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ICTR 2004 – CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Costão do Santinho – Florianópolis – Santa Catarina
A INFLUÊNCIA DA IDADE E DA COLETA SELETIVA NA EVOLUÇÃO DO PESO
ESPECÍFICO DO ATERRO SANITÁRIO DE SANTO ANDRÉ
Amaury Rezende Carvalho
Cláudio Fernando Mahler
Ana Maria Silveira
PRÓXIMA
Realização:
ICTR – Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável
NISAM - USP – Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP
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A INFLUÊNCIA DA IDADE E DA COLETA SELETIVA NA
EVOLUÇÃO DO PESO ESPECÍFICO DO ATERRO
SANITÁRIO DE SANTO ANDRÉ
Amaury Rezende Carvalho
Cláudio Fernando Mahler(2)
Ana Maria Silveira(3)
Resumo
O Aterro Sanitário de Santo André, em São Paulo, foi escolhido para o estudo da
relação existente entre o tempo, a coleta seletiva e o peso específico dos resíduos
sólidos depositados no local. Neste aterro é praticada a coleta seletiva de resíduos.
Acredita-se que esta prática influencia na compactação dos resíduos que por sua
vez influencia no peso específico, já que os materiais recicláveis selecionados e
segregados antes da deposição no aterro, tais como garrafas plásticas, vidros,
metais, dificultam a compactação e exigem um longo tempo para a sua degradação,
porém não existem dados quantificados que confirmem esta hipótese. Assim,
utilizou-se um equipamento similar a um Permeâmetro, denominado Percâmetro,
com características especiais que permitem a coleta de amostras indeformadas dos
resíduos no campo e, posteriormente, determinar os seus pesos específicos. Com a
finalidade de aumentar a confiabilidade dos resultados, foram feitos ensaios com a
abertura
de
valas
que
permitiram a determinação de valores de pesos específicos em algumas das bermas
do aterro, onde também foram realizados ensaios com o percâmetro. Aproveitandose das características do aterro em questão, foi possível se determinar às idades
das bermas e, conseqüentemente, do lixo depositado. Por fim, foram tabulados os
valores dos pesos específicos encontrados, confrontados com o tempo de
disposição dos resíduos e com a implantação da coleta seletiva, com a finalidade de
se verificar a relação existente entre eles.
Palavras-chave: Aterro Sanitário, Resíduos sólidos, Peso específico e Coleta
seletiva.
Engenheiro Civil, doutorando em Geotecnia Ambiental pela COPPE/UFRJ.
(2) Engenheiro Civil graduado pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. DSc. em Engenharia Civil
pela COPPE/UFRJ e Professor da COPPE/UFRJ
(3) Engenheira Civil, mestranda em Geotecnia Ambiental pela COPPE/UFRJ
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Introdução
O peso específico é uma propriedade bastante difícil de se determinar devido não só
à natureza dos materiais que compõem os resíduos, mas também por sua
heterogeneidade e dimensões. Os principais fatores que influenciam o peso
específico são a sua composição, a compactação durante a execução do aterro, a
decomposição dos resíduos com o tempo, a dissipação das poros-pressões dos
líquidos e dos gases, e a consolidação dos resíduos devido à sobreposição de
novas camadas. Segundo Kaimoto e Cepollina [6], em aterros com teores de
matéria orgânica elevados, os pesos específicos normalmente são baixos, da ordem
de 5 a 7 kN/m3, no caso de resíduos pouco compactados, e é da ordem de 9 a 13
kN/m3, quando se utiliza compactação controlada. Landva e Clark [8] encontraram
pesos específicos in situ entre 7 e 14 kN/m3 em vários aterros de resíduos sólidos
do Canadá, apresentando um elevado conteúdo orgânico, superior a 50%. O grau
de decomposição dos resíduos, fatores ambientais e a profundidade da amostra
influenciam o valor do peso específico. Assim, em aterros mais antigos, esta
propriedade, geralmente, aumenta com a profundidade como resultado do processo
de compressão e consolidação do RSU [7] .
