CENTRO DE TECNOLOGIA
CURSO DE ENG. CIVIL
DISCIPLINA ENG. AMBIENTAL
Quantificação de resíduos sólidos
na drenagem urbana
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Introdução
Os problemas no meio urbano são integrados
Impermeabilização excessiva
Contaminação dos cursos d’água
Geração de resíduos sólidos
Afetam vários
sistemas
(drenagem)
Gestão: não integrada e há parâmetros indefinidos
Objetivos:
Quantificar os resíduos
sólidos na drenagem
De maneira direta
De maneira indireta
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Aspectos Qualitativos na Drenagem Urbana
Impactos na drenagem incluem também alterações
ambientais
Impermeabilização aumenta a capacidade de transporte
de poluentes: poluição difusa
Maior necessidade de gestão integrada, incluindo
neste contexto os resíduos sólidos
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Aspectos Qualitativos na Drenagem Urbana
Sólidos: 2 fases
1 -predominância de sedimentos
2- predominância de
lixo
Lixo: agravantes - áreas comerciais e áreas com
deficiência nos serviços de limpeza, ...
Isto exige medidas de controle:
Estruturais e não estruturais
Intervenções no meio
Mudanças de atitude
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Resíduos Sólidos
O incentivo à produção
mais resíduos e impacto no
meio ambiente
Características socioeconômicas influenciam a composição
Em geral:
Maior desenvolvimento de países ou regiões
Maior geração
Maior diversidade econômica
Per capita
Maior Urbanização
Maior Padrão de vida
Mais material
potencialmente reciclável
Consumo moderno x atitudes antigas: lixo em local
inadequado – DRENAGEM URBANA
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Experiências em quantificação na drenagem urbana
África do Sul:
Springs 1990/91 – 4 meses de estudo
299 ha 85% Com/Ind e 15% Res.
Coleta em canal
aberto
Cidade do Cabo 1999 – 3 meses de estudo
Bolsas no final
– subbacias representativas
dos condutos
Com: 6,24 ha, Ind: 2,5 ha, Res: 4,7 ha
Joanesburgo 1995/6 – 800 ha área urbana altamente
desenvolvida com zonas Com,
Ind e Res.
Coleta em canal aberto
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Austrália:
Coburg/Melbourne 1994/95 – 12 meses – bacias
representativas
Saídas das
Ind. Leve: 2,5 ha, Mista: 16 ha, Res: 20 ha Subbacias
Toda a bacia: 150 ha.
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Coburg/Melbourne – 50 ha – 35%
Comercial e 65% Residencial
Conduto na saída
da BH
Sidnei – 1995/96 - 322,5 ha área urbana altamente desenvolvida
com zonas Com,Ind e Res.
Conduto na saída
da BH
Nova Zelândia:
Auckland 1996 – bacias representativas
Ind: 16 ha, Res: 8,5 e 5,4 ha e Com:
14,9 ha
Bolsas no final
dos condutos
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Resumo: quantidades e composições
Local
Springs
Johannesburg
Auckland
Cape Town
Melbourne (sem a parte orgânica)
Carga
Tamanho mínimo
3
Vol (m /ha/ano)
(kg/ha/ano)
capturado (mm)
82
0,86
48
0,5
20
2,76
0,029
19
18
0,189
6
6
0,08
5
Composição
62% plásticos, 11% poliestireno, 10% papel, 10% latas, 2% vidro e 5% outros
Sedimentos, detritos suspensos (80% de bolsas de plástico), restos flutuantes e grandes
Johannesburg
objetos (pneus de trator e carcaças)
80% vegetação e o restante associados a atividades de pedestres e motoristas
Melbourne
53% plástico rígido, 1,9% espuma de plástico, 10,5% forro/fibra de plástico, 0,3% vidro,
Auckland*
3,3% alumínio, 0,5% lata/aço, 26,8% papel/papelão, 3,5% outros
Cape Town** não fornecida
plásticos mais de 50%, em massa, em ambas as áreas industrial e comercial. Metal, madeira e
Cape Town***
borracha contribuíram significantemente para a massa de resíduos
5,67 % material flutuante, 32,57% org. (tufos de folhas e gramas), 61,76% sedimentos
