vermicompostagem - dimensionamento de unidades e tratamento

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VERMICOMPOSTAGEM DIAGNÓSTICO ATUAL DOS PRINCIPAIS FLUXOS DE RESÍDUOS SÓLIDOS EM PORTUGAL Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Nelson Lourenço FUTURAMB Fev. 2014

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Diagnóstico atual dos principais fluxos de resíduos sólidos em Portugal. Contributo da vermicompostagem para tratamento dos resíduos no próprio local de produção através do dimensionamento de unidades de tratamento.

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Page 1: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

VERMICOMPOSTAGEM

DIAGNÓSTICO ATUAL DOS PRINCIPAIS FLUXOS DE RESÍDUOS SÓLIDOS EM PORTUGAL

Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

Nelson LourençoFUTURAMBFev. 2014

Page 2: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

1. Índice

1. Fluxos de resíduos orgânicos objeto de estudo;

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos;

3. Análise aos diferentes fluxos de resíduos produzidos;

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem;

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem em espaço urbano e rural;

6. Medidas a adotar;

7. Conclusões.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 2

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1. FLUXOS DE RESÍDUOS ORGÂNICOS OBJETO DE ESTUDO

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 3

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1. Fluxos de resíduos orgânicos objeto de estudo

a) Resíduos urbanos – FORSU/RUB;

b) Resíduos agrícolas – estrumes e resíduos das culturas;

c) Resíduos resultantes do tratamento de águas residuais urbanas

c1) Lamas de depuração;

c2) Gradados;

c3) Gorduras;

c4) Areias;

d) Resíduos industriais – borras de café;

e) Resíduos florestais e silvícolas;

f) Óleos e gorduras alimentares usados;

g) Fluxos específicos de resíduos.

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2. PROBLEMAS AMBIENTAIS ASSOCIADOS AOS RESÍDUOS ORGÂNICOS

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Page 6: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos

— Abandono dos resíduos na via pública.

— Aumento dos custos relacionados com a gestão de resíduos (recolha seletiva e/ou indiferenciada) e limpeza urbana por parte das autarquias.

— Aumento das taxas de gestão de resíduos com repercussões nos cidadãos.

— Transporte dos resíduos por longas distâncias, aumentando as emissões de GEE por tonelada transportada.

— Diminuição do tempo de vida útil dos aterros.

— Insatisfação social, sobretudo relacionada com as taxas de gestão de resíduos.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 6

Caso particular dos resíduos urbanos

Page 7: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos

Produção de gases de efeito estufa através da

decomposição dos resíduos

Produção de gases de efeito estufa

através do equipamento

mecânico

Ocupação dos Aterros Sanitários – perda de recursos e matérias primas | desvio de matéria orgânica dos solos

agrícolas

Produção de lixiviados através da

decomposição dos resíduos

Nota: O óxido nitroso (N2O) apresenta um potencial de efeito estufa 300 vezes superior comparativamente ao dióxido de carbono (CO2). O metano (CH4), apresenta 20 a 25 mais potencial de efeito estufa que o CO2..13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 7

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13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB

8

Deposição dos resíduos verdes e das culturas

como RU

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2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos

— Abandono dos resíduos no solo originando emissões de GEE, contaminação do meio hídrico e poluição visual.

— Queima dos resíduos interrompendo-se o ciclo dos nutrientes e originando emissões de GEE.

— Aplicação por diversas vezes sem controle dos estrumes, originando sobrefertilização, acidificação dos solos e contaminação e eutrofização do meio hídrico.

— Aplicação de agroquímicos, reduzindo a qualidade do solo e das culturas, facilitando a criação de monopólios a nível dos produtos fertilizantes.

— Criação de problemas de saúde pública, sobretudo relacionados com a deficiente qualidade dos alimentos.

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Caso particular dos resíduos agrícolas

Page 10: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos

— Aumento dos custos associados com a gestão das lamas de depuração, nomeadamente o seu tratamento e deposição finais com repercussões nas entidades gestoras e diretamente nas autarquias.

— Transporte dos resíduos por longas distâncias, aumentando as emissões de GEE por tonelada transportada.

— Dificuldade na aplicação das lamas ao solo, por fatores sociais, geográficos, topográficos e de logística, originando por diversas vezes uma deposição clandestina das mesmas por parte dos operadores.

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Caso particular dos resíduos produzidos nas ETAR

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2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos

— Dificuldades na fiscalização das empresas que laboram na área, resultando em que muitas operem na clandestinidade resultando no abandono ou descargas ilegais dos resíduos.

— Realização de outras operações de eliminação dos resíduos como o enterro no solo ou a queima e na grande maioria das vezes com carácter igualmente ilegal.

— Aumento dos processos de poluição e contaminação associados com as operações de tratamento e eliminação ilegais dos resíduos.

