PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA AMBIENTAL MESTRADO ÁREA DE CONCENTRAÇÃO EM GESTÃO E TECNOLOGIA AMBIENTAL Adan William da Silva Trentin DIAGNÓSTICO E AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DO SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS DE SANTA CRUZ DO SUL-RS Santa Cruz do Sul Fevereiro de 2015 1 Adan William da Silva Trentin DIAGNÓSTICO E AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA DO SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS DE SANTA CRUZ DO SUL-RS Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Tecnologia Ambiental – Mestrado, área de Concentração em Gestão e Tecnologia Ambiental, Universidade de Santa Cruz do Sul – UNISC, como requisito parcial para obtenção do Título de Mestre em Tecnologia Ambiental. Orientadora: Drª. em Eng. Adriane Lawisch Rodríguez Co-orientador: Dr. em Eng. Diosnel Antonio R. Lopez Santa Cruz do Sul Fevereiro de 2015 2 3 “O verdadeiro homem mede a sua força, quando se defronta com o obstáculo.” Antonie de Saint-Exupéry “Tudo o que um sonho precisa para ser realizado é alguém que acredite que ele possa ser realizado.” Roberto Shinyashiki “Tudo Posso Naquele que me Fortalece”. Filipenses 4:13 4 AGRADECIMENTOS Este trabalho foi desenvolvido no Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental – Mestrado, da Universidade de Santa Cruz do Sul, sob orientação da Prof. Drª. Adriane Adriane Lawisch Rodríguez e co-orientação do Prof. Dr. Diosnel Antonio Rodríguez Lopez. Agradeço a Deus que me deu força e vontade para superar os obstáculos encontrados durante estes dois anos de Mestrado, e nunca deixou que eu me abalasse e perdesse a confiança perante as dificuldades. Aos meus pais pelo apoio para chegar até aqui e obter mais esta conquista profissional. Obrigado por estimularem minha formação não apenas academicamente, mas principalmente como ser humano. Tenham certeza de que deixaram como legado os valores que norteiam a minha vida. A minha família que nunca permitiu que eu desanimasse frente aos problemas e obstáculos, me apoiando e auxiliando todos os dias. A minha namorada Bruna Manto pelo apoio, compreensão, carinho e atenção empenhada para que eu pudesse vencer mais esta etapa. Agradeço a minha orientadora Adriane Lawisch Rodríguez e ao meu co-orientador Diosnel Antonio Rodríguez Lopez que, através de suas competências profissionais, conhecimentos, apoio e bom humor, me guiaram pelos caminhos certos durante a realização desse trabalho. Estendo meu agradecimento a todos os professores do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental da UNISC que de alguma forma contribuíram para minha formação, aos colegas da turma, em especial Marcondes Pacheco e Amaro Azevedo pela parceria e companheirismo. Agradeço à Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul, em especial ao Engenheiro Ambiental Daniel Carlos Stoelben, por ter aceitado a nossa proposta de trabalho, sempre nos dando a atenção necessária e nos colocando a disposição todas as informações solicitadas. A Cooperativa dos Catadores e recicladores de Santa Cruz do Sul, em especial o Engenheiro Ambiental André Hermann, pela sua atenção e dedicação para que o trabalho fosse concluído com êxito. 5 Aos colegas do Grupo de Pesquisa em Reciclagem, Tratamento e Disposição Final de Resíduos Sólidos da UNISC pelo companheirismo, troca de conhecimentos e colaboração durante a realização do trabalho. Agradeço aos meus amigos pela força e parceria nos bons e maus momentos. Meu sincero e humilde agradecimento. 6 RESUMO TRENTIN, Adan William da Silva. Diagnóstico e avaliação do ciclo de vida do sistema de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos de Santa Cruz do Sul – RS. Dissertação (Mestrado) – Universidade de Santa Cruz do Sul. Programa de Pós - Graduação em Tecnologia Ambiental. Santa Cruz do Sul, Brasil. 2015. A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma importante metodologia que permite uma melhora da eficiência ambiental, onde são levadas em consideração as retiradas de recursos naturais da natureza e as emissões para a mesma, permitindo identificar os impactos ambientais potenciais gerados nos processos, produtos ou serviços avaliados. A quantificação das entradas e saídas de um sistema possibilita o aperfeiçoamento de técnicas e a minimização dos impactos ambientais relacionados. Esta pesquisa tem como objetivo realizar um estudo diagnóstico do Sistema de Gerenciamento de Resíduos Sólidos Urbanos no município de Santa Cruz do Sul - RS através da técnica de ACV, para fins de apoio à tomada de decisão na escolha de cenários futuros de gerenciamento. Para realização da ACV, onde todas as entradas e saídas do sistema de gerenciamento de resíduos foram identificadas e quantificadas, foi utilizado o programa computacional Integrated Waste Management – 2, Versão 2.5. A conversão dos valores obtidos na ACV em impactos ambientais foram realizadas através de simulações com base nos fatores de caracterização de impacto utilizados pelo programa computacional SimaPro® 7.0 da Pré Consultants e publicados no relatório ReCiPe 2008, versão 1.08. As categorias de impacto consideradas foram: Potencial de Formação de Oxidantes Fotoquímicos, Potencial de Aquecimento Global, Potencial de Acidificação, Potencial de Eutrofização, Potencial de Depleção da Camada de Ozônio e Potencial de Formação de Material Particulado, além do Uso de Energia e Resíduo Sólido Final. Foram realizadas as ACV do cenário atual de gerenciamento dos resíduos e de mais três cenários, que incluíam a elevação do número de domicílios atendidos pela coleta seletiva, melhoria da eficiência de recuperação de recicláveis na etapa de triagem e introdução da etapa de tratamento biológico no sistema, através da compostagem da matéria orgânica. A etapa de 7 disposição final em aterro sanitário se mostrou a etapa com maiores índices de contribuição de impactos ambientais, seguida da etapa de coleta dos resíduos. O cenário 4 apresenta os menores índices de contribuição para impactos ambientais, revelando uma redução de 29,47% para o potencial de formação de ozônio, 51,13% para o potencial de aquecimento global, 33,88% no potencial de acidificação, 38,30% para o potencial de eutrofização, 41,95% no potencial de depleção da camada de ozônio e 60,42% para o potencial de formação de material particulado, além de redução de 48,5% no volume dos resíduos enviados para o aterro sanitário. As alterações propostas no sistema mostraram ganhos ambientais consideráveis, demonstrando a importância da implementação destas no gerenciamento dos resíduos. Palavras – chaves: Avaliação do Ciclo de Vida, Impactos Ambientais, IWM-2, Resíduos Sólidos Urbanos. 8 ABSTRACT TRENTIN, Adan William da Silva. Diagnosis and life cycle assessment of municipal solid waste management system of Santa Cruz do Sul - RS. Dissertation (Master) - University of Santa Cruz do Sul. Graduate Program in Environmental Technology. Santa Cruz do Sul, Brazil. 