Sidney
Local
Springs
*Há algumas distorções entre os resultados de Auckland publicados (ver tabela 2.11) por CORNELIUS et al. (1994) apud
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Gestão de resíduos sólidos:
Outros fatores (países em
desenvolvimento):
A maioria dos municípios
brasileiros usam lixões
Limpeza urbana: fator
determinante
Financeiros e culturais
Remuneração
Dá-se mais
importância ao
“livrar–se”
Questão educacional: pessoas são canais e não somente
geradoras
A população age sem responsabilidade -não cobra seu
direito ao serviço
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Medidas necessárias: Estruturais e Não Estruturais
O exemplo de Auckland Alguns resíduos tiveram
redução de mais de 50% na
carga
Gerenciamento Integrado
Cada resíduo no seu lugar
Minimização
Redução, Reuso e
Reciclagem, nesta ordem
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Medidas Estruturais: Estruturas de Retenção
As mais eficazes são as autolimpantes
Outras Estruturas:
Estruturas colocadas nas bocasde-lobo
Em geral precisam
de altas cargas
Diminuem a
freqüência de
limpeza
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Estruturas flutuantes: alguma eficiência em locais com
velocidades baixas
Redes: Também são em um
programa de gerenciamento
mais presente
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Sistema de Limpeza Urbana – PoA e Região de
Estudo
Sistema de Gerenciamento Integrado - 1990
Coleta seletiva, Resíduos Ind., Serviços de Saúde,
Aterros San.e de Inertes... (REICHERT, 2002 )
Tipos Coletados
Domiciliar e Vilas
Seletivo
Comercial
Industrial
Espacialmente:
Varrição
Focos
Caliça
RSSS (infectante ou comum),...
9 seções de limpeza urbana, 1 de coleta
seletiva e 1 de coleta especial - DMLU
Coleta domiciliar terceirizada em toda a cidade
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
seções
Quanto à Coleta
Domiciliar
Domiciliar
propriamente dito
– setores:
Freq. Diária e
Coleta Noturna na
Região Central da
Cidade
Coleta em Vilas sob responsabilidade das seções
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Registros DMLU: coletas pontuais e difusas
Entulhos e focos, varrição,vindos da
limpeza do DEP...
Serviços de Saúde, Comerciais, Industriais
Alguns tipos são coletados registrados de forma
diferente: Entulhos e Focos
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
B. H. Estudada:
1,92 km2
Uso do solo: 20%
Comercial, 40%
Residencial e 40%
Desocupada
6 Subbacias: cabeceiras 20% de declividade e parte
inferior plana
5 drenam para a BR do parque - uma diretamente para a
CB12
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Coletas e Limpeza Urbana
Seletiva, Domiciliar sem
Vilas, Varrição
Varrição
71% sob
responsabilidade
da SUDESTE
29% sob responsabilidade da
CRUZEIRO
O DEP realiza desobstrução – zona LESTE
2002: subbacia com mais solicitações de limpeza: José
de Alencar
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Setores de coleta domiciliar e seção sudeste de varrição
8 meses
0,52 kg/hab/dia
0,4 km/ha
0,24 km/ha em média
observados
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Freq. de Varrição, Bairros e Coleta da Varrição
Pesagem na
Estação de
Transbordo
0,16 km/ha
Coleta na
Rua Sinke,
Sta Teresa
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Canal da José de Alencar e Bacia de Retenção
Qmáx de projeto 16,159 m3/s
Vol de projeto 12.619 m3
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Casa de Bombas
4 bombas -Qmáx de projeto 5 m3/s
Composição na varrição da BH
Saber o quanto há de lixo na varrição
Verificar variabilidades: espacial e temporal
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Foram tomadas amostras de vários pontos da bacia