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Caso particular dos resíduos industriais e agroindustriais

Page 12: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3. ANÁLISE AOS DIFERENTES FLUXOS DE RESÍDUOS PRODUZIDOS

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 12

Page 13: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

Caracterização física dos RU – Dados APA 2012

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB

40.5

9.913

3.61.90.9

8.5

2.9

5.8

5.63.61.9 1.7

Resíduos orgânicos domés-ticos

Plástico

Papel/cartão OutrosMetais MadeiraFinos < 20 mm CompósitosVidro Têxteis SanitáriosTêxteis VolumososVerdes (recolhidos seleti-vamente)

WCaracterização de acordo com as especificações técnicas da Portaria n.º 851/2009, de 7 de agosto, relativa à caracterização física dos RU.

WDe acordo com o Mapa de Registo de Resíduos Urbanos - MRRU, a partir de 2008 passaram a considerar-se como urbanos os resíduos com Códigos dos Capítulos 15 e 20 da Lista Europeia de Resíduos.

Page 14: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

54%

9%

21%

0%

2%

14%

Deposição em aterro Recolha seletiva ma-terial

Val. energética Trat. mecânicoVal. orgânica - recolha seletiva

Val. orgânica - recolha indiferen-ciada

Quantitativos por operação de gestão de RU – Dados APA 2012

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 14

Page 15: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 20120

1.5

3

4.5

6

0

150

300

450

600

4.36 4.42 4.39 4.47 4.64 4.65

5.14 5.19 5.184.88

4.53441 444 439 444 460 459

508 511 511486

454

Produção (10^6 t) Cap. (kg/hab.ano)Ano

Ca

p.

(kg

/ha

b.a

no

)

Deposição de RUB em aterro em Portugal Continental e RA Madeira

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 15

Pro

du

ção (

10

6 t)

Page 16: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

— Capitação anual da produção de resíduos urbanos (recolha indiferenciada + recolha seletiva):

454 kg hab.-1 ano-1 (dados APA, 2012 para Portugal Continental + RA Madeira).

— Caracterização dos resíduos urbanos:Fração orgânica (%): 40,5%* (resíduos alimentares, resíduos de jardim e outros resíduos biodegradáveis, exceto resíduos de jardim recolhidos seletivamente).

—Capitação da fração orgânica dos resíduos orgânicos domésticos: 454 kg hab.-1 ano-1 * 40,5% = 183,87 kg hab.-1 ano-1.

— Teor de RUB nos RU:De acordo com a composição física média dos RU – 55,2%.

04/13/2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 16

WRUB: Somatório dos resíduos alimentares, resíduos de jardim, resíduos verdes (recolhidos seletivamente) e papel/cartão, conforme pressupostos adotados para monitorização do cumprimento da Diretiva Aterros.

Page 17: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

— Janeiro de 2006: redução para 75 % da quantidade total, em peso, dos RUB produzidos em 1995 para deposição em aterro - 1.689.750 toneladas.

— Janeiro de 2009: redução para 50% da quantidade total, em peso, dos resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em 1995 para deposição em aterro - 1.126.500 toneladas.

— Janeiro de 2016: redução para 35% da quantidade total, em peso, dos resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em 1995 para deposição em aterro - 788.550 toneladas.

Planos e estratégias em Portugal – ENRRUBDA (metas iniciais)

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Em 1995 foram produzidos 2.252.720 t de RUB.

Page 18: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 20120

0.5

1

1.5

2

2.5

0%

25%

50%

75%

100%

2.07 2.01 1.97 1.96 1.93 1.85 1.83 1.75 1.831.67

1.41

92% 89% 87% 87% 86% 83% 82%78% 81%

74%

63%

Deposição de RUB em aterro (10^6 t) Deposição de RUB em aterro (% 1995)

Ano

De

po

siç

ão

RU

B e

m a

terr

o (

%)

19

95

)

Deposição de RUB em aterro

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 18

Dep

osiç

ão d

e R

UB

em

ate

rro (

10

6 t)

Page 19: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

— Atrasos na entrada em exploração de novas unidades industriais de valorização orgânica e problemas na implementação da recolha seletiva de RUB, impediram o cumprimento da meta de redução para 50% (%1995) da deposição de RUB em aterro, até julho de 2013.

— Afastamento dos objetivos de recolha seletiva de orgânicos preconizados no ENRRUBDA.

— Obrigatória a recalendarização das metas comunitárias de desvio de RUB de aterro relativas a 2009 e 2016, para 2013 e 2020, recorrendo-se à derrogação prevista no Art. 5.º da Diretiva Aterros (Art.º 8.º do D.L. 183/2009).

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 19

Jan. 2006 Jan. 2009 Jan. 20160.0E+00

5.0E+05

1.0E+06

1.5E+06

2.0E+06

Horizonte

Deposiç

ão R

UB

em

ate

rro (

t)

Page 20: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

— O cumprimento das metas relativas à quantidade de RUB destinados aos aterros encontra-se dependente da conclusão e da construção de novas unidades para a valorização orgânica dos resíduos.