2015. The Life Cycle Assessment (LCA) is an important methodology to enable the improvement of environmental efficiency, which is taken into account withdrawals of natural resources of nature and emissions for the same, allowing identifying the potential environmental impacts generated in the processes, products or services evaluated. The quantification of inputs and outputs of a system enables the improvement of techniques and minimizing the related environmental impacts. This research aims to conduct a diagnostic study of the Municipal Solid Waste Management System in Santa Cruz do Sul - RS through the LCA technique, for the purpose of supporting decision making in choosing future management scenarios. To perform the LCA, where all inputs and waste management system outputs were identified and quantified, we used the software Integrated Waste Management - 2, Version 2.5. The conversion of the values obtained in the LCA in environmental impacts were conducted through simulations based on the impact characterization factors used by the software SimaPro® 7.0 Pre Consultants and published in the recipe report 2008 version 1.08. Impact categories studied were: Oxidants Formation Potential Photochemical, Global Warming Potential, Acidification Potential, Eutrophication Potential, Depletion Potential of the Ozone Layer and Particulate Matter Formation Potential in addition to the Use of Energy and Solid Waste Final. Were performed the LCA of the current situation of waste management and three other scenarios, which included the increase in the number of households served by the selective collection, improvement of recyclable recovery efficiency in the screening stage and introduction of biological treatment step in the system by composting the organic matter. The final disposal stage in landfill showed the step with higher environmental impacts contribution rates, then the waste collection stage. Scenario 4 has the lowest contribution rates 9 to environmental impacts, revealing a decrease of 29.47% of the potential for ozone formation, 51.13% to the global warming potential, 33.88% in the acidification potential, 38 30% of the potential for eutrophication, 41.95% in the potential depletion of the ozone layer and 60.42% for the potential of particulate matter formation, and reduction of 48.5% in the volume of waste sent to the landfill. The proposed changes to the system showed considerable environmental gains, demonstrating the importance of implementing these in waste management. Keywords: Life Cycle Assessment, Environmental Impact, IWM-2, Municipal Solid Waste. 10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ABRELPE – Associação Brasileira de Normas Técnicas ACV – Avaliação do Ciclo de Vida CEN – Cenário COOMCAT – Cooperativa de Catadores e Recicladores de Santa Cruz do Sul COV – Composto Orgânico Volátil DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio GJ – Giga Joule IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IWM – Integrated Waste Management IWM-2 – Integrated Waste Management (Software) LCA – Life Cycle Assessment MO – Matéria Orgânica NMVOC – Compostos Orgânicos Voláteis Não Metanizados ONGs – Organizações Não Governamentais PA – Potencial de Acidificação PAG – Potencial de Aquecimento Global PM – Particulate Matter PNRS – Política Nacional de Resíduos Sólidos RSU – Resíduos Sólidos Urbanos SGRSU – Sistema de Gerenciamento de Resíduos Sólidos Urbanos SMMASS – Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Sustentabilidade UF – Unidade Funcional UNL – Uso de Energia Líquida 11 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Cadeia para destinação dos RSU ............................................................................. 27 Figura 2 - Representação esquemática da ACV ....................................................................... 35 Figura 3 - Etapas envolvidas na realização do trabalho ........................................................... 42 Figura 4 - Esquematização da técnica de quarteamento ........................................................... 46 Figura 5 - Caminhão realizando a disposição temporária dos RSU em local previamente selecionado pelos responsáveis ................................................................................................ 46 Figura 6 - Obtenção da amostra de RSU através da técnica de quarteamento ......................... 47 Figura 7 - Bombonas plásticas para acondicionamento dos resíduos ...................................... 47 Figura 8 - Limites e fronteiras do sistema de estudo de ACV .................................................. 49 Figura 9 - Fluxograma representativo do Cenário Atual .......................................................... 52 Figura 10 - Fluxograma representativo do cenário 02 .............................................................. 56 Figura 11 - Fluxograma representativo do cenário 03 .............................................................. 57 Figura 12 - Fluxograma representativo do cenário 04 .............................................................. 59 Figura 13 - Composição gravimétrica média da caracterização dos RSU de Santa Cruz do Sul ........................................................................................................................................ 62 Figura 14 - Modelo de caminhão utilizado para a coleta convencional dos RSU .................... 64 Figura 15 -Caminhão utilizado na etapa de coleta seletiva ...................................................... 65 Figura 16 - Carrinhos utilizados pelos catadores da COOMCAT na etapa de coleta seletiva ...................................................................................................................................... 65 Figura 17 -Galpão da Coleta Seletiva – COOMCAT ............................................................... 66 Figura 18 - Acúmulo de RSU fora da área de transbordo no mês de março de 2014 .............. 69 Figura 19 - Acúmulo de RSU fora da área de transbordo no mês de abril de 2014 ................. 70 Figura 20 - Acúmulo de RSU fora da área de transbordo no mês de agosto de 2014 .............. 70 Figura 21 - Uso de energia em cada um dos cenários analisados ............................................ 74 Figura 22 - Resíduo sólido final enviado para o aterro sanitário ............................................. 77 Figura 23 - Contribuição de cada cenário para o potencial de formação de oxidantes fotoquímicos ............................................................................................................................. 78 Figura 24 - Contribuição de cada cenário para o potencial de aquecimento global ................. 80 12 Figura 25 - Contribuição de cada cenário para o potencial de acidificação ............................. 83 Figura 26 - Contribuição de cada cenário para potencial de eutrofização................................ 85 Figura 27 - Contribuição de cada cenário para potencial de depleção da camada de ozônio ....................................................................................................................................... 87 Figura 28 - Contribuição de cada cenário para potencial de formação de material particulado ................................................................................................................................ 88 13 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Índices estimados de produção “per capita” de resíduos sólidos urbanos, em função da população urbana ..................................................................................................... 28 Tabela 2 - Evolução do crescimento populacional no município de Santa Cruz do Sul entre os anos de 1950 e 2013 .................................................................................................... 43 Tabela 3 - Parâmetros considerados para introdução no software – Composição dos resíduos ..................................................................................................................................... 53 Tabela 4 - Composição detalhada dos metais e plásticos ......................................................... 