Tipos:
Plásticos 1, PET, Plásticos 2, MADT, vidro, papéis, longa
vida, isopor, trapos, pedras, ALA, VAMO, outros
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Resultados da Caracterização em peso
Composição média da BH 23% de lixo
Tipo
Plásticos 1 PET Plásticos 2 vidro papéis
27,7%
3,3%
9,0%
5,4% 39,1%
média
50,1%
146,6%
98,9%
180,7% 43,5%
cv
Tipo
Estatística
longa vida Isopor
Trapos
ALA outros
1,3%
2,1%
6,5%
2,6%
2,9%
média
145,5% 238,3% 180,5% 241,8% 236,8%
cv
Estatística
40% de plásticos,
em peso
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Composição média por freqüência de varrição
Plásticos 2 e PET, vidro, ALA nas ruas de varrição diária
Apresentaram maior diferença entre a
freqüência diária e as demais
Composição média por campanha (MAR/ABR/MAI X
JUN/JUL/AGO)
As diferenças foram maiores
para: PET, isopor, vidro e ALA
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Análise conjunta campanha x freqüência
Para o tipo PET: maior diferença entre campanhas nas
freq. diária e quinzenal
Para o tipo ALA: freq. diária e Alternada
Para o tipo Plásticos 2: freq. diária
Para o tipos Vidro e Isopor: praticamente
todas as freq.
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Resíduos Sólidos e Sua Estimativa
Partindo da equação da continuidade:
Variação no Armaz. = Entradas - Saídas
Variação no Armaz. é pequena em relação às entradas
e saídas
Desprezando as coletas de alguns tipos de resíduos
Td = Déficits de Coleta + Prod. De Sed. - Varrição
Total de resíduos drenados pela rede
Método proposto: O déficit médio de varrição por causa
da chuva faz as vezes dos demais déficits
Td = DF + E
onde E é a margem de erro na estimação
do valor esperado
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Método Indireto de Estimativa
Objetivo: carga na drenagem com base na precipitação,
separando o grupo de dados de varrição em dois
valores coletados em período chuvoso
valores coletados em período seco
Após a análise dos dados
A separação dos grupos foi
mudada
G 1 : 0,0 ≤ P < 0,5 mm
G 2 : P > 0,5 mm
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
DF  nd.(L1  L2)
No de dias que P > 0,5 mm
Aplicação preliminar da
separação dos grupos:
DF = 32.712 kg na seção SE
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Incorporar incertezas
Ajustam-se Dist. Estatísticas para os grupos
Geram-se DF aleatórios diários
Estes são somados
Repetir 1.000 vezes: uma amostra de 1.000 DFs
Uma média dos 1.000 DFs
Tomando-se 100 amostras: Dist. Amostral de DF
esperado (ou das médias)
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Aplicação
Dados: Varrição diária (DMLU)
P diária (DEP – INMET)
Período entre
novembro/2003 e
junho/2004
Os dados de varrição são utilizados dizem respeito à
seção SE
Transferir para a BH: massa
específica (kg/km2)
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Amostra para os métodos: dados em quilogramas somente
Transferência para a bacia Hidrográfica
Participação média do lixo nos sacos de
varrição
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Incertezas
Grupo 2
Grupo 1
Aleatório para
cada grupo se o
dia for chuvoso,
Calculando-se DF
aleatório diário
Distribuições normais ajustadas aos grupos
Valores da curva de densidade de
probabilidade
Gera-se um no
Ajustes dos
dados dos grupos
à distribuição
normal
-6000 -4000 -2000
Grupo 1
0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
Valores de L (kg)
Grupo 2
média 1
média 2
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Soma dos valores diários = DF do período. Este é um
ponto de uma amostra de 1.000
Valores esperados de 100 amostras de tamanho 1.000
Média de 1.000 valores
35000
Média da Dist.
