao Geogrfica (SIG) capaz de mapear o aterro e levantar informaes

tcnicas e ambientais, como rea, altura do macio de resduos dispostos,

escoamento de gua, dentre outros. O artigo apresenta os custos de implantao e

operao, com valores expressos em joules de energia solar. Os autores se utilizam

de indicadores financeiros, e estimam o custo de implantao, que corresponde a

5,16x105 Euros, a fase de operao do sistema possui maior custo, 3,27x106 euros,

cerca de 64% do total. A UEV do tratamento do RSU para o sistema estimada em

42

1,15x109 sej/g. No entanto os autores no estimam a implantao do sistema

utilizando os dados de massa e de consumo de energia para os maquinrios, nem

mesmo a dos materiais de construo. Em vez disso, utilizam o valor monetrio

empregado para implantar o sistema, o que pode agregar um alto valor emergia do

sistema e consequentemente UEV.

Enzo Tiezzi (1998) avaliou um sistema de tratamento de resduos,

contabilizando coleta seletiva, reciclagem, compostagem e incinerao com gerao

de energia eltrica. Concluiu que gerar energia por meio da incinerao um um

processo eficiente. No entanto, o autor argumenta que a quantidade de emergia

armazenada nos resduos, com o passar do tempo, muito maior do que a emergia

dispendida para realizar a coleta dos mesmos. Por essa razo, incinerar 100% dos

resduos um desperdcio de recursos, medida que os resduos orgnicos podem

ser utilizado pelo sistema de compostagem, assim como os materiais reciclveis

podem ser inseridos novamente nos processos produtivos.

Niccolucci et al. (2001) avaliam o impacto ambiental e a eficincia da da

energia eltrica pela UEV do produto, em um incinerador e um aterro controlado no

centro da Itlia. O tempo de vida til da planta, bem como os insumos para trs

fases principais de cada um dos sistemas (coleta, tratamento e eliminao), so

considerados no estudo, destacando-se que a fase de tratamento exige mais

emergia. Os autores apontam que a incinerao e a deposio em aterro exigem

praticamente o mesmo investimento de emergia por tonelada de resduos, mas que

a recuperao de energia eltrica a partir da incinerao mais eficiente quando

comparada ao aterro sanitrio, alm de ocorrer a curto prazo, enquanto que a

deposio em aterro requer vrios anos para gerar energia. A UEV utilizada como

um indicador de qualidade medida que quanto maior for o valor da UEV, maior

ser sua posio dentro de uma escala hierrquica da biosfera e de eficincia pois

capaz de fornecer a quantidade de insumos empregados pelo meio ambiente para

tratar uma tonelada de RSU. Portanto, a UEV um indicador capaz de ser utilizado

para comparar processos de tratamento de RSU.

Bjrklund et al. (2001), ao avaliarem o processo de tratamento de um sistema

de esgoto convencional em Estocolmo, na Sucia, comparam a transformidade da

energia eltrica gerada pelo aproveitamento do biogs produzido por um biodigestor,

com os valores das transformidades da energia eltrica gerada por uma usina

nuclear e de uma hidroeltrica. Os autores concluram que, caso o sistema fosse

43

utilizado somente para a gerao de energia eltrica, seria ineficiente, tendo em

vista que a transformidade encontrada maior do que quando comparada a outras

fontes de energia eltrica. Os autores consideram a entrada das guas residuais

proveniente dos domiclios no diagrama de energia, embora no quantifiquem essa

entrada na contabilidade em emergia do sistema, mesmo utilizando a energia

contida no esgoto para produzir energia eltrica. Alegam que as guas residuais so

um subproduto proveniente do resultado de todas as atividades que utilizam gua

nos domiclios, o que conduz este estudo a considerar uma condio similar, tendo

em vista que o RSU produzido por um municpio tambm um subproduto gerado a

partir de todas as atividades dos muncipes. Isso implica diretamente no valor total

de emergia do sistema e tambm no valor da UEV, pois, contabilizando-se as guas

residuais como um insumo, os valores de emergia e, consequentemente, da UEV do

sistema apresentaro maior valor. Quando o valor do insumo no contabilizado, ou

seja, de forma gratuita, os valores dos benefcios de um sistema podem exceder o

valor da emergia total do sistema.