Na literatura encontram-se valores de peso específico de resíduos tão baixos
quanto 1,2 kN/m3 , em aterros mal compactados e com muito plástico, até valores de
17 kN/m3 em aterros muito compactados[12], [1] e [2].
Quadro 1 - Valores de pesos específicos encontrados na literatura
AUTOR/ANO
Peso específico
KN/M3
OBSERVAÇÕES
Sowers (1968)
Sowers (1973)
8-12
1,2-3
6
1,5-2
3,5-6
1,16
7,0-13,1
11,0-14,5
10,0
7,5-8,5
5,5-7,1
6,3
4,6-17,3
2,8-3,1
4,7-6,3
compactados
antes da compactação
após compactação
sem compactação
fraca compactação
sem compactação
compactados
compactados
após compactação
pré-carregado
antes da decomposição
origem industrial e doméstica
misturado
municipal sem compactação
municipal moderadamente
compactado
compactado
Rao (1974)
Bratley et al. (1976)
Cartier e Baldit (1983)
Oliden (1987)
Oweiss e Khera (1990)
Oweiss e Khera (1990)
Arroyo et al. (1990)
Landva e Clark (1990)
Van Impe (l 993-l 994)
10,0
7- 14
10
resíduos sólidos municipais
densificados
Fonte: adaptado de Olalla, C. (1993).
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A partir das informações obtidas desses diversos autores, tem-se valores de peso
específico em várias situações, porém em nenhuma delas se esclarece como ocorre
a variação do mesmo em função do tempo e muito menos com relação à coleta
seletiva. Levantaram-se assim diversas informações que permitiram apresentar uma
relação entre tais variáveis. Assim, o Aterro Sanitário de Santo André foi escolhido
para a investigação por apresentar as características apropriadas para a
amostragem, com um histórico relacionando, minimamente, a deposição dos
resíduos com a idade.
A partir de 06 de Outubro de 1999 a coleta seletiva porta a porta passou a
atender 60% da população de Santo André, possibilitando o respectivo
aproveitamento de parte dos recicláveis gerados e diminuindo a quantidade de
resíduos a serem dispostos no Aterro Sanitário do Município. Estes recicláveis são,
na sua maioria, de baixo peso específico, de grande volume e de difícil compactação
(papéis, garrafas plásticas, recipientes metálicos e não metálicos etc.).
A redução na disposição destes materiais na massa do aterro, além do
benefício, relativamente pequeno, oriundo diretamente da não disposição do mesmo
(cerca de 3% em peso dos resíduos domiciliares), influi de maneira positiva na
operação de compactação dos resíduos dispostos, donde se acredita que implica,
diretamente, na variação do peso específico do Aterro.
No período de outubro de 2000 a fevereiro de 2001, paralelamente à ampliação
da coleta seletiva em Santo André (outubro de 1999 a janeiro de 2000), foram feitas
avaliações geotécnicas, com base em ensaios nas bermas das camadas 1, 2, 3, 4,
5, 6, 9, 13, 14 e 16 do Aterro Sanitário da cidade a partir do aparelho denominado
percâmetro Carvalho [2], visando estabelecer as influências do tempo, da coleta
seletiva etc., no peso específico e de outros parâmetros do Aterro. Mais tarde foram
feitos novos ensaios em março de 2003, com o percâmetro e com o método da vala.
Percebe-se que, além da variável tempo, algumas variáveis mecânicas e
operacionais, inerentes à própria dinâmica do processo de degradação e de
disposição do lixo, também contribuem para a alteração da compactação obtida e,
conseqüentemente, devem influir na evolução do peso específico, como a perda de
orgânicos na produção de chorume e dos gases queimados que promovem a
diminuição do volume das plataformas do aterro constatada visualmente in loco.
Com a ampliação da coleta seletiva em Santo André para 100% da cidade, atingida
em 26 de abril de 2000 e a continuidade do monitoramento e avaliação do peso
específico obtido na massa dos resíduos dispostos no aterro sanitário, pelos dois
métodos citados anteriormente, pode-se avaliar de forma quantitativa a influência do
tempo e da coleta seletiva no processo.