— Necessidade de reprogramação de candidaturas a financiamento comunitário.

— Atrasos ao nível dos processos de concurso para a conceção e construção de infraestruturas industriais de tratamento de RUB;

— O 3.º período (3.º Aviso) para a apresentação de candidaturas ao POVT não se verificou, contrariamente ao previsto.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 20

Para fazer face a estes

constrangimentos, o PERSU 2020 deveria

promover e fortalecer o

tratamento dos resíduos porta-a-

porta

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3.1. Resíduos Sólidos Urbanos – FORSU/RUBDiretiva Aterros

Recalendarização da meta de desvio de RUB de aterro (DL n.º 183/2009, de 10 de agosto):

— Até julho de 2013: redução para 50 % da quantidade total, em peso, dos RUB produzidos em 1995 para deposição em aterro - 1.126.500 toneladas.

— Até julho de 2020: redução para 35% da quantidade total, em peso, dos resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em 1995 para deposição em aterro - 788.550 toneladas.

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Jul. 2013 Jul. 20200.0E+00

3.0E+05

6.0E+05

9.0E+05

1.2E+06

Horizonte

Deposiç

ão R

UB

em

ate

rro (

t)

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3.2. Resíduos produzidos nas ETAR Gradados

— São constituídos, para além de materiais inertes com ou sem valorização orgânica aparente, por restos de matéria orgânica que deverá ser tratada e desviada de aterro.

— A sua constituição é extremamente variável.

— De acordo com a AdA, SA, num ensaio realizado, a composição de uma amostra de gradados proveniente da ETAR de Lagoa registou os seguintes valores:

WCOT: 31%.WMatéria orgânica (estimativa):

53,32%.WEscherichia coli: 2,45*105 NMP g-

1.13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 22

Page 23: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.2. Resíduos produzidos nas ETARGorduras

— Apresentam uma produção extremamente variável, dependo do caudal efluente às ETAR e da eficiência do desengordurador.

— A sua constituição é também extremamente variável.

— De acordo com a AdA, SA, num ensaio realizado, a composição de uma amostra de gradados proveniente da ETAR de Lagoa registou os seguintes valores:

WCOT: 38%.WMatéria orgânica (estimativa): 65,36%.WEscherichia coli: 6,49*105 NMP g-1.

— De acordo com os dados da AdA, SA, a produção média de gorduras na ETAR de Lagoa é de aprox. 1,5 t mês-1.

— Concentração típica de gorduras num efluente doméstico: 100 mg/L.

— 1 kg de gorduras ≈ 2,4 kg CQO.13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 23

Page 24: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.2. Resíduos produzidos nas ETARAreias

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— Podendo inicialmente pensar-se como um recurso sem valor económico, o seu teor apreciável em matéria orgânica, torna-o um fluxo a desviar de aterro.

— A quantidade e respetivo teor de matéria orgânica produzidas dependerão na natureza do processo de tratamento de efluentes, nomeadamente a sua componente física.

Page 25: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.2. Resíduos produzidos nas ETAR Lamas de depuração

— Em Portugal, no ano de 2005 foram produzidas aproximadamente 350.000 t ano-1 em matéria seca de lamas de depuração, aproximadamente 1,4 vezes superior à quantidade produzida em 1998 (250.000 t).

— Estima-se atualmente, que a produção total de lamas na UE para os anos mais recentes seja de 10.000.00 t ano-1 (Milieu et al., 2008).

— Em Portugal, a produção de lamas em 2006 atingiu valores aproximados de 840 t dia-1 em matéria seca (cerca de 1,7 vezes a produção de 1999 e 3,6 vezes a produção de 1994).

— Em Portugal, é possível estimar a produção atual de lamas em 400.000 t ano-1.

— Estima-se atingir em Portugal em 2020, a produção de 700.000 t .

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 25

Page 26: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.3. Resíduos industriais e agroindustriaisBorras de café

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— Aprox. 80% da população consome café tendo, em 2008, sido registada uma capitação de 4,05 kg de café verde (Anónimo 1, 2009 - 2010), estimando-se uma produção de 40.000 toneladas ano-

1 em Portugal.

— Na indústria de café solúvel, uma tonelada de café verde origina em média 650 kg de borra ao passo que 1 kg de café solúvel produzido, origina 2 kg de borra húmida, com 70-80% de humidade (Vegro & Carvalho, 2006).

— O destino continua ainda a ser o aterro sanitário como parte integrante dos RU ou através de recolha seletiva conjuntamente com os RUB.

Page 27: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.3. Resíduos industriais e agroindustriaisResíduos vinícolas

— Uma exploração de 2 hectares de vinha origina uma produção estimada de uva para vinho de 12 tonelada por hectare e um total de 24 toneladas, podendo originar aprox. 7,2 t de resíduos vinícolas:

WBagaço: 3,24 t.WEngaço: 0,96 t.WFolhelho: 1,46 t.WGrainha: 0,72 t.WBorra: 0,94 t.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 27

Page 28: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.3. Resíduos industriais e agroindustriaisOutros fluxos

— Lagares de azeite.