Marchettini et al. (2007) avaliam sistemas de aterro sanitrio com produo

de energia eltrica, compostagem e incinerao com produo de energia eltrica,

procurando identificar o quanto de investimento necessrio e o quanto de utilidade

(produto) so extrados por meio da utilizao de dois indicadores: razo de

rendimentos Ambiental (EYR) - que compreende a razo entre emergia recuperada

e a emergia por grama de RSU - e emergia lquida - diferena entre a emergia

recuperada (energia recuperada x transformidade) e a emergia para tratar um grama

de RSU do sistema. A entrada de RSU contabilizada em todos os sistemas de

tratamento, por meio da coleta, maquinrios, mo de obra, dentre outros. Os

resultados o estudo apontam que o aterro sanitrio com produo de energia a

pior alternativa, por promover alto custo em emergia e gerar poucos benefcios. A

compostagem o sistema que promove maior recuperao de emergia (EYR),

enquanto a incinerao obteve maior ndice de emergia lquida, ou seja, a diferena

entre a emergia recuperada (energia recuperada x transformidade) e a emergia para

tratar um grama de RSU do sistema. Em outras palavras, a compostagem um

pouco mais eficiente na recuperao em emergia (maior EYR), enquanto a

incinerao quantitativamente melhor na extrao de recursos. importante

ressaltar que o artigo denomina como EYR, como mencionado, a razo entre a

emergia recuperada e a emergia por grama de RSU. Dessa forma, o leitor pode

44

confundir o indicador EYR (Emergy Yield Ratio), razo entre a emergia total e os

recursos provenientes da economia, proposto por Odum (1996). Um aspecto

interessante do trabalho, o desconto dos benefcios, como a energia eltrica

gerada, enquanto que para o sistema de compostagem o desconto do benefcio

obtido pelo valor de emergia da frao do NPK produzido pelo composto orgnico do

processo de compostagem.

Meidiana (2012) utiliza a Sntese em emergia para avaliar trs cenrios

hipotticos para o tratamento RSU de um novo aterro sanitrio em Yogyakarta. A

autor utiliza os indicadores do estudo de Marchettini et al. (2006), e prope cenrios

com percentuais diferentes de matria orgnica para a compostagem e mo de

obra. A matria orgnica, fragmentada em componentes: nitrognio (2,1%), fsforo

(1,6%) e potssio descontada do valor total de emergia, tendo em vista que o

sistema consegue recuperar uma parte (matria orgnica) da emergia que emprega

para tratar os resduos. O percentual de potssio (K) para o composto orgnico

varia do cenrio O (K=1,1%) para o cenrio 1 e 2 ( K=1,8%). O autor comenta que a

recuperao da matria depende do percentual dos resduos tratados. Como

resultado, o cenrio 0 ( 25 t/dia de RSU, com 8,3 t/dia de matria orgnica para

produo de composto orgnico com 45 catadores para a retirada de materiais

reciclveis), possui menor invenstimento em emergia e o cenrio 1 (com aumento de

85% de RSU, com 50% da material orgnica tratada em compostagem, utilizando 45

catadores) possui maior valor de emergia total enrte os sistemas, em virtude da

coleta. O cenrio 2 (aterro sanitrio com a queima do biogs com aumento de 85%

dos resduos, destinando 50% da frao orgnica do RSU para a compostagem,

com 200 catadores) consegue recuperar maiores quantidades de sej por grama de

resduo tratado e possui maior EYR e menor ELR. Porm todos os cenrios

apresentam ndices negativos de emergia lquida, tendo em vista que o investimento

em emergia maior do que o valor de emergia obtido com os benefcios. Os

catadores conseguiram recuperar, em mdia, 7,5% dos resduos plsticos e 12,8%

para todos os cenrios.

Bastianoni et al. (2002) apresentam valores diferentes do estudo de Meidiana

(2012) para os percentuais dos componentes qumicos encontrados na

compostagem. O nitrognio corresponde a 1,32%, o fsforo, a 0,88% e o potssio

representa 1,15%, cujo conjunto perfaz o total de 3,35%, valor idntico ao

encontrado no estudo de Marchettini et al. (2007). A pesquisa foi realizada na

45

provncia de Siena, utilizando a Sntese em emergia e a Avaliao do Ciclo de Vida,

a fim de avaliar todos investimentos necessrios para gerenciar o ciclo de vida do

processo de produo da compostagem. Os autores justificam a utilizao das duas

metodologias, tendo em vista que a emergia considera apenas o impacto do

consumo de recursos, em uma base comum, enquanto a Anlise do Ciclo de Vida

avalia tambm o impacto das emisses, associado a todo o processo, separado em

coleta, tratamento e disposio final. Os autores comparam a UEV do composto

orgnico (1,11x108 sej/g) com as UEVs obtidas nos tratamentos por incinerao

(1,27x108 sej/g) e em aterro sanitrio (1,48x108 sej/g), mostrando que a

compostagem mais apropriada, pois requer menor quantidade de insumos para

tratar 1 grama de resduos. No entanto os autores estudam os sistemas de forma

isolada, no realizam cenrios destinando parte da frao orgnica produo a

compostagem.

