PHA 2219 Introdução à Engenharia Ambiental

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1 PHA 2219 Introdução à Engenharia Ambiental Aula 4 Resíduos Sólidos - Tratamento e Disposição Final José Carlos Mierzwa

2 Resíduos Sólidos LIXO: Restos das atividades humanas, considerados inúteis, indesejáveis ou descartáveis pelos geradores; Mistura de materiais gerados: oresidências, Comércio e Serviços, Atividades Públicas; o Até de materiais perigosos, provenientes de Processos Industriais e Atividades Médico- Hospitalares. 2

3 Definição Técnica Pela Norma NBR /2004: Materiais nos estados sólido e semisólido; Resultam de atividades da comunidade, de origem Industrial, Doméstica, Hospitalar, Comercial, Agrícola, de Serviços e de Varrição. 3

4 Classificação dos Resíduos Para os efeitos da NBR , os resíduos são classificados em: resíduos classe I - Perigosos; resíduos classe II Não perigosos; resíduos classe II A Não inertes. resíduos classe II B Inertes. 4

5 Classificação de Resíduos pela NBR Resíduo perigoso Classe I Sim NBR Sim Resíduo Tem origem conhecida? Sim Não Consta nos anexos A ou B? Não Têm características de: Inflamabilidade, Corrosividade, Reatividade, Toxicidade ou Patogenicidade? NBRs: / Resíduo inerte Classe II B Resíduo não inerte Classe II A Não Sim Possui constituintes que são solubilizados acima do anexo G? NBRs: e MS 2914 Não Resíduo não perigoso Classe II MS 2914: Portaria do Ministério da Saúde para Água Potável, 2011

6 Codificação de Cores para os Resíduos AZUL VERMELHO VERDE AMARELO PRETO LARANJA ROXO MARROM CINZA Papel e Papelão Plástico Vidro Metal Madeira Resíduos Perigosos Serviço de Saúde Radioativos Orgânicos Diversos Resolução CONAMA n 275/2001 6

7 Variáveis para Gerenciamento VARIÁVEL DESCRIÇÃO IMPORTÂNCIA TAXA DE GERAÇÃO COMPOSIÇÃO QUÍMICA DENSIDADE APARENTE UMIDADE PODER CALORÍFICO COMPOSIÇÃO QUÍMICA Quantidade de lixo gerada por unidade em um tempo específico Refere-se às várias frações do lixo Relação entre a massa e o volume Quantidade de água contida na massa de lixo Quantidade de calor gerada pela combustão de 1Kg de lixo Análise da composição química do lixo Fundamental para o planejamento e dimensionamento de instalações e equipamentos Estudos de aproveitamento e reciclagem Determina a capacidade dos meios de coleta, transporte e disposição final Influência na tecnologia de tratamento do lixo Avaliação para incineração Definição da forma mais adequada de tratamento e disposição final Fonte: IPT/CEMPRE - Lixo Municipal,

8 Resíduos Perigosos Podem ser nocivos no presente e no futuro, à saúde dos seres humanos, de outros organismos e ao meio ambiente. Devido a quantidade, concentração ou característica físico-química ou infecciosa pode: Causar ou contribuir para o aumento da mortalidade ou doenças; Significar um perigo presente ou potencial quando manipulado ou disposto de forma inadequada. 8

9 Resíduos Perigosos Principais fontes de Resíduos Perigosos: Indústrias; Nucleares ou Radiativas; Atividades diversas, onde se manipulam substâncias perigosas. 9

10 Categorias de Resíduos Perigosos Resíduos Químicos: Materiais originadas nas indústrias e pelas nossas atividades diárias; Podem ser inorgânicos ou orgânicos, sendo estes persistentes ou degradáveis; Resíduos Biomédicos: São os resíduos provenientes de hospitais, clínicas, laboratórios de pesquisa e companhias farmacêuticas. Resíduos Radioativos: Materiais que contém substâncias capazes de emitir ondas eletromagnéticas ou partículas atômicas. 10

11 Modelo Atual de Gestão Políticas Nacional e Estaduais de Gerenciamento: São Paulo Lei n /2006; Brasil Lei n /2010. O que há de novo? Conceito de responsabilidade pós-consumo. Foi inaugurado com a publicação das resoluções CONAMA: Resolução n 257/1999 Pilhas e baterias; Resolução n 258/1999 Pneus inservíveis (modificada pela Resolução n 416/2009). 11