53 Tabela 5 - Composição dos materiais considerados para entrada no software nas etapas de coleta seletiva e triagem, expressos em Kg/domicílio/ano ....................................................... 53 Tabela 6 - Parâmetros considerados para introdução no software ........................................... 54 Tabela 7 - Parâmetros considerados para introdução no software – Cenário 02 ...................... 56 Tabela 8 - Parâmetros considerados para introdução no software – Cenário 03 ...................... 58 Tabela 9 - Evolução da geração de RSU no município de Santa Cruz do Sul nos últimos três anos .................................................................................................................................... 62 Tabela 10 - Massa total de RSU Composição gravimétrica dos RSU...................................... 63 Tabela 11 - Materiais coletados pela coleta seletiva ................................................................ 65 Tabela 12 - Materiais passíveis de reciclagem obtidos na etapa de reciclagem e suas quantidades ............................................................................................................................... 67 Tabela 13 - Conversão de fontes energéticas primárias utilizadas pelo software .................... 72 Tabela 14 - Somatório do balanço anual de uso de energia para os quatro cenários, destacando cada uma das etapas ............................................................................................... 74 14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 17 2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 20 2.1 Objetivo geral .................................................................................................................... 20 2.2 Objetivos específicos ......................................................................................................... 20 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 21 3.1 Resíduos sólidos ................................................................................................................ 21 3.1.1 Resíduos sólidos e resíduos sólidos urbanos – RSU .................................................... 21 3.1.2 Política nacional de resíduos sólidos – Lei nº. 12.305/2010 ........................................ 23 3.1.3 Gerenciamento de resíduos sólidos urbanos ............................................................... 25 3.1.3.1 Geração ........................................................................................................................ 27 3.1.3.2 Acondicionamento ...................................................................................................... 29 3.1.3.3 Coleta e transporte ..................................................................................................... 29 3.1.3.4 Transbordo .................................................................................................................. 30 3.1.3.5 Pré-processamento: triagem e compostagem ........................................................... 31 3.1.3.5 Disposição final ........................................................................................................... 33 3.2 Avaliação do ciclo de vida – ACV ................................................................................... 34 3.2.1 Avaliação do ciclo de vida e metodologia .................................................................... 34 3.2.3 Análise do ciclo de vida aplicada ao gerenciamento de resíduos sólidos urbanos ... 36 3.2.4 O modelo IWM-2 ........................................................................................................... 39 4 METODOLOGIA................................................................................................................ 41 4.1 Localização e dados gerais do município ........................................................................ 41 4.2 Materiais e Métodos ......................................................................................................... 43 4.2.1 Coleta de dados .............................................................................................................. 43 4.2.1.1 Amostragem para composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos .......... 45 4.2.2 Definição do escopo e unidade funcional ..................................................................... 48 4.2.3 Aplicação do Modelo IWM-2, Versão 2.5: Avaliação do Ciclo de Vida ................... 50 4.2.4 Cenários analisados ....................................................................................................... 50 4.2.4.1 Cenário atual ............................................................................................................... 51 15 4.2.4.2 Cenário 02 ................................................................................................................... 55 4.2.4.3 Cenário 03 ................................................................................................................... 57 4.2.4.4 Cenário 04 ................................................................................................................... 58 4.2.5 Análise de impacto ambiental ....................................................................................... 59 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................................... 61 5.1 Dados do diagnóstico do atual sistema de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos – cenário base ........................................................................................................... 61 5.1.1 Geração e composição gravimétrica dos RSU ............................................................ 61 5.1.2 Coleta dos RSU .............................................................................................................. 63 5.1.3 Triagem dos RSU ........................................................................................................... 67 5.1.4 Destinação final dos RSU .............................................................................................. 68 5.3 Análise de impacto ambiental dos cenários em estudo ................................................. 71 5.3.1 Uso de energia ................................................................................................................ 72 5.3.2 Resíduo sólido final........................................................................................................ 76 5.3.3 Potencial de formação de oxidantes fotoquímicos ...................................................... 76 5.3.2 Potencial de aquecimento global - PAG ...................................................................... 79 5.3.3 Potencial de acidificação terrestre ............................................................................... 82 5.3.4 Potencial de eutrofização .............................................................................................. 84 5.3.5 Potencial de depleção da camada de ozônio ................................................................ 86 5.3.6 Potencial de formação de material particulado .......................................................... 88 6 CONCLUSÕES.................................................................................................................... 90 REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 92 APÊNDICE A – Distribuição das datas de realização do estudo de composição gravimétrica dos RSU de Santa Cruz do Sul......................... 101 APÊNDICE B - Frequência e período de realização da coleta de RSU na área urbana de Santa Cruz do Sul ................................................ 