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Nova abordagem para a optimização da gestão de resíduos de
construção e demolição
Aplicação à Área Metropolitana de Lisboa
António José Mineiro Rodrigues Rebello de Andrade
Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Orientadores: Profª Doutora Cristina Marta Castilho Pereira Santos Gomes
Doutor Joaquim Manuel Roberto Antunes Duque
Júri
Presidente: Prof. Doutor João Torres de Quinhones Levy
Orientador: Profª Doutora Cristina Marta Castilho Pereira Santos Gomes
Vogal: Prof. Doutor Henrique Anibal Santos de Matos
Novembro de 2015
ii
Agradecimentos
À professora Doutora Marta Gomes, por toda a ajuda que me deu ao longo destes meses e pela
forma motivante com que sempre orientou o trabalho.
Ao Doutor Joaquim Duque por todas as horas dedicadas a este trabalho, pela paciência que teve
em me auxiliar no desenvolvimento do modelo e pela rapidez com que sempre me esclareceu as
dúvidas.
À Mafalda Neiva Correia, por toda a preocupação e disponibilidade que teve para ajudar.
À minha família, em especial à minha mãe que me apoiou na revisão do trabalho. Aos meus pais e
avós que sempre me incentivaram a estudar e sobretudo me desafiam com o seu exemplo. Aos
meus irmãos, por tudo o que tenho aprendido com eles ao longo destes anos.
Ao Professor Alexandre Gonçalves pela ajuda me deu com o software Arcgis, à Engª Sofia Ezequiel
que forneceu mapas da AML e a todas as empresas que disponibilizaram dados.
Aos meus amigos que mais se preocuparam no desenvolvimento deste trabalho, especialmente ao
Anthony Brownbill que me ajudou com a revisão em inglês do resumo alargado.
A Nossa Senhora de Schoenstatt que me levantou nas etapas mais difíceis deste trabalho.
iii
Resumo
A crescente preocupação com a sustentabilidade global é cada vez mais evidente na actividade de
construção devido ao impacto que os seus desperdícios implicam. Pretende-se dar seguimento ao
trabalho de Correia (2013), elaborando uma nova abordagem para optimizar o planeamento de
uma rede de reciclagem de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) que seja uma introdução à
metodologia utilizada em Engenharia de Processos e Sistemas (EPS). Esta abordagem permite a
sistematização do problema facilitando a visualização de fluxos entre os vários processos que
envolvem a reciclagem de RCD, permitindo um planeamento mais adequado às necessidades da
rede.
O modelo de programação linear inteira mista desenvolvido é um instrumento concreto no apoio
à gestão de RCD permitindo a avaliação económica da rede de reciclagem sob dois pontos de vista:
de uma entidade reguladora, que pretende minimizar os custos globais, e das entidades
transformadoras que desejam maximizar o lucro dos processos de reciclagem de RCD. É ainda
possível estudar diferentes cenários e efectuar análises de sensibilidade aos parâmetros do
modelo, clarificando a avaliação de alternativas quanto à localização, tipo e capacidade de novos
processos a instalar.
Validou-se o modelo numa amostra de 10 freguesias, sendo depois aplicado às 211 freguesias que
constituem a Área Metropolitana de Lisboa (AML). Devido à generalidade da formulação
matemática concebida, o modelo pode ser utilizado a nível regional ou nacional.
Os principais resultados obtidos apontam para uma preferência pela deposição directa em aterro
e indicam que os processos de reciclagem de alta qualidade não são economicamente viáveis.
Palavras-chave: Gestão de Resíduos de construção e demolição (GRCD), programação linear
inteira mista (MILP), optimização de processos, Área Metropolitana de Lisboa (AML).
iv
Abstract
The growing concern regarding global sustainability is increasingly evident in the construction
sector due to the impact of waste production. The aim of this work, which follows the one of
Correia (2013), is to develop a new optimization approach in order to plan a network for recycling
Construction and Demolition Waste (CDW). The approach is based on the methodology of
Processes and Systems Engineering (PSE), allowing better problem systematization, visualization of
the CDW flows between processes and better planning of the needs of the network.
The developed model, of the mixed integer linear programming (MILP) type, is a tool to support
CDW management in the assessment of the recycling network from two points of view: from a
regulatory perspective that aims to minimize the total costs of the network and from the
perspective of transforming entities, which aim to maximize profit in the recycling processes. It is
also possible to design diverse scenarios and perform sensitivity analyses of model parameters
that make the assessment more clear regarding location, types and capacity of new processes to
be installed.
The model was validated for a 10 parish sample and then explored for the 211 parishes that
comprise the Metropolitan Area of Lisbon (MAL). However, due to its generic formulation, the
model can be applied at regional or national level.
The main results indicate a preference for direct deposition in landfills and the fact that high
quality recycling processes are not economically viable for the MAL.
Keywords: Construction and demolition waste management (CDWM), mixed integer linear
programming (MILP), process optimization, Metropolitan Area of Lisbon (MAL).
v
Índice Agradecimentos .................................................................................................................................. ii
Resumo ................................................................................................................................................iii
Abstract ............................................................................................................................................... iv
Lista de Quadros .................................................................................................................................. ix
Glossário .............................................................................................................................................. xi
Lista de Siglas .................................................................................................................................... xiii
Dicionário de Tradução ..................................................................................................................... xiv
Lista de Siglas Relativa ao Modelo Desenvolvido .............................................................................. xv
1. Introdução ................................................................................................................................... 1
1.1 Contextualização ..................................................................................................................... 1
1.2 Objectivos ................................................................................................................................ 2
1.3 Metodologia .................................................................................................................................. 3
1.4 Estrutura da dissertação ............................................................................................................... 4
2. Revisão da Literatura ................................................................................................................... 5
2.1 Gestão de Resíduos de Construção e Demolição .......................................................................... 5
2.1.1 Estratégias de Gestão de Resíduos de Construção e Demolição ............................................... 5
2.1.1.1 Princípio dos 3 R .................................................................................................................. 6
2.1.1.2 Princípio da Multidisciplinaridade – Uma Gestão Eficaz ..................................................... 7
2.1.1.3 Abordagem de Ciclo de Vida ............................................................................................... 8
2.1.1.4 Princípio do Utilizador Pagador ........................................................................................... 8
2.1.2 Caracterização de RCD ............................................................................................................... 9
2.1.2.1 Classificação ........................................................................................................................ 9
2.1.2.2 Origem e Composição de RCD........................................................................................... 10
2.1.2.3 Quantificação .................................................................................................................... 11
2.1.3 Enquadramento Legal .............................................................................................................. 13
2.1.3.1 União Europeia .................................................................................................................. 13
2.1.3.2 Portugal ............................................................................................................................. 13
2.1.4 Prevenção da Produção de RCD ............................................................................................... 14
2.1.4.1 Enquadramento ................................................................................................................ 15
2.1.4.2 Técnicas ............................................................................................................................. 15
2.2 Centrais de Reciclagem de RCD e seu Funcionamento ............................................................... 17
vi
2.2.1 Contextualização ...................................................................................................................... 17
2.2.2 Classificação de centrais de RCD .............................................................................................. 18
2.2.3 Funcionamento de uma central de RCD .................................................................................. 21
2.2.3.1 Equipamentos ................................................................................................................... 21
2.2.3.2 Processo ............................................................................................................................ 22
2.2.4 Panorama Actual – Envolvente Económica e Ambiental ......................................................... 25
2.2.4.1 Custos e Benefícios Económicos das Centrais de RCD ...................................................... 25
2.2.4.2 Impactos Ambientais das Centrais de RCD ....................................................................... 26
2.2.5 Utilizações de RCD Reciclados .................................................................................................. 27
2.2.6 Barreiras à Reciclagem e Desafios dos RCD Reciclados ........................................................... 28
2.3 Sintese Conclusiva ....................................................................................................................... 30
3. Modelo para o planeamento de uma rede de reciclagem de RCD ............................................... 31
3.1 Motivação – Modelo Desenvolvido por Correia (2013) .............................................................. 31
3.2 Nova Abordagem – Introdução à Engenharia de Processos e Sistemas ..................................... 33
3.2.1 Concepção do Modelo e Processo de Recolha de Dados .................................................... 34
3.2.2 Organização de dados .......................................................................................................... 36
3.2.2.1 Detalhe de cada processo ............................................................................................. 36
3.2.2.2 Layout final dos processos considerados no modelo ................................................... 38
3.2.3 Matriz de transformação...................................................................................................... 41
3.2.4 Matriz de Custos................................................................................................................... 43
3.3 Formulação matemática do modelo ........................................................................................... 45
3.3.1 Conjuntos e índices .............................................................................................................. 45
3.3.2 Parâmetros ........................................................................................................................... 46
3.3.3 Variáveis ............................................................................................................................... 47
3.3.4 Variáveis auxiliares para interpretação de resultados ......................................................... 47
3.3.5 Possíveis Funções Objectivo ................................................................................................. 48
3.3.6 Restrições ............................................................................................................................. 49
3.3.7 Descrição da Formulação Matemática ................................................................................. 51
3.3.8 Limitações do Modelo .......................................................................................................... 53
4. Aplicação do Modelo à Área Metropolitana de Lisboa ................................................................. 54
4.1 Tratamento de Dados - Pressupostos e Dados de Input ......................................................... 54
4.1.1 Interface e solver utilizado ............................................................................................... 60
vii
4.2 Modelo de Dimensão Reduzida .............................................................................................. 60
4.2.1 Resumo Dados de Input ....................................................................................................... 61
4.2.2 Resultados ............................................................................................................................ 62
4.2.2.1 Cenário Base .................................................................................................................. 62
4.2.2.2 Cenário Livre 1 ............................................................................................................... 64
4.2.2.3 Cenário Livre 2 ............................................................................................................... 67
4.2.2.4 Cenário Livre 3 ............................................................................................................... 68
4.3 Resultados para o Modelo Aplicado às 211 Freguesias da AML ................................................. 70
4.3.1 Análise de Cenários .............................................................................................................. 70
4.3.1.1 Cenário A ....................................................................................................................... 70
4.3.1.2 Cenário B ....................................................................................................................... 72
4.3.1.3 Cenário C ....................................................................................................................... 73
4.3.2 Análise de Sensibilidade ....................................................................................................... 74
4.3.2.1 Cenário D – parâmetro Kupk,i - capacidade dos processos existentes .......................... 74
4.3.2.2 Cenário E – parâmetro hs,i - distribuição do fluxo de RCD ............................................. 76
4.3.2.3 Restantes cenários ........................................................................................................ 77
4.3.2.4 Conclusão da análise de resultados (minimização de custos) ...................................... 79
4.3.3 Aplicação para a Maximização do Lucro do Processo de Reciclagem.................................. 80
5. Conclusões e Desenvolvimentos Futuros ...................................................................................... 82
Bibliografia ........................................................................................................................................ 86
Sites Consultados .............................................................................................................................. 91
Anexos ............................................................................................................................................... 93
Anexo I – Operações de Valorização de RCD (Decreto-Lei nº73/2011) ............................................ 93
Anexo II – Operações de Eliminação de RCD (Decreto-Lei nº73/2011) ............................................ 93
Anexo III – Classificações de RCD ...................................................................................................... 94
Anexo IV – Quantificação de RCD – Descrição de metodologias de quantificação .......................... 96
Anexo V - Gestão de RCD no mundo ................................................................................................. 97
Anexo VI – Resumo Relatório Nórdico – Sumário com principais conclusões e recomendações .... 99
Anexo VII- Estudo sobre GRCD na AML ........................................................................................... 101
Anexo VIII – Empresas de GRCD na AML ......................................................................................... 105
Anexo IX - Cálculo dos custos para matriz custo ............................................................................. 106
Anexo X – Conjunto de materiais de entrada e saída nos processos ............................................. 108
viii
Anexo XI – Freguesias da AML ........................................................................................................ 109
Anexo XII - Valor de ,s ih por freguesia para cada RCD .................................................................... 111
ix
Lista de Quadros
Quadro 1 -Taxa de Reciclagem e de deposição em aterro de RCD em alguns países da EU (adaptado
de Marques e Gonçalves, 2012) .......................................................................................................... 9
Quadro 2- Composição dos RCD (%) (Mália et al., 2011) .................................................................. 11
Quadro 3 - Estatística da quantidade de RCD gerados e reciclados na EU (adaptado de Pereira e
Vieira 2013) ....................................................................................................................................... 18
Quadro 4- Funções e tipos de equipamentos para centrais de RCD (Zhao et al., 2009; Coelho, 2012)
........................................................................................................................................................... 21
Quadro 5 - Vantagens e desvantagens da britagem e triagem no local de produção e fora
(Symonds G. et al., 1999). ................................................................................................................. 23
Quadro 6 - Potenciais áreas de aplicação de agregados reciclados (Adaptado de Rao et al., 2006) 28
Quadro 7 - Legenda detalhada dos materiais considerados no esquema da Figura 13 ................... 40
Quadro 8 – Matriz transformação. A soma das linhas perfaz 1 (100%) ............................................ 42
Quadro 9 - Distribuição percentual da composição média dos RCD (Coelho, 2011) ........................ 43
Quadro 10 – Matriz de custos (€/ton.ano) ....................................................................................... 44
Quadro 11 – Distribuição percentual dos fluxos de materiais considerados ................................... 55
Quadro 12 – Custo dos materiais que podem ser depositados em aterro ....................................... 56
Quadro 13 – Aterros licenciados para depósito de RCD na AML ...................................................... 57
Quadro 14 – Procura potencial de material reciclado na região de Lisboa (Coelho, 2012) ............. 57
Quadro 15 – Procura para cada tipo de material vendido ................................................................ 57
Quadro 16 – Valor de venda de materiais ........................................................................................ 58
Quadro 17 – Processos existentes na AML e incluídos no modelo ................................................... 58
Quadro 18 – Custo de investimento de uma central segundo a capacidade .................................. 59
Quadro 19 – Custo de investimento para instalação de um novo processo consoante a capacidade
........................................................................................................................................................... 60
Quadro 20 – Legenda da Figura 18 e processos existentes nas freguesias consideradas ................ 61
Quadro 21 – Capacidades dos processos considerados no modelo de dimensão reduzida ........... 62
Quadro 22 – Resumo das estatísticas do modelo e solução para o cenário base ............................ 62
Quadro 23 – Dados de output do cenário base ................................................................................ 63
Quadro 24 – Alteração do parâmetro Cda(s) em relação ao cenário base ....................................... 64
Quadro 25 – Dados de output do cenário livre 1 .............................................................................. 64
x
Quadro 26 - Fluxo de materiais para o nó i24 ................................................................................... 66
Quadro 27 - Fluxo de materiais para o nó i33 ................................................................................... 67
Quadro 28 – Alteração do parâmetro Cda(s) em relação ao cenário base ....................................... 67
Quadro 29 – Dados de output do cenário livre 2 .............................................................................. 67
Quadro 30– Dados de output do cenário livre 3 ............................................................................... 69
Quadro 31 – Resumo das estatísticas do modelo e solução para o cenário A ................................. 71
Quadro 32 – Dados de output do cenário A ..................................................................................... 71
Quadro 33 – Dados de output do cenário B...................................................................................... 72
Quadro 34 – Dados de output do cenário C ...................................................................................... 74
Quadro 35 – Capacidade de processamento e total de RCD na AML ............................................... 75
Quadro 36 – Dados de output do cenário D ..................................................................................... 75
Quadro 37 – Dados de output do cenário E ...................................................................................... 76
Quadro 38 – Resumo dos principais dados de output dos cenários desenvolvidos ......................... 78
Quadro 39 - Lucro para o processo de reciclagem em função do valor pps considerado ................ 80
Quadro 40 - Vários tipos de Classificações de RCD (segundo Pereira e Vieira 2013) ....................... 94
Quadro 41 – Classificação dos RCD de acordo com a LER (segundo Correia, 2013) ......................... 95
Quadro 42 - Indicador de geração de RCD em projectos urbanos pela localização geográfica no
período 2006/7 (De Melo et al.,2009) ............................................................................................ 103
Quadro 43 - Indicador de geração de RCD em projectos urbanos pela localização geográfica no
período 2006/7 (De Melo,2009) ..................................................................................................... 104
Quadro 44 – Lista de centrais encontradas na AML. Empresas assinaladas com * responderam a
questionários via e-mail ou contacto telefónico. ............................................................................ 105
Quadro 45 – Capacidades autorizadas das centrais de reciclagem ................................................ 106
Quadro 46 – Capacidades autorizadas das centrais de triagem ..................................................... 106
Quadro 47 – Custo unitário do processo na central de triagem ..................................................... 107
Quadro 48 – Custo unitário do processo triagem incorporada ...................................................... 107
Quadro 49 – Custo unitário do processo reciclagem LQ ................................................................. 107
Quadro 50 – Custo unitário do processo reciclagem HQ ................................................................ 108
Quadro 51 – Correspondências utilizadas nos conjuntos Iksk,s e Oksk,s da formulação matemática
......................................................................................................................................................... 108
Quadro 52 – Freguesias AML e respectivos nós ............................................................................. 109
Quadro 53 - Geração de RCD por freguesia .................................................................................... 111
xi
Glossário1
Armazenagem - Deposição controlada de resíduos, antes do seu tratamento e por prazo
determinado, designadamente as operações R13 e D15 identificadas nos anexos I e II [Decreto-Lei
nº 73/2011].
Armazenagem preliminar - Deposição controlada de resíduos, no próprio local de produção, por
período não superior a um ano, antes da recolha, em instalações onde os resíduos são produzidos
ou descarregados a fim de serem preparados para posterior transporte para outro local para
efeitos de tratamento [Decreto-Lei nº 73/2011].
Aterro - A instalação de eliminação utilizada para a deposição controlada de resíduos, acima ou
abaixo da superfície do solo [1]2.
Corretor - Qualquer empresa que organize a valorização ou eliminação de resíduos por conta de
outrem mesmo que não tome a posse física dos resíduos [Decreto-Lei nº73/2011].
Demolição selectiva - Método faseado de demolição que permite efectuar a triagem in situ dos
resíduos produzidos, aumentando a probabilidade de utilizar os materiais reutilizáveis, bem como
promover a valorização dos materiais após a demolição [1].
Deposição - A operação de gestão que consiste em acondicionar e colocar os resíduos em
equipamentos destinados para tal, preparando-os para a operação de recolha. A deposição no
local de origem pode (e deve) ser selectiva, isto é, deve implicar uma deposição separada das
diferentes fracções dos RCD in situ, em recipientes ou locais com características específicas, com
vista ao seu envio para valorização ou eliminação diferenciada [1].
Eliminação - Qualquer operação que não seja de valorização, ainda que se verifique como
consequência secundária a recuperação de substâncias ou de energia [Decreto-Lei nº 73/2011].
Fluxo específico de resíduos - Categoria de resíduos cuja proveniência é transversal às várias
origens ou sectores de actividade, sujeitos a uma gestão específica [Decreto-Lei nº 73/2011].
Gestão de resíduos – Designa a recolha, o transporte, a valorização e a eliminação de resíduos,
incluindo a supervisão destas operações, a manutenção dos locais de eliminação no pós-
encerramento, bem como as medidas adoptadas na qualidade de comerciante ou corretor
[Decreto-Lei nº73/2011].
1 Adaptado de Correia 2013
2 [1] Para saber a referência consultar secção “sites consultados” que consta na bibliografia.
xii
Guia de Transporte de Resíduos - Documento que acompanha o transporte dos resíduos, nos
termos da legislação em vigor [1].
Operador licenciado de gestão de RCD - Entidade devidamente autorizada nos termos do
previsto na legislação em vigor e cujo nome conste da Lista Nacional de Operadores de Gestão de
Resíduos Não Urbanos, publicada pela Agência Portuguesa do Ambiente [1].
Produtor de RCD - Qualquer pessoa, singular ou colectiva, cuja actividade produza RCD,
nomeadamente, donos de obra, empresas de construção civil e obras públicas e empresas ou
entidades ligadas ao comércio de materiais de construção civil [Decreto-Lei nº73/2011].
Reciclagem - Qualquer operação de valorização, incluindo o reprocessamento de materiais
orgânicos, através da qual os materiais constituintes dos resíduos são novamente transformados
em produtos, materiais ou substâncias para o seu fim original ou para outros fins mas que não
inclui a valorização energética nem o reprocessamento em materiais que devam ser utilizados
como combustível ou em operações de enchimento [Decreto-Lei nº 73/2011].
Resíduos - Quaisquer substâncias ou objectos de que o detentor se desfaz ou tem intenção ou
obrigação de se desfazer [Decreto-Lei nº73/2011].
Resíduo de Construção e Demolição - Resíduo proveniente de obras de construção, reconstrução,
ampliação, alteração, conservação e demolição e da derrocada de edificações [Decreto-Lei nº
73/2011].
Reutilização - Qualquer operação mediante a qual produtos ou componentes que não sejam
resíduos são utilizados novamente para o mesmo fim para que foram concebidos [Decreto-Lei nº
73/2011].
Tratamento - Qualquer operação de valorização ou de eliminação de resíduos, incluindo a
preparação prévia à valorização ou eliminação [Decreto-Lei nº 73/2011].
Triagem - Acto de separação de resíduos mediante processos manuais ou mecânicos, sem
alteração das suas características, com vista ao seu tratamento [Decreto-Lei nº 73/2011].
xiii
Lista de Siglas3
ACV – Avaliação do Ciclo de Vida
AEA -Agência Europeia do Ambiente
AML – Área Metropolitana de Lisboa
APA – Agência Portuguesa do Ambiente
CCDR – Comissão de Coordenação e Desenvolvimento Regional
CD – Custo de deposição em aterro
CIL – Com Imposição Legal
CR – Central de Reciclagem
EC -European Commission
EEA - European Environment Agency
EI99- Eco-indicator 99
EPS – Engenharia de Processos e Sistemas
GAMS – General Algebraic Modeling System
GCA – Gestão de uma Cadeia de Abastecimento
GRCD – Gestão de Resíduos de Construção e Demolição
HQ – High Quality
INE – Instituto Nacional de Estatística
LER – Lista Europeia de Resíduos
LQ – Low Quality
MILP – Mixed Integer Linear Programming (Programação linear inteira-mista)
MINLP - Mixed Integer Nonlinear Programming (Programação não linear inteira-mista)
MP – Materiais Processados
MR- Matéria Residual
OGR - Operações de Gestão de Resíduos
PNGR – Plano Nacional de Gestão de Resíduos
RCD – Resíduos de Construção e Demolição
SIL – Sem Imposição Legal
UE – União Europeia
3 Adaptado de Correia 2013.
xiv
Dicionário de Tradução4
Life cycle thinking (LCT) - Abordagem de ciclo de vida
Life Cycle Assessment (LCA) - Avaliação do ciclo de vida
Effective CDW management – Gestão de RCD eficaz
Low Waste Technologies – Tecnologias de baixo desperdício
Closed-loop Supply Chain (CLSC) - Cadeia de abastecimento de ciclo fechado
Reverse Supply chain (RSC) - Cadeia de abastecimento inversa
Life Cycle Cost (LCC) - Custo do ciclo de vida
Critical Success Factors (CSFs) - Factores Críticos de Sucesso
Roadwork material - Material resultante de obras rodoviárias
Open-loop model - Modelo de malha aberta
Closed-Loop model - Modelo de malha fechada
Waste Charging Scheme (WCS) - Regime de tarifação de resíduos
Worksite waste materials - Resíduos da obra
Waste Generation Rate (WGR)- Taxa de produção de resíduos
Backfilling – Enchimento
4 Adaptado de Correia 2013.
xv
Lista de Siglas Relativa ao Modelo Desenvolvido
S1 Betão
S2 Material indiferenciado
S3 Betão triado
S4 Indiferenciado triado
S5 Misturas de Metais
S6 Madeira
S7 Plástico
S8 Papel e cartão
S9 Indiferenciado LQ
S10 Betão LQ
S11 Betão HQ
S12 Material "processado" em aterro
MR1 Matéria Residual 1
MR2 Matéria Residual 2
k0 Demolição/Produção de RCD
k1 Triagem
k2 Triagem incorporada
k3 Reciclagem LQ
k4 Reciclagem HQ
k5 Aterro
1
1. Introdução
1.1 Contextualização
Os resíduos de construção e demolição (RCD) são, em muitos países, o tipo de resíduo dominante
em termos de quantidade. Na União Europeia (UE) este fluxo representa 25% a 30% de todos os
resíduos produzidos perfazendo cerca de 500 milhões de toneladas por ano deste tipo de material
(Mália et al. 2011).
Os RCD, para além das quantidades significativas que lhe estão associadas, apresentam uma
constituição heterogénea, dimensões variadas e diferentes níveis de perigosidade, o que dificulta
a sua gestão. A actividade de construção pode, por si só, agravar esta gestão devido ao carácter
geograficamente disperso e temporário das obras que dificultam o controlo e fiscalização do
desempenho ambiental das empresas do sector (Decreto-Lei nº46/2008). A conjugação destes
factores, a que se soma a deposição ilegal de RCD e o aumento dos impactes gerados por esta
actividade, tais como o consumo excessivo de energia e recursos naturais, levou a que nos últimos
anos tenha havido uma maior consciencialização ambiental relativamente aos RCD. Esta maior
preocupação com as questões ambientais foi o principal motor para o desenvolvimento de
políticas e medidas estratégicas a nível mundial. As principais linhas orientadoras dos últimos anos
prendem-se com a eficácia da Gestão de Resíduos de Construção e Demolição (GRCD) onde o
principal objectivo é a obtenção de um bom desempenho do projecto ao nível económico,
ambiental e social das actividades. A fase de projecto é também referida por alguns autores, na
abordagem de ciclo de vida, como sendo a fase de maior importância para combater desperdícios,
sendo que a eficiência global do sistema depende da forma como se integra a informação e os
vários processos envolvidos na GRCD. Ao nível estratégico são também conhecidos o princípio dos
3 R (reduzir, reutilizar e reciclar) e o princípio do poluidor pagador, onde os poluidores são
responsáveis pela maior parte dos custos associados à poluição.
Em Portugal surge em 2008 o decreto-lei nº46 que sublinha a importância da adopção de uma
abordagem que garanta a sustentabilidade ambiental da actividade da construção numa lógica de
ciclo de vida que mais tarde culminou com o Decreto-Lei nº 73/2011 onde se pretendeu registar a
definição de metodologias e práticas a adoptar na fase de projecto e execução de obra que
privilegiem a aplicação dos princípios da prevenção, da redução e da hierarquia das operações de
gestão de resíduos (Decreto-Lei nº46/2008).
2
As preocupações europeias nesta matéria fizeram com que fosse aprovado em parlamento uma
directiva (2008/98/EC) para promover uma sociedade europeia da reciclagem com um nível de
recursos eficiente, onde se estabelece que todos os estados membros têm, até 2020, que ter no
mínimo 70% dos resíduos não perigosos reciclados ou reutilizados. Portugal, ao contrário de
outros países da EU, está muito afastado desta meta com apenas 9% dos RCD reciclados, 11%
reutilizados, 4% incinerado, sendo que 76% dos RCD produzidos em Portugal vão para aterro
(Coelho & Brito, 2012). Deverão ser aplicadas sanções aos países não cumpridores pelo que é
necessário agir rapidamente para reverter a situação actual e neste sentido foi elaborado em 2014
um relatório nórdico5 (conselho constituído por países do norte da Europa) para fazer a avaliação
das condições actuais e apresentar medidas para cumprir os objectivos europeus. Países como a
Alemanha, Dinamarca e Holanda têm taxas de reaproveitamento superiores a 80% o que faz com
que este objectivo europeu já esteja alcançado (Mália et al., 2011).
É neste enquadramento que surge o presente trabalho, onde a importância de modelos para
dimensionar adequadamente redes de reciclagem de RCD operacionaliza as posições estratégicas
tomadas. São, portanto, de todo o interesse os projectos que possam significar desenvolvimento e
avanço neste âmbito da GRCD.
1.2 Objectivos
O principal objectivo do presente trabalho prende-se com o desenvolvimento de um modelo de
optimização para planeamento de uma rede de reciclagem de RCD, utilizando uma nova
abordagem que compreenda a especificação dos vários processos envolvidos nas instalações de
reciclagem. Este trabalho surge na sequência do modelo desenvolvido por Hiete et al. (2011) e
aplicado por Correia (2013) à Área Metropolitana de Lisboa (AML). Pretende-se desenvolver uma
metodologia que acrescente melhorias aos trabalhos anteriores, principalmente na vertente
económica, planeando em pormenor o funcionamento da rede e todos os processos implícitos.
Para tal é necessário uma recolha de dados mais extensa e completa para que se consiga
desenvolver um modelo o mais realista possível, detalhando a aplicação ao nível das 211
freguesias que constituem a AML (Correia (2013) considerou a nível do concelho: 18 municípios).
Tendo por base a abordagem de Engenharia de Processos e Sistemas (EPS), será desenvolvido um
5 No Anexo VI apresenta-se um resumo do Relatório Nórdico com as principais conclusões e recomendações.
3
modelo inovador, de programação linear inteira mista (MILP), que compreende os vários
processos envolvidos na reciclagem de RCD.
Devido ao controlo dos fluxos entre os vários processos é possível projectar uma rede de acordo
com as necessidades mais próxima da realidade, face ao trabalho de Correia (2013), em termos de
capacidade, tipo de processo e localização.
1.3 Metodologia
A metodologia adoptada obedeceu às seguintes etapas:
1- Revisão Bibliográfica
O estado da arte pretende fazer um enquadramento sobre o tema, no sentido de compreender os
conceitos e definições utilizadas bem como rever os trabalhos publicados no âmbito da GRCD.
Para seguir uma abordagem por processos na concepção do modelo é necessário compreender
como funcionam em detalhe as instalações de reciclagem e por isso a segunda parte da revisão
bibliográfica tem ênfase nas centrais de reciclagem de RCD.
2-Início da Concepção do Modelo
Numa primeira fase, torna-se importante conhecer a direcção que se pretende para o modelo,
embora os dados ainda não tenham sido recolhidos (e estes sejam muito relevantes para a
compreensão do funcionamento do sistema e adaptação do modelo ao caso de estudo).
3- Recolha de Dados
Esta fase é fundamental para complementar a concepção do modelo pelo que esta e a fase
anterior foram executadas sincronicamente. O planeamento de um modelo baseado em processos
é facilitado quando existem dados disponíveis sobre esses processos.