Liu et al. (2013) realizam uma comparao entre quatro sistemas de

tratamento de RSU na Provincia de Liaoning: aterro sanitrio, incinerao por leito

fluidizado, incinerao tipo grelha, e aterro sanitrio para gerao de energia

eltrica. Os autores utilizam a sntese em emergia, para avaliar a sustentabilidade e

os servios ecolgicos para diluir os poluentes do ar. O indicador Eco 99 e o DALY

(Disability Adjusted Life Years) so utilizados em conjunto com a Sntese em

emergia para avaliar as perdas ecolgicas e os danos ocasionados sade.

Atualmente na provincia, 80,5% do RSU enviado para aterros sanitrios. Cerca de

7,5% so incinerados (destes, 45% incinerao em leito fluidizado e 55% em

incinerao do tipo grelha) e apenas 6,9% so efetivamente reciclados (incluindo

materiais biticos e abiticos). O valor em emergia dos servios ambientais

necessrios, para a energia cintica do vento dissipe os poluentes gerados

estimado. Os resultados obtidos apontam que os impactos das emisses geradas

pelos sistemas de incinerao so maiores que o de sistemas de aterro sanitrios.

Os prejuzos para a sade humana so estimados em 1,31x1016 sej/t de RSU e

8,81x1015 sej/t de RSU no sistema de incinerao de leito fluidizado e no sistema de

incinerao do tipo grelha, respectivamente. Os resultados indicam que as perdas

para a sade humana, causadas pelas emisses nocivas, so classificadas da

seguinte maneira: a incinerao de leito fluidizado > tipo de grelha de incinerao >

aterros atuais > aterros sanitrios, enquanto as perdas do ecossistema so

classificados: grelha tipo de incinerao > incinerao de leito fluidizado > aterros

46

sanitrios > aterros sanitrios atuais. As mudanas de ordenao so causados pelo

aumento da liberao de NOx dos processos de tratamento de extras (como a

gerao de eletricidade), que criou um dano qualidade do ecossistema causado

pelo efeito combinado de acidificao e eutrofizao. A unidade sej/t.RSU est

relacionada perda de emergia estimada por 6 indicadores, dentre eles: impactos

ambientais, que incluem efeitos cancergenos; efeitos respiratrios em seres

humanos, decorrentes de substncias inorgnicas provindas de alteraes

climticas; danos qualidade do ecossistema, causados por emisses ecotxicas; e

efeito combinado da acidificao e da eutrofizao. Os danos associados gerao

de resduos slidos pode ser medido, em termos de emergia, pela ocupao de

terras, por meio da razo entre emergia e a rea ocupada. Dessa forma, a perda de

emergia pode ser obtida, utilizando-se a rea total de terras ocupadas multiplicada

por um fator econmico ou ambiental. Os resultados dos prejuzos econmicos e

ecolgicos so classificados na seguinte ordem: tipo de grelha de incinerao

(5,19x1013 sej/t) > incinerao de leito fluidizado (4,27x1013 sej/t) > aterros atuais

(2,92x1013 sej/t), aterros sanitrios (1,35x1013 sej/t). Depois de analisar os impactos

das emisses, os usos totais de emergia so: aterros sanitrios (3,87x1016 sej/t) >

aterros atuais (3,71x1016 sej/t) > tipo de grelha de incinerao (2,39x1016 sej/t) >

incinerao de leito fluidizado (2,38x1016 sej/t). As razes de produtividade de

electricidade (Y/U) so assim classificados: tipo de grelha de incinerao (2,96%) >

incinerao de leito fluidizado (2,03%) > aterros sanitrios (0,01%) > aterros atuais

(0,00%). Os resultados apontam os aterros sanitrios, como a tcnica mais

economicamente vivel de tratamento, onde o custo deve ser considerado apenas

em regies onde existem reas disponveis. A incinerao promove alto rendimento

na gerao de energia eltrica e baixo impacto ambiental em comparao s

demais. Os autores dizem que a Sntese em Emergia admite que outras

metodologias possam ser incorporadas a ela.