Material e métodos
A Coleta Seletiva é operada em apenas 192 municípios brasileiros, segundo o
CEMPRE [3]. No caso de Santo André, a partir dos levantamentos disponíveis das
composições gravimétricas dos resíduos, constatam-se valores entre 30% e 40%,
em peso, de materiais recicláveis.
Sabe-se que os pesos específicos de alguns resíduos recicláveis como as garrafas
plásticas, são bem menores que o da fração orgânica dos resíduos, porém, o
volume ocupado por alguns deles na massa do aterro é bem maior, ou seja, ao
segregá-los dos resíduos dispostos no aterro, até pela dificuldade que eles
ocasionam na operação de compactação, de forma quantitativa e qualitativa
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estaríamos potencializando uma maior compactação média na massa aterrada, pela
diminuição de recicláveis na massa de lixo e pelo aumento da facilidade operacional.
Por meio de ensaios geotécnicos pretende-se quantificar a influência da segregação
dos materiais recicláveis, com a ampliação da coleta seletiva, na variação do peso
específico do Aterro Sanitário. Assim, através de ensaios geotécnicos, nos resíduos
sólidos dispostos no Aterro Sanitário de Santo André, fizeram-se determinações dos
pesos específicos em camadas anteriores e posteriores a implantação da coleta
seletiva. Além disso, a partir da determinação das idades das bermas e dos ensaios
realizados, se avaliará a relação entre o peso específico e a idade dos resíduos.
Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios realizados, avaliando a
influência do tempo e da coleta seletiva na evolução do peso específico dos
resíduos do Aterro Sanitário de Santo André.
. Desenvolvimento
O município de Santo André em uma população de 649.331 habitantes IBGE [5].
Localizada na área metropolitana de São Paulo, tem 96 km², dos seus 174 km² de
superfície, em área de proteção de mananciais Valle e Pacheco [11]. Pertence,
ainda, a uma sub-região do Comitê da Bacia Hidrográfica do Alto Tietê. Os serviços
de coleta atendem toda a zona urbana estimada em 68 km². A taxa de geração de
resíduos por habitante-dia é, aproximadamente, 1,00 kg/hab.dia o que implica,
atualmente, o valor aproximado de 650 toneladas de resíduos dispostos diariamente
no aterro. O Aterro Sanitário de Santo André (Figura 01) iniciou sua operação,
oficialmente, em 1987 por meio do Processo Nº 5.648/87 do Departamento de
Licitações e Administração de Materiais da Prefeitura Municipal de Santo André e
pela Comissão Permanente de Licitações – “COPEL”. Atualmente, foi finalizada a
camada 18 do projeto original, e iniciada uma nova etapa.
Figura 01 – Vista frontal do Aterro Sanitário de Santo André (2002)
A altura de cada plataforma varia em torno de 5,0m, sendo finalizada por uma
camada compactada de espessura não inferior a 0,30m e não superior a 0,60m,
dispostas em bermas com taludes cuja inclinação máxima é 1V:2H. Em cada
camada, os Resíduos Sólidos são descarregados no pé do talude, empurrados de
baixo para cima e compactados, primeiro, com três a cinco passadas de trator de
esteiras tipos AT D6 ou AT D8 pesando, aproximadamente, 15t e 30t,
respectivamente, e após, com três a cinco passadas de Rolo Compactador Pé de
Carneiro pesando 20t (somente no platô). O recobrimento dos resíduos é feito
diariamente com solo predominantemente silto-argiloso, sendo compactado com
espessura variável entre 0,10m a 0,40m, através dos procedimentos e
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equipamentos descritos acima. Tal camada possui a mesma função essencial de
promover um selo sanitário sobre a massa de resíduos na frente de operação,
impedindo a proliferação de vetores, tais como: moscas, ratos, presença de urubus,
etc. Esta camada possui ainda, um caráter provisório, pois será recoberta na sua
maior parte com nova plataforma de resíduos sólidos.