102 APÊNDICE C - Frequência e período de coleta dos RSU na área rural do município de Santa Cruz do Sul ............................................... 103 ANEXO A- Itinerário de coleta dos RSU ........................................................ 104 ANEXO B - Emissões atmosféricas do cenário atual ..................................... 105 ANEXO C - Emissões líquidas do cenário atual ............................................. 106 16 ANEXO D - Emissões atmosféricas do cenário 2............................................ 107 ANEXO E - Emissões líquidas do cenário 2 .................................................... 108 ANEXO F - Emissões atmosféricas do cenário 3 ............................................ 109 ANEXO G - Emissões líquidas do cenário 3 ................................................... 110 ANEXO H - Emissões atmosféricas do cenário 4 ........................................... 111 ANEXO I - Emissões líquidas no cenário 4 ..................................................... 112 17 1 INTRODUÇÃO Os Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) representam problemas da ordem social e ambiental para qualquer sociedade contemporânea. As desastrosas conseqüências decorrentes de um manejo incorreto dos resíduos são suficientes para alertar o interesse público sobre a necessidade da adoção de políticas públicas que busquem reverter esse quadro. O meio ambiente sofre degradação durante a produção de bens tecnológicos através da extração de recursos naturais, bem como durante o descarte de produtos cujo uso não é mais possível, o que gera outra ação de impacto sobre o meio ambiente. É fácil prever que tudo o que é ou foi fabricado ou construído, um dia será descartado, tornando-se resíduo ou rejeito e necessitando ter um fim ambientalmente adequado. A geração de RSU alcançou níveis alarmantes, sendo que a realização da sua coleta, tratamento e disposição de forma adequada representam uma grande responsabilidade de todos e deve ser prioridade social, não podendo ser negligenciada. Várias metodologias para a gestão dos RSU estão disponíveis. No entanto, devido à heterogeneidade dos mesmos, determinar os melhores meios para gerenciá-los não é tarefa simples. No Brasil, o gerenciamento dos RSU depende bastante, entre outras coisas, do tamanho do município e dos recursos destinados por estes para esta atividade. A grande maioria dos municípios brasileiros podem ser considerados de pequeno porte, com populações menores que 20.000 habitantes, gerando uma quantidade de RSU que, em princípio, não justifica grandes estruturas para o seu gerenciamento. Isso, associado a poucos recursos econômicos, à falta de profissionais capacitados, tarifas desatualizadas, descontinuidade política e administrativa, entre outras questões, acabam fazendo com que sejam buscadas alternativas inadequadas do ponto de vista ambiental, econômico e social para o gerenciamento dos RSU (NETO, 2007, p. 10-11). Até pouco tempo atrás, o gerenciamento dos RSU no Brasil se baseava no tripé básico: coleta, transporte e disposição final, na sua grande maioria em “lixões a céu aberto”. Entretanto, com a aprovação da Lei nº. 12.305/2010, e sua regulamentação através do Decreto nº. 7.404/2010 esse quadro tende a se alterar de forma significativa. A nova lei trouxe os princípios, objetivos e as principais diretrizes da Política Nacional de Resíduos Sólidos 18 (PNRS), os quais são fundamentais para uma gestão adequada dos resíduos sólidos (BRASIL, 2010) A PNRS visa impulsionar outras formas de tratamento e destinação final, sendo que os Aterros Sanitários representam uma destas alternativas. Porém, é importante destacar que os Aterros Sanitários devem ser a última opção para o gerenciamento, uma vez que não permitem a recuperação e reaproveitamento dos resíduos, conforme exposto por Khoo (2009). Vale ressaltar que a ordem de prioridade dos RSU definida pela PNRS é: não geração; redução; reutilização; reciclagem; tratamento; e por fim, a disposição final adequada (BRASIL, 2010). Percebe-se, através de uma análise desta ordem de prioridades, que diferentes alternativas para o gerenciamento dos RSU devem ser consideradas e avaliadas, levando sempre em consideração parâmetros ambientais, econômicos e sociais. Em virtude dos efeitos indesejáveis de gases de aterro, geração de lixiviado e ocupação do território sem aproveitamento dos materiais, a compostagem tem se tornado uma das alternativas ao uso de aterros sanitários, como forma de recuperação do resíduo (HONG et al. 2010). Através da compostagem – decomposição aeróbia por microrganismos – é possível transformar a fatia orgânica dos resíduos, obtendo-se um produto útil como fertilizante do solo (REIS et al. 2003). Essa técnica, por suas vantagens, tem sido incluída como etapa de gerenciamento dos RSU. Bovea e Powell (2006) destacam, além da compostagem, a necessidade de acréscimo na recuperação e reciclagem de resíduos secos recicláveis. Assim, utilizando-se das alternativas de compostagem e reciclagem aplicáveis a região, torna-se possível elaborar alternativas para desenvolver a performance ambiental dos sistemas atuais de gestão de resíduos, de modo a atingir as metas estabelecidas pelos governos. Reichert (2013, p. 4-5) afirma que no gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, dependendo das diferentes alternativas e técnicas utilizadas para manejar, transportar, processar, tratar e dispor os resíduos tem-se potencial de geração de impactos ambientais resultantes das emissões gasosas, líquidas e resíduos finais das diversas etapas do sistema de manejo. Ao se buscar novas alternativas para o gerenciamento dos RSU, é fundamental que seja realizada uma análise dos impactos ambientais relacionados. A fim de ter-se esse conhecimento, a ferramenta de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) vem se tornando uma 19 possibilidade concreta, destacada inclusive pela PNRS. Muitos dos problemas relacionados ao gerenciamento dos RSU podem ser quantificados e até mesmo evitados com a utilização desta ferramenta. Diversos modelos já foram desenvolvidos com o objetivo de determinar os impactos ambientais relacionados com a gestão dos RSU. Os primeiros modelos, como Solid Waste Alternatives Program – SWAP (OSSENBRUGGEN e OSSENBRUGGEN, 1992, CHANG e WANG, 1996 e MACDONALD, 1996, citados por HANANDEH et al. 2010) concentraramse na análise de custos das alternativas de gestão de resíduos. No entanto, o aumento da consciência da necessidade de estimar os impactos ambientais do sistema de resíduos sólidos abriu o caminho para uma nova geração de modelos. Atualmente alguns modelos de ACV estão mais focados nas alternativas de tratamento dos resíduos, onde são criados diferentes cenários para tratamento do RSU, podendo ser incluídas as etapas de coleta, separação e reciclagem para recuperação de materiais, aterro sanitário ou incineração, com e sem recuperação de energia, como destino final. Em virtude da atual mudança no panorama da gestão dos RSU no Brasil, em especial pela introdução da Lei nº. 12.305/2010 (BRASIL, 2010), Política Nacional de Resíduos Sólidos, se faz necessário um estudo mais aprofundado do atual sistema de Gerenciamento dos Resíduos Sólidos Urbanos do município de Santa Cruz – RS. Sendo assim, este estudo propõe-se a realizar um estudo diagnóstico do Sistema de Gerenciamento dos Resíduos Sólidos Urbanos do município, por meio da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida. 20 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo geral Realizar um estudo diagnóstico do Sistema de Gerenciamento de Resíduos Sólidos Urbanos no município de Santa Cruz do Sul - RS através da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida. 2.2 Objetivos específicos Os objetivos específicos do trabalho são: Realizar o diagnóstico do Sistema de Gerenciamento de Resíduos Sólidos Urbanos (SGRSU) do município de Santa Cruz do Sul – RS; Realizar a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) do atual SGRSU do município de Santa Cruz do Sul – RS; Elaborar e simular 03 cenários de gestão dos resíduos sólidos urbanos que estejam de acordo com as exigências determinadas pela Política Nacional de Resíduos Sólidos para o município de Santa Cruz do Sul – RS, realizando a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) para cada cenário, buscando determinar qual o cenário mais sustentável. 