12 Relação de normas para Gestão de Resíduos GERAIS NBR 10004/04 - Resíduos Sólidos - Classificação NBR 10005/04 - Procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidos NBR 10006/04 - Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidos NBR 10007/04 - Amostragem de resíduos sólidos NBR ISO/IEC 17025/05 - Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração NBR 10703/89 - Degradação do Solo - Terminologia NBR 12988/93 - Líquidos livres - Verificação em amostra de resíduos 12 12

13 Gestão dos Resíduos Perigosos Priorizar opções que visem minimizar a geração dos resíduos perigosos, como por exemplo: Substituição de materiais tóxicos por outros que apresentem um menor grau de toxicidade; Utilizar substâncias com maior grau de pureza, de forma a minimizar a geração de subprodutos; Reutilizar ou reciclar os resíduos perigosos ou não. 13

14 Gestão dos Resíduos Perigosos (cont.) Esgotadas as opções para a redução da quantidade de resíduos perigosos, deve-se: Adotar procedimentos adequados de: Coleta; Acondicionamento; Tratamento; Disposição final. 14

15 Objetivos gerais das técnicas de tratamento Recuperação de energia ou algum elemento de interesse; Separação dos contaminantes do resíduo; Destruição dos contaminantes ou do resíduo como um todo; Fixação do contaminante em uma matriz inerte; Redução de volume para disposição final. 15

16 Recuperação de Energia de Resíduos Uso de Pneus em Fornos de Cimento 16

17 Utilização de Pneus como Combustível em Fornos de Cimento Poder calorífico inferior do pneu kcal/kg. Poder calorífico do combustível kcal/kg. Redução no consumo de combustível; As emissões atmosféricas devem ser devidamente monitoradas. 17

18 Separação dos Contaminantes do Resíduo (Detoxificação) Separação de pequenas quantidades de substâncias tóxicas de um grande volume de resíduo; Possibilita a descontaminação da maior fração do resíduo; As opções para o processo de detoxificação incluem: Técnica de lixiviação; Extração por solventes; Em alguns casos processos térmicos. 18

19 Destruição dos Contaminantes ou do Resíduo como um todo Destroem ou inativam as substâncias tóxicas presentes no resíduo; Pode ser utilizados por processos físicos, químicos e/ou biológicos como: Incineração, plasma térmico e processamento com fluído supercrítico; Oxidação química; Compostagem e biopilhas; 19

20 Representação Esquemática de um Incinerador para Resíduos 20

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22 Limitações Associadas ao Processo de Incineração Pode ocorrer problemas de poluição atmosférica e geração de efluentes líquidos; Possibilidade de formação de dioxinas e furanos; As condições ideais para a formação de dioxinas e furanos são: Presença de compostos contendo cloro; Temperaturas variando de 200 o C a 400 o C; Tempo de residência insuficiente. 22

23 Plasma Térmico Utiliza a energia produzida por meio da ionização de um gás; a C 23

24 Vitrificação com Plasma Térmico 24

25 Vantagens do Plasma Térmico A redução de volume do resíduo é significativa, podendo-se obter fatores de 100:1; Pode-se recuperar até 99,9 % do óleo contido no resíduo; Os metais são aprisionados em uma matriz cerâmica; O aproveitamento da energia gerada no plasma é de 85 %; Pode ser utilizado para tratamento de lodos industrial e galvânico, cinzas de incineradores e catalisadores exauridos, entre outras aplicações. 25

26 Disposição Final dos Resíduos Perigosos Os resíduos perigosos também podem ser dispostos no solo, sendo as formas mais comuns de disposição: Aterros de armazenamento; Barragens Superficiais; Armazenamento em formações geológicas subterrâneas. As estruturas utilizadas para a disposição de resíduos perigosos devem ser projetadas de forma a evitar a dispersão dos contaminantes presentes no resíduo. 26

27 Representação de um Aterro para Resíduos Perigosos 27

28 Gerenciamento dos resíduos urbanos Os procedimentos adotados para resíduos industriais, dificilmente são viáveis em áreas urbanas: Quantidade elevada em função da concentração populacional; Custo associado aos processos (?). Necessidade de um sistema público e comunitário: Responsável pela coleta, tratamento e disposição dos resíduos. 28