O Quadro 2 apresenta valores médios mensais dos diversos tipos de resíduos
recebidos no exercício de 2000. Os valores apresentados resultam numa média
diária de, aproximadamente, 690 t.
Quadro 2 – Tipos de resíduos dispostos no Aterro Sanitário de Santo André
TIPO DE RESÍDUO
PESO (TONELADAS)
% DO TOTAL
16000
77,33
500
2,42
Varrição de Vias
800
3,87
Limpeza de Feiras
400
1,93
Limpeza de Córregos,
900
4,35
2000
9,67
90
0,43
Domiciliar
Rejeito da Usina de
Triagem
Bueiros, etc.
Resíduos Inertes
Resíduos de Saúde
Fonte: SEMASA (2000)
Quadro 3 – Propriedades dos resíduos obtidas através de ensaios de laboratório ou
campo realizados nos anos de 1999 e 2000.
PARÂMETROS
ANO
VALORES
Peso Específico (γmédio)
1999
7,87 kN/m3
Ph
2000
6,6
Teor de Umidade (w)
2000
61 (%)
P.Esp.da Coleta Seletiva (γmédio)
1999
0,77kN/m³
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Fonte: GRIPP e outro (2000)
Quadro 4 – Composições Gravimétricas dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) do
Município de Santo André obtido junto a Filsan Engenharia e Serviços Ltda (1992) e
a Prefeitura Municipal de Santo André (1999).
Tipo de Material
Papel e Papelão
Plástico
Vidro
Metal e Alumínio
Matéria Orgânica
Outros
Santo André
1992
7,6
12,2
2,3
3,8
71,0
3,1
1999
17,4
13,1
1,9
3,6
56,8
7,2
. Histórico da coleta seletiva
A Coleta Seletiva em Santo André foi implementada 1998. A partir de 06 de Outubro
de 1999, a coleta seletiva porta a porta passou a atender 60% da população de
Santo André, e a partir do momento em que foi atingido o percentual de 100%
(26/04/2000), ela se tornou um instrumento efetivo no gerenciamento dos resíduos
na cidade, possibilitando o aproveitamento de parte dos recicláveis gerados e
diminuindo a quantidade de resíduos a serem dispostos no Aterro Sanitário do
Município.
O sistema de coleta seletiva porta a porta é disponibilizado com caminhão
compactador, que coleta os resíduos secos ou recicláveis, duas vezes por semana,
em dias e horários específicos, em todos os bairros da cidade.
Esses recicláveis são descarregados em fossos de recepção para posterior
encaminhamento para a triagem através de esteiras mecânicas. Algumas amostras
dos recicláveis descarregados foram ensaiadas Gripp [4] para obtenção de uma
estimativa do peso específico aparente dos mesmos, antes da triagem. Observou-se
uma variação elevada entre o peso específico das amostras, o que já era previsível,
mas foi possível determinar a grandeza desse peso específico (em torno de 80
kgf/m3 ou 0,78kN/m³).
. Determinação do peso específico
A operação da camada nº 13 iniciou-se em 15/07/1998, com fechamento em
15/02/1999. A partir de 16/02/1999 foi iniciada a operação da camada nº 14, que
teve o seu fechamento ocorrido em 15/10/1999. A camada de nº 15, por
conseguinte, teve seu início em 16/10/1999 e com fechamento em 08/06/2000. Já a
camada de nº 16 teve seu início em 09/06/2000 e fechamento em 08/01/2001.
No período de operação da camada 14, a coleta seletiva já era praticada em 04
bairros, na operação da camada 15 (20/01/2000), em 60% da cidade. Com relação
às camadas 16, 17 e 18, a mesma já era praticada em 100% do município.
A quantidade de materiais recicláveis que deixaram de ser dispostos nas
camadas 14, 15, 16, 17 e 18 são os recicláveis coletados e segregados no período
de operação de cada camada.