21 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 Resíduos sólidos 3.1.1 Resíduos sólidos e resíduos sólidos urbanos – RSU No Brasil a Associação Nacional de Normas Técnicas - ABNT, através da NBR 10.004 (ABNT, 2004), define que “resíduos sólidos “são resíduos nos estados sólido ou semi-sólido que, resultam de atividades da comunidade de origem, industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como alguns líquidos cujas particularidades tornam inviável o seu lançamento na rede pública de esgoto ou corpos d’água, ou exijam para isso soluções técnicas ou economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível.” Segundo McDougall et al. (2001), “resíduos sólidos” podem ser definidos como materiais para os quais não há uso econômico corrente ou em um futuro próximo e para os quais tratamento ou destino final são requeridos. Outra definição descrita pelos autores (definição que é adotada pelo PNUMA – Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente) diz que “resíduos sólidos” são objetos que os seus proprietários não querem, não necessitam ou para os quais não tem mais nenhum uso, e para os quais tratamento e/ou disposição final será necessária. A PNRS, instituída pela Lei 12.305/2010, traz em seu texto, artigo 3º, inciso XVI, uma definição própria de resíduos sólidos: XVI – Resíduos sólidos: material, substância, objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade, cuja destinação final se procede, se propõe proceder ou se está obrigado a proceder, nos estados sólido ou semissólido, bem como gases contidos em recipientes e líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corpos d’água, ou exijam para isso soluções técnicas ou economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível (BRASIL, 2010). 22 Ao analisar estas definições, nota-se a grande abrangência das mesmas. Em função desta abrangência é conveniente que os resíduos sólidos recebam uma classificação a fim de facilitar a orientação dos gestores nas estratégias de manejo para cada grupo de resíduos. Esta classificação é realizada levando em consideração as características e a natureza do resíduo. Os resíduos sólidos podem assumir, quanto à sua origem, as seguintes categorias de classificação: resíduos sólidos residenciais ou domiciliares, resíduos sólidos industriais, resíduos sólidos comerciais e institucionais, resíduos sólidos de serviços de saúde, resíduos sólidos de transporte e resíduos sólidos de construção civil. Os resíduos possuem várias denominações, naturezas, origens diferenciadas e diversas composições. A gestão de vários tipos de resíduos tem responsabilidades definidas em legislações específicas e implica em sistemas diferenciados de coleta, tratamento e disposição final (JACOBI et al. 2006). O poder público, além de gerenciar adequadamente os próprios resíduos gerados por suas atividades, deve disciplinar o fluxo dos resíduos no município. Na Lei Federal nº 12.305/10, tem-se que os resíduos sólidos urbanos englobam os resíduos domiciliares, isto é, aqueles originários de atividades domésticas em residências urbanas e os resíduos de limpeza urbana, quais sejam, os originários da varrição, limpeza de logradouros e vias públicas, bem como de outros serviços de limpeza urbana (CAVALCANTI et al. 2011). Conforme apresentado pelo Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA, 2012), a coleta e o transporte dos resíduos sólidos têm sido o principal foco da gestão de resíduos sólidos, especialmente em áreas urbanas. A taxa de cobertura vem crescendo continuamente, já alcançando, em 2009, quase 90% do total de domicílios e se aproximando da totalidade dos domicílios urbanos. Apesar do índice, esta cobertura é distribuída de forma desigual no território. Existem diferenças entre as taxas de cobertura nas várias regiões do país, sendo as regiões Norte e Nordeste aquelas com menor taxa. Uma análise dos relatórios dos anos de 2009 (ABRELPE, 2009), 2010 (ABRELPE, 2010), 2011 (ABRELPE, 2011), 2012 (ABRELPE 2012) e o mais recente a ser publicado, referente ao ano de 2013 (ABRELPE, 2013) demonstra que, anualmente, a geração de resíduos no Brasil tem ultrapassado a taxa de crescimento populacional, significando que há um consumo crescente e uma crescente descartabilidade no país. Entre 2012 e 2013, segundo 23 dados do IBGE, o crescimento populacional foi de 0,9%, enquanto que a taxa de geração de RSU no mesmo período foi de 4,1%. O congresso brasileiro estabeleceu em 2010 uma regulamentação nacional (BRASIL, 2010), visando uma gestão de resíduos sólidos eficiente, recuperando os materiais que contém valor de mercado. Este esforço político é considerado fundamental, pois a quantidade de RSU gerados no Brasil chega a 61.936.368 toneladas/ano (QUINTIERE, 2012). Para Zanta et al. (2006), os RSU apresentam grande diversidade e complexidade, podendo alguns fatores interferirem na geração dos mesmos, como fatores econômicos, sociais, geográficos, educacionais, culturais e legais, tanto em relação à quantidade gerada como na composição gravimétrica. A composição dos RSU é variável, de acordo com a época do ano e do mês, a cultura e o poder aquisitivo da população do município, entre outros fatores. Ainda, segundo Naime (2005), as populações mais desenvolvidas geram grande quantidade de resíduos de embalagens e produtos industrializados, enquanto as populações mais pobres geram resíduos com grande quantidade de matéria orgânica. O Brasil, por ser um país com diferenciações geográficas intensas, apresenta um panorama de avaliação muito divergente. As regiões sul e sudeste demonstram índices de Gestão de Resíduos Sólidos Urbanos melhores que o país como um todo, mas, ainda assim, necessitam de avanços. (MMA, 2012). A taxa de coleta regular dos resíduos sólidos vem, atualmente, atingindo índices mais aceitáveis, ao passo que a coleta seletiva também vem evoluindo, principalmente em materiais como plástico (PET), alumínio e papel (MMA, 2012). 3.1.2 Política nacional de resíduos sólidos – Lei nº. 12.305/2010 A Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS foi instituída pela Lei 12.305/2010, cujas disposições são voltadas aos princípios, objetivos, diretrizes e instrumentos relacionados à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos, incluindo-se a responsabilidade dos geradores, pessoas físicas ou jurídicas, e do poder público, na perspectiva nacional (BRASIL,2010). 