29 Variação na Composição dos Resíduos em São Paulo Materiais Ano a Papel e Papelão 13,4 16,7 16,8 29,2 29,6 14,4 11,1 Trapo e Couro 1,5 2,7 3,1 3,8 3,0 4,5 3,9 Plástico --x-- --x-- --x-- 1,9 9,0 12,0 16,8 Vidro 0,9 1,4 1,5 2,6 4,2 1,1 1,8 Metais 1,7 2,2 2,2 7,8 5,3 3,2 2,2 Matéria Orgânica 82,5 76,0 76,0 52,2 47,4 64,4 57,5 Outros ,8 Fonte: IPT/CEMPRE - Lixo Municipal, 1998 a Caracterização Gravimétrica e físico-química dos resíduos sólidos domiciliares do município de São Paulo. LIMPURB,

30 Fonte: Abrelpe, 2017 ( 30

31 Problemas associados aos resíduos sólidos Quando dispostos de forma inadequada no meio ambiente: Contaminação do Solo e da Água Subterrânea e Superficial; Proliferação de Vetores (Insetos, Roedores, entre outros), com potencial de disseminação de doenças; Necessidade de Gerenciamento adequado. 31

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33 Reciclagem de Resíduos O sucesso dos programas de reciclagem depende: Existência de mercado para absorver os materiais recicláveis; Participação da população: Deve estar consciente das vantagens e dos custos associados à reciclagem; Segregação adequada dos materiais a serem reciclados. 33

34 Fonte: acesso em 29/06/

35 Índices de Reciclagem (2011) Material Fonte: CEMPRE, 2013 ( Índice de Reciclagem (%) Alumínio 98 Plásticos 22 Papel de escritório 29 Papel ondulado 73 Latas de aço 47 Embalagens de vidro 47 Pneus 85 PET (embalagens) 57 Embalagem longa vida 27 Resíduos orgânicos (Composto) 5 35

36 Fonte adicional para consulta: 36

37 Parar para pensar! É possível reciclar todos os resíduos sólidos gerados da forma que é difundido? Qual as possíveis soluções para viabilizar a reciclagem completa? Estas perguntas serão respondidas à partir da resolução da atividade proposta

38 Compostagem do Lixo Utilizado para a estabilização aeróbia da matéria orgânica presente no lixo; Realizado em duas fases distintas: Fase Termófila Temperatura 70 C; Duração 2 a 4 semanas; Destruição de organismos patogênicos. Fase Mesófila Temperatura 30 C; Duração 2 a 4 meses. 38

39 Representação esquemática do processo de compostagem (fonte: 43

40 Disposição do Lixo Lançamento em áreas desocupadas, geralmente afastadas dos centros urbanos: Encostas de morros, margens de rios e córregos e outros locais impróprios, dando origem aos chamados lixões; Aterro Sanitário: Estrutura mais indicada para a disposição dos resíduos domésticos; Sua implantação, construção e operação é fundamentada em critérios de engenharia e normas específicas 40

41 Esquema da Operação de um Aterro Sanitário

42 Esquema da coleta de percolados e drenagem de gases em um aterro sanitário 42

43 Aterro Sanitário Bandeirantes 43

44 Situação geral do Estado de São Paulo, quanto às quantidades de resíduos sólidos domiciliares e à faixa de enquadramento do IQR Situação t/dia % t/dia % t/dia % Inadequada , , Controlada , , Adequada , , Total , , ,0 Fonte: 44

45 Estimativa da Geração de Resíduos Sólidos Urbanos População (habitantes) Produção (kg/hab.dia) Até , a , a ,9 Maior que ,1 Fonte: CETESB, 2014 (Inventários estadual de resíduos sólidos, 2013) 45

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47 Estimativa de viagens, para a coleta de resíduos em São Paulo/SP. Dados: População: habitantes (SEADE); Índice de coleta de lixo: 99,91% (2010) (SEADE); Capacidade do caminhão: kg (LIMPURB); Taxa de geração: 1,1 kg/hab.dia; Custo para coleta = R$ 90,82/ton (2008) - (IPEA, 2012) Custo para disposição = R$ 33,06/ton (2008) (IPEA, 2012) Observação: Atualizar os dados pela inflação do período (2008 a 2017). 47

48 Atividade 4 (Individual) Com base nas informações apresentadas, estimar os gastos com coleta e disposição de resíduos no Município de São Paulo; Considerando-se a composição média dos resíduos urbanos no Brasil, slide 48, os dados sobre custo da coleta seletiva, slide 38, os dados sobre os preços dos materiais recicláveis (slide 36), avalie, dos pontos de vista técnico e econômico, os benefícios dos programas de reciclagem de resíduos defendidos por vários setores da sociedade; Proponha ações de engenharia que possam contribuir para a solução do problema. Data de entrega 06/10/2017. O trabalho deve ter, no máximo, três páginas, sem considerar a página de rosto. 48