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Em março de 1999 SEMASA [10], foi efetuada a determinação do peso específico
da massa de resíduos da camada 13, através da abertura de uma cava de 1,00m x
1,00m x 0,50m, medindo-se o volume de água necessário para preencher a cava,
vedada com lona plástica. O valor mínimo adotado de seis amostras obtidas de
Peso Específico “In Situ” forneceu o valor de 0,803t/m3 (7,88kN/m³).
Em 25 de janeiro de 2001 foi determinado o peso específico da massa de resíduos
da camada 14 por meio da cravação do equipamento denominado Percâmetro, com
as dimensões aproximadas de Ø 0,152m x 0,175m, na profundidade aproximada de
2,00m. A partir do qual se mediu o peso e o volume da amostra coletada,
determinando-se a seguir a relação entre eles.
Em 25 de fevereiro de 2001 efetuou-se o mesmo procedimento para a camada 13.
Já em 26 de fevereiro de 2001 repetiu-se o processo para a camada 16.
Nos dias 13, 14 e 19 de março de 2003 foram realizados ensaios para a
determinação dos pesos específicos, respectivamente, nas bermas 01, 18 e 17
pelos aqui denominados Métodos do Percâmetro.
Resultados
A tabela a seguir apresenta os resultados encontrados
CAMAD
A
IDADE
(meses)
t
25/10/00
13/03/03
2
3
4
5
6
9
13
58
04/11/00
56
11/11/00
54
16/12/00
52
06/01/01
50
20/01/01
44
20/01/01
24
24/02/01
03/1999
14
18
25/01/01
16
6
PERCÂMETR
O
16,18
CAVA
---
---
---
11,64
11,13
---
14,79
---
---
11,27
---
---
8,67
---
---
10,31
---
---
11,55
---
---
10,29
---
---
7,84
---
---
---
7,88
---
8,02
---
INÍCIO/ 1998
11,79
---
100 / 2000
10,37
19,94*
100 / 2000
11,09
10,09
100 / 2000
19/03/03
18
6
(kN/m3) COLETA SELETIVA
% / ANO
26/02/01
17
12
t
DATA
1
60
(kN/m3)
14/03/03
* Este valor causa dúvida, pois é muito alto para as condições locais dos resíduos.
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Discussão dos resultados
Comparando-se os valores das camadas 14 até a 01, vê-se nitidamente o aumento
do peso específico com a idade dos resíduos de 8 para 16 kN/m³. Com relação às
camadas 16, 17 e 18, onde a coleta seletiva é de 100%, nota-se uma certa
regularidade nos valores dos pesos específicos em torno de um valor médio igual a
11,00 kN/m³. Pode-se observar que nas camadas com até 24 meses antes da coleta
seletiva (13 e 14) e após a coleta seletiva (16, 17 e 18) teremos, respectivamente, os
seguintes valores médios: 8 kNm³ e 11 kNm³.
Conclusão
Em função dos ensaios realizados e dos resultados obtidos, fiou evidente a evolução
do peso específico com o tempo com uma variação no seu aumento de,
aproximadamente, 8 para 16 kN/m³, uma variação de 100% num período de 60
meses. Não deixando dúvidas quanto à influência da idade dos resíduos no aumento
do peso específico.
Com a ampliação da coleta seletiva em Santo André para 100% da cidade,
iniciada no final de abril de 2000, concomitantemente com a execução da camada
16 e considerando-se os resultados obtidos, constata-se que houve um aumento
real no valor do peso específico dos resíduos depositados a partir da implantação da
coleta seletiva. Comparando-se os valores médios obtidos nos ensaios entre as
camadas anteriores e posteriores à coleta seletiva tem-se um aumento percentual
em torno de 35% no peso específico. A partir do observado constatou-se que tanto
com relação à idade dos resíduos, quanto com relação à coleta seletiva, há uma
clara influência de ambas na evolução do aumento do peso específico dos resíduos
sólidos municipais. Estes dois aspectos devem ser investigados continuadamente
tendo em vista que os mesmos têm importância fundamental na vida útil dos aterros
e no fator de segurança quanto a possíveis escorregamentos.