24 A edição da Lei nº. 12.305, de 2 de agosto de 2010, que instituiu a PNRS, depois de mais de duas décadas de discussões, regulamentada pelo Decreto nº. 7.404, de 23 de dezembro de 2010, significou um avanço ao estabelecer princípios, objetivos, instrumentos e diretrizes afetos à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos. A nova lei dispôs de forma ampla quanto aos que estariam a ela sujeitos: as pessoas físicas ou jurídicas, de direito público ou privado, responsáveis, direta ou indiretamente, pela geração de resíduos sólidos e as que desenvolvam ações relacionadas à gestão integrada ou ao gerenciamento de resíduos sólidos (MILARÉ, 2011). A Política Nacional de Resíduos Sólidos preencheu um vazio existente no arcabouço regulatório nacional. Essa iniciativa é o reconhecimento, ainda que tardio, de uma abrangente problemática ambiental que assola o País, problemática esta de proporções desconhecidas, mas já com diversos episódios registrados em vários pontos do território nacional, e que tem origem exatamente na destinação e disposição inadequadas de resíduos e consequente contaminação no solo, além da dificuldade de identificação dos agentes responsáveis (SIQUEIRA, 2013). Segundo Bisi (2012), a lei dispõe sobre seus princípios, objetivos e instrumentos, bem como sobre as diretrizes relativas à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos, incluídos os perigosos, às responsabilidades dos geradores e do poder público e aos instrumentos econômicos aplicáveis. Segundo Bernardes (2013), a Lei nº. 12.305, propõe uma série de mecanismos destinados à gestão integrada e ao gerenciamento ambientalmente adequado dos resíduos sólidos, inaugurando a chamada responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos, entre setores públicos, iniciativa privada e consumidores. De forma a incentivar ao cumprimento das obrigações da coletividade na implantação dessas políticas, a referida lei explicita o princípio do protetor-recebedor, especialmente no que se refere aos instrumentos econômicos para o atingimento de seus objetivos. Siqueira (2013), afirma que um dos grandes méritos da novidade legislativa é buscar a solução preventiva, elencando instrumentos que possam viabilizar a redução dos resíduos no lugar de, tão somente, contornar o problema do depósito. Nesse sentido, a Lei 12.305/2010, em seu artigo 6º, VII, consagrou como princípio essencial para efetivação da PNRS a responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos. 25 A responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos, conforme exposta por Leuzinger (2012), é definida pelo inciso XVII do artigo 3º da Lei como o “conjunto de atribuições individualizadas e encadeadas dos fabricantes, importadores, distribuidores e comerciantes, dos consumidores e dos titulares dos serviços públicos de limpeza urbana e de manejo dos resíduos sólidos, para minimizar o volume de resíduos sólidos e rejeitos gerados, bem como para reduzir os impactos causados à saúde humana e à qualidade ambiental decorrentes do ciclo de vida dos produtos.” 3.1.3 Gerenciamento de resíduos sólidos urbanos O gerenciamento de resíduos sólidos pode ser entendida como a maneira de “conceber, implementar e administrar sistemas de manejo de resíduos sólidos urbanos, considerando uma ampla participação dos setores da sociedade e tendo como perspectiva o desenvolvimento sustentável”. Esse sistema deve considerar a ampla participação e intercooperação de todos os representantes da sociedade, do primeiro, segundo e terceiros setores, assim exemplificados: governo central; governo local; setor formal; setor privado; ONGs; setor informal; catadores; comunidade; todos geradores e responsáveis pelos resíduos (MESQUITA JÚNIOR, 2007). O gerenciamento dos resíduos sólidos deve envolver desde a geração, acondicionamento na fonte, coleta, processamento, transformação e recuperação até a disposição final. No entanto, a fase crítica do gerenciamento dos RSU é a fase de disposição final, pois as conseqüências da má disposição são extremamente prejudiciais à sociedade, tendo em vista os tipos e a quantidade produzida (ARCILA, 2008). Com a introdução da Política Nacional de Resíduos Sólidos, através da Lei 12.305/2010, pretende-se erradicar a disposição final dos rejeitos em lixões no Brasil, uma vez que estes são propícios ao aparecimento de vetores prejudiciais à saúde humana e responsáveis por grandes impactos ao meio ambiente e à saúde humana. De acordo com Klundert e Anschiitz (2000), no gerenciamento de resíduos sólidos a atividade econômica é vista sob a ótica de um sistema aberto, no qual os diferentes atores – sociedade, governos, organizações não governamentais, etc – interagem nas etapas de gestão, 26 compreendidas pela minimização, reuso, coleta e transporte, reciclagem, compostagem, recuperação energética e destinação final, sob diversos aspectos: técnicos, ambientais, econômicos, sociais, culturais, estratégicos, políticos e legais. Essa interação é percebida pelo aspecto dinâmico, variável ao longo do tempo em diversas escalas, que vão da individual à global. Nessa abordagem é percebida a inter-relação do sistema de RSU com os demais sistemas urbanos, como o de esgotos, pluvial e paisagístico. O planejamento do gerenciamento de resíduos sólidos é estruturado sobre uma hierarquia, que foi inicialmente chamada de “3R” – redução, reuso e reciclagem – mas que teve a incorporação de um quarto “R”, da recuperação ou valoração energética. Esta hierarquização está presente no corpo de legislações, como a brasileira, que na lei 12.305/2010 estabelece a seguinte priorização: não geração, redução, reutilização, reciclagem, recuperação energética e disposição final (BRASIL, 2010). Conforme exposto por Grippi (2001), o gerenciamento dos resíduos municipais deve começar pelo conhecimento das suas características, pois vários fatores podem influenciar quali e quantiativamente, como número de habitantes, poder aquisitivo da população, condições climáticas predominantes, hábitos e costumes da população e nível educacional. Conforme Prandini (1995), o gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos é um conjunto articulado de ações normativas, operacionais, financeiras e de planejamento, que uma administração municipal desenvolve, baseado em critérios sanitários, ambientais e econômicos para coletar, tratar e dispor os resíduos sólidos da sua cidade. Prandini (1995) também destaca a importância em se ter consciência de que todas as ações e operações envolvidas no gerenciamento dos resíduos estão interligadas, influenciando umas as outras: coleta mal planejada encarece o transporte; transporte mal dimensionado, além de gerar prejuízos e reclamações, prejudica as formas de tratamento e de disposição; tratamento mal dimensionado não atinge os objetivos e vira alvo fácil de criticas. McDougall et al. (2001), afirma que um sistema de gestão de resíduos sólidos deve ser ambientalmente eficiente (reduzir ao máximo os resíduos gerados, bem como as emissões gasosas e líquidas), economicamente suportável (o sistema deve operar a custos que possam ser suportados por toda a sociedade) e socialmente aceito (o sistema de gestão deve operar de modo a ser aceito pela maior parte da comunidade, levando em conta a educação e o desenvolvimento). 27 De acordo com Tchobanoglous (1993) as atividades envolvidas desde a geração até a destinação final dos resíduos sólidos urbanos compreendem uma cadeia de processos logísticos que envolvem diferentes etapas e agentes. A Figura 1 ilustra as atividades envolvidas no gerenciamento dos RSU, segundo Tchobanoglous (1993). Figura 1 - Cadeia para destinação dos RSU Geração Acondicionamento Transbordo Coleta Préprocessamento Disposição Final Fonte: Adaptado de Tchobanoglous (1993). 3.1.3.1 Geração Conforme exposto por CETESB (2009), o aumento na geração de resíduos sólidos, em especial os domiciliares, têm ligação direta com o crescimento populacional, o desenvolvimento tecnológico, as mudanças de hábitos de consumo e o processo de urbanização. Segundo Logarezzi (2004), citado por Massukado (2004), a geração de resíduos sólidos é em parte determinada pelas ações de consumo de produtos e serviços, pelas opções de produção, pela opção de comercialização e pelas opções de fornecimento de serviços. 