Almeida et al. (2012) utilizam os indicadores da Sntese de Emergia para

avaliar a carga ambiental e o nvel de sustentabilidade do projeto de biogs em

questo no aterro sanitrio Stio So Joo. Tambm foi avaliada a implementao

de um projeto de compensao ambiental em atendimento s exigncias do Estado.

Para a avaliao foram utilizados os indicadores de rendimento em emergia (EYR),

o ndice de carga ambiental (ELR) e o ndice de sustentabilidade (ESI). Os

resultados apontam que a produo de energia eltrica em termos ambientais um

47

benefcio vantajoso, tendo em vista que o ndice de carga ambiental menor que 1,

pois a contabilizao do oxignio diminui a razo da carga ambiental. O ESI, que

compreende a razo entre o rendimento em emergia e o ndice de carga ambiental

(EYR/ELR), apresenta elevado ndice de sustentabilidade. A transformidade (UEV)

da energia eltrica gerada calculada e sua ordem de grandeza indica que ela pode

competir com as fontes tradicionais de gerao de energia. A avaliao do projeto

de compensao ambiental, que produz entre 50 e 80 mil mudas de rvores anuais,

e uma horta comunitria, como uma das exigncias do estado de So Paulo para

minimizar os impactos ambientais, aponta que a produo de vegetais vantajosa

em termos de rendimento em emergia para a comunidade local. No entanto, o

resultado do mesmo indicador para a produo de mudas no se mostrou vantajoso.

importante ressaltar que a maioria das mudas ser utilizada para apoiar os

projetos de reflorestamento em dois aterros sanitrios de So Paulo, gerenciados

pela mesma empresa (Santo Amaro e So Mateus). O excedente de mudas ser

direcionado para programas de educao ambiental na comunidade local.

Silva (2006) compara dois sistemas de tratamento de esgoto: Comunidade de

Carangola (Petrpolis RJ), sistema de biodigesto; e Estao de Tratamento de

Esgoto (ETE), por lodo ativado. O autor aplica a Sntese em Emergia e a Pegada

Ecolgica modificada, que correponde a utilizao de recursos

provenientes da economia por rea. O estudo contabiliza a entrada de oxignio para

a coco de alimentos. A concluso aponta que o sistema de lodo ativado apresenta

melhor performance ambiental pelo fato de utilizar menor quantidade de mo de

obra, quando comparado ao sistema da Comunidade de Carangola.

3.5 Programao por Metas

A Programao por Metas foi desenvolvida por Charnes et al. (1955) e

Charnes e Cooper (1961) e aplicada a problemas de regresso linear, e

posteriormente foi adotada como umaferramenta de tomada de deciso para

resolver os problemas multicritrio com os trabalhos publicados por Ijiri (1965), Lee

(1972), Ignizio (1976) e Cohon (1978).

Um dos aspectos mais importantes da Programao por Metas o aplicativo

da lgica satisfatria de Simon (SIMON, 1955). Por tal motivo, essa tcnica se

48

desenvolve dentro do mbito do paradigma satisfatrio, no lugar de um paradigma

otimizador.

Esse tipo de troca de lgica de Simon, de otimizao na busca de solues

satisfatrias, implica asumir que o o decisor em vez de maximinar ou minimizar uma

determinada funo objetivo aplique uma srie de metas relevantes para seu

problema, que se aproxime o mximo possvel dos nveis desejados e previamente

fixados. Para Romero (2002), a Programao por Metas um quadro analtico

concebido para analisar problemas complexos de anlise de deciso, em que os

nveis de deciso so atributos relevantes para o problema especfico com essa

abordagem.

3.5.1 Estado da arte de Programao por Metas

Chang; Wang (1997) utilizam a Programao por Meta (Goal Programming).

para realizar uma anlise integrada entre a reciclagem e um sistema de tratamento

por incinerao em nove casos de estudo em Taiwan, objetivando manter a

temperatura de combusto do reator em torno de 982 C ou 1800 F. Os autores

propem cenrios que destinam diferentes percentuais de residuos de plastico e/ou

papelo para a reciclagem. Os resultados apontam que os objetivos de reciclagem

no podem ser integralmente satisfeitas pelos sistemas 1,4,5 e 6, (que destinam

maiores percentuais de papel e plstico para a incinerao), porque o equilbrio

timo em termos de custos s atingido quando a reciclage