— Industria cervejeira.

— Laticínios.

— Matadouros.

— Processamento de alimentos a partir de produtos hortícolas e frutícolas: tomate, laranja, etc.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 28

Page 29: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.4. Resíduos agrícolas

— Estrumes (aviário, equino, bovino, suíno, ovino, caprino, etc.).

— Resíduos das culturas hortícolas e frutícolas, incluindo produtos impróprios para consumo.

— Resíduos de podas e desmatações, resultantes da manutenção do espaço agrícola e hortícola.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 29

Page 30: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.4. Resíduos agrícolas

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 30

Espécie pecuária kg dia-1 kg semana-1 t mês-1 t ano-1

Vaca leiteira 37,17 260,19 1,15 13,57Bovino engorda 27,18 190,26 0,84 9,92

Vitela 5,60 39,19 0,17 2,04Leitão 1,00 6,99 0,03 0,36

Porco engorda (30 kg)

1,90 13,27 0,06 0,69

Porco engorda (70 kg)

4,40 30,77 0,14 1,60

Porco engorda (100 kg)

6,72 47,04 0,21 2,45

Porca reprodutora 4,00 28,00 0,12 1,46Varrasco 4,99 34,94 0,15 1,82Ovelha 1,80 12,60 0,06 0,66

Galinha poedeira 0,10 0,67 0,00 0,03Frango 0,06 0,45 0,00 0,02Perú 0,32 2,26 0,01 0,12

Cavalo 20,43 143,01 0,63 7,46

Produção de estrumes por diversas espécies animais

Page 31: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.5. Resíduos florestais e silvícolas

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 31

— A produção de biomassa é parte integrante da manutenção dos agro-sistemas. A sua queima ainda representa o ato de gestão mais comummente utilizado.

Espécie florestal Produção (103 t ano-1)Pinheiro bravo 10.780 ± 1.078

Sobreiro 5.089 ± 509

Eucalipto 5.948 ± 575

Azinheira 3.296 ± 330

Carvalho 668 ± 67Pinheiro manso 670 ± 67

Castanheiro 207 ± 21Outras resinosas 234 ± 23

Outras folhosas 520 ± 52Total 27.412 ± 2.741

Quantidade de resíduos estimada para a floresta portuguesa (Adaptado de:

Lourenço, 2010)

Page 32: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.6. Óleos e gorduras alimentares usados

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 32

— A produção de OAU a nível doméstico é de 3 a 5 kg hab.-1 ano-1.

— A sua eliminação, através dos coletores urbanos em geral, dificulta e encarece os sistemas de gestão e tratamento de águas residuais, com repercussões negativas ao nível das tarifas do saneamento, comportando um risco associado de contaminação dos solos bem como das águas superficiais e subterrâneas.

— O seu transporte para tratamento e produção de biodiesel acarreta a produção de emissões de GEE.

Page 33: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.6. Óleos e gorduras alimentares usados

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 33

Norte Centro Lisboa e Vale do Tejo

Alentejo Algarve0.0E+00

4.0E+03

8.0E+03

1.2E+04 11,198.4

6,157

10,940

1,7951,291

Região (NUT II)

Quanti

dade d

e O

AU

(t)

Quantidade de OAN que gera resíduo considerando que 80% é resíduo

Page 34: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.6. Óleos e gorduras alimentares usados

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 34

62%

37%

1%

DomésticoHotelariaRestauração (HORECA)

Origem das produções de OAU

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3.7. Fluxos específicos de resíduos

— Dejetos de animais de estimação.

— Resíduos verdes e de jardim.

— Beatas de cigarros.

— Óleos lubrificantes.

— Resíduos de mercados de produtos hortícolas e frutícolas.

— Têxteis.

— Papel higiénico – parte integrante dos RU como têxteis sanitários.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 35

Page 36: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.7. Fluxos específicos de resíduosDejetos de animais de estimação

— Produção diária estimada por cão: 300 g, equivalente a aproximadamente 110 kg ano-1 (Agência de Proteção Norte Americana).

— Estima-se que cada animal seja produtor de anualmente de 73 kg de dejetos.

— Microrganismos patogénicos nos dejetos:

WSalmonella spp. | Escherichia coli.

WLombrigas (nemátodo Ascaris lumbricoides).

WTénias (Taenia solium e Taenia saginata).

WCampylobacter spp., Clostridium perfringens, Enterococcus spp. (Egeler et al., 2007): 13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 36

Page 37: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.7. Fluxos específicos de resíduosResíduos verdes e de jardim

— De acordo com a Portaria n.º 851/2009 de 7 de agosto, relativa à análise dos RU produzidos, os resíduos de jardim diferenciam-se dos resíduos verdes recolhidos seletivamente.