4-Formulação Matemática do Modelo e Implementação Computacional
Após a conclusão das etapas 2 e 3, formula-se matematicamente o modelo, que é de seguida
implementado num sistema de modelação algébrica GAMS (Generic Algebraic Modeling System).
5-Teste e Validação do Modelo
Nesta fase testa-se a correspondência entre o modelo e a realidade. Para tal o modelo é resolvido
com um exemplo de dimensão reduzida, o facilita a interpretação dos resultados.
4
6- Análise e discussão de resultados
Finalmente, desenvolvem-se vários cenários de aplicação do modelo à AML e efectua-se uma
análise de sensibilidade aos parâmetros mais relevantes do mesmo. É nesta fase que assentam as
principais conclusões do trabalho.
1.4 Estrutura da dissertação
Este trabalho está estruturado da seguinte forma:
No primeiro capítulo, é feito um enquadramento do trabalho, são delineados os objectivos e a
metodologia a seguir e apresenta-se a estrutura.
No segundo capítulo, apresenta-se a revisão bibliográfica, onde numa primeira parte se pretende
aprofundar os aspectos gerais sobre a temática da GRCD. Na segunda parte deste capítulo atribui-
se maior importância às centrais de reciclagem de RCD para compreender melhor o seu
funcionamento, permitindo abrir horizontes para a nova abordagem ao nível de processos.
No terceiro capítulo, apresenta-se o processo de recolha de dados e concepção do modelo e
descreve-se a respectiva formulação matemática.
No quarto capítulo elabora-se o teste de validação do modelo com uma aplicação reduzida (10
freguesias) e seguidamente aplica-se o modelo a todas as freguesias da AML, referindo-se os
dados e pressupostos utilizados. É efectuada uma análise de sensibilidade aos parâmetros mais
relevantes do modelo e desenvolvem-se cenários para se obter um estudo mais abrangente sobre
o tema dos RCD.
No quinto e último capítulo, são retiradas as principais conclusões do trabalho realizado e
indicadas as principais direcções para os desenvolvimentos futuros.
5
2. Revisão da Literatura
Neste capítulo apresenta-se o estado da arte que enquadrou o desenvolvimento do trabalho,
sendo atribuída maior importância à bibliografia relacionada com gestão de resíduos de
construção e demolição bem como às centrais de reciclagem de RCD e seu funcionamento. Os
anexos são utilizados para acrescentar alguma informação que se considerou necessária ou
interessante para o trabalho.
2.1 Gestão de Resíduos de Construção e Demolição
Quando se fala de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) torna-se importante definir
correctamente este termo. Geralmente é definido na literatura como “os resíduos6 que provêm da
actividade de construção, reabilitação e demolição” (Kofoworola & Gheewala, 2009). A
regulamentação nacional é mais específica e define RCD como “o resíduo proveniente de obras de
construção, reconstrução, ampliação, alteração, conservação e demolição e da derrocada de
edificações” (Decreto-Lei nº 73/2011).
Relativamente ao conceito Gestão de Resíduos de Construção e Demolição (GRCD), este é
definido como “a recolha, o transporte, a valorização7 e a eliminação8 de RCD, incluindo a
supervisão destas operações, a manutenção dos locais de eliminação no pós-encerramento, bem
como as medidas adoptadas na qualidade de comerciante ou corretor” (Correia, 2013).
Pretende-se com esta secção descrever de forma não exaustiva os aspectos mais relevantes da
GRCD.
2.1.1 Estratégias de Gestão de Resíduos de Construção e Demolição
As principais linhas orientadoras da GRCD definidas na literatura são as seguintes: 1) Princípio dos
“3R’s” (também conhecido como hierarquia da GRCD), 2) Gestão de RCD eficaz9, 3) Abordagem de
ciclo de vida10 e 4) Princípio do poluidor-pagador (Lu & Yuan, 2011).
6 Consultar Glossário.
7 A reciclagem é uma operação de valorização. No Anexo I encontram-se as operações de valorização
definidas no DL nº73/2011. 8 No Anexo II encontram-se as operações de eliminação definidas no DL nº73/2011.
9 Consultar dicionário de tradução Effective CD waste management.
6
2.1.1.1 Princípio dos 3 R
A prática e trabalhos de pesquisa da GRCD têm sido bastante guiados pelo princípio dos “3R”. O
princípio refere-se aos 3R de reduzir, reutilizar e reciclar e pretende ser uma hierarquia piramidal
que ordena os impactes ambientais conforme se pode ver na Figura 1. Segundo Yuan & Shen
(2011) este princípio serviu de base para as restantes estratégias que foram referidas
anteriormente.
Figura 1- Método Hierárquico de GRCD (adaptado de Yuan & Shen, 2011)
Reduzir é considerado o método mais eficiente e eficaz para a GRCD. Para além de minimizar a
produção de RCD também reduz os custos de transporte, reciclagem e deposição em aterro dos
resíduos. Segundo (Seydel et al., 2002; Begum et al., 2007) existem 5 soluções para reduzir, são
elas: (1) Redução de resíduos através de legislação, (2) Redução de resíduos pelo projecto, (3)
desenvolvimento de um sistema eficaz de gestão de resíduos, (4) uso de tecnologias de baixo
desperdício11, (5) melhorar as atitudes dos trabalhadores na perspectiva da redução de
desperdícios.
Reutilizar é a melhor opção depois de reduzir pois implica menos desperdícios quando comparado
com a reciclagem. Significa utilizar o mesmo material na construção mais do que uma vez tanto
para a mesma função como para outras.
Quando se torna difícil reutilizar, a próxima opção mais sustentável é reciclar. Este método
oferece três grandes vantagens: (1) Reduz a procura de recursos naturais, (2) Reduz o custo
energético associado ao transporte e produção, (3) Utiliza material que ira para aterro e que de
10
Consultar dicionário de tradução Life cycle thinking. 11
Consultar dicionário de tradução Low Waste Technologies.
7
outra forma não teria qualquer utilização. Os principais problemas da reciclagem são a sua
viabilidade económica, ou seja, os preços têm de ser atractivos para ser competitiva, e a qualidade
dos materiais reciclados, que geralmente é inferior à dos materiais virgens (Lu & Yuan, 2011).
2.1.1.2 Princípio da Multidisciplinaridade – Uma Gestão Eficaz
GRCD eficaz é a estratégia que considera o grau com que os objectivos da GRCD são atingidos,
sendo que estes objectivos dizem respeito, principalmente, a formas de promover
simultaneamente o desempenho económico, ambiental e social das actividades de GRCD no
projecto. O termo pode ser explicado com a ajuda da Figura 2.
Figura 2 - As três esferas da GRCD eficaz (adaptado de Yuan, 2012)
A GRCD eficaz tenta manter a harmonia desenvolvida por estes três aspectos, sendo que a falha de
qualquer um deles vai comprometer a eficácia global do sistema (como em A, B, C, D, E e G). Os
projectos que se enquadram na zona F são propícios a uma GRCD eficaz (Yuan, 2012).
Muitos autores consideram que para uma GRCD eficaz é necessário esforços coordenados de
diferentes disciplinas. Qualquer estratégia de GRCD deve ser considerada no âmbito das funções
administrativas, financeiras, legais e de engenharia. Actualmente, a GRCD é uma questão
importante no desenvolvimento sustentável que considera o desenvolvimento ambiental, social e
económico como um todo (Yuan & Shen, 2011).
8
Concepção
Projecto
Construção
Operação
Reparação
Demolição
2.1.1.3 Abordagem de Ciclo de Vida
A GRCD deve ser pensada para cada fase do ciclo de vida dos RCD pois cada fase contribui, directa
ou indirectamente, para a eficácia da GRCD (Osmani et al., 2008; Esin & Cosgun, 2007). Na Figura 3
ilustram-se as várias fases desta estratégia de GRCD.
Figura 3 - Fases do Ciclo de Vida dos RCD (Hao et al., 2007)
Hao et al. (2007) refere que a eficiência global do sistema depende muito da forma como se
integra a informação e os processos envolvidos na gestão de RCD. Osmani et al. (2008) dá maior
importância à fase de projecto, estimando que 33% dos resíduos de construção estão relacionados
directa ou indirectamente com esta fase e referindo que poucos esforços têm sido feitos para
combater desperdícios durante a etapa de projecto.
A abordagem de ciclo de vida tem sido altamente promovida pela indústria de construção como
uma solução para vários problemas, como sejam: (i) falta de confiança, (ii) descontinuidade, (iii)
fragmentação, (iv) riscos, (v) falta de sustentabilidade. Esta é uma estratégia inúmeras vezes
utilizada em que se baseiam as metodologias de Avaliação de Ciclo de Vida12 e Custo de Ciclo de
Vida13 (Yuan & Shen, 2011).
2.1.1.4 Princípio do Utilizador Pagador
O regime de tarifação de resíduos baseado no princípio do utilizador (ou poluidor) pagador tem
sido uma estratégia eficaz na GRCD em muitos países. Este regime de tarifação de resíduos foi
12
Consultar dicionário de tradução Life Cycle Assessment (LCA). 13
Consultar dicionário de tradução Life Cycle Cost (LCC).
9
concebido para impor uma taxa àqueles que depositarem os resíduos em aterros públicos. Para
além do benefício económico para aqueles que reduzem as quantidades de RCD, este regime
pretende também ser um incentivo à reutilização e reciclagem de RCD desacelerando assim a
diminuição da capacidade dos aterros. O Quadro 1 mostra a eficácia desta estratégia em alguns
países da UE em comparação com o regime aplicado em Portugal.
Quadro 1 -Taxa de Reciclagem e de deposição em aterro de RCD em alguns países da EU (adaptado de Marques e Gonçalves, 2012)
País Taxa de reciclagem de RCD (%) Taxa de deposição de RCD em aterro (€/ton)
Holanda 95 122
Dinamarca 94 50,3
Alemanha 85 Não existe. Não é permitida deposição em aterro
de RCD recicláveis.
Portugal <10 5
Os preços baixos de deposição em aterro levam geralmente a que os produtores de RCD
depositem a maior parte dos resíduos em aterros, levando a sociedade a pagar os custos
ambientais resultantes destas operações. Estas políticas de tarifação vêm assim assegurar que a
sociedade não incorre em custos externos, ou seja, não é penalizada por uma actividade que não
pratica.
Alguns estudos realizados em Hong-Kong (Hao et al., 2008; Chui, 2007) fornecem dados relativos à
eficácia deste regime de tarifação de resíduos, introduzido pelo governo em 2005, que evidenciam
uma redução significativa dos RCD em aterro após aplicação destas taxas (Yuan & Shen, 2011).
2.1.2 Caracterização de RCD
Nesta secção pretende-se caracterizar os RCD, evidenciando as várias formas como se classificam
estes materiais, mostrando a sua origem e composição bem como os conteúdos relacionados com
a quantificação.
2.1.2.1 Classificação
Legalmente os RCD devem ser classificados segundo a Lista Europeia de Resíduos (LER) que
compreende as seguintes categorias:
10
Betão, tijolos, telhas e cerâmicas;
Madeira, vidro e plástico;
Misturas betuminosas, alcatrão e produtos de alcatrão;
Metais (incluindo as ligas);
Materiais de isolamento e de construção contendo amianto;
Materiais de construção à base de gesso;
Outros RCD.
Para além da classificação segundo a LER14 existem outros tipos de classificação15 que são
normalmente utilizados, são eles:
Classificação por tipo de obra – Resíduos de construção, demolição ou reparação;
Classificação por tipo de material – Resíduos inertes, não inertes e perigosos;
Classificação pelo destino final dos resíduos – Resíduos reutilizáveis, recicláveis ou não.
2.1.2.2 Origem e Composição de RCD
Segundo Hsiao et. al (2002) a origem dos RCD tem a seguinte hierarquia (Figura 4):
Figura 4 - Fontes de Resíduos de Construção (adaptado de Hsiao et al., 2002)
Este autor considera que os resíduos provenientes de reparação e demolição estão englobados
num grande grupo denominado “fontes de resíduos de construção” considerando a demolição
como uma etapa da construção. Relativamente à composição dos RCD, Mália et al. 2011 compilou
valores provenientes de vários estudos nacionais e internacionais como se pode ver no Quadro 2.
14
No Anexo III encontra-se o quadro detalhado da LER. 15
No Anexo III encontra-se um Quadro mais detalhado sobre os tipos de classificação.
11
Quadro 2- Composição dos RCD (%) (Mália et al., 2011)
É possível verificar que a maior parcela pertence ao grupo de betão, alvenaria e argamassa com
valores que variam entre 67,24% e 85% do volume de RCD total.
De acordo com o definido na Directiva 91/689/EEC e Decisão 94/904/EEC, são poucos os materiais
que são classificados simultaneamente como RCD e materiais perigosos (p.e., isolamentos com
base em amianto). Em alguns casos, os materiais tornam-se perigosos como resultado do contacto
directo com o ambiente em que estiveram envolvidos, noutros casos, os materiais são perigosos
porque já eram originalmente considerados perigosos. Por último, outras fracções tornam-se
perigosas quando são misturadas com materiais perigosos ou quando se encontram em contacto
com estes resíduos (Correia, 2013).
2.1.2.3 Quantificação
A quantificação da produção de RCD é considerada uma etapa fundamental para o sucesso da
implementação da gestão de resíduos (Wu et al., 2014). Na literatura vários métodos têm vindo a
ser implementados para estimar a quantidade de RCD tanto a nível regional como a nível de
projecto. Os trabalhos realizados nesta área são classificados em cada uma das seguintes
categorias:
Actividade de produção de resíduos
Nível de estimação/previsão
Metodologias de quantificação
Material Pereira,
2002 Costa e Ursella,
2003 Reixach, Barroso e
Cusco, 2000 Bergsdal, Bohne e
Brattebo, 2007
Betão, alvenaria e argamassa
58,3 84,3 85,0 67,24
Metais 8,3 0,08 1,8 3,63
Madeira 8,3 - 11,2 14,58
Plásticos 0,83 - 0,20 -
Asfalto 10,0 6,9 - -
Outros 14,2 8,8 1,8 14,55
Total 100 100 100 100
12
Actividade de produção de resíduos
As principais actividades de produção de resíduos podem ser classificadas em: construção de
novos edifícios, demolição de edifícios antigos e trabalhos civis / infraestruturas.
A produção de resíduos durante a fase de construção de novos edifícios é considerada inevitável.
As causas típicas de produção de resíduos nesta fase incluem cofragem de madeira, acabamentos,
o trabalho em betão, trabalho de alvenaria e manuseio de materiais. Os factores que mais
influenciam a produção de resíduos são: método de construção, magnitude do projecto, tipo de
construção, o método de armazenamento de material, erros humanos e problemas técnicos.
A demolição de edifícios antigos pode produzir uma grande quantidade de resíduos. Esta
demolição pode ser feita pela forma tradicional ou de forma selectiva, sendo que esta última é
uma melhor solução para reduzir a quantidade de RCD e que, ao permitir separar os resíduos
reutilizáveis e recicláveis dos resíduos perigosos, permite uma melhor gestão dos RCD.
Os trabalhos civis e de insfraestruturas envolvem projectos que apoiam a sociedade tais como
estradas, auto-estradas, pontes, aeroportos, barragens, etc. Estes trabalhos envolvem um grande
volume de materiais e de tempo produzindo bastantes resíduos (Wu et al., 2014).
Nível de estimação/previsão
O nível de previsão é determinado pelo objecto de quantificação. Os responsáveis pelo
planeamento da gestão de resíduos estão mais concentrados na previsão a médio e longo prazo,
enquanto que os profissionais da construção estão mais focados na estimativa da produção de
resíduos na actividade da construção, usando métodos menos sofisticados. Existem portanto dois
níveis de previsão: o nível regional e o de projecto. Previsão a nível regional refere-se a estimar a
geração total de RCD de todos os projectos numa determinada região, enquanto que a previsão a
nível de projecto refere-se a um projecto em particular (Wu et al., 2014).
Metodologias de quantificação
Existem inúmeros métodos para quantificação da produção de resíduos, pelo que se referem os
mais relevantes16:
Método de visita ao local
Método de cálculo da taxa de geração
Método de análise de tempo de vida
Método de sistema de classificação acumulado
Método de modelação de variáveis.
16
No Anexo IV encontra-se uma descrição mais detalhada destes métodos
13
2.1.3 Enquadramento Legal
2.1.3.1 União Europeia
Os RCD têm vindo a ser identificados como prioridade da UE no campo ambiental, sendo que nos
últimos anos tem havido alguma discussão relativamente aos níveis de reciclagem de RCD a
aplicar. Considera-se que existe um grande potencial na reciclagem e reutilização destes resíduos
uma vez que alguns dos seus componentes são recursos com valor.
Em Junho de 2008 o parlamento europeu e o conselho da UE aprovaram os objectivos para os
resíduos municipais e RCD com a Directiva (2008/98/EC)17. Um dos objectivos desta directiva é
promover uma sociedade europeia da reciclagem com um nível de recursos eficiente. Em
particular, no Artigo 11.2 estipula que “Os estados membros devem tomar as medidas necessárias
para alcançar em 2020 no mínimo 70% de RCD reciclados ou reutilizados (incluindo operações de
enchimento usando resíduos em vez de outros materiais) não perigosos (em peso), excluindo os
materiais definidos na categoria 17 05 04 da LER”. O artigo 11.4 da directiva solicita à Comissão
que examine esta meta num relatório a ser elaborado em 2014 com vista à sua eventual
modificação.
Foi publicado em 2014 o relatório nórdico18, que visa cumprir o artigo 11.4 da directiva acima
referida, sobre a recuperação dos RCD no norte da Europa designado por “Avaliação do Objectivo
Europeu de recuperação de RCD”. Neste relatório faz-se o ponto da situação dos objectivos
delineados em 2008 para a recuperação de RCD e providencia-se uma base de avaliação das
consequências do não cumprimento dos objectivos europeus em termos de gestão de recursos e
dispersão da poluição.
2.1.3.2 Portugal
O regime jurídico de gestão de resíduos foi pela primeira vez aprovado em Portugal através do
Decreto-lei nº 488/85 (Lisboa, 1985) mas foi revogado pelo decreto-lei nº310/95 (Lisboa,1995)
17
"Em 2020, a reutilização, reciclagem e outras recuperações de materiais, incluindo operações de enchimento utilizando resíduos como substituto de outros, excluindo material definido na categoria 17 05 04 da lista de resíduos deverá aumentar para no mínimo 70% em peso. "(DQA 2008/98 / CE Artigo 11 (2) (b)). 18
Relatório elaborado pelo conselho de ministros nórdico e por outras entidades da Dinamarca, Finlândia, Noruega e Suécia. Resumo deste relatório no Anexo VI.
14
devido à rápida evolução do direito comunitário, que tratou de operar a transposição para a
ordem jurídica interna das directivas europeias. Mais tarde, este decreto seria revogado pelo
Decreto-lei nº 239/97 (Lisboa, 1997), que estabelecia as regras gerais para a correcta gestão de
resíduos. Actualmente, encontra-se em vigor o Decreto-lei nº 178/2006 (Lisboa, 2006) que refere
as obrigações gerais, sendo elas:
(a) Separar selectivamente os resíduos na origem; enviar os resíduos para entidades licenciadas, para sua gestão;
(b) Proceder ao licenciamento das operações de gestão de resíduos;
(c) Cumprir as regras sobre operações de transporte de resíduos; e
(d) Registar electronicamente o envio de resíduos.
Foi finalmente aprovada em 2008 a legislação (Decreto-Lei n.º 46/2008, de 12 de Março, alterado
pelo Decreto-Lei n.º 73/2011, de 17 de Junho) para a regulamentação do fluxo de RCD em
Portugal, depois deste esforço legislativo que a gestão de resíduos sofreu desde 1985. Esta
legislação surgiu principalmente para combater as grandes quantidades de RCD que são geradas e
os seus depósitos ilegais. Esse diploma estabelece o regime de operações de gestão dos RCD,
definindo as operações de recolha, transporte, armazenamento, triagem, tratamento, valorização
e eliminação dos RCD. Aquele diploma resulta de uma iniciativa nacional sendo que,
contrariamente ao que aconteceu com outros fluxos de resíduos, a União Europeia não promulgou
legislação específica para os RCD. O mesmo decreto impõe que seja estimada não só a quantidade
de resíduos produzidos no global da obra mas também a quantidade dividida por fluxo específico
de resíduos, identificando-os segundo o código da LER (Mália et al., 2011).
2.1.4 Prevenção da Produção de RCD
Esta secção pretende, numa primeira parte, fazer o enquadramento sobre a prevenção da
produção de RCD na UE apresentando as principais orientações estratégicas tomadas. Na segunda
parte desta secção apresentam-se técnicas concretas que minimizam a nível táctico e operacional
a produção de RCD.
15
2.1.4.1 Enquadramento
Os instrumentos jurídicos e linhas estratégicas da UE consideram como principal prioridade a
prevenção da produção de resíduos. Alguns exemplos dessas orientações podem ser encontrados
na Directiva-quadro sobre resíduos (Directiva nº2008/98/CE), na Estratégia Temática de Prevenção
e Reciclagem de Resíduos e no Sexto Programa Comunitário de Acção em Matéria de Ambiente.
A Directiva-quadro sobre resíduos estabelece o enquadramento geral para a prevenção e gestão
de resíduos na UE, definindo os conceitos básicos e os princípios de gestão de resíduos. Neste
enquadramento, e de acordo com o Artigo 29º desta directiva, os Estados-Membros são obrigados
a estabelecer programas de prevenção de resíduos.
O Sexto Programa Comunitário de Acção em Matéria de Ambiente intitulado “Ambiente 2010: o
nosso futuro, a nossa escolha” foi criado com o intuito de contribuir para o desenvolvimento
sustentável da Comunidade Europeia. Este programa define os principais objectivos e prioridades
ambientais, para o período de 2002 a 2012, apresentando as acções necessárias para alcançá-los.
Em 2005 a Comissão Europeia publicou uma comunicação que aborda a Estratégia Temática de
Prevenção e Reciclagem de Resíduos e que corresponde a uma das sete temáticas incluídas no
programa de estratégias referido anteriormente. Em 2011 foi publicado um relatório com a
revisão do progresso no sentido dos objectivos delineados na estratégia, incluindo um resumo das
principais acções tomadas pela Comissão, as principais estatísticas disponíveis relativas à produção
de resíduos e sua gestão, os principais desafios e ainda recomendações para acções futuras (EC,
2012b).
2.1.4.2 Técnicas Neste subcapítulo são abordadas técnicas para minimização da produção de resíduos de
construção e demolição. Segundo Ciambrone (1996) as técnicas de minimização de resíduos de
construção podem ser esquematizadas como representado na Figura 5.
16
Figura 5 - Técnicas para a prevenção da produção de RCD (Adaptado de Ciambrone, 1996)
Uma das técnicas mais referidas para minimizar a deposição dos resíduos de demolição é a
demolição selectiva.
A demolição selectiva, também chamada desconstrução, baseia-se na desmontagem sistemática
dos edifícios com o principal objectivo de maximizar a recuperação dos materiais em termos de
reutilização e reciclagem e a separação, sempre que possível, dos resíduos perigosos (Chini &
Bruening, 2003). Recentemente, têm sido publicados vários estudos no âmbito da demolição
selectiva com informação de grande qualidade ao nível económico, ambiental e técnico. Em
termos de viabilidade económica, os resultados variam consideravelmente entre as regiões uma
vez que as condições locais têm forte influência nos custos de trabalho, taxas e preços de mercado
para materiais recuperados. Ao nível ambiental, a demolição selectiva conduz a claros benefícios,
em particular, devido à redução da quantidade de material que é enviado para aterro. Em termos
técnicos, podem ser adoptadas várias opções de desconstrução que dependem, por exemplo, do
tipo de construção, dos equipamentos mecânicos ou ferramentas disponíveis e das limitações de
tempo aplicáveis a cada trabalho. A opção técnica utilizada tem consequências quer ao nível da
quantidade de material recuperado que é reciclado/reutilizado/incinerado quer ao nível dos
custos de operação (Coelho & Brito, 2011).
17
Apesar das vantagens da demolição selectiva face à demolição convencional, a desconstrução
enfrenta ainda vários desafios, entre eles: a existência de construções que não foram projectadas
nem construídas com a intenção de recuperar as suas componentes e materiais; a falta de
ferramentas adequadas para se proceder à demolição selectiva; os custos de eliminação de
resíduos são, muitas vezes, baixos pelo que acaba por compensa enviar para aterro; a
desmontagem de edifícios requer tempo adicional; o desconhecimento dos factores de custo
associados ao processo de desconstrução (Chini & Bruening, 2003).
2.2 Centrais de Reciclagem de RCD e seu Funcionamento
2.2.1 Contextualização
Como já foi referido anteriormente a estratégia dos 3R é uma conduta que tem vindo a ser
seguida e que tem a seguinte ordem crescente de impacto ambiental produzido: reduzir, reutilizar
e reciclar. Países como Holanda, Dinamarca e Estónia têm os valores mais elevados de RCD
reciclados ou reutilizados, como se pode verificar no Quadro 3 onde os dados são adaptados da
Comissão Europeia (2011) por Pereira e Vieira (2013). Alguns países já cumpriram a meta de 70%
imposta pela UE19 para 2020 enquanto que Portugal ainda está longe dessa meta com apenas 5%
dos RCD reciclados ou reutilizados. Existe variabilidade destes valores consoante o autor sendo
que Coelho & Brito (2012) afirmam que aproximadamente 76% do total de RCD produzido em
Portugal tem como destino aterros, 11% é reutilizado, 4% incinerado restando apenas cerca de 9%
que é efectivamente reciclado com a agravante que a qualidade dos RCD reciclados obtidos pelas
actuais centrais é baixa, limitando as aplicações possíveis e conduzindo a downcycling20.
Verificaram-se estes baixos níveis em algumas centrais constatando-se que em alguns casos os
materiais nem sequer podem ser aplicados em sub-bases de estradas devido à presença excessiva
de materiais como plásticos, madeira, papel, etc.
19
Consultar secção 2.1.3.1 20 Utilização de resíduos em aplicações de índole inferior relativamente aos produtos que lhes deram
origem.
18
Quadro 3 - Estatística da quantidade de RCD gerados e reciclados na EU (adaptado de Pereira e Vieira 2013)
Estado - Membro Produção anual (milhões de toneladas) % reutilizada ou reciclada
Holanda 23,90 98
Dinamarca 5,27 94
Estónia 1,51 92
Alemanha 72,40 86
Irlanda 2,54 80
Reino Unido 99,10 75
Bélgica 11,02 68
Austria 6,60 60
Lituânia 3,45 60
Eslovénia 2,00 53
Letónia 2,32 46
Luxemburgo 0,67 46
França 85,65 45
Polónia 38,19 28
Finlândia 5,21 26
Républica Checa 14,70 23
Hungria 10,12 16
Espanha 31,34 14
Grécia 11,04 5
Portugal 11,42 5
Chipre 0,73 1
Bulgária 7,80 Não disponível
Eslováquia 5,38 Não disponível
Itália 46,31 Não disponível
Malta 0,80 Não disponível
Roménia 21,71 Não disponível
Suécia 10,23 Não disponível
EU 27 531,38 46
2.2.2 Classificação de centrais de RCD Nesta secção abordam-se os tipos de reciclagem existente, a classificação de centrais segundo
níveis (estudo Symonds Group) e a classificação de centrais segundo o tipo (fixo ou móvel).
Quando se fala de reciclagem de RCD é importante perceber que existem dois tipos de opções de
reciclagem (Yuan, 2011):
Reciclagem de malha/circuito aberta21 – Um sistema de reciclagem em que o material é reciclado
para um produto diferente do que lhe deu origem.
21
Consultar dicionário de tradução Open-loop recycling
19
Reciclagem de malha/circuito fechada22 – É um sistema de reciclagem em que o material é
reciclado para um mesmo produto.
Segundo Yuan (2011) num estudo realizado na China, concluiu-se que é melhor opção
relativamente a aspectos sociais, ambientais e sustentáveis uma reciclagem de malha fechada em
vez de aberta, quando aplicado a RCD.
Num estudo relativo à GRCD na Comunidade Europeia realizado pela Symonds Group (1999),
classificam-se as centrais em 3 níveis (1 a 3). Esta classificação pretende agrupar as centrais em
níveis segundo a variabilidade de operações, tecnologia e complexidade, classificando-as assim
segundo a sua aplicabilidade. Não quer isto dizer que as centrais de nível 3 são melhores que as de
nível 1 mas sim que têm aplicações diferentes. Na Figura 6 apresenta-se um esquema que ilustra
de forma genérica os três níveis das centrais, pelo que se descreve de seguida mais
detalhadamente cada nível.
Figura 6 – Técnicas de reciclagem em função do tipo de RCD (segundo Correia, 2013)
Centrais de nível 1 – Em termos tecnológicos é considerado como um processo de britagem
simples seguido de uma divisão em granulometrias (podendo haver separação de materiais
ferrosos), sendo a maior parte do equipamento instalado do tipo móvel de capacidade de
separação elementar, levando a uma qualidade do produto final na gama mais baixa. Devido à
baixa qualidade a aplicabilidade também é reduzida sendo apenas utilizado em enchimentos
genéricos e em sub-bases de estradas secundárias. É considerado por Coelho (2012) como um
negócio pouco rentável tendo em conta que, mesmo em centrais muito simples, os custos de
22
Consultar dicionário de tradução Close-loop recycling
20
operação e de transporte são elevados quando comparados com o preço dos agregados virgens.
Ainda assim, em algumas regiões ainda é possível encontrar centrais deste tipo economicamente
rentáveis devido às características da legislação ambiental, custos de depósito em aterro e
facilidade de extracção de pedra natural.
Centrais de nível 2 – Estas centrais conseguem produzir com relativa pureza e com granulometrias
especificas para determinadas aplicações, como por exemplo: agregados seleccionados de
granulometria extensa (usados tipicamente para fundações de edifícios), agregados grossos e finos
seleccionados (usados para camadas de revestimento) e agregados de granulometria extensa
(usados para enchimentos genéricos). Estes produtos competem técnica e economicamente com
agregados naturais, pelo que é necessário instalar sistemas de separação de contaminantes, como
por exemplo magnetes, ventiladores e/ou flutuadores. Nas regiões onde as centrais de nível 2 são
economicamente rentáveis, podem existir condicionantes em termos de custos elevados na
utilização de agregados naturais (devido a escassez ou distância) e de espaço disponível para
aterro, fazendo aumentar o custo de deposição de RCD nestes locais.