Amostral de DF
esperado
DF esperado (g/m)
34000
33000
32.684,6 kg
32000
Desvio Padrão
31000
1
10
19
28
37
46
55
Número da simulação
64
73
82
91
100
759,5 kg
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Para a seção sudeste de varrição:
Transferência para a bacia Hidrográfica:
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Estimativa para finais de semana (FDS)
Período: Coleta média = 4.632,88 kg
Nos FDS, 26,5% a menos que este valor
Nas segundas-feiras, 37,7% a mais que este valor e
87,3% a mais que nos finais de semana
Em geral: A pouca coleta do FDS é compensada pela
segunda-feira
Entretanto:
Houve FDS com pouca coleta e segundasfeiras também – fora do que se espera
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Então, do mesmo modo que foi feito para os métodos 1 e
2, DF no FDS, representado por DFDS é dado por:
No de dias que ocorre o que não se
espera
Verifica-se se no FDS houve coleta inferior a 0,735 .
média e segunda-feira com coleta inferior a 1,377 .
média.
2 grupos
com médias
LFDS e LS
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Transferência para a bacia Hidrográfica
Método 2 para o final de semana (Bacia Hidrográfica)
Resultados
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana:
Quantificação Direta
Materiais, Métodos e Observações de Campo
Foram realizadas visitas a CB12 no período de estudo,
pesando e caracterizando o material que atingia o poço
Freqüência
de visitas:
pelo menos
2 vezes por
semana
O resíduo que atingiu o poço foi retirado e posto para
secar. No poço, a malha é de 5 cm.
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
O resíduo chega ao poço por efeito do escoamento ou
pela sucção das bombas
Comum a presença de aguapés
Retiram material menor que 5
cm, aumentando a eficiência
Eficiência: 65% e 100%
Caracterização: Plásticos 1, PET, Plásticos 2, MADT,
vidro, papéis, longa vida, isopor, trapos, espuma, ALA,
outros
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Resultados
Lixo: 195,74 kg (balança) – correção = 287,81 kg,
resultando em 68,01% de eficiência no período.
1,5 kg/ha em 8 meses (2,25 kg/ha/ano)
Peso do lixo x Precipitação:
Tendência sempre de uma relação crescente linear,
sobretudo com o intervalo quinzenal
Número médio de dias anteriores secos
inversamente prop. ao valor coletado mensal
Quinzenal: semelhante
Semanal: a relação não fica clara.
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Mensal
Semanal
Quinzenal
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Caracterização: Resíduo
Plásticos 1
Plásticos com
PET
77,2% na
Plásticos 2
Vidro
composição global, papéis
longa vida
em peso
Isopor
Os plásticos
(todos os tipos)
apareceram
em todas as
visitas,
praticamente
1
2
3
4
5
6
7
Número da coleta
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Trapos
Latas
Alumínio
outros
Resíduo
Plásticos 1
PET
Plásticos 2
Vidro
papéis
longa vida
Isopor
Trapos
Latas
Alumínio
outros
Número da coleta
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Tipos no Poço x Tipos na Varrição:
Quase sempre papel e papelão nos sacos de varrição
Em compensação, raramente os mesmos no poço
Garrafas e demais embalagens PET, isopor e latas de
refrigerante (em menor grau):
muito pouco nos sacos de varrição
No poço, somente após precipitação mais forte e/ou
ativação mais acentuada das bombas
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Estimação Direta x Estimação Indireta do lixo
Direta: 287,81 kg em 8 meses
Indireta: 940,2 ± 34 kg ou 4,9 kg/ha (7,35 kg/ha/ano)
Medição direta: 30,61% deste valor
Incerteza dos métodos
Parte do volume retido no sistema e
parte é diluída
Quantificação de Resíduos Sólidos na Drenagem Urbana
Serviços de limpeza: deixaram de coletar 2,1% do
produzido (105 g/hab/ano)
73 g/hab/ano fica nas ruas e no sistema (69,39%)
32 g/hab/ano atinge o exutório da BH (30,61%)
Ordem de grandeza de alguns locais da literatura (Nova
Zelândia e Austrália)
BH estudada: serviços consolidados. Estudar e adaptar a
outras realidades
P x Varrição mostra tendência crescente