— Um m2 de relva quando cortada, origina em média origina 2 a 6 kg de resíduos.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 37

Page 38: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.7. Fluxos específicos de resíduosBeatas de cigarro

— São consumidos, anualmente 4,5 triliões de cigarros em todo o planeta.

— Em Portugal, são depositadas mensalmente para o solo 300 milhões de beatas, o equivalente a 10 milhões de beatas diariamente.

— Apresentam um tempo de residência no ambiente entre 10 a 12 anos, não se degradando na totalidade ao fim deste tempo, libertando diversos micropoluentes.

— O acetato de celulose, um dos principais constituintes, tem vindo em ensaios realizados na FUTURAMB, a ser alvo de simplificação química por parte da ação enzimática resultante da atividade das minhocas.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 38

Page 39: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.7. Fluxos específicos de resíduosDados do autor

— Dejetos de animais de estimaçãoProdução durante 7 dias: 1420 g (cão A) + 844 g

(cão B).Capitação aprox.: 120, 6 a 202,86 g animal-1 dia-1.Resíduos recolhidos durante 7 dias.

Englobado nos RU com códigos LER 20 01 99, 20 03 99.

— Papel higiénicoProdução durante 7 dias: 38 g.Capitação aprox.: 5,43 g dia-1.Englobado nos RU com códigos LER 20 01 11, 20 01 99, 20 03 99.

— GuardanaposProdução durante 7 dias: 52 g.Capitação aprox.: 7,43 g dia-1.Englobado nos RU com códigos LER 20 01 08, 20 01 11, 20 01 99, 20 03 99.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 39

Page 40: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. DESCRIÇÃO SUMÁRIA DO PROCESSO DE VERMICOMPOSTAGEM

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Page 41: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem

— Na natureza, todos os resíduos orgânicos se decompõem embora a diferentes velocidades consoante as suas características. Através da vermicompostagem este processo de decomposição é acelerado.

— A vermicompostagem é um processo biológico controlado e aeróbio de tratamento da fração orgânica dos resíduos com recurso a microrganismos e minhocas epígeas.

— O principal produto obtido da vermicompostagem é o vermicomposto, uma mistura de excrementos de minhocas e matéria orgânica decomposta mas não digerida por elas. Este produto encontra-se devidamente estabilizado, higienizado e maturo passível de ser aplicado ao solo.

— As minhocas desempenham um importante papel no ciclo dos nutrientes.

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Page 42: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem

— Os resíduos são colocados no topo, geralmente através da abertura de uma tampa e por camadas. Após as minhocas digerirem esta camada, nova camada é adicionada e assim sucessivamente., sendo um processo em contínuo. As minhocas transformam os resíduos à superfície em vermicomposto.

— Apenas os primeiros 10 cm de materiais deverão encontrar-se húmidos para possibilitar a sobrevivência das minhocas.

— 1 m2 de área permite produzir diariamente até 3 kg de vermicomposto.

— O vermicomposto é recolhido pelo fundo da unidade de vermicompostagem.

Colocação dos resíduos

Recolha do vermicompost

o

Minhocas

Vermicomposto

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Page 43: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem

Vermicompostagem

— Higienização devido à competição, ingestão e produção de antibióticos por parte das minhocas.

— Poucas perdas de nutrientes – poluição negligenciável.

— Pode ser desenvolvida em qualquer dimensão originando economias de escala. Os custos de instalação e operacionais são reduzidos.

— 10 m2 de área conseguirão tratar aprox. 50 kg de resíduos diariamente e produzir aprox. 30 kg diariamente de vermicomposto.

Compostagem

— Higienização termofílica – morte dos organismos patogénicos. Contudo, o processo não é eficiente pois patogénicos termotolerantes poderão sobreviver. Além disso, organismos benéficos não sobrevivem às temperaturas elevadas.

— Elevadas perdas de nutrientes – poluição/contaminação.

— Difícil manutenção. Elevados custos operacionais.

— Em 10 m2 de área com 1,5 m de altura e 2 m de largura uma pilha pode produzir anualmente 7,2 toneladas de composto.13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 43

Page 44: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem

— Excelente razão custo/benefício.

— Produtos obtidos de qualidade superior.

— Destruição de organismos patogénicos incluindo ovos de helmintos (Ascaris lumbricoides), Salmonella spp, Escherichia coli e enterovírus.

— Imobilização de metais pesados.

— Baixas emissões de gases efeito estufa.

— Possibilidade de utilização porta-a-porta e no próprio local de produção dos resíduos.

— Adaptável a qualquer capitação de resíduos.

— Sem odores, sendo um processo essencialmente aeróbio. As minhocas mantêm o meio aerobicamente ativo. Os processos aeróbios são aproximadamente 10 vezes mais rápidos que os processos anaeróbios.