Centrais de nível 3 - Esta classificação geralmente implica um considerável grau de mecanização e
automação dentro da instalação, sendo estas centrais equipadas com sistemas de processamento
considerados completos para o tratamento de RCD completamente misturados. É possível separar
até um elevado nível de pureza (99%) materiais como, agregados de betão (adequado para a
produção de betão), agregados de cerâmica, metais ferrosos e metais não ferrosos
(separadamente), papel e cartão, plásticos, madeira e gesso. Os fluxos rejeitados são materiais
contaminados com substâncias perigosas e lamas contendo partículas ultra-finas misturadas.
As regiões onde estas centrais são economicamente rentáveis normalmente incluem leis muito
restritivas para a deposição em aterro de materiais recicláveis, sendo comum a escassez de
agregados naturais.
As aplicações dos materiais provindos destas centrais não correspondem geralmente à qualidade
dos mesmos, sendo que muita dessa massa poderia ser processada em centrais de nível 2. Este
facto prende-se com a existência de mercados diversos para a aplicação de agregados reciclados
em bases e sub-bases (estradas, fundações, enchimentos), e não propriamente nas aplicações
"originais" dos materiais (ex.: betão, argamassas e alvenarias) (Coelho & Brito, 2012).
É de notar que as centrais de reciclagem podem também ser classificadas segundo o tipo móvel
ou fixo. As centrais fixas ou estacionárias estão sempre no mesmo local, sendo necessário que o
material a processar seja transportado até lá, implicando ainda um grande investimento inicial e
21
uma área considerável para implantação. Contudo, neste tipo de centrais é possível utilizar
equipamentos de grande potência e dimensão permitindo um maior rendimento e obtenção de
produtos reciclados diversificados. As centrais móveis são versões simplificadas das centrais fixas
que são levadas ao local de geração de RCD. Geralmente utiliza-se este tipo de central quando a
qualidade pretendida para o produto final não for elevada, por exemplo, a utilização do fluxo
tratado numa granulometria única, “tout-venant" (Coelho, 2012).
2.2.3 Funcionamento de uma central de RCD
2.2.3.1 Equipamentos
As características dos equipamentos de reciclagem de RCD são normalmente baseadas nas
tecnologias de separação mecânica da indústria mineira. A qualidade do produto final depende
tanto do tipo de material a ser processado, da metodologia adoptada durante o processo de
triagem, bem como das características da central de reciclagem (Ferreira, 2009).
No Quadro 4 apresentam-se os equipamentos normalmente utilizados nas centrais de reciclagem
de RCD bem como as suas principais funções.
Quadro 4- Funções e tipos de equipamentos para centrais de RCD (Zhao et al., 2009; Coelho, 2012)
Técnica/Equipamento Função Tipos
Separação manual Primeira abordagem que separa materiais recicláveis de não recicláveis
Britadeiras Redução do tamanho dos RCD Giratórias, de mandibulas, de
impacto, de cones, de rolos, de martelos.
Alimentadores Transporte dos RCD para a secção de britagem Vibratório simples, de panela, de
escalpe e combinações destes tipos
Separadores de metais ferrosos (magnetes)
Remover metais ferrosos dos materiais não-magnéticos Magnetes permanentes ou
electromagnetes
Mesas vibratórias Equipamento que realiza separação granulométrica "Bananas", mesas inclinadas e
mesas horizontais
Separadores a ar Separação de materiais leves (papel, cartão, plástico,
madeira) sem criação de lamas Gravitacionais, gravitacionais
inerciais e centrífugos
Separadores de metais não ferrosos
Separa peças metálicas não ferrosas através de correntes eléctricas em circuito fechado ("eddy currents")
Separadores a ar pulsante
Semelhante aos separadores a ar mas neste caso o ar é introduzido de uma forma pulsante, separando elementos pesados uns dos outros
Separadores em espiral Processo de separação húmido separando os fluxos
exclusivamente pela sua configuração sendo as partículas separadas por tamanho, densidade e forma.
De entrada simples, dupla ou tripla
22
Estes equipamentos são inicialmente concebidos para ser utilizados em centrais fixas pelo que
versões simplificadas e reduzidas dos mesmos são utilizados nas centrais móveis.
2.2.3.2 Processo
De seguida apresenta-se um esquema na Figura 7 que explica o normal processo de
funcionamento de uma central de nível 3. Exemplifica-se para este nível por ser o mais complexo,
visto que o processamento das centrais de nível 1 e 2 está contido também neste esquema. É
preciso notar que este esquema é considerado como o processo ideal de uma central deste nível
mas na prática, e consoante os níveis das centrais, algumas fases não são efectuadas.
Figura 7 - Detalhe dos processos de uma central de nível 3 (Coelho e De Brito, 2013)
De seguida explicam-se as fases de triagem e acondicionamento de resíduos bem como o destino
final dos RCD pois são as fases comuns a todos os processos de reciclagem de centrais, sendo que
algumas fases não carecem de explicação pois são simplesmente a utilização de certos
equipamentos.
23
Triagem e Acondicionamento de resíduos
Na fase de triagem e britagem, a escolha entre o processamento no local de produção (on-site) ou
fora deste (off-site) depende de vários factores como: a disponibilidade de máquinas adequadas, a
qualidade do agregado no próprio local de demolição, a disponibilidade em termos de tempo e de
espaço no local, a distância entre o local onde se situa a obra e o local mais próximo de
processamento e tratamento e o local de eliminação. Symonds Group et al. (1999) resumem as
vantagens e desvantagens da britagem e triagem no local ou fora (Quadro 5):
Quadro 5 - Vantagens e desvantagens da britagem e triagem no local de produção e fora (Symonds G. et al., 1999).
Vantagens da britagem e triagem no local de produção (on-site)
Menor movimentação de materiais;
Menores custos de transporte;
Redução dos custos de capital das máquinas;
Perturbações em termos de transporte são menores
para as áreas envolventes (caso os materiais
reciclados sejam utilizados no local da obra).
Conflitos entre as operações locais e a procura de
espaço para materiais e maquinaria;
Custos operacionais das máquinas, por tonelada
de RCD, mais elevados;
Mais pó e ruído no local;
Menor flexibilidade quanto ao local e o instante
em que o material reciclado poderá ser utilizado;
A construção poderá sofrer atrasos.
Vantagens da britagem e triagem fora local de produção (off-site)
É mais fácil a redução ou mitigação de impactes
ambientais adversos nas áreas envolventes;
Mais prático pois permite a utilização de uma vasta
gama de equipamento de maior capacidade;
Maior facilidade de controlo de qualidade dos
materiais reciclados;
Custos operacionais das máquinas, por tonelada de
RCD, mais reduzidos;
É possível manter stocks e, desta forma, fazer
marketing positivo com maior facilidade em relação
aos materiais reciclados.
É essencial o controlo adequado do processo de
demolição, para evitar a chegada de materiais de
qualidade desconhecida;
Maior manuseio de materiais;
Maiores custos de transporte;
Custos de capital das máquinas mais elevados;
Custos fixos do centro de reciclagem.
Na perspectiva dos intervenientes da construção civil, estes encaram a realização da triagem de
resíduos no local de obra com alguma relutância como confirma o estudo de Poon et al. (2001). De
facto, esta tarefa é considerada bastante exigente consumindo algum tempo de trabalho e só
24
através de exigências contratuais ou legais no local de obra é que a triagem pode ser totalmente
implementada. Os resultados dos inquéritos no âmbito deste estudo mostram também que os
factores mais importantes na escolha do método de triagem são: o espaço disponível no local da
obra; o esforço de gestão exigido, já que é necessário agendar a recolha e a libertação de resíduos
envolvendo também a organização e planeamento da remoção para locais de deposição
apropriados; a interferência nas actividades normais da obra, em particular porque o local de
triagem de resíduos ocupa um espaço considerável, exigindo trabalho especial e transporte extra
para remover os resíduos sujeitos a triagem.
A adopção da recolha selectiva na obra traduz-se num aumento do desempenho da central de
reciclagem e numa redução da percentagem de material rejeitado e do número de operações de
pré-tratamento (Mercante et al., 2011). No entanto, para a viabilização da recolha selectiva é
necessário o desenvolvimento de um plano de gestão de resíduos em cada obra, a
consciencialização e sensibilização da mão-de-obra, a definição de um sistema de transporte
interno dos resíduos, incluindo o local onde os resíduos já segregados devem ser armazenados
temporariamente até à sua recolha e encaminhamento. O acondicionamento de RCD em obra
pode ser feito em contentores ou, quando o espaço na obra é limitado e não é possível a sua
colocação, opta-se pela utilização de sacos designados por Big Bags, onde podem ser
armazenados separadamente os resíduos recolhidos que poderão ser encaminhados assim que se
obtêm quantidades consideráveis (Ruivo & Veiga, 2004).
No que diz respeito ao enquadramento legal nacional, o Decreto-Lei nº46/2008 alterado pelo
Decreto-Lei nº73/2011, prevê a obrigatoriedade da aplicação de uma metodologia de triagem de
RCD ou, em alternativa, o encaminhamento para um operador de gestão licenciado para realizar a
operação e define ainda os requisitos técnicos para as instalações de triagem e fragmentação.
Destino final dos RCD
Aquando da recolha dos RCD no local da obra, existem várias possibilidades de destinos / usos que
podem ser definidos para estes resíduos, desde a reciclagem até à incineração ou à deposição em
aterro.
A incineração é um processo que se baseia na queima de materiais a elevadas temperaturas e
surgiu para responder ao aumento da quantidade de resíduos, desperdícios industriais e urbanos
evitando a acumulação destes materiais em lixeiras e aterros que são soluções limitadas espacial e
temporalmente. A deposição em aterro corresponde à acção com maior impacto ambiental e, por
esta razão, deve ser considerada como última opção (Peng et al., 1997). As opções possíveis para o
25
destino final dos RCD quando é impossível reciclar, podem ser resumidas da seguinte forma (Ruivo
& Veiga, 2004):
1. Incineração fora do local de obra, com recuperação de energia;
2. Incineração fora do local de obra, sem recuperação de energia.
3. Deposição em aterro de resíduos segregados;
4. Deposição em aterro de resíduos não segregados.
Até ao momento, era prática comum em vários países depositar os RCD em aterros destinados à
eliminação de RSU, ou mesmo em depósitos ilegais. Este volume considerável de RCD que até
então representava uma pressão muito significativa ao nível da capacidade dos aterros conduziu a
sérias preocupações ambientais. Para além da degradação da paisagem, estas práticas conduzem
a problemas de saúde pública, impactes ambientais como a contaminação do solo, da água,
poluição do ar devido à queima de resíduos e redução do valor do terreno e das suas propriedades
(Banias et al., 2011).
2.2.4 Panorama Actual – Envolvente Económica e Ambiental
Nesta secção expõem-se algumas considerações sobre as centrais de reciclagem de RCD a nível
económico e ambiental.
2.2.4.1 Custos e Benefícios Económicos das Centrais de RCD
Actualmente existem inúmeros estudos ao nível económico de centrais de reciclagem, obtendo-se
diferentes resultados, desde ausência de viabilidade (para agentes privados), a viabilidade
condicionada, até elevado grau de viabilidade. Em países como a Alemanha e Holanda já operam
centrais de reciclagem de dimensão considerável, provando que nestas regiões é um negócio
rentável e que a viabilidade económica é uma variável muito dependente de condições regionais,
envolvendo factores físicos, económicos e sociais. Os factores que podem contribuir para o
sucesso das operações de reciclagem são por exemplo (Coelho, 2012):
Aplicação de taxas ao envio de materiais recicláveis para aterro;
Subsídios a empresas dedicadas a reciclagem de RCD;
Promoção da utilização de materiais com conteúdo reciclado;
Aplicação de taxas sobre a produção de agregados pétreos virgens.
26
Do ponto de vista económico, a viabilidade de uma central de reciclagem de RCD depende
também da localização da mesma, sendo considerada como um factor fundamental para o
sucesso do programa de reciclagem. As centrais devem ser instaladas o mais próximo possível das
fontes geradoras de RCD e zonas de utilização de RCD reciclados (Ferreira, 2009). Existem várias
formas para definir a localização de uma central de reciclagem, sendo que no trabalho de Coelho
& Brito (2012) utilizou-se como critério a minimização da quantidade de RCD e as distâncias de
transporte. É utilizado por muitos autores ferramentas de análise multi-critério para facilitar o
processo de decisão num contexto ambiental e sócio-económico (Torgal et al., 2013).
Na China foi realizado um estudo por Zhao et. al (2009) sobre a viabilidade económica de uma
central de reciclagem na zona de Chongqing e concluiu-se que a central seria pouco viável se
usasse equipamento novo devido à margem de lucro limitada pelos custos fixos elevados. Deste
estudo também se concluiu que o tipo, número e capacidade das centrais de reciclagem é
determinado pela relação custo-distância de transporte, quantidade de geração de resíduos,
economia de escala, o preço das matérias-primas e taxas aplicadas (Zhao et. al, 2009).
Relativamente às economias de escala Coelho (2012) refere que o custo por tonelada com o
tratamento de RCD se reduz com o aumento da capacidade das centrais de reciclagem, o que
permite que essas centrais pratiquem custos mais baixos favorecendo maiores parcelas da
população.
2.2.4.2 Impactos Ambientais das Centrais de RCD
A deposição em aterro de RCD contribui negativamente para o ambiente sobretudo devido à
ocupação de solo. Relativamente ao depósito de materiais rejeitados pelas centrais de reciclagem
de RCD por conterem substâncias perigosas e lamas, é considerada uma acção negativa do ponto
de vista ambiental mas que não está relacionada directamente com a operação das centrais. Estes
já iriam para aterro de qualquer forma (ou para outros locais de processamento) visto que fazem
parte do fluxo de entrada e que as centrais não os conseguem processar. Desde que foi
demonstrado que 80% das emissões para a atmosfera provêm da produção de energia (IEA,2005)
considera-se que as questões ambientais mais importantes são a utilização da energia e os
respectivos impactes (Coelho & Brito, 2013).
De forma simplificada, os impactos ambientais podem ser divididos em 3 categorias principais:
incorporado, de operação e relacionado com transportes. Os impactos incorporados são onde a
energia primária é consumida ocorrendo emissões de dióxido de carbono equivalente, CO2eq,
27
desde a extracção da matéria-prima até à entrega final à central de reciclagem de RCD. Nesta
categoria também se pode enquadrar a ocupação dos solos pelas centrais. Os impactos de
operação estão essencialmente ligados ao consumo de energia eléctrica pelos equipamentos
operacionais da central de reciclagem e, finalmente, os impactos relacionados com o transporte
estão ligados à operação da central no que respeita às viagens dos camiões dos locais de geração
de resíduos, bem como as viagens desde a central até ao aterro mais próximo disponível ou para
as indústrias que recebem os materiais reciclados (Coelho e De Brito, 2013). É importante notar
que o facto de enviar RCD para aterro contribui para um impacte negativo ao nível ambiental,
quando comparado com o envio do mesmo material para reciclagem.
2.2.5 Utilizações de RCD Reciclados
Há um grande potencial de reutilização e reciclagem de RCD já que grande parte dos seus
componentes são recursos de considerável valor (Silva et al.,2014). Os factores que determinam a
capacidade de reciclagem de um material incluem a sua pureza, o mercado para produtos
reciclados, o valor do material, o custo de recolha e transporte, o custo de triagem, o custo de
transformação em materiais reutilizáveis e os custos de eliminação de qualquer material residual
para aterro ou incineração. Potenciais utilizações de materiais reciclados de RCD são as seguintes:
agregados de betão, material de enchimento para estruturas de contenção, construção de
estradas (geralmente utilizado em bases e sub-bases de pavimento), fabrico de tijolos novos e
inserção em argamassas (de agregados cerâmicos), material de drenagem, vidro plano (a partir de
vidro plano), PVC (a partir da reciclagem de plástico), entre outros (Kartam et al.,2004).
Na Austrália é usual misturar agregados reciclados de betão com solo e pequenas quantidades de
tijolos britados para obtenção de um produto considerado adequado para pavimentação de
estradas de acessos locais. Na Suécia agregados reciclados de betão têm vindo a ser usados em
camadas estruturais de pavimentação. A utilização de RCD reciclados em pavimentação depende
da sua composição e das condições locais, tais como: temperatura ambiente, humidade, reacção a
vários produtos que podem entrar em contacto com o pavimento, intensidade das cargas
mecânicas introduzidas pelo tráfego, etc (Pereira e Vieira, 2013).
Existe um vasto mercado para agregados reciclados mas a aceitabilidade destes materiais é
dificultada devido à imagem desfavorável que está associada à actividade de reciclagem bem
como a falta de confiança nos produtos acabados feitos a partir de material reciclado (Rao et al.,
28
2006). No Quadro 6 apresenta-se um resumo das principais aplicações de agregados reciclados
acima referidos.
Quadro 6 - Potenciais áreas de aplicação de agregados reciclados (Adaptado de Rao et al., 2006)
Material Reciclado Utilização Áreas de Aplicação
Betão
Agregado
Estradas de betão
Trabalhos de drenagem
Tubos e bueiras
Esgoto/Estações de tratamento de àguas
Suporte permeável a estruturas de contenção
Mistura de betão e tijolo
Paredes divisórias
Pavimentos pobres e fundações
Betão Agregado em pavimentos
Material ligado em misturas betuminosas em pavimentos
Betão Camada não
ligada de pavimentos
Material de base e sub-base de estradas
Mistura de betão e tijolo
Material de enchimento
Valas e outros enchimentos comuns
2.2.6 Barreiras à Reciclagem e Desafios dos RCD Reciclados
As principais barreiras que afectam a reciclagem de RCD são as seguintes: A contaminação dos
materiais passíveis de reciclar é claramente uma barreira visto que pode limitar o campo de
aplicação dos produtos e até mesmo inviabilizar a reciclagem. A recolha e transporte dos RCD é
uma barreira essencialmente económica, sendo necessário fazer um balanço entre custos e
qualidade do material obtido após reciclagem para entrar no mercado. Outra barreira económica
é o custo de triagem, transformação e eliminação pois são processos que requerem muito
trabalho manual. Por último, é necessário que os materiais reciclados satisfaçam certos padrões
para poder competir com matérias-primas virgens, sendo que muitas vezes são
desnecessariamente exigentes (Kartam et al., 2004).
29
Os materiais reciclados precisam de algum incentivo para competir com os agregados naturais.
Segundo o relatório nórdico23 são apresentadas algumas ideias que visam criar linhas orientadoras
para aplicação de produtos reciclados, são elas:
- Planeamento/dimensionamento: A opção de reciclagem deve ser avaliada desde a fase de
projecto, as substâncias perigosas substituídas e a gestão das rotas asseguradas.
- Certificações e especificações: estabelecer mecanismos de certificação de qualidade e
especificação para produtos reciclados. Os materiais reciclados podem ter dificuldades em facultar
a mesma qualidade do que as matérias-primas virgens devido à contaminação por isso é
necessário estabelecer critérios. As certificações e especificações tornariam os produtos reciclados
competitivos em qualidade, visto que muitas vezes existe equívocos quanto à qualidade dos
mesmos.
- Requisitos administrativos e legais: este tipo de medidas têm-se mostrado eficazes na promoção
da recuperação de resíduos, pelo que é um instrumento que tem vindo a ser utilizado em muitos
países.
- Construção: Utilização de agregados reciclados adquirindo-os num mercado perto do local de
produção visto que isto reduziria os custos de transporte e logística bem como as emissões
provenientes dos transportes.
- Demolição: Configurar requisitos sobre desconstrução e comunicação dos diversos fluxos de
resíduos no processo de demolição. Chegar a um acordo sobre definições claras dos fluxos de
resíduos, possivelmente através de relatórios de resíduos. Exigir que os poluentes sejam
monitorizados, relatados e se possível removidos durante a demolição. Tudo isso iria garantir a
qualidade dos materiais reciclados e reduzir o seu preço de mercado.
- Estabelecer restrições ao depósito em aterro ou aumentar as taxas. Esta medida é um incentivo
para a reutilização/reciclagem de RCD.
- Formalizar os contactos / comunicação entre as partes interessadas envolvidas na cadeia de
valor. O foco deve estar no benefício total, incluindo economia de recursos, menor geração de
resíduos, os custos de transporte e pontos verdes em sistemas de classificação ambientais.
23
Resumo deste relatório no Anexo VI.
30
2.3 Sintese Conclusiva
A GRCD tem-se revelado um tema muito actual e uma preocupação imediata de vários países
devido essencialmente às questões de sustentabilidade ambiental, sendo elevado o número de
publicações respeitantes a este tema. Visto que a GRCD varia consoante o país em questão, no
Anexo V – GRCD no mundo – pretende-se retractar a situação actual de alguns países e revelar
algumas medidas e posições tomadas. Em Portugal, o número de publicações comprova esta
tendência de crescente preocupação com a GRCD, onde autores como Brito, Coelho, Correia e
Bernardo, do Instituto Superior Técnico, deram um contributo relevante para o avanço científico
nesta área. No âmbito específico da AML, De Melo et al. (2011) elabora um estudo sobre GRCD,
que se encontra resumido no Anexo VII, onde se pretende estimar a geração de RCD nesta região
e prever os seus destinos finais.
É reduzido o número de autores que evidenciam concretamente o estudo de centrais de
reciclagem de RCD possivelmente por este tema requerer dados específicos e depender de certa
forma do avanço tecnológico. Em Portugal, Coelho & Brito (2012, 2013) elaboraram um estudo
sobre a Análise de Viabilidade de Implantação de Centrais de RCD em Portugal que está dividido
em três publicações diferentes e que já foi referenciado algumas vezes neste trabalho.
Como nota final, refira-se que os anexos referidos ao longo do capítulo 2 (anexos I a VII)
complementam a informação do mesmo mas por não serem conteúdos centrais para a temática
analisada, e para não tornar a dimensão do capítulo excessiva, optou-se por incluir em anexo.
31
3. Modelo para o planeamento de uma rede de reciclagem de RCD
Neste capítulo apresenta-se o modelo de optimização para o planeamento de uma rede de
reciclagem de RCD, concebido com base nos princípios da engenharia de processos e sistemas
(EPS). O modelo pretende constituir uma introdução a esta metodologia, visto que não se utilizou
o planeamento temporal dos processos. Na primeira parte apresenta-se sumariamente o modelo
para o planeamento de uma rede de reciclagem de RCD aplicado por Correia (2013) que foi
baseado no modelo de optimização de Hiete et al. (2011). De seguida, expõem-se as principais
etapas para o desenvolvimento do novo modelo e por fim apresenta-se a formulação matemática
assente nos novos princípios.
3.1 Motivação – Modelo Desenvolvido por Correia (2013)24
Nesta secção apresenta-se o modelo utilizado por Correia (2013) para o planeamento de uma rede
de reciclagem de RCD que serviu de ponto de partida para a nova abordagem. O modelo de
optimização foi desenvolvido por Hiete et al. (2011) com vista à minimização de custos e mais
tarde aplicado por Correia (2013) à AML incluindo a componente de avaliação ambiental baseada
nos princípios do Eco Indicator 99 (EI99).
Relativamente aos materiais incluídos no modelo, definiram-se 3 tipos:
RCD;
Materiais processados (MP) que resultam da transformação de RCD em centrais de reciclagem (CR);
Matéria residual (MR) proveniente do processamento de RCD em CR. As opções de gestão consideradas são a deposição directa em aterro ou o processamento em CR
de diferentes desempenhos, que conduzem a diferentes percentagens de MP e MR. Este modelo
compreende uma abordagem por instalações, tendo esta designação por oposição à abordagem
de processos, onde as centrais de reciclagem são representadas como uma instalação fixa que não
contempla os processos inerentes ao seu funcionamento. Na Figura 8 representa-se um esquema
elucidativo do funcionamento deste modelo.
24
Esta secção foi baseada no trabalho de Correia (2013)
32
Central de Reciclagem
de RCD
MRRCD
Aterro
€MP
Figura 8 – Esquema do funcionamento do modelo de Correia (2013)
Como se pode observar pela Figura 8, os RCD podem ser depositados directamente em aterro ou
processados em CR consoante o que se revelar mais vantajoso para a função objectivo em causa
(minimização de custos ou minimização de impactes ambientais), os MP destinam-se a venda e a
MR é enviada para aterro.
Os custos totais da rede de reciclagem englobam: os custos de processamento de RCD em CR, os
custos de deposição em aterro de RCD e MR, os custos de transporte e os custos de investimento
na construção de novas CR. Considera-se que a venda de MP gera receitas que reduzem os custos
totais da rede.
A rede de reciclagem é destinada à AML e encontra-se aplicada ao nível do município pelo que
foram considerados 18 nós no modelo, correspondentes aos 18 municípios desta região.
O modelo de programação linear inteira-mista (MILP) desenvolvido considera:
nós da rede caracterizados pelos seguintes atributos:
Produção de RCD
Procura de MP
Número e tipo de CR
Número de aterros;
arcos definidos para todos os pares de nós (estando associado a cada arco a distância entre o correspondente par de nós);
custo de transporte (em função da distância);
custo de deposição em aterro de RCD e MR e valor de MP;
CR de diferentes níveis (diferenciadas pelas características de transformação e pela
capacidade). Podem ser construídas novas CR, para além das pré-existentes que não podem ser
fechadas. A modelação permite que em cada nó apenas seja alocado, no máximo uma CR de cada
tipo.
33
capacidade, custo de investimento (apenas considerado no caso de construção de novas CR) e
custos variáveis por tipo de CR;
taxa de juro e horizonte de planeamento;
por uma questão de simplificação as zonas de depósito em aterro não apresentam limite de
capacidade.
Este modelo engloba duas vertentes, a minimização do custo total da rede de reciclagem e a
minimização dos impactes ambientais produzidos pela actividade de GRCD, permitindo decidir
sobre:
construção de novas CR (localização e tipo de CR a instalar);
o fluxo de materiais na rede, isto é, a quantidade de materiais transportados entre cada par
de nós (transformados em CR, enviados para aterro ou vendidos).
3.2 Nova Abordagem – Introdução à Engenharia de Processos e
Sistemas
A Engenharia de Processos e Sistemas (EPS) trata a forma como um sistema complexo se
comporta como um todo. É muito comum observar esta abordagem na área da engenharia
química ou alimentar bem como na indústria farmacêutica pois estas estão dependentes de vários
processos interligados com vários tipos de materiais e tarefas para chegar a um produto final.
A EPS usa o domínio de técnicas experimentais e matemáticas para criar modelos computacionais
de todas as unidades de processo que compõem uma instalação química, uma refinaria ou
qualquer outra cadeia de abastecimento. Estes modelos podem ser integrados para prever o
comportamento global do sistema, detectar falhas no sistema e para testar o resultado de diversas
alternativas de design ou mudanças no processo.
Uma representação geral desta metodologia no design do processo é conhecida como State Task
Network (STN), onde os processos são definidos numa rede por dois tipos de nós: Nós de estado,
que representam os produtos (matérias-primas, produtos intermédios e finais) e nós de tarefas
que representam as várias operações de processos elementares para transformar os materiais
entre os diferentes estados. O STN identifica os estados de input usados para produzir cada estado
de output, que juntamente com condições adicionais (p.e., tempos de processamento, proporções
de materiais em cada estado, etc) definem a produção de receitas (Duque et al., 2010).
34
No presente trabalho desenvolveram-se as receitas dos processos sem o detalhe temporal, sendo
que o procedimento foi detalhado e preparado para que as receitas se apresentem sob a forma de
dados em tabelas, com base nos princípios descritos.
3.2.1 Concepção do Modelo e Processo de Recolha de Dados
No seguimento do trabalho elaborado por Correia (2013), fez-se uma análise dos aspectos que
poderiam ser desenvolvidos, e delinearam-se os principais aspectos a incluir no modelo:
conservação do tipo de representação da localidade por um nó com atributos;
conservação da estrutura de custos a considerar (transporte, processamento e depósito
em aterro) incluindo dados mais precisos;
introdução de novos materiais;
visualização mais detalhada dos fluxos de materiais (que levou à nova abordagem de
processos);
maior precisão geográfica (que levou à aplicação do modelo ao nível da freguesia).
Foi necessária uma recolha de dados exaustiva para inclusão no modelo dos elementos referidos,
sendo que esta pesquisa se revelou essencial para compreensão do funcionamento dos vários
processos e consequentemente para a concepção de um novo modelo. Com a ajuda de dados e
informações disponibilizadas por empresas e a informação disponível na literatura tornou-se
possível elaborar um modelo que evidencie as necessidades reais e ao mesmo tempo permita
compreender como funciona o sistema global de RCD na AML.
Na pesquisa de centrais de reciclagem de RCD, que se fez essencialmente com a análise de
mercado no portal português de gestão de resíduos e em contactos com empresas de construção,
percebeu-se que existem centrais que apenas fazem o trabalho de triagem, sendo designadas de
centrais de triagem. Foi também possível perceber, por contactos com as empresas em questão,
que não existem centrais na AML que façam reciclagem de alta qualidade (HQ25), devido à falta de
procura deste tipo de materiais e ao elevado investimento que os equipamentos requerem. É um
25
Reciclagem High Quality. Entende-se por reciclagem HQ um processo que permite aos produtos reciclados uma aplicação de índole equivalente aos produtos que lhe deram origem. No caso do betão, por exemplo, aplicação como agregado estrutural.
35
processo que pode ser implementado em centrais existentes desde que exista espaço suficiente
para esses mesmos equipamentos26.
Em suma, esta pesquisa de dados foi fundamental para a concepção do novo modelo porque
permitiu concluir:
Que existem centrais que apenas fazem triagem e que não foram incluídas nos modelos
de Correia (2013) e de Hiete et al. (2011).
Que o processo de reciclagem HQ depende essencialmente dos equipamentos, podendo
ser instalado à posteriori numa central, desagregado dos outros processos.
A ideia de desagregação dos processos numa central torna-se a abordagem que se pretende para
introdução à EPS. Os modelos desenvolvidos por Hiete et al. (2011) e Correia (2013) consideram as
centrais como instalações fixas, não modelando os processos que ocorrem dentro dessas
instalações. Na Figura 9 é possível ver o esquema de desagregação dos principais processos que
ocorrem nas instalações e com os quais se concebeu esta nova abordagem.