Agradecimentos
Ao apoio do Semasa por nos proporcionar as condições para a execução dos
ensaios no Aterro Sanitário de Santo André.
Bibliografia
[1] ALCITURRI, J.M.S. Comportamiento geotécnico de vertederos de resíduos
urbanos. Seminário sobre aspectos geotécnicos do projeto e construção de
aterros de resíduos. LNEC, Lisboa, Portugal, 2000 pg. 1-22.
[2] CARVALHO, A.R. e AZEVEDO, R.F.. São Paulo, Brasil. 80 Congresso Nacional
de Geotecnia, 15 a 18 de abril, LNEC, Lisboa, Portugal, 2002.
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[3]CEMPRE – Compromisso Empresarial para Reciclagem, Guia da Coleta Seletiva.
São Paulo, 1999.
[4] GRIPP, W.G. e OLIVEIRA, H.D. Influência da Coleta Seletiva no Aumento da
Vida Útil do Aterro Sanitário de Santo André. 30ª Assembléia Nacional da
ASSEMAE, 2000.
[5] INSTITUTO BRASILEIRA DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. Censo
demográfico 2000.
[6] KAIMOTO, L.S.A. e CEPOLLINA, M. Considerações sobre alguns condicionantes
e critérios geotécnicos de projeto executivo de aterros sanitários. Simpósio
Internacional de Qualidade Ambiental, Porto Alegre, 1996.
[7] KONIG, D. and JESSBERGER, H.L. Waste mechanics. In: ISSMFE Technical
Committee TC5 on Enviromental Geotechnics, 1997, pg. 35 – 76.
[8] LANDVA, A.O. and CLARK, J.I. Geotechnics of waste fill Theory and Practice,
ASTM STP 1070, Arvid Landva, G. David Knowles, editors. Philadelphia, 1990, p.
86-103.
[9] OLALLA, C. Problemática geotécnica de basureros e vertedores. Curso de
Geotecnia Ambiental – Tomo I, CEDEX, Madrid, 1993.
[10] SEMASA - Serviço Municipal de Saneamento Ambiental da Prefeitura Municipal
de Santo André. São Paulo, 2000.
[11] VALLE, M.A. e PACHECO, A. (1999). Resíduos Sólidos de Santo André. Artigo
da Revista Limpeza Pública – ABLP, São Paulo, Brasil, pg. 27–34.
[12] VERBRUGGE, J.C. La geomecanique dês dechets menagers. Faculte dês
Sciences Appliquées, Université de Liège, Belgique, 2000, pg.1-79.
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Abstract
For the design of sanitary landfills, it is important to know some geotechnical
parameters, such as specific weight, coefficient of permeability, field capacity, water
content, cohesion, shear angle etc. However, for solid waste, the time factor is
important considering the degradation of the different material present in the mass. In
particular for the organic matter the time factor is fundamental due to its degradation
process. The Landfill of the city of Santo André, in the State São Paulo, was chosen
as a reference to study the relationship between disposition age, selective collection
effect and the solid waste specific weight. The solid waste selective collection was
implemented in this city since 1999. This procedure contributes to the waste
recycling in the city and changes several geotechnical aspects of the landfill.
However, until now, there are not many information of the effects of this procedure.
To study these aspects, equipment similar to a permeameter, called “percameter”,
has been developed. It presents special features to collect undisturbed waste
samples in the field and, subsequently, determine their specifics weights and other
parameters in the laboratory. To verify the results, digging tests have been done.
This field tests permitted the determination of the specifics weights values in some
layers of the landfill, where also percameter tests have been done. Due to the landfill
features, it was possible to determine the landfill layers ages and, subsequently, the
solid waste dumping ages, comparing results of specific weight with age and waste
selective process.
Key – words: Sanitary landfill, solid waste, specific weight e waste selective process.
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