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Page 45: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem

— Todos os sistemas desenvolvidos pela FUTURAMB são de tratamento tipo vertical ou seja, os resíduos são adicionados à superfície (por camadas) e o vermicomposto é recolhido no fundo.

— As minhocas não necessitam de ser separadas do vermicomposto, ou seja, o vermicomposto que cai na seção própria não possui minhocas.

— Em diversas entidades em Portugal (Vale do Ave e São Miguel), os resíduos sofrem uma decomposição inicial num compartimento independente e só depois são adicionadas nas unidades de tratamento. Nos sistemas desenvolvidos pela FUTURAMB, nenhum destes processos ocorre, reduzindo-se tempo e custos, aumentando a eficiência do processo e a qualidade do vermicomposto produzido.

— A grande vantagem comparativamente às unidades anteriormente referidas é de que todo o processo de tratamento é realizado num único compartimento sendo os resíduos adicionados continuamente por “finas” camadas.

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Page 46: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem

Vermicompostagem convencional

— Elevação prévia da temperatura em secção independente .

— Necessitam de maior área superficial para tratamento.

— Processo mais lento.

— Necessário aguardar pela migração das minhocas para se recolher o vermicomposto – as minhocas estão mais dispersas.

— Quando o vermicomposto é removido poderá ser perdida uma fração considerável de minhocas.

Vermicompostagem vertical (segundo metodologia

FUTURAMB)

— Não existe elevação da temperatura – os resíduos são tratados pelas minhocas num único local.

— Redução da área necessária ao tratamento – menos operações prévias.

— Processo mais rápido.

— As minhocas permanecem sempre à superfície.

— O vermicomposto nunca contém minhocas.

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Page 47: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE VERMICOMPOSTAGEM

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Page 48: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

— Quanto se produz em resíduos.ouQuanto se deseja produzir de vermicomposto.

— A quantidade de resíduos que são tratados irá influenciar a dimensão e complexidade do sistema.

— Necessário identificar a quantidade de minhocas inicial e no estado de tratamento fixo.

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Page 49: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

N.º hab. Capitação RU (kg/hab./ano)

Matéria orgânica (%)

Quantidade média RUB tratada

Quantidade minhocas real

Densidade minhocas Área

necessária (m2)

Qte. aprox. vermicomposto

produzido (kg ano-1)kg dia-1 kg ano-1 kg N.º aprox kg m-2 N.º m-2

1

511 0,412

0,51 187,05 1,02 1.863

5 9.000

0,20 112,23

2 1,02 374,10 2,05 3.727 0,41 224,46

3 1,54 561,14 3,07 5.590 0,61 336,69

4 2,05 748,19 4,10 7.453 0,82 448,92

5 2,56 935,24 5,12 9.317 1,02 561,14

  0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 49

HabitaçõesDeterminação da capacidade e área de tratamento e capacidade de produção

de vermicomposto em função no n.º de habitantes

Page 50: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

N.º hab. Capitação RU (kg/hab./ano)

Matéria orgânica (%)

Quantidade média RUB tratada

Quantidade minhocas real

Densidade minhocas Área

necessária (m2)

Qte. aprox. vermicomposto

produzido (t ano-1)kg dia-1 t ano-1 kg N.º aprox kg m-2 N.º m-2

10

511 0,412

5,77 2,11 11,54 20.972

5 9.000

2,31 1,26

20 11,54 4,21 23,07 41.945 4,61 2,53

50 28,84 10,53 57,68 104.862 11,54 6,32

100 57,68 21,05 115,36 209.724 23,07 12,63

200 115,36 42,11 230,72 419.449 46,14 25,26

250 144,2 52,633 288,4 524311,2 57,68 31,58

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 50

Pequenos aglomeradosDeterminação da capacidade e área de tratamento e capacidade de produção

de vermicomposto em função no n.º de habitantes

Page 51: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

Área(kg m2)

Densidade minhocas

Quantidade minhocas Capacidade tratamento Capacidade produção vermicomposto

kg m-2 N m-2

Totalkg dia-1 kg semana-1 kg mês-1 kg ano-1 kg dia-1

kg semana-1

kg mês-1 kg ano-1 kg dia-1

kg N.º

1 5 9.000 5 9.000 2,5 10 77,5 912,5 1,5 6 46,5 547,5 0,548

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 51

Espaço rural – explorações agrícolasDeterminação da capacidade de tratamento e de produção de

vermicomposto em função da área disponível e da densidade de minhocas

Page 52: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

Produção vermicomposto Densidade minhocasProdução resíduos Área necessária

(m2)