Triagem (incorporada)
Reciclagem LQ Reciclagem HQ
Triagem
Instalação – Central de Reciclagem
Instalação – Central de Triagem
Figura 9 - Esquema ilustrativo dos processos de cada instalação
A instalação normalmente designada por central de reciclagem tem com esta abordagem três
processos principais nela incluídos. A triagem diz-se incorporada por fazer parte da instalação
“central de reciclagem” face ao processo de triagem isolado existente na instalação “central de
triagem”. O processo de reciclagem LQ27 requer um certo tipo de equipamento e mão-de-obra
diferente (menos exigente) do que o processo de reciclagem HQ e por isso consideram-se como
processos independentes. Este último não existe na AML embora já haja estudos desenvolvidos
26
Estes equipamentos constam nos Quadros do Anexo IX – Cálculo dos custos da matriz de custos. 27
Reciclagem Low Quality. Entende-se por reciclagem LQ um processo que permite aos produtos reciclados uma aplicação de índole inferior aos produtos que lhe deram origem. No caso do betão, por exemplo, aplicação em bases e sub-bases de estradas.
36
para centrais de alto desempenho (Coelho 2012), que englobam indirectamente este tipo de
processo.
As principais razões pelas quais a introdução desta abordagem por processos é vantajosa em
relação à abordagem por instalações são:
É possível visualizar os fluxos de material entre os processos podendo assim dimensionar
de forma mais adequada as centrais;
O modelo fica preparado para mais tarde se fazer uma abordagem EPS completa, que
tornará o estudo das redes de RCD ainda mais aprofundado.
3.2.2 Organização de dados
Nesta secção faz-se, em primeiro lugar, uma análise esquemática detalhada do que ocorre dentro
de cada um dos processos principais (triagem, triagem incorporada, reciclagem LQ e reciclagem
HQ) para se compreenderem as tarefas e a forma de contabilizar os custos do processo. De
seguida, apresenta-se o esquema final relacionando os vários processos e materiais considerados
no modelo.
3.2.2.1 Detalhe de cada processo
Para cada um dos processos principais apresentados na Figura 9 estudaram-se as várias tarefas
existentes, apresentando-se de seguida nas Figuras 10,11 e 12 os respectivos layouts. Estes
layouts que detalham os processos de reciclagem de RCD são baseados nos princípios State Task
Network (STN), existindo nós de estado e nós de tarefas. É feita a descrição das várias tarefas (T) e
dos materiais resultantes (M) dessas tarefas, pelo que estes esquemas serviram essencialmente
para perceber o funcionamento detalhado do que ocorre nos processos principais e calcular os
custos globais destes processos tendo em conta todas as tarefas e os equipamentos respectivos28.
28
Estes cálculos constam no Anexo IX sendo a sua interpretação facilitada com a leitura da secção 3.2.4
37
Processo de Triagem
M1
Todos os materiais
T1
InspecçãoPesagem
M2
Material inspeccionado e pesado
T2
Separação volumesTrituração
M3
Material separado e triturado
T3
Separação por tamanhosSeparação manual
Mesa vibratória
M4
Betão
M5
M6
M7
Indiferenciado
Material para aterro
MetaisPlásticoMadeira
Papel e cartão
Triagem
Figura 10 - Esquema do processo de triagem com detalhe nas tarefas
Verificou-se que normalmente no processo “triagem incorporada” existem menos equipamentos e
por conseguinte não se considera a tarefa T2, tornando este processo relativamente menos
dispendioso que “triagem”. Isto acontece porque “triagem incorporada” está integrada numa
instalação que também faz reciclagem, sendo que essa tarefa pode ser substituída mais à frente
por T4.
Processo de Triagem Incorporada
M1
Todos os materiais
T1
InspecçãoPesagem
M2
Material inspeccionado e pesado
T3
M4
Betão
M5
M6
M7
MetaisPlásticoMadeira
Papel e cartão
Material para aterro
Indiferenciado
Separação por tamanhosSeparação manual
Mesa vibratória
Triagem (incorporada)
Reciclagem LQ
Reciclagem HQ
Figura 11 – Esquema do processo de triagem incorporada com detalhe nas tarefas
38
Processo de Reciclagem LQ e HQ
M4
Betão
T4
BritagemInspecção visual
T5
Separação magnética
M8
Betão britado
M10
Betão Reciclado LQ
€M7
Metais
T7
Separação a ar
M12
Betão sem materiais leves
M6
Material para aterro
T8
Separação de metais pesados
T9
Separação de finos
M15
M14
Betão sem metais pesados
M11
M13
Metais Pesados
Material leve Papel, cartão
M6
Material para aterro
Venda de Betão LQ
Processo de reciclagem de
HQ
Triagem (incorporada)
Reciclagem LQ
Reciclagem HQ
T6M9
Betão HQ
Betão sem metais ferrosos
Separação de finos
€Venda Betão HQ
Figura 12 – Esquema do processo de reciclagem com detalhe nas tarefas
É de notar que na Figura 12 considera-se como material de entrada no processo de reciclagem
apenas betão (M4) pois é o único que pode fazer todo o processo. Poderia também ser inicializado
com material indiferenciado mas nesse caso o processo terminaria na tarefa T5.
3.2.2.2 Layout final dos processos considerados no modelo
Pela quantidade de materiais envolvidos decidiu-se que seriam estudados os mais importantes
fluxos. Na Figura 13 apresenta-se o layout final dos processos com todos os tipos de materiais
legendados detalhadamente no Quadro 7. Este esquema é uma representação geral do layout,
incluindo os processos principais (triagem, triagem incorporada, reciclagem LQ e reciclagem HQ),
pelo que os layouts detalhados das tarefas anteriormente apresentados não são representados
novamente (assumindo particular importância, como já foi referido, na compreensão do que
acontece nos processos principais e no cálculo de custos e proporções de materiais que são
tabelados posteriormente na matriz de custos e na matriz de transformação).
39
Triagem(k1 ou k2)
MR1 MR2
S3
S5S6S7S8
€
Reciclagem LQ(k3)
MR2
S4
S5S6S7S8
Aterro(k5)
€
S9
S10
Reciclagem HQ(k4)
S11
S5S6S7S8
MR2
S1
S2 S4
Triagem
Reciclagem
Legenda processos
S3
K1 – TriagemK2 - Triagem incorporadaK3 – Reciclagem LQK4 – Reciclagem HQK5 - Aterro
S12
€
Material
Processo
Venda de materiais
Figura 13 - Resumo do layout dos vários processos encadeados (legenda dos materiais no Quadro 7)
Nota: Os materiais S1 e S2 apenas podem ter a seguinte sequência S1S3S10S11 e
S2S4S9 (nos dois casos também são produzidos S5, S6, S7 e S8).
40
Quadro 7 - Legenda detalhada dos materiais considerados no esquema da Figura 13
Materiais Descrição
S1 Betão Fluxo de material inerte constituído maioritariamente por betão (cerca de 80%)
S2 Material indiferenciado
Fluxo de material inerte constituído maioritariamente por mistura de betão e material cerâmico com densidade superior a 0,6.
S3 Betão triado Material que foi sujeito a processo de triagem e que está apto a poder ser reciclado.
S4 Indiferenciado triado Material indiferenciado que foi sujeito a processo de triagem e que está apto a poder ser reciclado.
S5 Misturas de Metais Ferro, alumínio, cobre, etc.
Materiais que resultam dos vários processos e que são vendidos.
S6 Madeira
S7 Plástico
S8 Papel e cartão
S9 Indiferenciado LQ Material indiferenciado reciclado de baixa qualidade. Utilizado principalmente em operações de enchimento podendo também ser utilizado para reparação de algumas estradas de acesso local.
S10 Betão LQ Betão reciclado de baixa qualidade. Utilizado em operações de enchimento, camadas estruturais de estradas, etc.
S11 Betão HQ Betão reciclado de alta qualidade. Utilizado para produção de betão (agregado).
S12 Material "processado” em aterro
Quantidade de material “processada” nos aterros.
MR1 Matéria Residual 1 Matéria residual que pode ser depositada em aterro em condições normais.
MR2 Matéria Residual 2 Matéria residual que resulta do processo de reciclagem sendo difícil a sua eliminação.
A nomenclatura utilizada é adaptada à usualmente utilizada em redes que envolvem processos
onde “S” são os estados materiais e “K” os tipos de processos envolvidos. Esta nomenclatura é
diferente da utilizada para o detalhe dos processos nas Figuras 10,11 e 12 (M e T) pois é referente
a uma representação diferente, o STN. O esquema da Figura 13 envolve o encadeamento dos
processos, pois é o que acontece na realidade. Para que o material seja reciclado tem primeiro de
existir uma triagem, que pode ser numa central de triagem (k1) ou numa triagem incorporada
numa central de reciclagem (k2). De seguida tem de passar ao processo de reciclagem LQ (k3) e
eventualmente para o processo de reciclagem HQ (k4). O material S10 (betão LQ) pode continuar
para o processo k4 ou ser vendido antes de entrar nesse processo (para camadas de base e sub-
base de estradas, enchimentos, etc). O aterro é considerado como um processo (k5) pois tem
entrada e saída de materiais mas a sua análise é simplificada porque independentemente do
material de entrada, a saída é sempre s12, não importando os trabalhos que ocorrem dentro do
aterro.
As opções de GRCD consideradas são: os materiais de inicialização do processo s1 (betão) e s2
(material indiferenciado) podem seguir para “reciclagem” (onde entram em k1 ou k2) ou podem
ser depositados directamente em aterro (k5). Consideraram-se dois tipos de matéria residual pela
diferença de tratamento que têm, implicando custos de tratamento diferentes. A MR1 provém de
41
um processamento mais leve (por exemplo em triagem manual) tendo um considerável teor em
inertes (densidades compreendidas entre 0,6 e 0,8), sendo o seu custo de depósito em aterro mais
reduzido. A MR2 resulta do processo de reciclagem, sendo considerada matéria sem
aproveitamento e de difícil eliminação, o que se reflecte no custo de depósito em aterro.
3.2.3 Matriz de transformação
No Quadro 8 apresenta-se a matriz de transformação. Como já foi referido anteriormente esta
matriz resume a informação sobre os vários processos, nomeadamente as proporções utilizadas
em EPS. As linhas representam os materiais que entram nos respectivos processos e as colunas o
material que sai depois de processamento.
A matriz de transformação funciona como “chave” para o modelo porque permite visualizar os
materiais que entram e quais são os materiais de saída, sendo que as células vazias correspondem
a zeros, ou seja, não há saída desse material no processo correspondente. Por exemplo, para o
material de entrada betão na central de triagem (k1.S1) os materiais de saída são: s3, s5,s6,s7,s8 e
MR1. Apenas s3 e MR1 podem continuar o processo, sendo que s3 pode entrar em K3.S3 e MR1
entra em K5.MR1, que é 100% transformado em s12 (material processado em aterro). Os
materiais s5,s6,s7 e s8 são materiais com valor comercial que resultam dos vários processos até se
obter um produto reciclado, sendo portanto vendidos. Por sua vez, depois de s3 ser processado
em K3.S3, os materiais de saída são s5,s6,s7,s8 (que são vendidos) s10 (que pode continuar
processo ou ser vendido) e MR1 que é 100% transformado em s12.
Os valores apresentados nessa matriz são principalmente baseados em questionários via e-mail ou
por contacto telefónico a várias empresas referenciadas no Anexo VIII e apoiados em alguns dados
de Coelho (2012) no trabalho “ Análise de viabilidade de implantação de centrais de reciclagem de
RCD em Portugal”. Nesse mesmo trabalho29 considera-se como fluxo de entrada na central 30% de
fluxo separado composto principalmente por agregados minerais e os restantes 70% como RCD
misturados, revelando-se neste trabalho como um fluxo à entrada nos processos iniciais de 30%
para s1 e 70% para s2.
29
"30% de toda a massa de RCD à entrada da central é composta por agregados minerais, sendo a restante massa 70% de RCD plenamente misturados" (Coelho, 2012)
42
Quadro 8 – Matriz transformação. A soma das linhas perfaz 1 (100%)
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 MR2 MR1
Central de triagem
k1.S1 0,8427 0,0249 0,0249 0,0024 0,0051 0 0,1
k1.S2 0,6927 0,0249 0,0249 0,0024 0,0051 0,05 0,2
k1.S3
k1.S4
Triagem incorporada
k2.S1 0,8427 0,0249 0,0249 0,0024 0,0051 0 0,1
k2.S2 0,6427 0,0249 0,0249 0,0024 0,0051 0,05 0,25
k2.S3
k2.S4
Reciclagem LQ
k3.S1
k3.S2
k3.S3 0,0332 0,0249 0,0249 0,0051 0,8619 0,1
k3.S4 0,0332 0,0249 0,0249 0,0051 0,8619 0,1
Reciclagem HQ
k4.S1
k4.S2
k4.S3
k4.S4
K4.S10 0,0249 0,0249 0,0024 0,0051 0,8427 0,1
Aterro
k5.MR1 1
k5.MR2 1
k5.S1 1
k5.S2 1
43
Contudo, os fluxos acima referidos têm de contemplar os materiais que são extraídos dos
processos e que são vendidos (s5,s6,s7,s8) pelo que se apresenta no Quadro 9 o valor fixo dos
mesmos baseados na composição média de RCD. Os valores encontram-se a negrito e fazem
parte de uma tabela adaptada de Coelho (2011), sendo considerados para ambos os fluxos por
uma questão de simplificação.
Quadro 9 - Distribuição percentual da composição média dos RCD (Coelho, 2011)
Materiais %
Betão, tijolos, alvenarias
58,3
Metais (S5) 8,3
Madeira (S6) 8,3
Plástico (S7) 0,8
Papel, cartão (S8) 1,7
Outros resíduos 22,6
No processo de triagem (k1) e na triagem incorporada (k2) considera-se que que apenas 30%
dos metais e das madeiras são separados manualmente, conforme Coelho (2012), sendo
extraído nesta fase 2,49% destes materiais (do total de 8,3%). Para os restantes materiais
(plástico, papel e cartão) também se considera uma extracção de 30% neste estado.
Nestes dois tipos de triagem as deposições em aterro variam consoante o material de input30.
No caso da central triagem (k1) considera-se que 10% pode ser depositado como MR1, no caso
de ser material indiferenciado considera-se o dobro. Nas centrais de triagem incorporada
acresce 5% em MR1 de s2 por usualmente não existir triturador neste tipo de centrais.
Na reciclagem LQ apenas podem sair materiais reciclados de baixa qualidade, ou seja, betão
LQ e indiferenciados LQ, sendo que o input tem de ser sempre material triado (s3 ou s4).
Considera-se que são extraídos com recurso a um magnete (íman) mais 40% dos metais visto
que uma parte da mistura de metais não é ferrosa. Neste processo (e nos seguintes) apenas
existe MR2 porque a MR1 já foi depositado em processos anteriores.
Relativamente ao processo de reciclagem HQ considera-se que são extraídos todos os
materiais que faltavam extrair na reciclagem LQ.
3.2.4 Matriz de Custos31
Nesta secção pretende-se apresentar a matriz de custos, que consta no Quadro 10, e
descrever a forma como se obtiveram os valores apresentados. Esta matriz representa o custo
30
As deposições em aterro são, numa primeira análise, valores referenciados pelas empresas referidas no Anexo VIII e posteriormente estimados para este trabalho. 31
Estes cálculos estão mais detalhados no Anexo IX – Cálculo dos custos para matriz custo
44
operacional do processamento dos materiais nos vários processos em euros por tonelada de
material que entra anualmente nas centrais. As linhas representam o processo e as colunas o
material que entra no processo.
Quadro 10 – Matriz de custos (€/ton.ano)
S1 S2 S3 S4 S10
K1 2,56 20
k2 2,29 17,89
k3
1,91 1,91
k4
10
Para definir a matriz de custos, em primeiro lugar detalhou-se o custo de cada processo tendo
em conta o custo dos equipamentos, mão-de-obra, manutenção e energia correspondentes
com os dados de Coelho (2012) e especificados no Anexo IX. Estes são os custos mais
representativos para os processos, sendo que se optou por não considerar o custo do terreno
onde se localiza a instalação por este ser diferente para cada zona e por isso difícil de estimar.
Este custo pode ser incluído em custos administrativos e assim não estar relacionado com o
processo.
Visto que o custo está representado em euros por tonelada por ano fez-se uma estimativa da
capacidade real das centrais de reciclagem existentes na AML, ou seja, uma estimativa do
material que realmente entra nas centrais. Com os dados recolhidos nos Alvarás das empresas,
sabe-se todas as capacidades autorizadas pelo que essas não correspondem às capacidades
reais e podem enviesar os resultados. Na recolha de dados teve-se acesso às capacidades reais
de duas empresas (Soarvamil e Ambitrena), que correspondem a cerca de 13% da capacidade
autorizada, pelo que se considerou de forma conservativa para as capacidades reais das
centrais 20% da capacidade autorizada sendo assim possível saber a quantidade de material
que realmente entra nas centrais da AML, fazendo a média para as várias centrais.
Por analogia fez-se o mesmo processo para as centrais de triagem, sabendo as capacidades
autorizadas e considerando que estas funcionam a 40% da sua capacidade, uma vez que na
recolha de dados (por via telefónica) houve a informação de que estas centrais estariam a
funcionar a pouco menos de metade da sua capacidade autorizada.
Com os custos anuais dos processos e a estimativa dos materiais que entram nas centrais
através das suas capacidades, é possível obter o custo na forma “€/ton.ano” discriminado para
cada tipo de processo32.
Os custos para os materiais de input s1 nas centrais de triagem são calculados da forma acima
referida, contudo para o material indiferenciado, s2, o cálculo torna-se mais complexo porque
32
Cálculos podem ser consultados no Anexo IX.
45
não ser um fluxo constante, exigindo mais recursos (mão-de-obra) para se obter s4 quando
comparado com s1 para obter s3. Para tal, recorreu-se às tabelas de preços das empresas
Soarvamil, Lobbe e VALORNOR obtendo-se uma média do que é cobrado por estes resíduos
com as características definidas neste trabalho, sendo este valor 40€/ton. É natural que o
preço cobrado por estas empresas não corresponda ao custo do processo, pois inclui o lucro.
Teve então de se avaliar qual era a percentagem de lucro que estas empresas têm para o
material s1 e reflectir esse valor para o material s4, tendo em conta que com o material
indiferenciado é possível obter maior margem de lucro devido às maiores margens que são
aplicadas por não ser um fluxo de material constante. Obteve-se um custo de 20€/ton de s2 na
central de triagem, k1, para obter s4 e no processo de triagem incorporada, k2, de 17,89€/ton.
O custo da reciclagem HQ foi obtido de forma análoga considerando que entra metade de
material neste processo quando comparado com a reciclagem LQ visto que não existe nenhum
exemplo deste tipo de processo na AML.
3.3 Formulação matemática do modelo
Neste capítulo apresenta-se a formulação matemática do modelo baseada nos princípios
referidos na secção anterior. Neste mesmo capítulo é também apresentado na secção 3.3.8
uma breve descrição desta formulação matemática.
3.3.1 Conjuntos e índices
I - Conjunto de nós da rede – (i1,i2,….,i211)
𝑖, 𝑗 ∈ 𝐼 - índices para especificar a localização
K - Conjunto de processos k considerados – (k0 Produção de RCD/demolição, k1 Triagem, k2
Triagem Incorporada, k3 Reciclagem LQ, k4 Reciclagem HQ, k5 Aterro)
𝑘, 𝑘′ ∈ 𝐾 – índices para especificar o tipo do processo33
KC– Conjunto de capacidades máximas consideradas para os processos – (kc1, kc2, kc3, kc4,
kc5, kc6)
𝑘𝑐 ∈ 𝐾𝑐 – índice para especificar a capacidade do processo
S – Conjunto de estados materiais – (s1,s2,…,s12, mr1, mr2)
𝒔, 𝒔′ ∈ 𝑆 - índices para especificar o tipo de material34
33
k e k´ referem-se ao mesmo conjunto dos processos existindo para, por exemplo, identificar o processo produtor e o de destino nas variáveis de fluxo material usadas na equação do balanço de massa, entre outras.
46
RCD – Subconjunto de RCD – (s1 Betão, s2 Material Indiferenciado) RCD ⊂ S
PI - Subconjunto de produtos intermédios –
(s3 Betão triado, s4 Indiferenciado triado, s10 Betão LQ) PI ⊂ S
PV- Subconjunto de produtos vendidos – (s5 metais, s6 madeira, s7 plástico, s8 papel e cartão,
s9 indiferenciado LQ, s10 Betão LQ, s11 Betão HQ) PV ⊂ S
MR - Subconjunto de matéria residual – (mr1, mr2) MR ⊂ S
Iksk,s - Conjunto de materiais s de entrada (input) no processo k – (k0,…,k5,
s1,…,s12,mr1,mr2)
Oksk,s – Conjunto materiais s de produzidos (output) no processo k - (k0,…,k5,
s1,…,s12,mr1,mr2)
Nota: O processo K0 é considerado como um processo “virtual” que apenas é utilizado para
inicializar os valores de RCD em cada nó.
Consideraram-se 6 capacidades máximas possíveis para os processos pois estas dependem dos
equipamentos instalados, dando neste caso possibilidade ao modelo de escolher a que mais se
adequa.
Os conjuntos35 Iksk,s e Oksk,s foram utilizados para especificar, respectivamente, os materiais s
que entram e saem dos processos k.
3.3.2 Parâmetros
bi,j – Custo unitário de transporte de um material do nó i para o nó j (€/ton) 𝑖, 𝑗 ∈I
cdas – Custo unitário de deposição em aterro (€/ton) s RCD MR
es – Valor de venda de s (€/ton) s PV
pps – Valor que produtores de RCD pagam para tratar resíduos (€/ton) s RCD
ūs – Procura global de material 𝑠 ∈ 𝑃𝑉 (ton/ano) i I s PV
,s ih - Quantidade de material s produzido no local i (ton/ano) i I s RCD
Vk,s,s’ – Proporção de material s’ obtido a partir do material s no processo k , ´k K s s S
ȳk,i – Processos pré-existentes no nó i k K i I
34
Notação: a) A ordem dos índices que especificam o local (i,j) ou o processo (k,k’) nas variáveis do modelo designam a origem, quando aparecem primeiro, e o destino, quando aparecem em segundo lugar. b) ss´ Ou seja, s transforma-se em s´. 35
As correspondências podem ser consultadas no Anexo X.
47
ȳk,i =1 se existe um processo k em i e ȳk,i =0 no caso contrário
Cpk,s – Custo de processamento do material de tipo s no processo k (€/ton.ano) k
Kupk,i – capacidade existente de processamento do processo k em i (ton/ano) k K i I
kkck,kc– Capacidades máximas disponíveis kc para instalação de novos processos k
(ton/ano) k K kc KC
Ikck,kc - Custo de investimento (€) de instalação de uma capacidade máxima de processo kc
para o processo k k K kc KC
3.3.3 Variáveis
Custo – Custo total da rede de reciclagem de RCD
CustoProcesso – Custo dos processos de reciclagem de RCD
CustoAterro – Custo do depósito em aterro dos RCD
LucroProcesso – Lucro do processo de reciclagem
Qs,i,j,k´,k – Quantidade de material s que vem do processo k´ do nó i e que entra no processo k do
nó j (ton/ano)
caso j=i o material permanece no nó.
caso j≠i há transporte de material entre nós
𝑋𝑠,𝑖,𝑘 – Quantidade de material s vendido no nó i proveniente do processo k em (ton/ano)
Yk,i – Variável binária de existência para o processo k no nó i
yk,i =1 existe um processo k instalado em i e yk,i =0 no caso contrário
Yck, kc, i - variável binária de selecção da capacidade máxima kc do processo k a instalar em i
Yck, kc, i=1 instala capacidade kc no processo k em i e Yck, kc, i=0 no caso contrário
Kkik,i – Capacidade instalada para o processo k em i (pré-existentes e novas)
Ikik,i – Custo de investimento associado à instalação do processo k em i
3.3.4 Variáveis auxiliares para interpretação de resultados
Para saber a quantidade de material que entra no processo de reciclagem
48
, , , ´,
´ 0 ( 1 2)
s i j k k processo
s RCD i I j I k k k k k
Q Z
Para saber a quantidade de material que entra directamente no processo de aterro
3.3.5 Possíveis Funções Objectivo
A secção tem este título porque são apresentadas, por exemplo, duas equações [3] e [4] que,
consoante a perspectiva que se pretende tomar, podem ser função objectivo do problema. A
formulação matemática desenvolvida é suficientemente geral para, através das funções
objectivo, estudar a rede de reciclagem de RCD segundo a perspectiva de uma entidade
reguladora [3] ou das entidades transformadoras [4].
Função Custo do Processo de Reciclagem
,́,́ ,
,
, , , , , ,́ , , , , ,́
( 0, 5) ´´ 5
, ,
0,( )( 0, 5) 5
* *
*
k sk s k s
k s
j i k s s i j k k s j i s i j k k
k k k k Oksj I i I k Oks s Iks j I i I k k s MR
s i k
s Oks PVk k k i I
s
k k k
b cp Q cda b Q
X
CustoProcesso
e
,k i
i I
Iki
[1]
1ºtermo – Custo operacional dos vários processos incluindo custos de transporte
2ºtermo - Custo de depósito em aterro de MR incluindo custos de transporte
3ºtermo – Venda de produtos, tendo sinal negativo por ser uma receita (proveito para o
modelo)
4ºtermo – Custo de instalação de novo processo
Função Custo de Aterro
´,
, , , , ´,
´5
*k s
s j i s i j k k
k Oksj I i I k k s RCD
cdCustoAterro a b Q
[2]
1ºtermo - Custo de depósito em aterro de RCD incluindo custos de transporte
Função Custo Total
Custo CustoProcesso CustoAterro [3]
A função Custo, que permite analisar a rede de reciclagem do ponto de vista de uma entidade
reguladora, é a função objectivo principal e que se pretende minimizar. Este trabalho foca-se
sobretudo na análise desta função, que resulta da soma de [1] e [2].
Função Lucro do processo de Reciclagem
, , , ´,
´ 0 5
s i j k k aterro
s RCD i I j I k k k k
Q Z
49
Como foi referido anteriormente, o modelo matemático permite analisar o problema da
perspectiva das entidades transformadoras que têm de ter lucro para se manterem
operacionais. Para isso contabiliza-se o valor que os produtores de RCD pagam para reciclar os
resíduos (que é uma receita da entidade transformadora) e desconta-se o custo que os
transformadores têm com o processo de reciclagem.
, , , ´,
´ 01, 2
* Pr s i j k k
k kj I i I k k k s RCD s
Lucro Q pp Custo ocesso
[4]
1º termo – valor que os produtores de RCD pagam para tratar material
2º termo – função do custo dos processos de reciclagem
3.3.6 Restrições
Garantia de permanência de processos pré-existentes abertos
Yk,i ≥ ȳk,i 0, 5k k k i I [5]
Selecção de apenas uma das capacidades possíveis, do conjunto kc quando , 1k iY , para a
instalação do processo k em i, se , 0k iy
, , , , 0k kc i k i k i
kc
Yc Y se y 36 [6]
Atribuição do valor à variável de capacidade do processo Kkik,i consoante existe ou não um
processo do tipo k pré-instalado no nó i. Caso ȳk,i=1 assume o valor da capacidade pré-existe e
caso ȳk,i=0 assume o valor ,k kcKkc seleccionado por , , 1k kc iYc .
, , , , ,
, , ,
* , 0 0
, se 1
k i k kc k kc i k i
kc
k i k i k i
Kki Kkc Yc i k k se y
Kki kup i k y
[7]
Atribuição de valor á variável Ikik,i do investimento para instalar o processo k em i, se não
existirem processos pré-instalados no nó i
, , , , ,* 0k i k kc k kc i k i
kc
Iki Ikc Yc se y [8]
Limitação da venda à procura existente
36
Caso não se queira permitir a abertura de novos aterros (que é o caso), deve excluir-se o elemento k5
desta equação e escrever uma equação adicional para k5 em que ,k iY é substituído por ,k iy .
50
, ,s i k
k K i I
sū sX PV S
[9]
Limitação da capacidade dos processos
, ,́
, ,, , ,́
´
, ' 0k s k s
s k k k i
s Iks j I k Oks
i jQ Kki i k k
[10]
Equação de balanço de massa dos RCD em cada nó i (inicialização do fluxo de materiais)
, , , , ' ,
' 1, 2
, 0, s i j k k s i
j I k k k
Q h i k k s RCD
[11]
Balanço de massa local, no nó i, para cada um dos produtos s´ do processo k
, ´, ´, ´
, , ' , , , ´, ', , ', , , , ' , ´
´ '
0 ´k s k s k s
k s s s j i k k s i k s i j k k k s
s Iks k Oks j I k Iks j I
v Q X Q i k k s Oks
[12]
Balanço de massa global, no nó i
O balanço de massa [12] é representado na Figura 14. Esta expressão assegura o balanço de
massa do sistema para cada nó i, para cada processo k e para cada material s´ que sofreu
transformação no processo e no nó em questão.
,́ ´
', , , , '
' k s
s i j k k
k Iks j I
Q
', ,s i kX
k,i,s�, ,
, , ' , , , ,́
´k s k s
k s s s j i k k
s Iks k Oks j I
v Q
Figura 14 – Balanço de massa em i
O material que entra em i vindo de j é transformado pelo processo k, dando origem aos
materiais de saída Q e X nas proporções definidas pela matriz de transformação, , , 'k s sv . Por
exemplo, o balanço de massa para o material S1 para um processo k1 no nó i1 é o seguinte
(conferir com a matriz de transformação – Quadro 8):
Entra S1 em k1 no nó i1 vindo do nó j, produzido pelo processo k’. O processo k’ é
seleccionado pelo conjunto Oks que neste caso apenas pode ser o processo k0,
Qs1,j,i1,k0, k1.
51
Saem os materiais 𝑋𝑠,𝑖1,𝑘1 (s=s5,s6,s7,s8) vendidos no nó i1, e os materiais que seguem
para os processos seguintes, neste caso S3 para k3 e MR para k5, respectivamente
representados por Qs´3,i1,j,k1,k3´ e Qmr,i1,j,k1,k5´.
Dado que a matriz transformação define de forma unívoca, para cada processo, a
proporção de material de saída, o balanço de massa é específico para cada material de
saída s’.