28 De acordo com Reichert (2013), um dos principais fatores que limitam o desenvolvimento de efetivos sistemas de gerenciamento de RSU em diferentes países, inclusive o Brasil, é a carência de dados compreensivos e padronizados relacionados à geração e composição dos RSU. Em função da complexidade de se estimar a geração de RSU nos diferentes municípios brasileiros, uma vez que se observa grande diversidade entre eles, e da ausência de dados mais precisos, a CETESB (2009), sugere algumas classes de geração de RSU, levando em consideração principalmente o número de habitantes nos municípios. Na Tabela 1 é possível visualizar os índices estimados de geração “per capita” de RSU no Brasil. Vale ressaltar, conforme CETESB (2009), que poderão ocorrer índices diferentes em alguns municípios, devido a alguns fatores, como: atividade produtiva predominante, nível socioeconômico, sazonalidade da ocupação, existência de coleta seletiva e ações governamentais de incentivo à redução da geração de RSU. Tabela 1 – Índices estimados de produção “per capita” de resíduos sólidos urbanos, em função da população urbana População (habitantes) Produção (kg/hab. dia) Até 100.000 0,4 De 100.001 a 200.000 0,5 De 200.001 a 500.000 0,6 Maior que 500.000 0,7 Fonte: Adaptado de CETESB (2009). 29 3.1.3.2 Acondicionamento Bartholomeu et al. (2011), destacam que o acondicionamento dos resíduos, realizado pela própria fonte, busca atender as características do sistema de coleta, sendo que o período que o resíduo permanece nas residências é definido pela freqüência com que a coleta municipal é realizada, podendo ocorrer de forma diária ou intercalada. De acordo com IBAM (2001), o acondicionamento dos resíduos sólidos deve ser entendido como a etapa onde os resíduos sólidos são preparados para a coleta de forma sanitariamente adequada e, de forma compatível com o tipo e a massa de resíduos. O acondicionamento corresponde à primeira etapa de um sistema de gestão dos resíduos sólidos urbanos, podendo ser utilizados diversos tipos de vasilhames, como: vasilhas domiciliares, tambores, sacos plásticos, sacos de papel, contêineres comuns, contêineres basculantes, entre outros (CUNHA e CAIXETA FILHO, 2002). O acondicionamento e armazenamento adequado evita acidentes, proliferação de vetores, minimiza o impacto visual e olfativo e facilita a realização da etapa da coleta (MASSUKADO, 2004). Esta etapa envolve muito mais que a simples colocação do resíduo em local adequado, sendo positiva a inclusão de outras ações, como a lavagem dos resíduos recicláveis (materiais metálicos, plásticos e vidros), evitando a proliferação de moscas e, em caso de existência de coleta seletiva, a contaminação de outros resíduos, permitindo o aproveitamento dos materiais com melhores condições e propriedades. 3.1.3.3 Coleta e transporte Por coleta, conforme Barros (2012, p. 98), entenda-se a atividade de reunir os resíduos sólidos convenientemente acondicionados objetivando seu transporte. A etapa de transporte diz respeito à condução dos resíduos sólidos, depois de coletados, à unidade de tratamento ou de disposição final. Embora estas duas etapas se diferenciem entre si, na maioria das cidades, 30 o veículo responsável pela coleta desempenha também a tarefa de transporte, sendo estas em sequência, em função principalmente de limitações econômicas e de políticas dos serviços. A etapa de coleta dos resíduos sólidos engloba desde a partida do veículo de sua garagem, compreendendo todo o percurso gasto na viagem para remoção dos resíduos dos locais onde foram acondicionados aos locais de descarga, retornando novamente até o ponto de partida (CUNHA e CAIXETA FILHO, 2002). Monteiro et al. (2001) destaca que a qualidade da operação de coleta e transporte depende diretamente do acondicionamento, armazenamento e da disposição dos recipientes, inclusive para reduzir a heterogeneidade dos resíduos e facilitar a coleta. Conforme exposto por Bartholomeu et al. (2011) e Barros (2012), a coleta dos RSU nos municípios brasileiros é de responsabilidade do governo municipal, apresentando características diversas, as quais são: Coleta regular ou convencional: é o sistema de coleta mais comum e ocorre porta a porta, em intervalos de tempo determinados, junto aos domicílios ou através do ponto a ponto, onde os resíduos sólidos acondicionados são acumulados em pontos predeterminados; Coleta extraordinária: é o sistema de coleta que ocorre apenas quando solicitado pelo poder público; Coleta especial: é o sistema de coleta de resíduos especiais, tais como resíduos da saúde, da varrição pública, podendo ainda ser restos de limpezas de cemitérios, animais mortos, dejetos de feiras livres, pequenas quantidades de entulhos e outros; Coleta seletiva: é o sistema de coleta dos resíduos que apresentam potencial de reciclagem, previamente segregados na fonte (residências, estabelecimentos comerciais etc), tais como papel, vidro, plástico e metais. 3.1.3.4 Transbordo Segundo Ecourbis (2011), citado por Bezerra (2012, pág. 45), as estações de transbordo são locais projetados, na maioria das situações em função da distância entre a área de coleta e o local de tratamento e/ou destinação final, para servirem como pontos de destinação 31 intermediários dos RSU coletados na cidade. Nestes locais, os caminhões responsáveis pela coleta dos RSU realizam o descarregamento dos resíduos e, depois, estes são colocados em carretas de maior capacidade, responsáveis pelo transporte até o aterro sanitário. O local de transbordo é necessário quando o local de destinação final dos RSU se encontra distante do raio de coleta, sendo que a sua função básica é auxiliar nas transferências da carga para veículos de maior capacidade, ocasionando redução nos gastos referentes a transportes (Bartholomeu et al. 2011). D’Almeida e Vilhena (2000), salientam que as estações de transbordo, também chamadas de estações de transferência, são instalações intermediárias onde os resíduos dos veículos coletores são transferidos geralmente para equipamentos de transporte maiores, tais como carretas (capacidade de 40 a 60 m³) ou, conforme exposto por Silva (2009), para balsas, as quais realizam o transporte dos resíduos na região de Manaus – AM, para o local de destino final. Segundo IPT e CEMPRE (2000), citado por Massukado (2004), são recomendados o uso destas instalações de transferência a partir das seguintes distâncias a serem vencidas pelo coletor até o destino: mais de 6,0 km para pequenos coletores e caminhões convencionais tipo carroceria ou caçamba, e a partir dos 25,0 km para caminhões compactadores. 