Quantidade minhocas totalN.º

compartimentos t ano-1 kg d-1 Cap. produção

(kg m-2 d-1) kg m-2 N m-2 t ano-1 kg d-1 kg N.º

10 27,40 3 5 9.000 16,67 45,66 9,13 45,66 82.192 9,13

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 52

Espaço rural – explorações agrícolasDeterminação do n.º de minhocas, quantidade de resíduos, área

necessária ao tratamento e n.º de compartimentos dos vermidigestores

face à produção de vermicomposto pretendida

Page 53: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem

Espécie pecuária

Produção (kg animal-1 d-1)

N.º animais

TotalQuantidade de minhocas real

Densidade minhocas Área

necessária (m2)

Quantidade vermicompost

o (t ano-1)kg d-1 kg semana-1 t mês-1 t ano-1 kg N.º aprox. kg m-2 N m-2

Vaca leiteira 37,17 10 371,70 2601,90 11,52 135,67

743,40 1.338.120

5 9.000

148,68 81,40

Bovino engorda 27,18 10 271,80 1902,60 8,43 99,21

543,60 978.480 108,72 59,52

Vitela 5,60 10 55,98 391,86 1,74 20,43111,9

6 201.528 22,39 12,26

Leitão 1,00 5 5,00 34,97 0,15 1,82 9,99 17.982 2,00 1,09

Porco engorda (100 kg)

6,72 5 33,60 235,20 1,04 12,26 67,20 120.960 13,44 7,36

Porca reprodutor

a4,00 5 20,00 140,00 0,62 7,30 40,00 72.000 8,00 4,38

Varrasco 4,99 3 14,98 104,83 0,46 5,47 29,95 53.914 5,99 3,28Ovelha 1,80 15 27,00 189,00 0,84 9,86 54,00 97.200 10,80 5,91Galinha poedeira 0,10 25 2,38 16,63 0,07 0,87 4,75 8.554 0,95 0,52

Frango 0,06 10 0,64 4,49 0,02 0,23 1,28 2.307 0,26 0,14Perú 0,32 15 4,83 33,84 0,15 1,76 9,67 17.405 1,93 1,06

Cavalo 20,43 3 61,29 429,03 1,90 22,37122,5

8 220.644 24,52 13,42

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 53

Determinação do n.º de minhocas, quantidade de resíduos, área necessária

ao tratamento e n.º de compartimentos dos vermidigestores face à produção de vermicomposto pretendida

Page 54: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. MEDIDAS A ADOTAR

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Page 55: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

3.1. Resíduos Sólidos UrbanosFORSU/RUB

— Pouca abertura do governo em desenvolver soluções para tratamento dos resíduos orgânicos porta-a-porta.

— As distâncias percorridas pelos resíduos para tratamento são muitas vezes desnecessárias para além de levarem à emissão de GEE.

— Falta de reforço da sensibilização e formação ambiental junto das populações.

— Falta de incentivos para os habitantes que façam vermicompostagem, recolha seletiva, etc.

— Necessidade de ser reduzido o volume de resíduos atual de 1.100 L em que a responsabilidade cabe às entidades gestoras, imputando uma maior responsabilidade ao produtor. 13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 55

Page 56: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. Principais medidas a adotarFORSU/RUB – em função das falhas no PERSU 2020

— Reduzir/minimizar as distâncias percorridas pelos resíduos por parte das autarquias e operadores de gestão.

— Promover/investir no tratamento dos resíduos no próprio local de produção (in situ).

— Articular com as entidades construtoras o desenvolvimento de infraestruturas de vermicompostagem nas habitações de tratamento doméstico dos resíduos orgânicos .

— Criar incentivos para quem pratique vermicompostagem doméstica.

— Falta de políticas fortes de tratamento dos resíduos orgânicos no próprio local de produção – habitações, estabelecimentos comerciais, estabelecimentos de ensino, restauração, hotelaria, etc.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 56

Se o objetivo passa pelo cumprimento da Diretiva Aterros, e portanto pela

redução dos teores de resíduos orgânicos em aterro, porque se investem milhões de € em centrais de produção e aproveitamento de biogás – que

necessitam de matéria orgânica nos aterros?

Page 57: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. Principais medidas a adotarFORSU/RUB – em função das falhas no PERSU 2020

Benefícios para os municípiosSistemas de vermicompostagem doméstica recorrendo-se a modelos

FUTURAMB

— Capacidade de tratamento aproximada:Vermidigestor S: 98 kg ano-1 Vermidigestor M: 150 kg ano-1 Vermidigestor L: 212 kg ano-1

— Efetividade de tratamento:Vermidigestor S: 98 kg ano-1 / 168,08 kg ano-1 = 0,58 Vermidigestor M: 154 kg ano-1 / 168,08 kg ano-1 = 0,92Vermidigestor L: 212 kg ano-1 / 168,08 kg ano-1 = 1,26

— Custo hab.-1 ano-1 médio do serviço de gestão de RU (Levy & Pinela, 2008):Portugal Continental: € 36,86 Açores: € 22,01Madeira: € 25,25

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 57

Page 58: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. Principais medidas a adotarFORSU/RUB – em função das falhas no PERSU 2020

Benefícios para os municípiosSistemas de vermicompostagem doméstica recorrendo-se a modelos

FUTURAMB

Admita-se (APA, 2012):

— 454 kg RU hab.-1 ano-1.