3.3.7 Descrição da Formulação Matemática
A função do custo total [3] é a função que se pretende minimizar e que apenas se refere a
custos, subdividindo-se em custos de processos e custos de aterro. A expressão [1], custo do
processo de reciclagem, representa a primeira parcela da expressão [3] e engloba o custo
operacional dos vários processos incluindo o custo de transporte (primeiro termo), o custo de
depósito em aterro das matérias residuais incluindo o custo de transporte (segundo termo), o
valor de venda dos produtos vendidos (terceiro termo) e o quarto termo representa o custo de
investimento de um novo processo. A expressão [2] representa o custo de deposição directa
em aterro de RCD, sendo esta a alternativa à opção de reciclagem. A expressão [4] é o lucro do
processo de reciclagem e que se pretende maximizar, porque a viabilização da gestão e
operação de resíduos em entidades privadas exige contemplar este factor. Nesta mesma
expressão o valor que os produtores de RCD pagam para tratar os RCD (primeiro termo) é
apenas contabilizado nos processos k1 e k2 pois admite-se que o que foi cobrado nesses
processos é distribuído pela cadeia até se obter o produto final pretendido. Isto acontece
porque o material proveniente depois da triagem (processo k1 ou k2) não tem valor comercial
para qualquer tipo de cliente e tem de ser “eliminado” de alguma forma sendo necessário
pagar ao processo seguinte para se “desfazer” do produto, continuando assim o processo de
reciclagem e distribuindo o valor cobrado em k1 ou k2. Na Figura 15 apresenta-se um
diagrama de fluxo para que melhor se entenda o funcionamento da cadeia de valor.
52
s1K1ouk2
s3 k3 s10 k4 s11
S5S6S7S8
S5S6S7S8
S5S6S7S8
+€
[+€]
+€
-€ +€Venda
Betão LQ
[Valor pago por produtores para
tratar RCD]
Custo processamento e MR para aterro
-€Custo processamento
e MR para aterro
-€Custo processamento
e MR para aterro
k5-€
Custo depósitoem aterro
+€Venda
Betão HQ
Venda Produtos Finais
Venda Produtos Finais
+€Venda
Produtos Finais
Legenda
+€ Ganho -€ Perda/custo
Figura 15 – Diagrama de fluxo na cadeia de valor para material de input s1
Neste caso, o diagrama de fluxo inicia-se com o material s1 (betão) que dá origem, depois de
triado, a s3 (betão triado) e aos produtos vendidos (s5, s6, s7 e s8). O mesmo diagrama de
fluxo aplica-se quando o material inicial é s2 (indiferenciado), sendo necessário substituir s3
por s4 (indiferenciado triado).
A equação [5] garante que os processos existentes não podem ser fechados. É importante
referir que como se definiu a variável Yk,i (variável que traduz a existência de um processo k no
nó i) como binária apenas pode existir um processo de cada tipo em cada nó.
A expressão [6] acontece apenas quando não existem processos pré-instalados no nó, ou seja
quando ȳk,i=0, e permite seleccionar, caso isso conduza a uma solução óptima, apenas uma
capacidade kc a instalar em i. Ambas as variáveis na equação são binárias. A expressão [7]
surge para atribuir significado à variável Kkik,i. Quando ȳk,i=1 (existe processo k em i) a variável
Kkik,i assume o valor de Kupk,i , ou seja, o valor da capacidade do processo k em i.
Quando ȳk,i=0 (não existe processo k em i) a variável Kkik,i assume a capacidade a instalar caso
tenha sido seleccionada alguma previamente, em [6], com a variável Yck,kc,i.
A equação [8] surge para atribuir significado à variável Ikik,i (custo de investimento associado
ao processo k em i) ocorrendo apenas quando é possível instalar um novo processo (quando
ȳk,i=0) e apenas toma um valor não nulo se foi seleccionada uma das capacidades kc
disponíveis para instalar o processo k em i, o que ocorre para Yck,kc,i=1.
A expressão [9] limita a venda dos produtos s9, s10 e s11 à procura existente, sendo que para
os materiais s5,s6,s7,s8 não existem dados relativos à procura na literatura não se aplicando
53
qualquer restrição neste caso, para além de não representarem o principal objecto de estudo.
A expressão [10] limita o processamento de material à capacidade dos processos.
A equação de balanço de massa dos RCD em cada nó i apresentada na equação [11] surge com
a necessidade de inicializar cada nó i com os valores de RCD produzidos pelo próprio nó a
cargo do “processo virtual” k0. Diz-se que é virtual porque não se fez, neste trabalho, o
detalhe deste processo pela falta de dados consistentes sobre o processo de produção de
RCD/demolição. Esta equação tem apenas o intuito de inicializar o balanço de massa
disponibilizando como produto do processo k0 os respectivos valores de RCD do nó. A equação
do balanço de massa global [12] pretende manter em equilíbrio as quantidades de material no
sistema em cada nó i, para cada processo k e material s´.
3.3.8 Limitações do Modelo
Devido à variável binária definida, Yk,i, apenas é possível existir um processo de cada tipo no
mesmo nó. Não é necessária a contabilização das distâncias entre os processos k1 e k2 quando
se encontram no mesmo nó porque fazem parte da mesma instalação mas no caso de circular
fluxo pelos processos k1 e k3 no mesmo nó (instalações diferentes) não é possível contabilizar
os custos de transporte. Tal facto ocorre pois as distancias intra nó não são contabilizadas.
Uma limitação que se prende com a simplificação da parametrização é a consideração de uma
capacidade ilimitada para os aterros.
Matematicamente, e pela formulação que se adoptou, não é possível garantir que um material
que entre no processo de triagem incorporada k2 continue o processo na central de
reciclagem correspondente (o que na prática é o que acontece) mas o custo do transporte
associado a um envio para outra central inviabiliza essa possibilidade. Um trajecto sem custos
contribui para a diminuição dos custos e como tal, se não houver outra condicionante, é
preferido a outros.
54
4. Aplicação do Modelo à Área Metropolitana de Lisboa
Neste capítulo descreve-se, em primeiro lugar, os pressupostos assumidos e os dados de input
do modelo desenvolvido para o planeamento de uma rede de reciclagem de RCD apresentado
no capítulo 3. De seguida, faz-se uma validação do modelo desenvolvido numa aplicação de
dimensão reduzida a 10 freguesias da Área Metropolitana de Lisboa (AML). Finalmente, o
modelo é aplicado às 211 freguesias da AML com análise de resultados, análise de
sensibilidade e, por último, apresentam-se as principais conclusões.
4.1 Tratamento de Dados - Pressupostos e Dados de Input
Nesta secção apresenta-se a forma como os dados recolhidos foram adaptados ao modelo
desenvolvido bem como os pressupostos assumidos no caso de ausência de informação para a
resolução do caso de estudo. Importa referir que os dados de produção de RCD utilizados no
modelo para produção de RCD foram estimados por Bernardo (2013) que considera a
distribuição de 211 freguesias (pré-agregação de 2013), pelo que as localidades consideradas
no modelo são as mesmas 211 freguesias da AML.
Conjunto de nós da rede (i)
A região de estudo engloba 211 freguesias da Grande Lisboa e Península de Setúbal. Na Figura
16 é possível visualizar as fronteiras das freguesias bem como dos 18 Municípios que fazem
parte da AML. Cada freguesia corresponde a um nó da rede que se especifica no Anexo XI.
Figura 16 – Mapa da AML com fronteiras das freguesias
Neste modelo optou-se por uma aplicação ao nível da freguesia (Correia (2013) utilizou os
municípios da AML) pela maior precisão em termos de localização dos processos e pela
determinação mais realista das distâncias de transporte.
55
Materiais
Os materiais considerados estão descritos na secção 3.2.2.2 e na formulação matemática
(secção 3.3), sendo que por essa razão não se apresentam novamente (consultar a Figura 13 e
o Quadro 7 da secção 3.2.2.2).
Produção de RCD por local
Relativamente ao parâmetro ,s ih , produção de RCD por local i, os valores globais são
estimados por Bernardo (2013) e os valores específicos para s1 e s2 são calculados a partir da
afirmação de Coelho (2012) já referida neste trabalho37 na secção 3.2.3. No Quadro 11
apresenta-se a distribuição de RCD considerada pelo que os valores específicos de ,s ih por
freguesia constam no Anexo XII.
Quadro 11 – Distribuição percentual dos fluxos de materiais considerados
Materiais
RCD "Betão" – s1 30%
"indiferenciado" – s2 70%
Distância e custo de transporte
Com recurso ao software ArcGis foi possível obter uma matriz de distâncias [211x211] entre
freguesias. Estas distâncias foram determinadas com base numa rede de estradas
disponibilizada pelo Professor Alexandre Gonçalves (docente do IST), sendo a distância entre
cada freguesia calculada entre centróides e pela estrada com menor custo. Na Figura 17
apresenta-se o mapa da AML com os centróides de cada freguesia e as estradas consideradas.
Figura 17 – Mapa da AML com centróides, limites das freguesias e estradas consideradas
37 "Considera-se por defeito que 30% de toda a massa de RCD à entrada da central é composta por
agregados minerais, sendo a restante massa 70% de RCD plenamente misturados" (Coelho, 2012).
56
Considerou-se para o custo unitário de transporte em estrada não portajada 0.34€/km.ton
conforme Coelho (2012). Para contemplar o custo das portagens no modelo utilizaram-se os
dados de um estudo elaborado pela Associação Portuguesa das Sociedades Concessionárias de
Auto-Estradas ou Pontes com Portagens38 que sugere que o custo de portagem representa
cerca de 35% do custo total da viagem. Este valor foi estimado considerando que o custo de
uma viagem numa auto-estrada inclui o gasto com combustível, portagem e desgaste do
veículo, fazendo-se a média da percentagem correspondente ao custo da portagem para os
dez percursos efectuados no estudo, chegando-se ao valor de 35%.
Em suma, com o recurso ao ArcGis foi possível associar um custo para estrada não portajada
de 0,34 €/km.ton e para estrada com portagem 0,34*1.35=0.46 €/km.ton.
Custo de deposição em aterro
Como já foi referido anteriormente na secção 3.2.2.2, as opções de gestão consideradas são o
depósito directo de RCD em aterro ou o processamento dos materiais nos vários processos de
reciclagem. Apresenta-se no Quadro 12 o custo de depósito directo em aterro de s1 e s2 bem
como o custo de depósito em aterro da matéria residual que provém dos processos de
reciclagem.
Quadro 12 – Custo dos materiais que podem ser depositados em aterro
Material Custo (€/ton) Observações
S1 5.5 tabela de preços Soarvamil
S2 15 tabela de preços Soarvamil
MR1 40 tabela de custos Soarvamil 0,8<d<1 (densidade mais procurada)
MR2 114 valor considerado por Coelho (2012) e Correia (2013) para materiais
rejeitados
Estes valores foram maioritariamente extraídos da tabela de preços da empresa Soarvamil que
não inclui o custo de transporte dos resíduos, valor esse que é acordado consoante o cliente.
Também se teve acesso a outras tabelas de preços mas de empresas fora da AML e por isso
optou-se por apenas incluir os dados desta empresa.
Considerou-se neste trabalho que não é possível abrir mais aterros pelo que se apresenta no
Quadro 13 a lista de aterros licenciados para depósito de RCD na AML.
38
Documento on-line no site que consta em “sites consultados” da bibliografia.
57
Quadro 13 – Aterros licenciados para depósito de RCD na AML
Aterro RCD Freguesia Nó
Citri Sado i2
Soarvavil Corroios i24
Procura de produtos vendidos (PV)
A procura potencial de material reciclado para a região de Lisboa é retirada de Coelho (2012) e
apresenta-se no Quadro 14. Por simplificação considera-se que os dados referentes à região de
Lisboa apresentados no Quadro 14 correspondem à AML.
Quadro 14 – Procura potencial de material reciclado na região de Lisboa (Coelho, 2012)
Procura total de material reciclado para Lisboa (tons/ano)
Agregados para betão 1 638 709
Bases + sub-bases para estradas 82 946
Enchimentos genéricos 439 161
Reflectindo estes dados para o modelo desenvolvido devido às aplicações dos vários materiais,
apresenta-se o Quadro 15 com a procura considerada para cada produto vendido considerado
no modelo. Esta procura representa o limite máximo das vendas que podem ocorrer para cada
tipo de material não sendo uma condição obrigatória satisfazer a procura.
Quadro 15 – Procura para cada tipo de material vendido
Procura para AML (ton/ano)
S5 - Misturas de Metais Sem limite de procura
S6 - Madeira Sem limite de procura
S7 - Plástico Sem limite de procura
S8 - Papel e Cartão Sem limite de procura
S9 - Indiferenciado LQ 439 161
S10 - Betão LQ39
522 107
S11 - Betão HQ 1 638 709
Os materiais s5, s6, s7, s8 não têm limite de procura porque são produtos extraídos dos
processos de reciclagem que têm valor comercial mas não representam o principal objecto de
estudo, surgindo em quantidades reduzidas quando comparados com os materiais s9, s10 e
s11. Os materiais s5, s6, s7 e s8 são também produtos de interesse em várias áreas para além
39
Betão LQ pode ser usado em bases e sub-bases de estradas mas também para enchimentos genéricos, por isso considera-se a procura de s10 como a soma dessas duas procuras.
58
da construção pelo que um valor real de procura é difícil de obter, considerando-se por isso
sem limite de procura.
Valor de venda de materiais
Apresenta-se no Quadro 16 o valor de venda dos materiais que resultam dos vários processos.
Quadro 16 – Valor de venda de materiais
Material Preço Venda (€/ton) Observações
S5 - Misturas de Metais -105 Valor considerado por Coelho (2012)
S6 - Madeira -22,5 Valor considerado por Coelho (2012)
S7 - Plástico -40 Valor considerado por Coelho (2012)
S8 - Papel e Cartão -25 Valor considerado por Coelho (2012)
S9 - Indiferenciado LQ -1 Dado fornecido pela empresa Soarvamil
S10 - Betão LQ -1,65 Valor de Coelho (2012) correspondente a 30% do valor de
mercado de agregados pétreos considerado por Hiete (2011)
S11 - Betão HQ -2,75 Valor de Coelho (2012) correspondente a 50% do valor de
mercado de agregados pétreos
Nota: valores negativos representam proveitos para o modelo.
Como já foi referido, os materiais s5, s6, s7 e s8 são materiais com valor que resultam dos
processos para se obter s9, s10 e s11, sendo estes últimos considerados mais relevantes.
Processos existentes na AML
Apresenta-se no Quadro 17 os processos existentes na AML e a respectiva capacidade
autorizada.
Quadro 17 – Processos existentes na AML e incluídos no modelo
Empresas Tipo Freguesia Nó Capacidade autorizada
Soarvamil reciclagem (k2+k3) Corroios i24 120 000
Citri reciclagem (k2+k3) Sado i2 150 000
Bucelbritas reciclagem (k2+k3) Bucelas i191 230 000
SGR reciclagem (k2+k3) Paio Pires i19 100 000
Transucatas reciclagem (k2+k3) Paio Pires i19 210 000
Sanestradas reciclagem (k2+k3) S.Domingos de Rana i117 230 720
Renascimento reciclagem (k2+k3) Sto. Antão do Tojal i176 200 000
Ecopatrol triagem (k1) Setúbal (São Julião) i4 61 000
Asocorsul triagem (k1) Sto. Antão do Tojal i176 15 000
Ambitrena triagem (k1) Sado i2 150 000
Quima triagem (k1) Sado i2 313 995
RGT triagem (k1) Quinta do Anjo i16 24 120
Correia Correia triagem (k1) Venda do Pinheiro i196 37 000
José M. Ferreira triagem (k1) S.Domingos de Rana i117 57 600
Carmona triagem (k1) Barreiro i33 40 000
59
No Quadro 17 estão representados os processos das empresas que foram incluídas no modelo
onde a capacidade autorizada foi retirada dos Alvarás das empresas.
Pela formulação matemática adoptada apenas é possível existir um processo do mesmo tipo
em cada nó. Quando existe mais de um processo do mesmo tipo no nó (empresa SGR e
Transucatas, empresa Ambitrena e Quima) soma-se a capacidade autorizada dos processos,
passando a existir apenas um processo nesse nó (k2 e k3 em i19 e k1 em i2).
Não foram encontrados processos de reciclagem HQ (k4) na AML pelo que caberá ao modelo a
sua eventual abertura.
Custo de investimento de novos processos
Fez-se uma estimativa do custo de investimento para instalação de cada novo processo tendo
em conta os dados de Hiete et al. (2011) e de Correia (2013). Tem-se por base que a
capacidade dos processos depende da capacidade dos equipamentos instalados, adoptando-se
uma variação de 50 000 em 50 000 toneladas até à capacidade máxima de 300 000 toneladas
por ano (kc1 a kc6) que se admite ser de elevada capacidade, como referido em Coelho (2012).
No Quadro 18 apresenta-se o custo de instalação de uma central consoante a capacidade pois
não existem estes valores por processo. Estes valores foram baseados usando como referência
a empresa SGR que tem uma capacidade autorizada de 100 000 (ton/ano) e custo de
investimento de 1 500 000€.
Quadro 18 – Custo de investimento de uma central segundo a capacidade
Capacidade (ton/ano) Custo €
50 000 1 300 000
100 000 1 500 000
150 000 1 700 000
200 000 1 900 000
250 000 2 100 000
300 000 2 300 000
Segundo Hiete et al. (2011) a instalação do dobro da capacidade numa central tem um
acréscimo de 400 000€ pelo que fazendo uma extrapolação linear tem-se para a variação de 50
000 ton um aumento de 200 000€ no custo como se pode verificar pelo Quadro 18.
Visto que os custos do Quadro 18 são referentes a uma central e não a um processo é
necessário ajustar esses valores. Partindo do pressuposto que a capacidade dos processos
depende da capacidade dos equipamentos nele instalados, analisou-se a representatividade
60
dos equipamentos nos processos pelos seus custos40. Ou seja, tendo em conta apenas os
custos dos equipamentos nos processos calculou-se um factor que multiplicado pelo custo da
central fornece o custo de instalação de cada processo em função da capacidade e que se
apresenta no Quadro 19.
Quadro 19 – Custo de investimento para instalação de um novo processo consoante a capacidade
Capacidade (ton/ano)
Processo Factor 50 000 100 000 150 000 200 000 250 000 300 000
k1 0,59 767 000€ 885 000€ 1 003 000€ 1 121 000€ 1 239 000€ 1 357 000€
k2 0,59 767 000€ 885 000€ 1 003 000€ 1 121 000€ 1 239 000€ 1 357 000€
k3 0,41 533 000€ 615 000€ 697 000€ 779 000€ 861 000€ 9 430 00€
k4 0,68 884 000€ 1 020 000€ 1 156 000€ 1 292 000€ 1 428 000€ 1 564 000€
Considerou-se para o processo k1 o mesmo factor que em k2. O processo k4 por ter custos
mais elevados com equipamentos é o que apresenta o maior factor.
4.1.1 Interface e solver utilizado
O modelo de programação linear inteira mista (MILP) foi implementado em GAMS (Generic
Algebraic Modeling System) num computador com processador Intel® Core™ i7 CPU, 4700MQ,
com 2.4GHz e 8 GB de RAM. Para a resolução do problema utilizou-se a versão GAMS 24.3.2 e
o solver CPLEX 12.6.0.1. O solver CPLEX recorre ao algoritmo “branch and bound” para
determinar a solução óptima. Em primeiro lugar, o solver determina uma solução relaxada
(com todas as variáveis contínuas e positivas) e o respectivo valor para a função objectivo e,
posteriormente, recorre ao algoritmo “branch and bound” para fazer a aproximação do valor
da função objectivo ao da solução relaxada (Almeida, 2010).
4.2 Modelo de Dimensão Reduzida
Nesta secção pretende-se testar o modelo desenvolvido numa aplicação de dimensão reduzida
para facilitar a interpretação de dados e os cenários desenvolvidos. Em primeiro lugar faz-se
um resumo dos dados de input para o modelo de dimensão reduzida. De seguida, apresenta-se
o cenário base e posteriormente elaboram-se outros cenários (cenários livres) com o objectivo
de compreender o comportamento do sistema relativamente à alteração de certos parâmetros
de input em relação ao cenário base.
40
O cálculo obedece à seguinte fórmula 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 =𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙
∑ 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑛𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑐𝑙𝑎𝑔𝑒𝑚 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑜
61
4.2.1 Resumo Dados de Input
Os dados de input gerais do modelo estão apresentados na secção 4.1, pelo que aqui apenas
se apresentam os dados específicos para o modelo de dimensão reduzida. Importa notar que
as únicas alterações em relação aos dados de input gerais do modelo são ao nível do número
de freguesias/nós considerados e das capacidades de processamento.
Conjunto de nós da rede (i)
Consideraram-se 10 freguesias contíguas correspondentes aos 10 nós ilustrados na Figura 18.
Figura 18 – Mapa da AML com freguesias consideradas no modelo de dimensão reduzida
A selecção das freguesias a considerar obedeceu ao critério da contiguídade para equilibrar os
custos de transporte e ao critério da obrigatoriadade da presença dos principais processos
nesse conjunto de nós. No Quadro 20 apresentam-se os processos existentes para os 10 nós
considerados, servindo também de legenda para a Figura 18 .
Quadro 20 – Legenda da Figura 18 e processos existentes nas freguesias consideradas
Freguesia Quinta
Do Conde
Fernão
Ferro Coina
Palhais
Arrentela Aldeia De Paio Pires
Seixal
Corroios Amora Barreiro
Nó i11 i12 i13 i15 i17 i19 i23 i24 i25 i33
Processos - - - - - k2,k3 - k2,k3,k5 - k1
Produção RCD (ton)
221 176 2 087 85 1 507 548 548 2 359 2 041 3 920
Capacidade dos processos Visto que apenas se consideram 10 nós de 211 possíveis, a produção de RCD neste conjunto é
menor do que no conjunto das 211 freguesias. Para se fazer uma análise proporcionada dos
cenários deve reduzir-se a capacidade dos processos para que esta não seja muito
desequilibrada em relação à quantidade de material que existe para processar. No Quadro 21
62
apresentam-se as capacidades consideradas (redução da ordem de grandeza em três vezes em
relação à capacidade autorizada) e as capacidades autorizadas em Alvará como foi
apresentado na secção anterior (4.1).
Quadro 21 – Capacidades dos processos considerados no modelo de dimensão reduzida
Nó Processo Capacidade Considerada
(ton/ano) Capacidade Autorizada
(ton/ano)
i33 k1 400 400 000
i19 k2, k3 3 100 310 000
i24 k2, k3 1 200 1 200 000
i24 k5 Não se considera limite para aterro
Esta redução da capacidade vai permitir uma melhor interpretação de resultados,
principalmente quando se pretender verificar se existe abertura de novos processos.
Função objectivo utilizada
Importa referir que a função objectivo utilizada no modelo de dimensão reduzida é a
minimização do “custo” (perspectiva da entidade reguladora), que se desdobra em custo de
processamento e custo de aterro como se pode verificar na formulação matemática da secção
3.3.5. Visto que os principais objectivos do modelo de dimensão reduzida são a validação do
modelo e compreensão do seu funcionamento, apenas é necessário analisar uma perspectiva.
A função “lucro” (óptica dos transformadores) apenas será utilizada para um caso particular de
estudo na aplicação às 211 freguesias.
4.2.2 Resultados
4.2.2.1 Cenário Base
O cenário base consiste em correr o modelo de dimensão reduzida com os pressupostos
utilizados e os dados de input apresentados nas secções 4.1 e 4.2.1. No Quadro 22
apresentam-se as principais estatísticas do modelo resolvido com o software GAMS para o
cenário base.
Quadro 22 – Resumo das estatísticas do modelo e solução para o cenário base
Nº variáveis
Nº variáveis discretas
Nº equações
Tempo para gerar dados
41
(s)
Tempo de execução
(s)
Nº iteraçõe
s
Margem de optimalidade (%)
Valor da função objectivo (m€)
42
2849 314 573 0,031 0,156 67 0,0 215,59
41
Corresponde ao tempo de pré- processamento que o software tem antes de chamar o solver. 42
Milhares de euros.
63
Neste problema existem 2849 variáveis das quais 314 são discretas, onde a solução óptima é
obtida após 67 iterações e 0,156 segundos de tempo de execução. A margem de
optimalidade43 é de 0,0% chegando-se a uma solução para a função objectivo de 215,59 m€.
Os dados mais relevantes de output do modelo apresentam-se no Quadro 23 e serão
assinalados para cada cenário desenvolvido.
Quadro 23 – Dados de output do cenário base
Dados de output
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 0,0
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 1 3492,0
Percentagem de RCD reciclados 0,0
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 100,0
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 0,0
Custos de deposição directa em aterro (m€) 215,59
Custos de processamento (m€) 0,0
Custo total (depósito em aterro + processamento) (m€) 215,59
Neste cenário todos os RCD produzidos são depositados directamente em aterro sendo que o
custo total de 215,59 m€ apenas reflecte essa parcela. Era de esperar uma solução deste tipo
devido aos baixos custos praticados para o depósito directo em aterro. É portanto mais
vantajoso economicamente depositar os RCD em aterro, sendo este cenário o reflexo do que
acontece na generalidade na AML. Na Figura 19 apresenta-se um esquema do fluxo de
materiais para este cenário (legenda dos materiais no Quadro 7).
S1
S2
Aterro(k5)
k1
k2
k3 k4
13,49 kton
13,49 kton
0,0 kton
Figura 19 – Fluxo de materiais no cenário base
43 Margem de optimalidade é um número definido pelo utilizador e utilizado pelo solver como critério
de solução satisfatória, ou seja, não há necessidade de continuar com o algoritmo quando alcançada
essa solução com margem. Isto permite uma solução com exigências computacionais menores (Almeida,
2010).
64
Todo o material s1 como s2, que somados representam 13,49 kton, seguem directamente dos
nós onde são produzidos para o aterro (k5) que se situa no nó i24. Não vai portanto nenhum
material para os processos de reciclagem e não é instalado nenhum processo.
Do ponto de vista de compreensão dos fluxos de materiais entre os vários processos este
cenário não é o mais interessante pelo que essa análise é feita no cenário livre 1.
4.2.2.2 Cenário Livre 1
O cenário livre 1 tem como ponto de partida o cenário base com a alteração do parâmetro
Cda(s) no custo de depósito em aterro de s1 e s2, com o objectivo de verificar o que sucede na
deposição directa dos RCD em aterro. Apresenta-se no Quadro 24 a alteração efectuada, que
corresponde a um aumento de 5€ para os materiais s1 e s2.
Quadro 24 – Alteração do parâmetro Cda(s) em relação ao cenário base
Cda(s) - Custo unitário de deposição em aterro (€/ton)
Cenário Base Cenário Livre 1
S1 5,5 S1 10,5
S2 15,0 S2 20,0
MR1 40,0 MR1 40,0
MR2 114,0 MR2 114,0
Relativamente aos principais dados de output do modelo estes podem ser resumidos no
Quadro 25. É interessante verificar que uma pequena alteração no parâmetro Cda(s) tem uma
elevada influência nos resultados de output.
Quadro 25 – Dados de output do cenário livre 1
Dados de output
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 3 927,60
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 9 564,40
Percentagem de RCD reciclados 29,11
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 70,89
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 83,57
Custos para deposição directa em aterro (m€) 226,31
Custos de processamento (m€) 44,60
Custo total (depósito em aterro + processamento) (m€) 270,91
A solução encontrada para o custo total neste cenário (270,91 m€) é superior à do cenário
base (215,59 m€) porque os custos de depósito em aterro, que estão associados a 70,89% da
quantidade de RCD, são superiores. Apenas 29,11 % dos RCD seguem para processos de
reciclagem, o que corresponde a uma capacidade de reciclagem utilizada de 83,57% que é
elevada devido à redução da capacidade dos processos que foi efectuada no cenário base. É de
notar que nenhum novo processo é instalado, que também contribui para a elevada
capacidade de reciclagem utilizada.
65
Um aumento de 5€ no parâmetro Cda(s) faz com que compense a reciclagem de cerca de 30%
dos resíduos. Para melhor compreensão dos fluxos de materiais apresenta-se na Figura 20 um
esquema simplificado que ilustra as quantidades de material que entram nos vários processos.
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
9,56 + 0,72 kton
9,44 kton
4,05 kton
S1 0,4 kton
S3 3,31 kton
S10
2,69
Kto
n
S2 0 kton
S1 3,53 kton
S2 0 kton
S4 0 kton
MR1 0,39 kton
MR2 0,33 kton 9,44 kton
0,12 kton
3,93 kton
3,93 kton
Figura 20 – Fluxo de materiais no cenário livre 1
Relativamente aos RCD, verifica-se que todo o material s2 (9,44 kton) vai directamente para
aterro enquanto que apenas 0,12 kton de s1 segue esse percurso. O restante material de s1
(3,93 kton) vai inicialmente para os processos de triagem (k1) e triagem incorporada (k2), que
depois segue como s3 para o processo de reciclagem LQ (k3). Todo o material s10 proveniente
de k3 é vendido porque não existe à partida um processo k4 e não foi instalado nenhum novo
processo deste tipo porque não é vantajoso do ponto de vista económico.
A soma dos materiais que entram em k1 e k2 não é a mesma que entra em k3 porque s5, s6, s7
e s8 são vendidos e MR1 (0,39Kton) e MR2 (0,33Kton) depositados em aterro durante estes
processos. Faz-se de seguida uma análise do balanço de massa para alguns nós do modelo que
esclarece todos os fluxos de entrada e saída. Assim, a título de exemplo apresentam-se os
resultados para os nós i24 e i33 (ver Quadro 20 – processos pré-existentes).
Nó i24 (Corroios)
Este nó incorpora os processos k2, k3 e k5 pelo que no Quadro 26 apresentam-se os fluxos de
materiais nestes processos para o nó i24, distinguindo entre materiais de input e output para
cada processo.
66
Quadro 26 - Fluxo de materiais para o nó i24
INPUT (ton/ano) OUTPUT (ton/ano)
Processo K2 em i24 Processo K2 em i24
q( s1, i24, i24, k0, k2) 587,7 x( s5, i24, k2) 29,88
q( s1, i25, i24, k0, k2) 612,3 x( s6, i24, k2) 29,88
x( s7, i24, k2) 2,88
Processo K3 em i24 x( s8, i24, k2) 6,12
q( s3, i24, i24, k2, k3) 1011,24 q( s3, i24, i24, k2, k3) 1011,24
q( mr1, i24, i24, k2, k5) 120
Processo K5 em i24
RCD Processo K3 em i24
q( s1, i24, i24, k0, k5) 120 x( s5, i24, k3) 33,57
q( s2, i, i24, k0, k5) 9444,4 x( s6, i24, k3) 25,18
Matéria Residual x( s7, i24, k3) 25,18
q( mr1, i24, i24, k2, k5) 120 x( s8, i24, k3) 5,16
q( mr2, i24, i24, k3, k5) 101,12 x( s10, i24, k3) 821,03
q( mr1, i19, i24, k2, k5) 232,76 q( mr2, i24, i24, k3, k5) 101,12
q( mr2, i19, i24, k3, k5) 229,86
q( mr1, i33, i24, k1, k5) 40 Processo K5 em i24
q( s12, i24, i24, k5, k5) 10288,14
O único aterro do modelo de dimensão reduzida é no nó i24 pelo que todo o material
depositado em aterro vai para o processo k5 referente a este nó. Neste cenário todo o
material s2 entra no processo k5, não se fazendo a distinção do nó de partida para q( s2, i, i24,
k0, k5) porque corresponde sempre ao valor inicial de s2 para cada nó, sendo que o valor
apresentado é a quantidade total de s2. Neste nó são produzidos anualmente 707,7 ton de s1
onde 587,7 seguem para o processo k2 e 120 ton são depositados em aterro. No Quadro 26 é
possível verificar na coluna correspondente ao output a quantidade de materiais vendidos Xs,i,k
e a quantidade de material enviado para aterro nos processos referentes a este nó, que não
estavam representados na Figura 20. Como já foi referido anteriormente, o processo k5 é um
processo de entrada pelo que o output de k5 é o material s12 que corresponde a todo o
material que entra no aterro (RCD e MR). É de notar que, por exemplo, o material vendido s10
em i24 tem o valor de 821,03 ton que não corresponde à totalidade do material s10 vendido
(2,69 Kton) pois também é vendido em i19 onde existe um processo k3.
Nó i33 (Barreiro)
Este nó apenas inclui o processo k1, o que torna o fluxo de materiais mais simples de
interpretar e que se apresenta no Quadro 27.
67
Quadro 27 - Fluxo de materiais para o nó i33
INPUT (ton/ano) OUTPUT (ton/ano)
Processo K1 em i33 Processo K1 em i33
q( s1, i33, i33, k0, k1) 400 x( s5, i33, k1) 9,96
x( s6, i33, k1) 9,96
x( s7, i33, k1) 0,96
x( s8, i33, k1) 2,04
q( mr1, i33, i24, k1, k5) 40
q( s3, i33, i19, k1, k3) 337,08
O nó i33 tem uma produção de s1 de 1176 ton/ano mas apenas 400 ton/ano entram no
processo k1 neste nó porque corresponde à capacidade máxima do processo, sendo que as
restantes 776 ton/ano de s1 seguem para o processo k2 em i19. O material s3 resultante do
processo k1 em i33 (337,08 ton/ano), segue para o nó i19 para o processo k3. Pode-se concluir
que é economicamente mais vantajoso utilizar o processo k1 visto que se chegou ao limite da
capacidade, e que o restante material foi para outros processos porque k1 não tinha mais
capacidade disponível.
4.2.2.3 Cenário Livre 2
O cenário livre 2 tem como ponto de partida o cenário base com a alteração do parâmetro
Cda(s) no custo de depósito em aterro de s1 e s2, aumentando o custo em 20€ para cada um
dos materiais, apresentando-se no Quadro 28 alteração efectuada.
Quadro 28 – Alteração do parâmetro Cda(s) em relação ao cenário base
Cda(s) - Custo unitário de deposição em aterro (€/ton)
Cenário Base Cenário Livre 1
S1 5,5 S1 25,5
S2 15,0 S2 35,0
MR1 40,0 MR1 40,0
MR2 114,0 MR2 114,0
Relativamente aos principais dados de output do modelo estes podem ser resumidos no
Quadro 29.
Quadro 29 – Dados de output do cenário livre 2
Dados de output
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 4700,0
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 8 92,0
Percentagem de RCD reciclados 34,84
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 65,16
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 100,0
Custos para deposição directa em aterro (m€) 340,63
Custos de processamento (m€) 70,71
Custo total (depósito em aterro + processamento) (m€) 411,34
68
Com o aumento de 20 €/ton no custo de depósito em aterro a quantidade de materiais
reciclados é maior que no cenário anterior (cenário livre 1), o que era de esperar. Os custos
deste processo (411,34m€) são superiores aos do cenário livre 1 (270,91 m€) principalmente
devido ao aumento do custo de depósito em aterro, pois os RCD depositados directamente em
aterro representam 65,16% do fluxo de materiais. Não foi instalado nenhum processo e utiliza-
se 100% da capacidade de reciclagem pelo que é possível concluir que é mais económico
enviar para aterro o material que não pode ser reciclado do que abrir um novo processo. Com
o aumento sucessivo do Cda(s) haverá um valor para o qual compense instalar um novo
processo em vez de depositar em aterro.
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
8,79 + 0,97 kton
9,44 kton
4,7 kton
4,05 kton
8,79 kton
4,05 kton
S1 0,13 kton
S3 3,41 kton
S10
2,7
7 k
ton
0,65 kton
S2 0,38 kton
S1 4,3 kton
S2 0 kton
S4 0,43 kton
MR1 0,55 Kton
MR2 0,42 Kton
S9
0,3
5 k
ton
Figura 21 – Fluxo de materiais no cenário livre 2
É possível verificar pela Figura 21que neste cenário todo o material s1 segue para os processos
de reciclagem enquanto que para s2 apenas 0,65Kton de 9,44Kton são reciclados, sendo o
restante depositado directamente em aterro. Dos 4,7Kton que entram nos processos de
reciclagem, 0,35 Kton são vendidos como s9 e 2,77Kton são vendidos como s10 pois não foi
instalado nenhum processo k4 para continuar o processo de reciclagem, 0,97Kton é matéria
residual resultante do processamento que segue para aterro e os restantes 0,61Kton
correspondem aos materiais s5,s6,s7 e s8 que são vendidos nos processos.
4.2.2.4 Cenário Livre 3
Este cenário tem como ponto de partida o cenário base, pretendendo-se impor uma restrição
legal que vai ao encontro do objectivo 2020, ou seja, pelo menos 70% dos RCD têm de ser
reciclados. Para isso impõe-se que a quantidade de RCD reciclado, Zprocesso (variável auxiliar que
consta na secção 3.3.4) tem de ser igual ou superior a 70%. No Quadro 30 apresentam-se os
principais dados de output deste cenário.
69
Quadro 30– Dados de output do cenário livre 3
Dados de output
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 9 444,4
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 4 047,6
Percentagem de RCD reciclados 70,0
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 30,0
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 17,27
Custos para deposição directa em aterro (m€) 64,47
Custos de processamento (m€) 1 548,51
Custo total (depósito em aterro + processamento) (m€) 1 612,98
Verifica-se que a solução que minimiza os custos é a reciclagem de exactamente 70% dos RCD,
sendo este valor o limite mínimo imposto. Este facto ocorre devido aos reduzidos custos de
deposição em aterro praticados. Com esta imposição os custos de processamento são muito
elevados (1548,51m€) quando comparados com os custos de deposição directa em aterro
(64,47m€). A capacidade de reciclagem utilizada é reduzida porque é instalado um processo k2
e k3 em i33 com capacidade de 50 000 ton/ano cada, o que aumenta consideravelmente a
capacidade de reciclagem total.
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
4,05 + 2,71 kton
9,44 kton
9,44 kton
4,05 kton
4,05 kton
4,05 kton
S1 0 kton
S3 3,41 Kton
S10
2,7
7 k
ton
5,39 kton
S2 0 kton
S1 4,05 kton S2 5,39 kton
S4 3,47 Kton
MR1 1,75 kton
MR2 0,96 kton
S9
2,82
kto
n
Figura 22 – Fluxo de materiais no cenário livre 3
Observa-se na Figura 22 que todo o material s1 segue para os processos de reciclagem
enquanto que 5,39 Kton de s2 segue esta opção. Apenas s2 é depositado directamente em
aterro e com a crescente entrada de s2 nos processos de reciclagem ocorre também um
aumento do material de saída s9 que corresponde a 2,82Kton. Com a elevada quantidade de
material que entra para reciclagem (9,44Kton) ocorre um maior depósito em aterro de matéria
residual proveniente dos vários processos que representa 2,71Kton.
É interessante verificar que ao contrário do que acontece nos outros cenários não existe
processamento em k1, que apenas existe em i33 (ver Quadro 20 – processos pré-existentes),
sendo instalados os processos k2 e k3 nesse nó por onde segue o fluxo de material.
70
Síntese conclusiva Com os cenários desenvolvidos para o modelo de dimensão reduzida consegue-se testar o
modelo, obtendo resultados que são coerentes com a formulação matemática e que são
reflexo do que sucede na AML.
No cenário base, que pretende espelhar as condições actuais da AML todos os RCD são
depositados em aterro devido aos reduzidos custos que esta opção de gestão implica. Segundo
dados da literatura a taxa de reciclagem em Portugal é menor que 10%, pelo que as diferenças
relativamente ao cenário base devem-se essencialmente ao âmbito geográfico estudado
(porção da AML é distinto de Portugal inteiro).
Á medida que se aumenta o parâmetro Cda(s) é maior a quantidade de RCD reciclados como
se verificou com a análise dos cenários livres 1 e 2. Não foi instalado nenhum processo k4 em
nenhum cenário pelo que se pode concluir que para esta área da AML este processo não
representa vantagens económicas.
No cenário livre 3, com a imposição legal já é possível atingir o objectivo 2020 podendo esta
ser uma solução possível para evitar as sanções da UE para os países não cumpridores.
4.3 Resultados para o Modelo Aplicado às 211 Freguesias da AML
Nesta secção analisam-se os resultados obtidos por aplicação do modelo desenvolvido às 211
freguesias da AML. Esta análise tem como objectivo principal o estudo segundo a perspectiva
da entidade reguladora que pretende minimizar os custos da rede, sendo que em primeiro
lugar se apresenta uma análise de cenários e de seguida uma análise de sensibilidade aos
parâmetros mais relevantes do modelo. Por último, apresenta-se uma aplicação
exemplificativa do modelo na perspectiva dos transformadores de RCD, maximizando o lucro
do processo de reciclagem.
4.3.1 Análise de Cenários
Pretende-se fazer uma análise de cenários considerando a minimização do custo,
apresentando as soluções com e sem a introdução da imposição legal de 2020, onde pelo
menos 70% dos RCD têm de ser reciclados.
4.3.1.1 Cenário A
Este cenário equipara-se ao cenário base do modelo de dimensão reduzida, pretendendo
reflectir as condições actuais da rede de reciclagem de RCD para a AML com 211 freguesias. Os
71
dados de input e pressupostos assumidos são os especificados na secção 4.1. No Quadro 31
apresentam-se as principais estatísticas do modelo resolvido com o software GAMS para o
cenário A.
Quadro 31 – Resumo das estatísticas do modelo e solução para o cenário A
Nº variáveis
Nº variáveis discretas
Nº equações
Tempo para gerar dados (s)
Tempo de execução (s)
Nº iterações
Margem de optimalidade
(%)
Valor da função
objectivo (M€)44
951 279 7 259 12 000 24,25 21,03 4 756 0,0 12,27
Neste cenário existem 951 279 variáveis das quais 7 259 são discretas onde a solução óptima é
obtida após 4 756 iterações e 21,03 segundos de tempo de execução. Como era de esperar,
com a introdução no modelo das 211 freguesias e parâmetros correspondentes, o tempo de
execução e o número de variáveis são mais elevados do que no modelo de dimensão reduzida.
A margem de optimalidade é de 0,0% chegando-se a uma solução para a função objectivo de
12,27M€. Os dados de output mais relevantes do cenário A apresentam-se no Quadro 32.
Quadro 32 – Dados de output do cenário A
Dados de output
s/imposição legal (SIL) c/imposição legal (CIL)
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 38 220,50 418 278,63
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 559 320,40 179 262,27
Percentagem de RCD reciclados 6,40 70,0
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 93,6 30,0
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 1,97 21,57
Custos para deposição directa em aterro (M€) 11,65 3,91
Custos de processamento (M€) 0,62 13,25
Custo total (depósito em aterro + processamento) (M€) 12,27 17,16
Relativamente ao cenário A sem imposição legal (SIL), é possível verificar que 6,4% dos RCD
são reciclados, valor que está de acordo com os dados da literatura (<10%). Apesar de à
partida ser mais económico depositar directamente todo o material em aterro do que reciclar,
como acontece no cenário base do modelo de dimensão reduzida, tem de se ter em conta os
custos de transporte que neste caso promovem a reciclagem em certos locais.
Relativamente ao cenário A com imposição legal (CIL), verifica-se que a proporção de RCD
reciclados é exactamente 70% (valor mínimo possível) pois é a solução que implica menores
custos totais.
O custo total da solução CIL (17,16M€) é superior à solução SIL (12,27M€) porque os custos de
transformação de RCD são superiores aos custos de depósito directo em aterro. Não são
abertos novos processos em nenhuma das soluções, sendo que na solução CIL a capacidade de
44
Milhões de euros.
72
reciclagem continua reduzida (21,57%) apesar de 70% dos RCD serem reciclados, devido à
elevada capacidade autorizada dos processos que nem sempre corresponde à capacidade real.
Para melhor compreensão dos fluxos de materiais apresenta-se na Figura 23 um esquema
simplificado que ilustra os fluxos de material nos vários processos para ambas as soluções.
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
559,32 + 7,04 kton
179,26 kton
38,22 kton
418,28 kton 418,28 Kton
38,22 Kton
S1 0,32 Kton
S3 32,21 Kton
S10
26,1
5 K
ton
141,04 Kton S2 0 Kton
S1 37,90 Kton S2 0 Kton
S4 0 Kton
MR1 3,82 Kton
MR2 3,22 Kton
S9
0 K
ton S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
179,26 + 116,46 kton
179,26 kton
418,28 kton
418,28 kton 179,26 Kton
179,26 Kton
S1 4,03 Kton
S3 151,06 Kton
S10
122,
65 K
ton
239,02 Kton
S2 80,86 Kton
S1 175,23 Kton S2 158,15 Kton
S4 157,66 Kton
MR1 73,64 Kton
MR2 42,82 Kton
S9
128,
0 K
ton
Cenário A s/imposição legal (SIL) Cenário A c/imposição legal (CIL)
Figura 23 – Fluxo de materiais no cenário A (SIL e CIL)
No cenário A SIL nem todos os processos existentes são utilizados e todo o material s2
(418Kton) segue directamente para aterro enquanto que 6,4% do material s1 (38,22Kton)
segue para os processos de reciclagem. Como o material s2 não é reciclado não existe venda
de material s9.
Relativamente ao cenário A CIL todos os processos existentes são utilizados porque compensa
reciclar os RCD produzidos nos nós onde existem processos porque não implica custos de
transporte.
Em ambas as soluções verifica-se que não existe instalação do processo k4 e que é preferível
para a minimização de custos o processamento do material s1 em vez de s2.
4.3.1.2 Cenário B
O cenário B tem por base o cenário A assumindo a inexistência de processos na AML. Os
principais resultados para as soluções SIL e CIL apresentam-se no Quadro 33.
Quadro 33 – Dados de output do cenário B
Dados de output
s/imposição legal (SIL) c/imposição legal (CIL)
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 0 418 278,63
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 597 540,9 179 262,27
Percentagem de RCD reciclados 0 70
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 100 30
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 0 92,95
Custos para deposição directa em aterro (M€) 12,41 4,02
Custos de processamento (M€) 0 15,87
Custo total (depósito em aterro + processamento) (M€) 12,41 19,89
73
Relativamente à solução SIL verifica-se que todos os RCD vão directamente para aterro, não
compensando a abertura de processos para aliviar os custos de transporte, ficando uma
solução mais dispendiosa que a equivalente no cenário A, onde 6,4% dos RCD são reciclados.
No cenário B CIL são instalados processos para cumprir com a meta mínima de reciclagem de
70% dos RCD, obtendo-se uma taxa da capacidade de reciclagem utilizada de 92,95%. A
instalação de k2 e k3 em i171 (com capacidade 300 000ton/ano) e de k1 em i22 (com
capacidade 150 000ton/ano) é a solução que optimiza a distribuição de processos na rede de
reciclagem embora tenha um valor elevado para os custos de processamento (15,87M€)
devido aos custos que a instalação de processos implica. Na Figura 24 apresenta-se o fluxo de
materiais na rede para este cenário SIL e CIL.
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
597,54 kton
179,26 kton
0 kton
418,28 kton 418,28 kton
179,26 kton
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
179,26 + 124,31 Kton
179,26 kton
418,28 kton
418,28 kton 155,86 kton
155,86 Kton S1 125,38 Kton
S3 131,34 Kton
S10
106,
64 K
ton
262,42 kton
S2 174,54 Kton
S1 30,48 Kton S2 87,88 Kton
S4 168,66 Kton
MR1 81,19 kton
MR2 43,12 kton
S9
136,
93 K
ton
Cenário B s/imposição legal (SIL) Cenário B c/imposição legal (CIL)
23,4 kton
Figura 24 – Fluxo de materiais no cenário B (SIL e CIL)
Como já foi referido no cenário B SIL todo o material s1 e s2 segue directamente para aterro.
Relativamente a este cenário CIL verifica-se que nem todo o s1 é reciclado, ao contrário do que
sucede no cenário A (CIL), visto que 23,4Kton deste material seguem directamente para aterro.
O processo k4 não é instalado pelo que todo o material s10 produzido é vendido.
4.3.1.3 Cenário C
No cenário C pretende-se forçar a instalação de um processo k4, onde se adiciona na equação
[6] da formulação matemática (secção 3.3.6) a obrigatoriedade de instalação de um processo
k4. É interessante compreender como funciona o fluxo de materiais com o processo k4
instalado visto que não existe na AML nenhum processo deste tipo. No Quadro 34
apresentam-se os principais dados de output para este cenário SIL e CIL.
74
Quadro 34 – Dados de output do cenário C
Dados de output
s/imposição legal (SIL) c/imposição legal (CIL)
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 38 220,50 418 278,63
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 559 320,40 179 262,27
Percentagem de RCD reciclados 6,40 70,0
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 93,6 30,0
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 1,97 21,57
Custos para deposição directa em aterro (M€) 11,65 3,91
Custos de processamento (M€) 1,50 14,13
Custo total (depósito em aterro + processamento) (M€) 13,15 18,04
Para as duas soluções, verifica-se que apesar de ser aberto um processo k4 (com capacidade
50 000 ton/ano) em i2 não entra material para esse processo, concluindo-se que não é
vantajoso economicamente processar em k4 apesar deste processo estar instalado (uma vez
que o modelo a isso obriga). O processo k4 instalado poderia ter sido aberto em qualquer
freguesia visto que não existem custos associados ao processamento de material neste
processo, pelo que o modelo escolheu aleatoriamente o nó i2.
Ambas as soluções são idênticas às do cenário A, com a agravante de instalação de k4 que
aumenta os custos de processamento e por isso também o custo total. Não se apresenta o
diagrama de fluxo para este cenário visto que este é idêntico ao do cenário A.
4.3.2 Análise de Sensibilidade
Nesta secção faz-se uma análise de sensibilidade aos parâmetros mais relevantes do modelo
para compreender o impacto que estes têm nos resultados. A análise é feita tendo sempre
como ponto de partida o cenário A, onde se pretende minimizar os custos globais da rede de
reciclagem de RCD. Em primeiro lugar faz-se uma análise de sensibilidade detalhada SIL e CIL
para o parâmetro Kupk,i e para hs,i e posteriormente elabora-se a uma análise geral SIL a vários
parâmetros.
4.3.2.1 Cenário D – parâmetro Kupk,i - capacidade dos processos existentes
No cenário D pretende-se reduzir a capacidade dos processos existentes pois constata-se que
nem sempre a capacidade autorizada corresponde à capacidade instalada45. Este é um
parâmetro crítico do modelo pela influência que tem em termos de custos de instalação de
45
Verificou-se que em algumas empresas de GRCD a capacidade instalada (em termos de equipamentos) não possibilita a transformação da capacidade autorizada em Alvará, pelo que esta é o limite máximo da quantidade de RCD que a empresa pode gerir.
75
novos processos visto que a capacidade actual autorizada é suficiente para reciclar todos os
RCD produzidos na AML, não sendo necessário instalar novos processos como se pode verificar
pelo Quadro 35.
Quadro 35 – Capacidade de processamento e total de RCD na AML
Capacidade de processamento autorizada (Kton) capacidade a 20% (Kton)
1 939,44 387,89
Total de RCD (Kton)
597,54
Reduziu-se a capacidade existente para 20% da autorizada, para assim compreender melhor os
fluxos de materiais quando a capacidade existente é menor que o total de RCD a reciclar. No
Quadro 36 apresentam-se os resultados para este cenário SIL e CIL.
Quadro 36 – Dados de output do cenário D
Dados de output
s/imposição legal (SIL) c/imposição legal (CIL)
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 38 220,5 418 278,63
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 559 320,4 179 262,27
Percentagem de RCD reciclados 6,4 70,0
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 93,6 30,0
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 9,85 71,15
Custos para deposição directa em aterro (M€) 11,65 3,91
Custos de processamento (M€) 0,62 14,08
Custo total (depósito em aterro + processamento) (M€) 12,27 17,99
Constata-se que a solução SIL é idêntica à do cenário A (SIL) com excepção da taxa de
capacidade de reciclagem que aumenta de 1,97% para 9,85% devido à redução do parâmetro
Kupk,i. Não é instalado nenhum processo porque à semelhança do que acontece com o cenário
A (SIL) 93,6% dos RCD seguem directamente para aterro.
Relativamente à solução CIL, são instalados em i54 um processo k2 (com capacidade 200
000ton/ano) e um k3 (com capacidade 150 000ton/ano) optimizando a capacidade de
reciclagem utilizada (71,15%) em relação ao cenário A (CIL) pois é reciclada a mesma
quantidade de resíduos (70%). Comparando novamente com o cenário A (CIL), os custos de
processamento aumentam de 13,25M€ para 14,09M€ devido à instalação dos processos em
i54. Apresenta-se na Figura 26 o fluxo de materiais para o cenário D CIL visto que a solução SIL
é idêntica ao cenário A (SIL).
76
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
179,26 + 118,79 kton
179,26 kton
418,28 kton
418,28 kton 179,26 kton
179,26 kton
S1 3,46 Kton
S3 155,07 Kton
S10
122,
65 K
ton
239,02 kton
S2 29,11 Kton
S1 175,8 Kton S2 209,9 Kton
S4 155,07 Kton
MR1 76,22 Kton
MR2 42,56 Kton
S9
125,
9 K
ton
Cenário D c/imposição legal (CIL)
Figura 25 – Fluxo de materiais no cenário D (CIL)
Comparando este cenário com o homólogo em A, verifica-se que entra a mesma quantidade
de material directamente em aterro, e nos processos k1 e k2 a quantidade é também a mesma
embora com distribuições diferentes. Como no cenário D (CIL) é instalado um processo k2
entra mais material neste processo do que no cenário A (CIL), influenciando o fluxo nos
processos seguintes. O processo k4 não é instalado pelo que todo o material s10 é vendido.
4.3.2.2 Cenário E – parâmetro hs,i - distribuição do fluxo de RCD
No cenário E altera-se a distribuição inicial do fluxo de RCD onde S1 (30%) foi considerado em
Coelho (2012) como uma estimativa por defeito. É interessante compreender o que sucede
quando estes dois materiais representam a mesma quantidade para o fluxo de inicial de RCD,
ou seja, com uma distribuição de 50% para s1 e para s2. No Quadro 37 apresentam-se os
dados de output mais relevantes para o cenário E (SIL e CIL).
Quadro 37 – Dados de output do cenário E
Dados de output
s/imposição legal (SIL) c/imposição legal (CIL)
Quantidade de RCD reciclados (ton/ano) 63 701 418 278,7
Quantidade de RCD depositados directamente em aterro (ton/ano) 533 840 179 262,3
Percentagem de RCD reciclados 10,66 70
Percentagem de RCD depositados directamente em aterro 89,34 30
Capacidade de reciclagem utilizada (%) 3,29 21,567
Custos para deposição directa em aterro (M€) 10,01 3,89
Custos de processamento (M€) 1,03 10,02
Custo total (depósito em aterro + processamento) (M€) 11,04 13,91
Para além dos custos de deposição directa em aterro que são menores em ambas as soluções
(é menos dispendioso depositar s1 que s2) a quantidade de RCD reciclada em relação ao
77
cenário A (SIL) aumenta de 6,4% para 10,66%. Com maior quantidade de s1 é também possível
obter mais material s10 vendido reduzindo ainda mais os custos de processamento, pois este
material é mais “valioso” que s9. Pode-se afirmar que uma distribuição inicial do fluxo de RCD
de 50/50 é melhor que uma solução 30/70 no que compete à minimização do custo total da
rede de reciclagem. Na Figura 26 apresenta-se o fluxo de materiais para o cenário E (SIL e CIL).
S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
533,84 + 11,74 kton
298,77 kton
63,7 kton
298,77 kton 298,77 Kton
63,7 Kton
S1 0,53 Kton
S3 53,68 Kton
S10
43,5
8 K
ton
235,07 Kton S2 0 Kton
S1 63,17 Kton S2 0 Kton
S4 0 Kton
MR1 6,37 Kton
MR2 5,37 Kton
S9
0 K
ton S1
S2Aterro
(k5)
k1
k2
k3 k4
179,26 + 95,8 kton
418,28 kton
179,26 Kton
298,77 Kton
S1 6,72 Kton
S3 251,77 Kton
S10
204,
42 K
ton
119,51 Kton
S2 62,01 Kton
S1 292,05 Kton
S2 57,5 Kton
S4 79,91 Kton
MR1 56,65 Kton
MR2 39,14 Kton
S9
64,8
8 K
ton
Cenário E s/imposição legal (SIL) Cenário E c/imposição legal (CIL)
298,77 kton
298,77 kton
Figura 26 – Fluxo de materiais no cenário E (SIL e CIL)
Relativamente à solução SIL apenas parte do material s1 (63,7Kton) é reciclado enquanto que
todo o material s2 vai directamente para aterro. Nesta solução é mais económico reciclar
10,66% dos RCD, que neste caso é apenas s1, do que depositar directamente em aterro devido
aos custos de transporte que estão associados a estas operações.
Na solução CIL todo o material s1 é reciclado, representando 50% dos RCD, podendo-se
concluir que é preferível reciclar s1 do que s2. Tal facto ocorre porque os custos de
processamento são menores para s1 (consultar Quadro 10 da secção 3.2.4). Verifica-se que
não são instalados quaisquer processos em ambas as soluções.
4.3.2.3 Restantes cenários
Efectuou-se uma análise de sensibilidade geral aos restantes parâmetros mais relevantes do
modelo (SIL) tendo como base o cenário A. Admitiram-se variações positivas e negativas de
20% aos valores de cada parâmetro para concluir o impacto que estas variações têm nos
resultados do modelo. Para comparar as várias soluções faz-se uma análise ao custo (total,
processamento e deposição directa em aterro) e ao destino final dos RCD (depósito em aterro,
reciclagem e processos instalados). No Quadro 38 apresenta-se o resumo dos principais dados
de output para cada cenário.
78
Quadro 38 – Resumo dos principais dados de output dos cenários desenvolvidos
Cenário46
Parâmetros Restrições
Nº Processos Custo total (M€)
Custo Total (%)
Custo Processo
(M€)
Custo Deposição Directa em Aterro (M€)
Taxa de Deposição Directa em Aterro (%)
Taxa de Reciclage
m (%) k1 k2 k3 k4
A - 7 6 6 0 12,27 100 0,62 11,65 93,6 6,4
A* - 7 6 6 0 17,16 139,85 13,25 3,91 30 70
B Inexistência processos
0 0 0 0 12,41 101,14 0 12,41 100 0
B* Inexistência processos
0 2 1 0 19,89 162,10 15,87 4,02 30 70
C Instala K4 7 6 6 1 13,15 107,17 1,5 11,65 93,6 6,4
C* Instala K4 7 6 6 1 18,04 147,03 14,13 3,91 30 70
D Kupk,i 7 6 6 0 12,27 100 0,62 11,65 93,6 6,4
D* Kupk,i 7 7 7 0 17,99 146,62 14,08 3,91 30 70
E hs,i 7 6 6 0 11,04 89,98 1,03 10,01 89,34 10,66
E* hs,i 7 6 6 0 13,91 113,37 10,02 3,89 30 70
F (+20%) bi,j 7 6 6 0 13,25 107,99 0,68 12,56 93,55 6,45
G (-20%) bi,j 7 6 6 0 11,29 92,01 0,53 10,76 94,01 5,99
H (+20%) us 7 6 6 0 12,27 100 0,62 11,65 93,6 6,4
I (-20%) us 7 6 6 0 12,27 100 0,62 11,65 93,6 6,4
J (+20%) Cda(S1 e S2) 7 6 6 0 13,68 111,49 0,70 12,98 92,72 7,28
K (-20%) Cda(S1 e S2) 7 6 6 0 10,85 88,43 0,52 10,33 94,65 5,35
L (+20%)Cda(mr1 e
mr2) 7 6 6 0 12,36 100,73 0,57 11,79 95,05 4,95
M (-20%)Cda(mr1 e
mr2) 7 6 6 0 12,14 98,94 0,78 11,36 90,31 9,69
N (+20%) es 7 6 6 0 12,19 99,34 0,73 11,46 91,46 8,54
O (-20%) es 7 6 6 0 12,33 100,49 0,57 11,76 94,74 5,26
P (+20%) Ikck,kc 7 6 6 0 12,27 100 0,62 11,65 93,6 6,4
Q (-20%) Ikck,kc 7 6 6 0 12,27 100 0,62 11,65 93,6 6,4
Em nenhum dos novos cenários analisados (F a Q) foram instalados quaisquer novos
processos, o que é coerente com os resultados anteriores visto que a quantidade de RCD
reciclados para soluções SIL é reduzida, a capacidade total considerada para os processos é
superior à quantidade de RCD produzidos e o processo K4 não se revela economicamente
apelativo para a minimização de custos globais da rede de reciclagem de RCD.
Nos cenários F e G, onde se pretende efectuar uma análise de sensibilidade aos custos de
transporte (bi,j), verifica-se que o modelo reage conforme o esperado ocorrendo uma variação
de aproximadamente 8% no custo total para ambos os casos (variação positiva ou negativa).