— Fração orgânica nos RU (%): 40,5%.

— 183,87 kg ROD hab.-1 ano-1.

Então:

Custo hab.-1 ano-1 médio de gestão de ROD: € 14,93.

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Page 59: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. Principais medidas a adotarFORSU/RUB – em função das falhas no PERSU

Benefícios para os municípiosSistemas de vermicompostagem doméstica recorrendo-se a modelos

FUTURAMB

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 59

Vermidigestor S Vermidigestor M Vermidigestor L

Custo teórico futuro RU

(€ hab.-1 ano-1)

Redução Custo teórico futuro RU

(€ hab.-1 ano-1)

Redução Custo teórico futuro RU

(€ hab.-1 ano-1)

Redução(€ hab.-1 ano-

1)%

(€ hab.-1 ano-

1)%

(€ hab.-1 ano-

1)%

28,907,96 21,59

24,3612,50 33,92

21,9314,93 40,50

Redução dos custos na gestão de RU por hab.-1 ano-1 por parte das autarquias em Portugal Continental

Page 60: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. Medidas a adotar ETAR

— Reduzir os custos de logística e transporte associados à gestão de lamas, nomeadamente com o seu encaminhamento para valorização/deposição final em aterro.

— Promover a utilização da vermicompostagem para tratamento das lamas produzidas, numa fase inicial, em pequenas ETAR.

— Promover a valorização de fluxos de resíduos específicos – gradados, gorduras e areias, resultantes do processo de depuração dos efluentes urbanos.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 60

Page 61: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

6. Medidas a adotarEspaço rural – resíduos agrícolas, florestais e silvícolas

— Impedir a queima dos resíduos por parte dos produtores, criando incentivos para quem utilize os resíduos das culturas como fonte de matéria orgânica para o solo.

— Promover a utilização da vermicompostagem para tratamento dos resíduos das culturas e dos estrumes.

— Encarar os resíduos orgânicos produzidos em espaço rural numa matéria prima, que quando tratada de forma segura e adequada, contribua para o ciclo dos nutrientes e para a nutrição das culturas.

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Page 62: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

7. Conclusões

— Inviabilizar o potencial poluente e contaminante da fração orgânica dos resíduos (FOR).

— Promover o desenvolvimento sustentável e sustentado.

— Incentivar o tratamento da FOR no próprio local de produção – tratamento in situ.

— Promover a consciência ambiental no âmbito de uma correta educação e sensibilização para o tratamento dos resíduos orgânicos.

— Promover a responsabilidade social pela produção de resíduos.

— Aumentar os teores de matéria orgânica nos solos.

— Reduzir a dependência dos adubos e pesticidas por parte dos produtores e dos praticantes de agricultura e horticultura em geral.

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Page 63: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

Referências bibliográficas

— Levy, J., Pinela, A, 2008, Sistemas Tarifários de RSU em Portugal, presentation available at http://www.geota.pt/xFiles/scContentDeployer_pt/docs/articleFile164.pdf

— Milieu, WRc e RPA. 2008. Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land. Overview report. Milieu Ltd. Bélgica.

— Milieu, WRc e RPA. 2008. Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land. Report on options and impacts. Milieu Ltd. Bélgica.

— Ohr, R., Zeddies, G. (2006) Studie zur ökonomische Gesamtbetrachtung der Hundehaltung in Deutschland University of Göttingen.

13-04-2023 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 63

Page 64: Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

Respeite a engenharia ambiental e de processo associada ao desenvolvimento do vermidigestor. Respeite a atividade

inventiva e a propriedade intelectual. São elas que permitem o evoluir da sociedade

em termos científicos e tecnológicos, contribuindo para o desenvolvimento

sustentável das sociedades.

Respeite o meu trabalho.

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FUTURAMBContactos

CENTRO DE PESQUISA E INVESTIGAÇÃO EM VERMICOMPOSTAGEMFUTURLAB – DIVISÃO DE ANÁLISES QUÍMICAS, FÍSICAS E MICROBIOLÓGICASUrbanização das Oliveiras, lote 2, r/c drt., 8375-129 S. B. MessinesTel.: +351 282 330495Tlm.: +351 96 7359487 | Tlm.: +351 96 3851179

UNIDADE DE VALORIZAÇÃO ORGÂNICAFUTURLAB – DIVISÃO DE BIOLOGIA, ECOLOGIA E TOXICOLOGIA DE MINHOCASMessines de Cima, caixa-postal 5-S, 8375-047 S. B. MessinesTel.: +351 282 330495Tlm.: +351 96 7359487 | Tlm.: +351 96 3851179

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OBRIGADO

SAUDAÇÕES AMBIENTAIS