Note-se que a distribuição actual da rede tem influência na quantidade de RCD que são
reciclados, pois um aumento nos custos de transporte aumenta ligeiramente a taxa de
reciclagem, pelo que uma diminuição nesses custos diminui também a taxa de reciclagem.
Nos cenários H e I realiza-se uma variação ao parâmetro de procura global (us). Para as
variações consideradas os cenários são idênticos ao cenário A, pelo que apenas se verifica a
46
O símbolo “*” significa que foi imposta a restrição legal de pelo menos 70% dos resíduos reciclados.
79
primeira variação do fluxo de materiais com a consideração de -95% de us. É portanto
necessária uma grande alteração neste parâmetro para que exista uma mudança nos
resultados do modelo.
Nos cenários J e K, onde se faz variar o parâmetro de custo de depósito em aterro de RCD, os
resultados são coerentes consoante a variação que se efectua. É compreensível que com o
aumento de Cda para RCD, o custo total aumente em relação ao cenário A porque os custos de
depósito em aterro aumentam bem como os custos de processamento, visto que a taxa de
reciclagem tende a subir.
Nos cenários L e M, faz-se a análise de sensibilidade ao parâmetro custo de depósito em
aterro de MR, onde se verifica que com a redução de Cda a taxa de reciclagem (9,69%)
aumenta consideravelmente em relação ao cenário A (6,4%).
Relativamente aos cenários N e O, onde se efectua uma variação ao valor de venda dos
materiais (es), constata-se que com o aumento deste parâmetro existe um incentivo à
reciclagem que por sua vez aumenta os custos de processamento, mas que apresenta um
custo total de 12,19M€ que é mais reduzido que no cenário A (12,27M€).
Nos cenários P e Q analisa-se a variação ao custo de investimento de instalação de um novo
processo (Ikck,kc). Ambas as variações apresentam o mesmo resultado que o cenário A visto
que a capacidade existente considerada é suficiente para processar todos os RCD.
4.3.2.4 Conclusão da análise de resultados (minimização de custos)
Pela análise detalhada dos cenários A a E, conclui-se que nas condições actuais é
economicamente mais viável o depósito directo dos RCD em aterro do que estes seguirem
para os processos de reciclagem. Quando é aplicada a imposição legal, também se verifica que
a solução que minimiza os custos é a opção de mínima reciclagem (70%). O material s2, que
representa a maior parte do fluxo de RCD, é o material que menos compensa reciclar pelos
elevados custos que implica, quando comparado com o material s1, que é sempre a
preferência para o processamento. A elevada capacidade dos processos existentes leva a que
não sejam instalados novos processos na região de estudo, pelo que apenas se verificou a
abertura de processos no cenário B (CIL), onde à partida não existiam processos instalados, e
na análise de sensibilidade a este parâmetro de capacidade (Kupk, i). A inviabilidade de
processamento em k4 acentua-se com a análise do cenário C, onde apesar de se forçar a
instalação deste processo, o material s10 é vendido em vez de seguir para a reciclagem HQ.
Este facto é o reflexo do que ocorre na AML visto que não existe nenhum processo deste tipo
instalado.
80
Na restante análise de sensibilidade os resultados são coerentes conforme a variação que é
aplicada (20% positiva ou negativa) onde a solução mais económica ocorre no cenário K
(10,85M€), em que são reduzidos em 20% os custos de depósito em aterro de s1 e s2. A
solução mais dispendiosa sem imposição legal (13,68M€) ocorre no cenário J, onde se efectua
uma variação positiva de 20% no parâmetro anteriormente referido, podendo-se afirmar que
Cda(s) para os RCD é o parâmetro que mais influência tem no custo total.
Importa referir que as estatísticas do modelo para os vários cenários são da mesma ordem de
grandeza que as referidas no Quadro 31 da secção 4.3.1.1 excepto para cenário B (CIL) e para o
cenário D (CIL). No cenário B (CIL) o tempo de execução é 1002,42 (s) devido às 102 943
iterações que foram efectuadas pelo solver e no cenário D (CIL) o tempo de execução é
1702,70 (s) onde foram realizadas 341 146 iterações. Este elevado número de iterações deve-
se à liberdade conferida ao modelo para instalar processos nos vários nós, sendo nestes casos
necessária a instalação de processos para cumprir a imposição legal (nos outros cenários os
processos existentes têm capacidade suficiente para processar os RCD necessários). O modelo
para além da optimização dos fluxos de materiais está simultaneamente a optimizar a
localização de todas as novas instalações, justificando o forte acréscimo de tempo que o solver
despende para encontrar uma solução óptima global.
4.3.3 Aplicação para a Maximização do Lucro do Processo de
Reciclagem
Nesta secção pretende-se analisar uma aplicação da função objectivo “Lucro47”, que traduz a
perspectiva das entidades transformadoras, possibilitando a avaliação do lucro do processo de
reciclagem.
Para tal, é necessário especificar o parâmetro pps, valor que os produtores de RCD pagam para
tratar os resíduos. No Quadro 39 apresentam-se os resultados para esta aplicação em função
do valor que é considerado para pps (aumentos sucessivos de 10€/ton para cada material),
constituindo uma análise de sensibilidade a este parâmetro.
Quadro 39 - Lucro para o processo de reciclagem em função do valor pps considerado
pps (€/ton)
1ª iteração 2ª iteração 3ª iteração 4ª iteração
S1 10 S1 20 S1 30 S1 40
S2 30 S2 40 S2 50 S2 60
Lucro(€) 1429 Lucro(€) 834 964 Lucro(€) 4 878 690 Lucro(€) 10 843 201
%RCD reciclados
0,25 %RCD
reciclados 32,95
%RCD reciclados
98,74% %RCD
reciclados 100
47
Equação [4] da formulação matemática.
81
Importa referir que o modelo foi resolvido com os dados e pressupostos da secção 4.1,
mudando apenas a função objectivo que requer a definição do parâmetro pps.
A primeira iteração representa os valores normalmente praticados pelos transformadores de
RCD (empresas de GRCD) pelo que se verifica que apenas compensa reciclar 0,25% dos
resíduos, representando um lucro para os transformadores de 1429€. Pela análise dos fluxos
de materiais desta solução, constata-se que os processos de reciclagem apenas são utilizados
para os RCD que são produzidos nos nós onde existem esses processos. Isto significa que a
pequena quantidade de RCD que é reciclada, apenas é processada porque implica menores
custos de transporte, visto que para os RCD seguirem para aterro estes custos são
contabilizados. Conclui-se que o valor cobrado é reduzido para permitir uma rede de
reciclagem de RCD viável à maioria dos transformadores. Com um aumento de 10€/ton neste
parâmetro, a quantidade de RCD reciclados aumenta substancialmente para 32,95%. Verifica-
se que para a 3ª e 4ª iterações a percentagem de RCD reciclados está acima dos 98%, visto que
o preço pago para reciclar os RCD promove este tipo de opção de GRCD.
82
5. Conclusões e Desenvolvimentos Futuros
Resumo do trabalho desenvolvido
Os RCD representam um dos maiores fluxos de resíduos a nível mundial e na Europa estima-se
que a sua produção se situe entre 25 e 30% da quantidade total de resíduos (Mália et al.
2011). Muitas orientações estratégicas têm vindo a ser tomadas no sentido da redução dos
impactos ambientais, sociais e económicos gerados por este tipo de resíduo, pelo que foi
decidido pelos estados membros da UE que uma mudança no quadro legal seria uma medida
eficaz. Até 2020, é obrigatória a reciclagem ou reutilização de 70% dos RCD não perigosos,
meta já atingida por alguns países europeus mas em que Portugal não se enquadra, com 9% do
RCD reciclados e cerca de 11% reutilizados (Mália et al. 2011).
Este trabalho vem ao encontro das direcções futuras apontadas por Correia (2013), onde se
pretendeu desenvolver uma nova formulação matemática para fazer face às necessidades
actuais da GRCD, tornando-se uma ferramenta pertinente no auxílio para a tomada de decisão.
Esta formulação é mais exigente devido à nova abordagem que especifica os processos
utilizados, permitindo um maior detalhe na visualização de fluxos da rede possibilitando um
dimensionamento mais adequado da rede. O modelo apresenta duas principais mais valias: (i)
poder extrair resultados do ponto de vista de uma entidade reguladora, quando se pretende
minimizar os custos globais da rede e (ii) extrair resultados na perspectiva das entidades
transformadoras quando se opta por maximizar o lucro do processo de reciclagem. Devido à
ampla recolha de dados que foi efectuada tornou-se possível planear uma rede de reciclagem
de RCD a nível regional mais realista do que a considerada por Correia (2013), que trabalhou a
nível dos municípios da AML (nós da rede).
O modelo de programação linear inteira mista (MILP) implementado no sistema de modelação
GAMS resolvido com o solver CPLEX tendo sido validado uma amostra de conveniência, com
incidência em 10 freguesias contíguas da AML. Este teste facilitou a interpretação de
resultados para que depois se aplicasse o modelo às 211 freguesias da AML, tendo-se definido
vários cenários para os quais o modelo foi resolvido.
Resultados e contribuições
Este modelo, para além da versatilidade que possui na avaliação de resultados segundo as
duas perspectivas acima enumeradas, possibilita a tomada de decisão quanto à instalação de
novos processos (localização, tipo de processo e capacidade) e o controlo do fluxo de materiais
na rede.
83
O modelo está muito dependente da qualidade da parametrização, ou seja, dos dados de
input, pelo que se teve este facto em conta na recolha de dados. A análise de sensibilidade aos
parâmetros efectuada também permitiu tecer considerações sobre a adequabilidade dos
parâmetros utilizados.
Relativamente ao caso de estudo é possível concluir que a deposição directa em aterro é
preferível à reciclagem quando se pretende minimizar os custos globais da rede de reciclagem
de RCD. Este facto é reflexo do que ocorre na generalidade em Portugal visto que os custos
dos processos de reciclagem não conseguem competir com os reduzidos custos de depósito
directo em aterro. Por forma a cumprir a meta imposta pela UE para 2020, neste trabalho
considerou-se a análise de vários cenários que comparam soluções que incluem esta restrição
legal, onde pelo menos 70% dos RCD têm de seguir para processos de reciclagem. Verificou-se
que em todos os cenários onde foi aplicada a restrição legal a solução que minimizava os
custos globais da rede implicava o valor mínimo desta restrição, ou seja, apenas são reciclados
70% dos resíduos, sendo este resultado razoável visto que a reciclagem não é a opção de
gestão preferível à minimização de custos.
Com a análise de sensibilidade realizada no cenário J é possível verificar que existe uma
relação directa entre o aumento dos custos de depósito directo em aterro e o crescimento da
taxa de reciclagem, podendo ser esta uma alternativa para alcançar o objectivo 2020, sendo
uma medida que já foi adoptada por muitos países, inclusive na Alemanha onde é proibida a
deposição directa de materiais recicláveis em aterro.
Relativamente aos resíduos de construção reciclados, verifica-se uma preferência pelo
processamento de s1 devido aos menores custos que implica em relação a s2. Essa preferência
é notória quando se analisa o cenário E, onde se considera que a quantidade de s1 é igual à de
s2, resultando na reciclagem de todo o s1 quando é imposta a restrição legal. Neste caso o
material s10 atinge o máximo de vendas (204,4Kton) onde o parâmetro de procura global não
tem influência na solução porque nunca é excedido.
Pode concluir-se que o processamento de s10 em k4 não é economicamente viável visto que
este processo nunca foi instalado. Quando se forçou a sua instalação no cenário C, verificou-se
que apesar do processo existir não havia processamento de material, levando a querer que a
reciclagem de alta qualidade não é benéfica no que concerne à redução de custos apesar de o
material s11 ter um valor de venda considerável (2,75€/ton).
Com a análise do cenário B, onde se admite a inexistência de processos de reciclagem na AML,
quando é aplicada a imposição legal encontra-se a solução que optimiza a distribuição de
processos da rede de reciclagem de RCD com 92,95% da capacidade de reciclagem utilizada.
Esta distribuição envolve a instalação de k2 e k3 no nó i171 (com capacidade de 300
84
000ton/ano) e de k2 no nó i22 (com capacidade de 150 000ton/ano), pelo que estes processos
seriam suficientes para processar cerca de 75% dos RCD da AML.
No Cenário D (CIL), onde se elabora uma análise de sensibilidade ao parâmetro relativo à
capacidade existente dos processos (Kupk,i), verifica-se que este é semelhante ao cenário A
(CIL) visto que tem as mesmas quantidades de entrada de s1 e s2 nos processos de reciclagem
e em aterro mas com particularidade de os fluxos entre os processos de reciclagem serem
diferentes. A visualização dos fluxos com este detalhe apenas é possível com um modelo que
utilize uma abordagem por processos.
Por último, fez-se uma aplicação da função objectivo lucro, fazendo variar o valor que é
cobrado aos produtores de RCD observando-se que a partir da terceira iteração os processos
de reciclagem são vantajosos para a reciclagem da maioria dos RCD (98,74%) na perspectiva
dos transformadores, onde o parâmetro pps é 30€/ton e 50 €/ton para s1 e s2
respectivamente.
Desenvolvimentos Futuros
Os desenvolvimentos futuros deste trabalho prendem-se maioritariamente com as limitações
do estudo bem como os pressupostos e simplificações assumidas.
No que respeita aos resultados que são possíveis obter com o modelo desenvolvido, seria
interessante uma análise de resultados mais detalhada para a função “lucro”, tal como foi feita
para a minimização dos custos totais da rede.
Sendo o modelo desenvolvido segundo os princípios da Engenharia de Processos e Sistemas
(EPS), seria interessante um avanço no sentido do escalonamento dos processos, introduzindo
a variável tempo que permitiria definir de uma forma mais precisa as operações de cada
processo. Para isso é necessário uma pesquisa de dados aprofundada, com dados precisos
sobre cada processo considerado, reforçando a ideia de que a recolha de dados é um
elemento essencial neste tipo de trabalhos. Por outro lado, o alargamento da escala de
aplicação do modelo a Portugal seria um passo importante para uma avaliação do objectivo
2020 imposto pela UE, embora também exigisse uma extensa recolha de dados.
No contexto ambiental seria interessante a implementação da componente de avaliação de
impactos ambientais EI99 tal como foi desenvolvido em Correia (2013), analisando soluções e
comparando-as com as obtidas para a minimização de custos globais da rede de reciclagem de
RCD. A introdução de uma abordagem deste tipo permite quantificar os custos ambientais da
actividade de GRCD, podendo ser uma ferramenta importante para auxiliar a elaboração de
políticas de redução dos impactos ambientais gerados por esta actividade.
85
Ao nível da parametrização seria interessante a avaliação das mudanças demográficas na
produção de RCD, tal como foi traçado em Hiete et al. (2011). Relativamente aos custos, um
dos factores de relevo na parametrização do modelo é o custo de transporte. Apesar de se ter
esboçado uma estimativa razoável para o mesmo, não foram considerados os valores exactos
dos custos de portagem (que poderão vir a ser obtidos e utilizados num modelo futuro).
Finalmente, também seria relevante considerar RCD perigosos num trabalho futuro, que
envolveriam certamente custos de transporte diferentes.
86
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[4]EC (European Comission):
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[6] IEA (International Energy Agency):
<https://www.iea.org/newsroomandevents/pressreleases/2005/> visitado pela última vez a 9
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[7] Associação Portuguesa das Sociedades Concessionárias de Auto-Estradas ou Pontes com
Portagens:
<http://www.apcap.pt/> visitado pela última vez a 13 de Abril de 2015.
93
Anexos
Anexo I – Operações de Valorização de RCD (Decreto-Lei
nº73/2011)
R 1 — Utilização principal como combustível ou outro meio de produção de energia.
R 2 — Recuperação/regeneração de solventes.
R 3 — Reciclagem/recuperação de substâncias orgânicas não utilizadas como solventes
(incluindo digestão anaeróbia e ou compostagem e outros processos de transformação
biológica).
R 4 — Reciclagem/recuperação de metais e compostos metálicos.
R 5 — Reciclagem/recuperação de outros materiais inorgânicos.
R 6 — Regeneração de ácidos ou bases.
R 7 — Valorização de componentes utilizados na redução da poluição.
R 8 — Valorização de componentes de catalisadores.
R 9 — Refinação de óleos e outras reutilizações de óleos.
R 10 — Tratamento do solo para benefício agrícola ou melhoramento ambiental.
R 11 — Utilização de resíduos obtidos a partir de qualquer das operações enumeradas de R 1 a
R 10.
R 12 — Troca de resíduos com vista a submetê -los a uma das operações enumeradas de R 1 a
R 11 (4 ).
R 13 — Armazenamento de resíduos destinados a uma das operações enumeradas de R 1 a R
12 (com exclusão do armazenamento temporário, antes da recolha, no local onde os resíduos
foram produzidos).
Anexo II – Operações de Eliminação de RCD (Decreto-Lei
nº73/2011)
D 1 — Depósito no solo, em profundidade ou à superfície (por exemplo, em aterros, etc.).
D 2 — Tratamento no solo (por exemplo, biodegradação de efluentes líquidos ou de lamas de
depuração nos solos, etc.).
D 3 — Injecção em profundidade (por exemplo, injecção de resíduos por bombagem em poços,
cúpulas salinas ou depósitos naturais, etc.).
D 4 — Lagunagem (por exemplo, descarga de resíduos líquidos ou de lamas de depuração em
poços, lagos naturais ou artificiais, etc.).
94
D 5 — Depósitos subterrâneos especialmente concebidos (por exemplo, deposição em
alinhamentos de células que são seladas e isoladas umas das outras e do ambiente, etc.).
D 6 — Descarga para massas de água, com excepção dos mares e dos oceanos.
D 7 — Descargas para os mares e ou oceanos, incluindo inserção nos fundos marinhos.
D 8 — Tratamento biológico não especificado em qualquer outra parte do presente anexo que
produza compostos ou misturas finais rejeitados por meio de qualquer das operações
enumeradas de D 1 a D 12.
D 9 — Tratamento físico -químico não especificado em qualquer outra parte do presente
anexo que produza compostos ou misturas finais rejeitados por meio de qualquer das
operações enumeradas de D 1 a D 12 (por exemplo, evaporação, secagem, calcinação, etc.).
D 10 — Incineração em terra.
D 11 — Incineração no mar.
D 12 — Armazenamento permanente (por exemplo, armazenamento de contentores numa
mina, etc.).
D 13 — Mistura anterior à execução de uma das operações enumeradas de D 1 a D 12.
D 14 — Reembalagem anterior a uma das operações enumeradas de D 1 a D 13.
D 15 — Armazenamento antes de uma das operações enumeradas de D 1 a D 14 (com
exclusão do armazenamento temporário, antes da recolha, no local onde os resíduos foram
produzidos).
Anexo III – Classificações de RCD Quadro 40 - Vários tipos de Classificações de RCD (segundo Pereira e Vieira 2013)
95
CÓDIGO DESCRIÇÃO
17 Resíduos de construção e demolição (incluindo solos escavados de locais contaminados)
1701 Betão, ti jolos, ladrilhos, telhas e materiais cerâmicos:
17 01 01 Betão
17 01 02 Tijolos
17 01 03 Ladrilhos, telhas e materiais cerâmicos
17 01 06 (*)Misturas ou fracções separadas de betão, ti jolos, ladrilhas, telhas e materiais cerâmicos contendo substâncias
perigosas
17 01 07 Misturas de betão, ti jolos, ladrilhos, telhas e materiais cerâmicos não abrangidas em 17 01 06
17 02 Madeira, vidro e plástico
17 02 01 Madeira
17 02 02 Vidro
17 02 03 Plástico
17 02 04 (*) Vidro, plástico e madeira contendo ou contaminados com substâncias perigosas
17 03 Misturas betuminosas, alcatrão e produtos de alcatrão
17 03 01 (*) Misturas betuminosas contendo alcatrão
17 03 02 Misturas betuminosas não abrangidas em 17 03 01
17 03 03 (*) Alcatrão e produtos de alcatrão
17 04 Metais (incluindo ligas)
17 04 01 Cobre, bronze e latão
17 04 02 Alumínio
17 04 03 Chumbo
17 04 04 Zinco
17 04 05 Ferro e aço
17 04 06 Estanho
17 04 07 Mistura de metais
17 04 09 (*) Resíduos metálicos contaminados com substâncias perigosas
17 04 10 (*) Cabos contendo hidrocarbonetos, alcatrão ou outras substâncias perigosas
17 04 11 Cabos não abrangidos em 17 04 10
17 05 Solos (incluindo solos escavados de locais contaminados), rochas e lamas de dragagem
17 05 03 (*) Solos e rochas contendo substâncias perigosas.
17 05 04 Solos e rochas não abrangidos em 17 05 03.
17 05 05 (*) Lamas de dragagem contendo substâncias perigosas.
17 05 06 Lamas de dragagem não abrangidas em 17 05 05.
17 05 07 (*) Balastros de linhas de caminho de ferro contendo substâncias perigosas.
17 05 08 Balastros de linhas de caminho de ferro não abrangidos em 17 05 07.
17 06 Materiais de isolamento e materiais de construção contendo amianto:
17 06 01 (*) Materiais de isolamento contendo amianto.
17 06 03 (*) Outros materiais de isolamento contendo ou constituídos por substâncias perigosas.
17 06 04 Materiais de isolamento não abrangidos em 17 06 01 e 17 06 03.
17 06 05 (*) Materiais de construção contendo amianto (4)
17 08 Materiais de construção à base de gesso:
17 08 01 (*) Materiais de construção à base de gesso contaminados com substâncias perigosas
17 08 02 Materiais de construção à base de gesso não abrangidos em 17 08 01
17 09 Outros resíduos de construção e demolição
17 09 01 (*) Resíduos de construção e demolição contendo mercúrio
17 09 02 (*)Resíduos de construção e demolição contendo PCB (por exemplo, vedantes com PBC, revestimentos de piso à base
de resinas com PBC, envidraçados vedados contendo PBC, condensadores com PBC)
17 09 03 (*) Outros resíduos de construção e demolição (incluindo misturas de resíduos) contendem substâncias perigosas
17 09 04 Mistura de resíduos de construção e demolição não abrangidos em 17 09 01, 17 09 02 e 17 09 03
Quadro 41 – Classificação dos RCD de acordo com a LER48
(segundo Correia, 2013)
48
A simbologia (*) refere-se a resíduos classificados como perigosos.
96
Anexo IV – Quantificação de RCD – Descrição de metodologias de
quantificação
Segundo Wu et al.(2014) as metodologias de quantificação descrevem-se da seguinte forma:
A metodologia de visita ao local implica que os investigadores visitem o local de
construção/demolição para obtenção de um estudo realístico. Divide-se em: medição directa e
medição indirecta. A primeira requer a pesagem ou cálculo do volume dos RCD produzidos no
local e a segunda é mais frequentemente usada em estimativas práticas pois a medição directa
exige muito tempo.
A metodologia de cálculo da taxa de geração (CTG) é a mais adoptada na literatura para
estimar as quantidades de RCD. Pode ser implementada a qualquer actividade de construção
ou demolição e a qualquer nível de previsão. O princípio desta metodologia é obter a taxa de
geração de resíduos para uma actividade particular unitária (p.e., kg/m2, and m3/m2).
Existem variantes deste método como, o multiplicador per capita, valor financeiro extrapolado
e cálculo baseado em áreas.
O princípio do método de análise de tempo de vida é o balanço de massas. É assumido que os
edifícios construídos serão demolidos e por isso tornar-se-ão resíduos de demolição, pelo que
a massa demolida será eventualmente igual à massa construída com acertos baseados no
tempo de vida do edifício.
O método de sistema de classificação acumulado é desenvolvido com base no método CTG,
envolvendo um sistema de classificação para quantificação dos diferentes materiais.
A quantificação dos RCD depende de inúmeras variáveis externas como indicadores
económicos, áreas de construção, condições de trabalho no local, etc. É possível prever as
quantidades de RCD com modelos de apoio que incluem a relação entre as variáveis usando o
método de modelação de variáveis.
Em alternativa aos métodos acima referidos existem casos particulares para estimar
quantidades de RCD. Hao et al. (2008) refere que a produção de resíduos era uma
percentagem fixa dos materiais adquiridos. Shi & Xu (2006) estimou os resíduos do betão na
china pela produção de cimento.
97
Anexo V - Gestão de RCD no mundo
Alemanha e Austrália
Num estudo realizado na Austrália e Alemanha por Li et al. (2013), que trata o efeito da
melhoria do quadro legal de resíduos nestes países, é interessante perceber certos aspectos
relacionados com os RCD. Os RCD ocupam uma grande parte do total de resíduos gerados em
muitas regiões, porém, a prática da gestão difere consoante os países.
Na Austrália, a recuperação dos RCD está continuamente a crescer nos últimos anos, embora a
quantidade de resíduos aumente também apesar de algum esforço para minimizar a sua
geração. Na Alemanha, a geração de resíduos tem-se mantido constante nos últimos anos
apesar do crescimento económico. O rácio de reciclagem da Alemanha é um dos maiores do
mundo sendo que a maior parte dos resíduos gerados são em operações de demolição e não
dos resíduos da operação de construção.
As práticas de GRCD, minimização da geração e a reciclagem de resíduos são regulados pela
legislação imposta pelo governo. Apesar das diferenças, a produção e recuperação de RCD
depende da eficácia do quadro legal, que regula as suas práticas de gestão de resíduos. Isto é
algo que acontece também em outros países, sendo que o exemplo da Alemanha e da
Austrália pode ser tomado para melhorar as práticas correntes nos vários países (Li et al.2013).
Nestes países as principais medidas vão de encontro ao princípio do poluidor-pagador, sendo
que a taxa de deposição em aterro é superior ao preço de reciclagem e, na Alemanha é
proibido o depósito em aterro de resíduos recicláveis. É portanto de todo o interesse que os
produtores de resíduos os reciclem, existindo regras e fiscalização mais rigorosas para garantir
a separação de fluxos até ao destino final.
Dinamarca
Na Dinamarca a reciclagem é uma prática corrente, sendo este país um dos maiores casos de
sucesso no que diz respeito à GRCD. Em 1997 atingiu uma taxa de reciclagem de 90% e
manteve-se constante nesse nível. Esta taxa deve-se principalmente a dois importantes
factores: A obrigatoriedade de separação dos resíduos na origem e o elevado imposto a que
estão sujeitos.
O imposto sobre resíduos foi estabelecido em 1990 e revelou-se um instrumento eficaz no
aumento da reciclagem de RCD. Levou os geradores de resíduos a reduzir e a reciclar os
resíduos, sendo que a extracção de agregados naturais encontra-se também sujeita ao
pagamento de uma taxa específica.
98
Foi publicado em 1995 o regulamento municipal sobre a triagem de RCD ficando as câmaras
municipais encarregadas do dever de elaborar regulamentação sobre os RCD, a fim de
aumentar sua reciclagem. Esta regulamentação impõe a separação de RCD na fonte quando o
total de resíduos produzidos é superior a uma tonelada, aplicando-se esta regra mesmo aos
edifícios de menores dimensões (Mália et al., 2011).
Brasil
No Brasil em 1997, o Conselho Nacional do Meio Ambiente apontou que as actividades de
tratamento e disposição final de resíduos sólidos deveriam estar sujeitas ao licenciamento
ambiental do órgão competente.
Em 2002, foi aprovada uma lei que leva em consideração as definições da Lei de Crimes
Ambientais, de 1998. Essa lei previa penalizações para a disposição final de resíduos em
desacordo com a legislação.
No âmbito estadual de São Paulo, foi editada em 2002 uma lei, que teve como objectivo a
gestão de forma organizada do destino final dos resíduos em todo o Estado. Essa lei
estabeleceu prazos para a adequação das áreas onde habitualmente se colocavam os RCD,
para que esses locais fossem transformados em áreas de aterro, com as condições específicas
de operação previstas nas normas técnicas já existentes (Mália et al., 2011).
Egipto
A geração de RCD é considerado um dos problemas mais incomodativos do Egipto, tendo sido
feitos nos últimos 10 anos alguns esforços para melhorar este problema. O mais marcante foi o
novo sistema de classificação “Pirâmides Verdes”49 que contribui para melhorar a gestão de
RCD a nível ambiental. Contudo, as práticas tradicionais limitam-se ao depósito da maior parte
dos resíduos gerados. Para muitos construtores no Egipto, e tal como em outros países em
desenvolvimento, a questão da GRCD é uma novidade.
Este problema da geração de RCD no Egipto levou Abdelhamid (2014) a realizar um estudo que
compara dois modelos de gestão. O autor realça que um dos maiores problemas de realizar
um estudo num país em desenvolvimento é a falta de dados existentes mas concluiu que um
dos modelos era melhor ao nível ambiental mas era mais dispendioso que o outro.
49
Sistema Egípcio para classificar ambientalmente os edifícios. Este sistema possibilita a existência de critérios
definitivos para a avaliação e classificação de edifícios. Adicionalmente, este sistema deve ajudar projectistas, construtores e promotores a realizarem escolhas baseadas nos impactos ambientais que essas decisões implicam.
99
Anexo VI – Resumo Relatório Nórdico – Sumário com principais
conclusões e recomendações
O quadro legal revisto para a gestão de resíduos na União Europeia, adoptado em 2008, inclui
um alvo para a recuperação de RCD; "Em 2020, a preparação para a reutilização, reciclagem e
valorização de outros materiais, incluindo operações de enchimento utilizando resíduos como
substituto de outros materiais, de RCD não perigosos excluindo os resíduos de materiais
naturais definidos na categoria 17 05 04 na LER será aumentada para um mínimo de 70% em
peso. "(DQA 2008/98 / CE Artigo 11 (2) (b)).
O alvo foi adicionado durante as negociações finais da directiva de texto e, portanto, não
incluem qualquer análise de consequências. Em 2014 esta meta está a ser avaliada.
Com o objectivo de fornecer uma base para a avaliação das consequências da meta, a Agência
de Protecção Ambiental Sueca lançou um projecto de Nórdico, ENCORT-CDW, cujos resultados
são apresentados neste relatório. O estudo teve como objectivo a gestão de recursos e
dispersão de poluição difusa relacionada com os tipos de resíduos que foram considerados
como tendo o maior impacto sobre o cumprimento do objectivo Europeu de recuperação.
Foram estudadas as seguintes fracções RCD: Misturas betuminosas não contenham alcatrão de
carvão ("Asfalto"); Betão; Tijolos, telhas e cerâmicas e misturas destes com betão; Materiais de
construção e de madeira à base de gesso.
Foram identificados cenários de recuperação e feitas estimativas sobre a poupança em
materiais primários, o impacto sobre os transportes bem como poluição e emissões. As
informações foram retiradas de bases de dados, literatura e contactos pessoais. Nos casos em
que algum dado importante estava em falta, foi feita uma avaliação qualitativa.
Para resíduos de madeira, as principais diferenças entre a reutilização, reciclagem e
recuperação de energia foram avaliadas por meio da recolha de dados nacionais dos países
nórdicos e pela realização de uma análise de ciclo de vida.
Principais conclusões
O objectivo de recuperação da UE não garante uma recuperação sustentável dos resíduos na
sua forma actual.
Favorece a reciclagem de resíduos de alta densidade. O resultado é que os resíduos
minerais terão maior impacto, enquanto que os benefícios ambientais podem estar
noutro tipo de resíduos.
100
Não favorece as operações de recuperação mais sustentáveis. Ainda para mais, não
distingue entre operações de enchimento e outras formas mais eficientes de
recuperação. Desde que os enchimentos são uma opção de recuperação que
geralmente resulta em benefícios tanto baixos como em futuro riscos ambientais, o
que aumenta o risco de "downcycling", significa que os resíduos não são recuperados
da melhor forma.
É dúbio na interpretação do que é considerado como resíduo e aproveitamento de
resíduo. Este facto é importante, uma vez que as definições das acções de valorização
de resíduos, como a reutilização ou reciclagem, destinam-se principalmente ao campo
geral da construção civil (edifícios), não se enquadrando bem com materiais
recuperados dentro de outros campos de construção. Por exemplo, asfalto e balastro,
que representam materiais de grande fluxo com uma elevada taxa de reutilização ou
reciclagem, não são geralmente incluídos nas estatísticas de resíduos, sendo que este
facto influencia fortemente a interpretação para atingir o objectivo final.
Recomendações
Com base nas conclusões anteriores as recomendações são dadas em relação ao objectivo de
recuperação da UE:
Transformar o alvo do peso geral em objectivos específicos para cada fluxo de
resíduos. Esta medida favoreceria toda a reciclagem de RCD e não apenas os materiais
de peso elevado.
Utilização de um método de cálculo para reportar o processo, posicionando as
operações de recuperação por ordem de benefício ambiental. As operações de
enchimento não devem ser consideradas como iguais às outras operações de
recuperação.
É também recomendado aos países nórdicos que:
Melhorem o conhecimento dos fluxos de resíduos e tratamento de resíduos, para
monitorar o progresso a fim de uma recuperação sustentável de RCD.
Definam metas nacionais de recuperação e medidas de gestão para que as direcções
de reciclagem mais eficazes sejam promovidas e as que representam o maior risco
ambiental sejam evitadas.
Melhorar o conhecimento sobre a constituição dos RCD poluentes e das emissões
associadas à reciclagem.
Promover a reciclagem de resíduos de madeira em materiais para novas construções.
101
Algumas diferenças entre os países nórdicos justificam metas de valorização e medidas de
gestão adaptadas às circunstâncias nacionais. No entanto, também há muitas semelhanças
que promovem uma troca de conhecimento sobre as propriedades dos resíduos, avaliação de
riscos e medidas de gestão mais vantajosas. Uma abordagem comum também cria melhores
condições para os países nórdicos no sentido de influenciar a legislação europeia.
Anexo VII- Estudo sobre GRCD na AML
Para a caracterização da gestão de RCD na AML abordar-se o estudo apresentado por De Melo
et al. (2011) referente à produção e gestão de RCD em Lisboa. Este estudo começou por
identificar os agentes envolvidos na produção, transporte e recepção de RCD nas duas sub-
regiões, Grande Lisboa e Península de Setúbal para, posteriormente, ser possível efectuar a
estimativa da geração de RCD na AML.
Agentes envolvidos na produção, transporte e recepção de RCD
Agentes envolvidos na produção de RCD
A identificação dos agentes envolvidos na produção de RCD foi feita por avaliação das
actividades relacionadas com a construção e recuperação50 de edifícios urbanos e limpeza de
solos, excluindo os resíduos associados a escavações e construção de estradas.
Para avaliar a composição dos RCD produzidos nas áreas urbanas da AML, foram determinadas
as respectivas proporções de resíduos produzidos nas novas construções e recuperações. Para
caracterizar a actividade da construção, foram recolhidos dados no INE relativos à intensidade
da construção urbana por um período de 10 anos (1997-2007) e, em particular, o número e
área de edifícios completos. Estes dados referem-se à actividade formal, ou seja,
correspondem a construções licenciadas. Por outro lado, neste estudo, a maioria dos trabalhos
de remodelação foram considerados informais, ou seja, correspondem a actividades isentas de
licença.
Agentes envolvidos no transporte de RCD
Relativamente aos movimentos de carga de resíduos foi criado um registo específico das
companhias de recolha e transporte operacionais na cidade, com base em informações de
várias fontes. Foram identificadas 81 companhias responsáveis pela recolha e transporte de
50
As actividades de recuperação englobam trabalhos de ampliação, alteração, reconstrução e demolição.
102
RCD na AML e metade destas responderam a um inquérito relativo ao fluxo de resíduos com o
objectivo de determinar:
A quantidade de resíduos transportada diariamente;
A origem dos resíduos por município;
A proporção de acções na recolha de resíduos por tipo de trabalho: nova construção vs
recuperação;
O destino final dos resíduos recolhidos.
Agentes envolvidos na recepção de RCD
Com o objectivo de identificar o destino final dos RCD declarados pelos vários agentes, foram
obtidos dados nas correspondentes infra-estruturas da AML (companhias responsáveis pelo
tratamento, reutilização e eliminação de RCD). O principal objectivo desta acção consistiu na
identificação dos fluxos de RCD entregues por munícipe e por utilizador e ainda na
determinação do destino final dos resíduos recebidos.
Estimativa da produção de RCD na AML Com base nos dados relativos à nova construção, e de acordo com a metodologia de cálculo
adoptada para estimar a quantidade de RCD produzida por este tipo de trabalho, para cada
zona, foi possível calcular a produção anual média da nova construção (m2) na área em estudo
através do indicador de produção típico definido para Portugal. Neste estudo, o indicador
adoptado corresponde a 158kg/m2.
Após a determinação do indicador parcial de produção de RCD para novas construções51
conclui-se que o município de Lisboa (pertencente à sub-região da Grande Lisboa) apresenta
um valor muito baixo (0.6%), o que está de acordo com o esperado tendo em conta o reduzido
número de projectos de novas construções numa área urbana com elevada densidade de
construção e, em que parte das construções é bastante antiga. Por outro lado, o indicador de
produção de RCD para novas construções da Grande Lisboa (65%) é quase o dobro ao da
Península de Setúbal (35%).
Relativamente ao indicador parcial de produção de RCD resultante de trabalhos de
remodelação observa-se que na AML a maioria dos RCD (43%) com esta origem é produzida no
município de Lisboa. Além disso, a Grande Lisboa produz maior quantidade de RCD resultante
de actividades de remodelação (80%) que a Península de Setúbal (20%). A composição deste
indicador também demonstra que o fluxo de RCD, através dos sistemas de recolha
51
Indicador calculado com base na proporção (%) dos RCD gerados em novas construções de acordo com a AML e seus municípios.
103
implementados pelos municípios e através de entregas livres e voluntárias nos ecocentros, são
muito inferiores quando comparados com os movimentos de carga estimados através da
recolha e transporte pelas companhias. Isto parece sugerir que a infra-estrutura disponível
para facilitar o fluxo de RCD, especialmente no que respeita aos resíduos produzidos em
intervenções menores, não é apropriada ou mesmo suficiente na perspectiva da distribuição
espacial e quantidade de pontos de entrega. Esta situação é mais séria na Grande Lisboa do
que na Península de Setúbal.
No Quadro 42 apresenta-se o indicador final da produção de RCD baseado na soma das
estimativas parciais para a nova construção e remodelação.
Quadro 42 - Indicador de geração de RCD em projectos urbanos pela localização geográfica no período 2006/7 (De Melo et al.,2009)
População Indicadores de geração RCD
Indicador de
geração de RCD
Hab. (10
3)
% Novas
construções (ton/dia)
Recuperação (ton/dia)
Depósitos ilegais
(ton/dia) ton/dia %
AML 2808 100 1427 2176 15,1 3619 100
Grande Lisboa
2026 72 923 1733 5,9 2661 74
Município de Lisboa
500 18 9 945 - 954 26
Peninsula de Setúbal
783 28 505 444 9,2 958 26
De acordo com os resultados, observa-se que a produção de RCD pelo município de Lisboa é
equivalente à produção pelo grupo de municípios da Península de Setúbal (26%).
Relativamente à composição do indicador, torna-se claro que a estimativa da recolha de RCD
em depósitos ilegais é insignificante quando comparada com a estimativa da produção de RCD
pelas novas construções e recuperações o que leva à fraca consistência dos dados. De facto, é
evidente que a quantidade de RCD recolhida em depósitos ilegais é bastante superior à
apresentada no Quadro 42.
Interessa referir que as estatísticas do INE referentes a ocorrência de trabalhos de recuperação
só consideram as operações licenciadas. Por esta razão, não seria fiável estimar a produção de
RCD resultante de trabalhos de recuperação sem ter em consideração os trabalhos informais
que parecem ter um forte contributo para a quantidade total de RCD produzidos.
104
Monitorização dos destinos finais dos RCD na AML
Relativamente ao destino final dos RCD (ver Quadro 43) importa referir que apenas se conhece
o destino de 31.6% do total dos RCD produzidos na AML. Os destinos finais foram divididos em
2 grupos: sistema de deposição em aterro e companhias de tratamento, reutilização e/ou
eliminação. Através da consulta da tabela é interessante destacar que a sub-região
responsável pela produção de uma maior quantidade de RCD (Grande Lisboa, origem dos RCD
= 73.5%) corresponde à que está equipada com a menor infra-estrutura para o destino final de
resíduos (Grande Lisboa, destino de RCD= 24.8%). Isto significa, que a Península de Setúbal
tem sido o destino final de uma porção significativa dos RCD produzidos na AML,
especialmente no que se refere aos resíduos produzidos no município de Lisboa.
Quadro 43 - Indicador de geração de RCD em projectos urbanos pela localização geográfica no período 2006/7 (De Melo,2009)
RCD
Localização geográfica
ton/ano (10
3) %
Estimativa de geração de RCD 1129 100 AML
830 73,5 Grande Lisboa
299 26,5 Península de Setúbal
Destinos desconhecidos de RCD 773 68,4
Destinos conhecidos de RCD 356 31,6
Sistema de aterros (empresas públicas)
A3 e A4 61 17 Península de Setúbal
A2 4 1,2 Grande Lisboa
A1 0,015 0
Tratamento, reutilização e ou
deposição em aterro (empresas privadas)
R3 107 30,1 Peninsula de Setúbal
R4 100 28,1
R1 64 17,9 Grande Lisboa
R2 20 5,7
Total 356 100
105
Anexo VIII – Empresas de GRCD na AML
Quadro 44 – Lista de centrais encontradas na AML. Empresas assinaladas com * responderam a questionários via e-mail ou contacto telefónico.
Empresa Tipo Freguesia Incluído no modelo
Soarvamil* reciclagem Corroios sim
Citri* reciclagem Sado sim
Bucelbritas reciclagem Bucelas sim
Transucatas reciclagem Paio Pires sim
SGR* reciclagem Paio Pires sim
Sanestradas reciclagem S.Domingos de Rana sim
Renascimento* reciclagem Sto. Antão do Tojal sim
Ecopatrol triagem Setúbal (São Julião) sim
Asocorsul* triagem Sto. Antão do Tojal sim
Ambitrena triagem Sado sim
Quima triagem Sado sim
RGT triagem Quinta do Anjo sim
Correia Correia triagem Venda do Pinheiro sim
José M. Ferreira e Filhos triagem S.Domingos de Rana sim
Carmona triagem Barreiro sim
Armando Cunha reciclagem Caxias Não
Metalão reciclagem Vila Franca de Xira Não
Trato-lixo reciclagem S.Domingos de Rana Não
Valorbelas reciclagem S.Domingos de Rana Não
Ambilital* reciclagem Não é AML Não
Valorset* triagem Palmela Não
Miranda e Camacho triagem Pinhal Novo Não
Resotrans triagem Santo António dos Cavaleiros Não
Dividir e Separar triagem S.Domingos de Rana Não
Valorexpo triagem Camarate Não
Transp Montijense triagem Jardia Não
Valorgar triagem Não é AML Não
Algumas centrais não são incluídas no modelo porque têm capacidades autorizadas muito
reduzidas, podendo alterar com pouco impacto o fluxo de RCD a nível da própria freguesia.
Outras centrais não são incluídas porque não pertencem à AML embora estejam muito perto,
tendo sido importantes no fornecimento de alguns dados.
106
Anexo IX - Cálculo dos custos para matriz custo
Consideram-se para efeitos de cálculo as centrais com capacidades autorizadas mais
representativas.
Quadro 45 – Capacidades autorizadas das centrais de reciclagem
Centrais Reciclagem Capacidades actuais autorizadas
(ton/ano)
bucelbrita 230000
transucatas 210000
soarvamil 120000
citri 150000
sanestradas 230720
renascimento 200000
SGR 100000
Média 177245,71
20% 35449,14
Conservativamente considera-se que o processamento real nas centrais é 20% das capacidades
autorizadas. Na recolha de dados teve-se acesso às capacidades reais de duas empresas
(Soarvamil e Ambitrena) sendo a média do processamento real destas em relação à
capacidade autorizada de 13%.
Quadro 46 – Capacidades autorizadas das centrais de triagem
Centrais de triagem Capacidades actuais autorizadas
(ton/ano)
Quima 313995
Ecopatrol 61000
A Asocorsul 15000
Ambitrena 150000
José M. Ferreira 57600
RGT 24120
Carmona 40000
Correia Correia 37000
Média 87339,375
40% 34935,75
Considera-se que as centrais de triagem funcionam a 40% da sua capacidade, uma vez que na
recolha de dados (por via telefónica) houve a informação de que estas centrais estariam a
funcionar a pouco menos de metade da sua capacidade autorizada.
Os valores encontrados para os vários processos correspondem aproximadamente aos valores
obtidos junto às empresas.
107
Quadro 47 – Custo unitário do processo na central de triagem
Central Triagem Custo (€/ano)
equipamento manutenção energia
Báscula 639 134 6,84
Escavadora 6750 4486 12312
Alimentador Vibratório 14250 1117 2216
Trituração (martelos/tesouras) 6000 1670 12996
Cabine de separação manual 242 51 38
27881 7458 27569
Total 62908
Mão-de-obra 26693
Total (€/ton) ano (62908+26693)/ 34935,75= 2,56
Quadro 48 – Custo unitário do processo triagem incorporada
Triagem incorporada Custo (€/ano)
equipamento manutenção energia
Báscula 639 134 6,84
Escavadora 6750 4486 12312
Alimentador Vibratório 14250 1117 2216
Cabine de separação manual 242 51 38
21881 5788 14573
Total 42242
Mão-de-obra 39069,55
Total (€/ton) ano (42242+39069,55)/ 35449,14 = 2,29
Quadro 49 – Custo unitário do processo reciclagem LQ
Central reciclagem LQ Custo (€/ano)
equipamento manutenção energia
Mesa vibratória 13721 1037 2531
Magnete 3168 257 889
Britadeira 13000 1183 15048
29888,97 2477 18468
Total 50833,97
Mão-de-obra 16744,09
Total (€/ton) ano (50833,97+16744,09)/ 35449,14 = 1,91
108
Quadro 50 – Custo unitário do processo reciclagem HQ
Central Reciclagem HQ Custo (€/ano)
equipamento manutenção energia
Mesa vibratoria 1 13721 1037 2530,8
Magnete 3168 257 889,2
Britadeira 13000 1183 15048
separador de ar 5000 3888 861.84
Gerador corrente "eddy" 6541 257 2243,52
Mesa vibratoria 2 13721 1037 3050,64
Separador a ar pulsante 34417 8165 17373,6
espirais 3346 651 3693,6
92914 16475 45691
Total 155080
Mão-de-obra 16744,092
Total (€/ton) ano (155080+16744,092)/( 35449,14 *0,5) = 10
Nota: considera-se o fluxo de entrada neste processo como 50% do que entra na
reciclagem LQ.
Anexo X – Conjunto de materiais de entrada e saída nos processos
O Quadro X apresenta a sequência lógica da ligação entre os vários processos e materiais que é
reflexo da interpretação do layout final do modelo da secção 3.2.2.2 e que por sua vez está
implícito na matriz transformação.
Quadro 51 – Correspondências utilizadas nos conjuntos Iksk,s e Oksk,s da formulação matemática
Materiais s de entrada nas tarefas
k
Materiais s produzidos nas tarefas k
Processo Entrada Processo Saída
Processo Saída
Processo Saída
k0 s1 k0 s1
k2 s6
k4 s6
k0 s2 k0 s2 k2 s7 k4 s7
k1 s1 k1 s3 k2 s8 k4 s8
k1 s2 k1 s4 k2 MR1 k4 s11
k2 s1 k1 s5 k2 MR2 k4 MR2
k2 s2 k1 s6 k3 s5 k5 s12
k3 s3 k1 s7 k3 s6
k3 s4 k1 s8 k3 s7
k4 s10 k1 MR1 k3 s8
k5 s1 k1 MR2 k3 s9
k5 s2 k2 s3 k3 s10
k5 MR1 k2 s4 k3 MR2
k5 MR2 k2 s5 k4 s5
109
Anexo XI – Freguesias da AML
Quadro 52 – Freguesias AML e respectivos nós
Nó Freguesia nó Freguesia nó Freguesia
i1 Sesimbra (Santiago) i73 Mercês i145 Charneca
i2 Sado i74 Caxias i146 Prior Velho
i3 Setúbal (Nossa Senhora Da
Anunciada) i75 Algés i147 São Brás
i4 Setúbal (São Julião) i76 São Vicente De Fora i148 Rio De Mouro
i5 Setúbal (Santa Maria Da Graça) i77 Santo Isidro De Pegões i149 Olival De Basto
i6 Setúbal (São Sebastião) i78 Cruz Quebrada-Dafundo i150 Sintra (São Pedro De
Penaferrim)
i7 São Simão i79 Socorro i151 Odivelas
i8 Gâmbia-Pontes-Alto Da Guerra i80 Santa Justa i152 Sacavém
i9 Sesimbra (Castelo) i81 São Francisco Xavier i153 Póvoa De Santo Adrião
i10 São Lourenço i82 Graça i154 Famões
i11 Quinta Do Conde i83 Linda-A-Velha i155 Camarate
i12 Fernão Ferro i84 Santa Engrácia i156 Casal De Cambra
i13 Coina i85 São José i157 Ramada
i14 Palmela i86 Santo Condestável i158 Bobadela
i15 Palhais i87 Santa Isabel i159 Belas
i16 Quinta Do Anjo i88 São Mamede i160 Apelação
i17 Arrentela i89 Ajuda i161 Santo António Dos
Cavaleiros
i18 Santo António Da Charneca i90 Alcântara i162 Alcochete
i19 Aldeia De Paio Pires i91 Montijo i163 Algueirão-Mem Martins
i20 Charneca De Caparica i92 Pena i164 Caneças
i21 Santo André i93 Coração De Jesus i165 Sintra (Santa Maria E São
Miguel)
i22 Vale Da Amoreira i94 Anjos i166 Frielas
i23 Seixal i95 Queijas i167 Unhos
i24 Corroios i96 Estoril i168 São João Da Talha
i25 Amora i97 Penha De França i169 Sintra (São Martinho)
i26 Verderena i98 São Jorge De Arroios i170 Canha
i27 Marateca i99 Samouco i171 Colares
i28 Alto Do Seixalinho i100 São Sebastião Da
Pedreira i172 Santa Iria De Azoia
i29 Sobreda i101 São João i173 Pêro Pinheiro
i30 Costa Da Caparica i102 Poceirão i174 Póvoa De Santa Iria
i31 Feijó i103 Carnaxide i175 Loures
i32 Laranjeiro i104 Campolide i176 Santo Antão Do Tojal
i33 Barreiro i105 Beato i177 Forte Da Casa
i34 Moita i106 São Francisco i178 Montelavar
i35 Trafaria i107 Cascais i179 São Julião Do Tojal
i36 Pinhal Novo i108 Alfragide i180 Almargem Do Bispo
i37 Cova Da Piedade i109 São João De Deus i181 Terrugem
110
i38 Caparica i110 Alto Do Pina i182 Vialonga
i39 Pragal i111 Buraca i183 Fanhões
i40 Baixa Da Banheira i112 Nossa Senhora De
Fátima i184 Lousa
i41 Alhos Vedros i113 Alvalade i185 Santo Estêvão Das Galés
i42 Almada i114 Damaia i186 Cheleiros
i43 Cacilhas i115 Porto Salvo i187 Sobralinho
i44 Lavradio i116 Barcarena i188 São João Das Lampas
i45 Alto-Estanqueiro-Jardia i117 São Domingos De Rana i189 Alverca Do Ribatejo
i46 Gaio-Rosário i118 São Domingos De
Benfica i190 Alhandra
i47 Sarilhos Pequenos i119 Reboleira i191 Bucelas
i48 Sarilhos Grandes i120 Benfica i192 São Miguel De Alcainça
i49 Afonsoeiro i121 Venda Nova i193 Igreja Nova
i50 Santa Maria De Belém i122 Campo Grande i194 Calhandriz
i51 Parede i123 Marvila i195 Malveira
i52 Carcavelos i124 Venteira i196 Venda Do Pinheiro
i53 São Paulo i125 São João De Brito i197 Milharado
i54 Mártires i126 Massamá i198 Carvoeira
i55 Sé i127 Falagueira i199 São João Dos Montes
i56 Santos-O-Velho i128 São Marcos i200 Gradil
i57 Madalena i129 Monte Abraão i201 Ericeira
i58 Pegões i130 Queluz i202 Vila Franca Do Rosário
i59 São Miguel i131 Alcabideche i203 Mafra
i60 São Nicolau i132 Alfornelos i204 Castanheira Do Ribatejo
i61 Sacramento i133 Carnide i205 Cachoeiras
i62 Santo Estêvão i134 Mina i206 Sobral Da Abelheira
i63 Santiago i135 Cacém i207 Enxara Do Bispo
i64 Atalaia i136 Moscavide i208 Santo Isidoro
i65 Castelo i137 Brandoa i209 Vila Franca De Xira
i66 Oeiras E São Julião Da Barra i138 Lumiar i210 Azueira
i67 São Cristóvão E São Lourenço i139 Santa Maria Dos Olivais i211 Encarnação
i68 Encarnação i140 Agualva
i69 Paço De Arcos i141 Portela
i70 Prazeres i142 Mira-Sintra
i71 Santa Catarina i143 Pontinha
i72 Lapa i144 Ameixoeira
111
Anexo XII - Valor de ,s ih por freguesia para cada RCD
Quadro 53 - Geração de RCD por freguesia
nó Geração total média (ton)
S1 S2 nó Geração
total média (ton)
S1 S2
i1 425 127,5 297,5 i107 2436 730,8 1705,2
i2 85 25,5 59,5 i108 182 54,6 127,4
i3 1020 306 714 i109 1276 382,8 893,2
i4 2656 796,8 1859,2 i110 4503 1350,9 3152,1
i5 2240 672 1568 i111 259 77,7 181,3
i6 5362 1608,6 3753,4 i112 15383 4614,9 10768,1
i7 187 56,1 130,9 i113 2795 838,5 1956,5
i8 235 70,5 164,5 i114 2333 699,9 1633,1
i9 892 267,6 624,4 i115 37 11,1 25,9
i10 244 73,2 170,8 i116 1259 377,7 881,3
i11 221 66,3 154,7 i117 2019 605,7 1413,3
i12 176 52,8 123,2 i118 9528 2858,4 6669,6
i13 2087 626,1 1460,9 i119 37 11,1 25,9
i14 805 241,5 563,5 i120 5919 1775,7 4143,3
i15 85 25,5 59,5 i121 735 220,5 514,5
i16 1140 342 798 i122 3233 969,9 2263,1
i17 1507 452,1 1054,9 i123 11707 3512,1 8194,9
i18 1313 393,9 919,1 i124 1178 353,4 824,6
i19 548 164,4 383,6 i125 16199 4859,7 11339,3
i20 579 173,7 405,3 i126 309 92,7 216,3
i21 645 193,5 451,5 i127 1269 380,7 888,3
i22 75 22,5 52,5 i128 730 219 511
i23 548 164,4 383,6 i129 69 20,7 48,3
i24 2359 707,7 1651,3 i130 587 176,1 410,9
i25 2041 612,3 1428,7 i131 2457 737,1 1719,9
i26 2011 603,3 1407,7 i132 12 3,6 8,4
i27 643 192,9 450,1 i133 4557 1367,1 3189,9
i28 708 212,4 495,6 i134 846 253,8 592,2
i29 341 102,3 238,7 i135 1512 453,6 1058,4
i30 1403 420,9 982,1 i136 3432 1029,6 2402,4
i31 2302 690,6 1611,4 i137 1920 576 1344
i32 1966 589,8 1376,2 i138 11550 3465 8085
i33 3920 1176 2744 i139 7006 2101,8 4904,2
i34 786 235,8 550,2 i140 9717 2915,1 6801,9
i35 1671 501,3 1169,7 i141 0 0 0
i36 2208 662,4 1545,6 i142 523 156,9 366,1
i37 1429 428,7 1000,3 i143 3127 938,1 2188,9
i38 3956 1186,8 2769,2 i144 1146 343,8 802,2
i39 2485 745,5 1739,5 i145 773 231,9 541,1
112
i40 1294 388,2 905,8 i146 169 50,7 118,3
i41 1759 527,7 1231,3 i147 2102 630,6 1471,4
i42 3590 1077 2513 i148 16175 4852,5 11322,5
i43 1362 408,6 953,4 i149 589 176,7 412,3
i44 2652 795,6 1856,4 i150 2320 696 1624
i45 323 96,9 226,1 i151 1844 553,2 1290,8
i46 222 66,6 155,4 i152 2636 790,8 1845,2
i47 435 130,5 304,5 i153 1340 402 938
i48 399 119,7 279,3 i154 330 99 231
i49 409 122,7 286,3 i155 2620 786 1834
i50 5860 1758 4102 i156 2347 704,1 1642,9
i51 2126 637,8 1488,2 i157 856 256,8 599,2
i52 1067 320,1 746,9 i158 36 10,8 25,2
i53 9053 2715,9 6337,1 i159 133 39,9 93,1
i54 3452 1035,6 2416,4 i160 0 0 0
i55 1148 344,4 803,6 i161 189 56,7 132,3
i56 5940 1782 4158 i162 2117 635,1 1481,9
i57 1491 447,3 1043,7 i163 17651 5295,3 12355,7
i58 108 32,4 75,6 i164 1079 323,7 755,3
i59 10989 3296,7 7692,3 i165 1345 403,5 941,5
i60 8002 2400,6 5601,4 i166 187 56,1 130,9
i61 699 209,7 489,3 i167 452 135,6 316,4
i62 4890 1467 3423 i168 623 186,9 436,1
i63 2665 799,5 1865,5 i169 287 86,1 200,9
i64 46 13,8 32,2 i170 147 44,1 102,9
i65 2803 840,9 1962,1 i171 5448 1634,4 3813,6
i66 307 92,1 214,9 i172 1279 383,7 895,3
i67 4152 1245,6 2906,4 i173 535 160,5 374,5
i68 2839 851,7 1987,3 i174 1483 444,9 1038,1
i69 426 127,8 298,2 i175 759 227,7 531,3
i70 10066 3019,8 7046,2 i176 534 160,2 373,8
i71 7660 2298 5362 i177 29 8,7 20,3
i72 6089 1826,7 4262,3 i178 576 172,8 403,2
i73 1628 488,4 1139,6 i179 676 202,8 473,2
i74 502 150,6 351,4 i180 1755 526,5 1228,5
i75 1933 579,9 1353,1 i181 1058 317,4 740,6
i76 5782 1734,6 4047,4 i182 361 108,3 252,7
i77 49 14,7 34,3 i183 16 4,8 11,2
i78 813 243,9 569,1 i184 228 68,4 159,6
i79 2679 803,7 1875,3 i185 189 56,7 132,3
i80 5788 1736,4 4051,6 i186 969 290,7 678,3
i81 1903 570,9 1332,1 i187 90 27 63
i82 9375 2812,5 6562,5 i188 2053 615,9 1437,1
i83 355 106,5 248,5 i189 2513 753,9 1759,1
i84 9636 2890,8 6745,2 i190 925 277,5 647,5
113
i85 4457 1337,1 3119,9 i191 141 42,3 98,7
i86 15441 4632,3 10808,7 i192 34 10,2 23,8
i87 23376 7012,8 16363,2 i193 6383 1914,9 4468,1
i88 2376 712,8 1663,2 i194 36 10,8 25,2
i89 6145 1843,5 4301,5 i195 4421 1326,3 3094,7
i90 11565 3469,5 8095,5 i196 1069 320,7 748,3
i91 6719 2015,7 4703,3 i197 925 277,5 647,5
i92 9345 2803,5 6541,5 i198 496 148,8 347,2
i93 769 230,7 538,3 i199 456 136,8 319,2
i94 11251 3375,3 7875,7 i200 1308 392,4 915,6
i95 185 55,5 129,5 i201 3008 902,4 2105,6
i96 1763 528,9 1234,1 i202 325 97,5 227,5
i97 4783 1434,9 3348,1 i203 3108 932,4 2175,6
i98 14936 4480,8 10455,2 i204 919 275,7 643,3
i99 266 79,8 186,2 i205 201 60,3 140,7
i100 3132 939,6 2192,4 i206 12 3,6 8,4
i101 6815 2044,5 4770,5 i207 958 287,4 670,6
i102 1280 384 896 i208 412 123,6 288,4
i103 622 186,6 435,4 i209 5514 1654,2 3859,8
i104 19245 5773,5 13471,5 i210 47 14,1 32,9
i105 11419 3425,7 7993,3 i211 1492 447,6 1044,4
i106 706 211,8 494,2