3.1.3.5 Pré-processamento: triagem e compostagem A etapa de pré-processamento, de acordo com Bartholomeu et al. (2011), é uma etapa intermediária no amplo processo de gerenciamento dos RSU, podendo estar presente ou não nos municípios. Os autores destacam que na verdade seria desejável que esta etapa estivesse presente nos fluxos de RSU de todos os municípios, uma vez que esta é a etapa onde se realiza a triagem dos recicláveis (papel, papelão, plástico, vidro e metal) e a devida preparação para a comercialização e, também pode ser incluído ao processo a separação da matéria orgânica para posterior compostagem. Barros (2012) cita que as operações de pré-processamento têm a finalidade de condicionar e preparar os RSU para o(s) tratamento(s) posterior(es), sendo que as mesmas não 32 constituem um processo completo, ou seja, não eliminam o problema da disposição de resíduos. Em função do aumento na geração de resíduos, deve-se sempre buscar uma maior eficiência desta etapa. Junkes (2002) elencou as principais instalações de uma usina de triagem e compostagem, onde destacou seis setores, conforme descrição: 1º Setor – recepção e expedição: 2º Setor – triagem propriamente dita: 3° Setor – pátio de compostagem; 4° Setor – beneficiamento e armazenagem de composto; 5° Setor – aterro de rejeitos; 6° Setor – sistema de tratamento de efluentes. De acordo com Gameiro (2011), “o processo tradicional de triagem consiste no recebimento dos resíduos, sua colocação em mesas de separação ou em uma esteira rolante, a catação e separação manual, lavagem (dependendo do tipo de resíduo), prensagem e armazenagem.” Esta etapa ocorre nas chamadas “usinas de triagem”, as quais são compostas por galpões e, estes, na sua grande maioria, equipados com plataforma de recebimento, esteira, tanques de lavagem, prensas e depósitos. Kiehl (1985), citado por Brito (2008), define compostagem como um processo biológico de transformação da matéria orgânica crua em substâncias húmicas, estabilizadas, com propriedades e características completamente diferentes do material que lhe deu origem. A compostagem é uma alternativa apropriada de gestão de resíduos porque reduz o volume e peso de aproximadamente 50% e resulta em um produto estável, que pode, por exemplo, ser aplicado na agricultura (FIALHO et al. 2010). Segundo Massukado (2008), no Brasil, cerca de 50% a 60% dos resíduos sólidos domiciliares gerados são constituídos de material compostável que, por não ser coletado separadamente, acaba sendo encaminhado para um destino final inadequado, juntamente com os resíduos perigosos, rejeitos e com os recicláveis que deixaram de ser coletados seletivamente. Essa forma de destinação gera, para a maioria dos municípios, despesas que poderiam ser evitadas caso o material compostável fosse separado na fonte e encaminhado para um tratamento específico. 33 3.1.3.5 Disposição final A disposição final em aterro é a opção para a eliminação dos resíduos que, depois de ter esgotado todas as possibilidades de tratamento e recuperação por processos de técnica ou economicamente disponíveis, não apresentem outra possibilidade que o aterro (BRASIL, 2010). Aterro sanitário é uma técnica de disposição de resíduos sólidos urbanos no solo sem causar danos à saúde pública e à sua segurança, minimizando os impactos ambientais, método este que utiliza princípios de engenharia para confinar os resíduos sólidos à menor área possível e reduzi-los ao menor volume permissível, cobrindo-se com uma camada de terra na conclusão de cada jornada de trabalho, ou a intervalos menores, se necessário (ABNT 8419/1992). Na descrição de Mano et al. (2005), um aterro sanitário consiste em um local de processamento dos resíduos sólidos onde se promove o confinamento destes em camadas ou células devidamente compactadas e revestidas com material inerte e de baixa permeabilidade, neles gerando reações físico-químicas diversas, que fazem a decomposição dos resíduos, gerando calor, gás e chorume. Esse chorume é a água combinada com gorduras, ácidos e diversos componentes lixiviados, formando um composto extremamente poluente, que necessita de tratamento específico em instalações apropriadas. Segundo Juca (2002), no mundo inteiro, com algumas exceções, os aterros sanitários representam a principal destinação final dos resíduos sólidos. Já Milanez (2002) escreveu que apesar do aterro sanitário ser a forma de disposição mais adequada, do ponto de vista do confinamento dos resíduos, utilizar apenas o aterro sanitário significa estar tornando inacessíveis diversos materiais necessários para as atividades econômicas e que no longo prazo, podem estar escassos. 34 3.2 Avaliação do ciclo de vida – ACV 3.2.1 Avaliação do ciclo de vida e metodologia No cenário internacional, a década de 80 foi profícua no desenvolvimento de técnicas e enfoques metodológicos voltados para uma melhor compreensão e redução dos impactos ambientais gerados por produtos e serviços advindos dos setores produtivos (MAGRINI, 2004). A ACV foi desenvolvida a partir da década de 60 tendo como foco uma análise dos impactos ambientais de produtos, principalmente no contexto comparativo de materiais. Guinée et al. (2011), consideram a fase das décadas de 70 a 90 como o período de concepção da ACV, quando diferentes abordagens e terminologias foram usadas com resultados conflitantes, o que acabou limitando temporariamente a aplicação da metodologia de ACV. De acordo com Curran (2006), a emergência dos problemas associados à gestão de resíduos sólidos foi um grande fator revigorador da ACV a partir de 1988. A ACV consiste na análise e na comparação dos impactos ambientais causados por diferentes sistemas que apresentam funções similares. Em outras palavras, sob a ótica ambiental, ela estabelece inventários tão completos quanto possível do fluxo de matéria (e energia) para cada sistema e permite a comparação desses balanços entre si, sob a forma de impactos ambientais, conforme exposto na Figura 2 (SOARES et al. 2006). De acordo com Sottoriva (2011), a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), aliada às tecnologias e aos processos que visam à minimização e à redução da contaminação ambiental, parte de princípios de redução na fonte, reutilização e reciclagem de produtos. Esses princípios se norteiam em aspectos de máxima eficiência com o menor consumo de insumo e/ou insumos menos impactantes, gerando menos resíduos tóxicos, além de prever o ajuste de tecnologias e boas práticas operacionais. Para desenvolver a ACV, amparados pela norma ISO 14040 existem quatro etapas descritas como: I – Definição do Objetivo e Escopo do Estudo: conceito clássico “do berço ao túmulo”, ou seja, todas as fases pelas quais o produto passa durante sua vida; II – Análise do Inventário: O termo “Inventário do Ciclo de 35 Vida” de um produto refere-se à coleta de dados em si, e aos procedimentos de cálculo a serem utilizados no processamento desses dados; III – Avaliação dos Impactos Ambientais: a análise de impactos ambientais prevê e quantifica os efeitos ambientais das entradas e saídas do inventário; IV – Interpretação dos Resultados: a avaliação é realizada após o término do trabalho e antes da elaboração do relatório final. Figura 2 - Representação esquemática da ACV Entrada Energia Matérias-primas Elementos auxiliares Saída Pré-produção Produção Transporte Utilização Geração de resíduos Unidade Funcional Resíduos Subprodutos Fonte: Adaptado de Soares et al., (2006). O conceito de ciclo de vida é essencial para a sustentabilidade incorporando vários aspectos que permitem uma análise objetiva dos processos ou serviços (STEINHILPER et. al. 1997; STANISKIS e VARZINSKAS, 2010). De acordo com Ortiz et al., (2009), a ACV é uma metodologia utilizada para avaliar impactos ambientais em todas as fases do ciclo de vida de um produto ou serviço, desde a origem (matérias primas) até ao fim da vida (eliminação de resíduos). Com o desenvolvimento da metodologia de ACV, está passou a ser utilizada para a análise dos complexos sistemas de gestão de resíduos. Incentivados pela legislação européia, muitos estudos de ACV foram desenvolvidos focados na análise de fim de vida dos produtos, algumas vezes chamados de “gate to rave” ou “waste LCA”, ou no caso de materiais 36 reciclados “gate to gate”. Através desses, procura-se avaliar as alternativas de tratamento dos resíduos do produto ao final de vida. Nessas análises da fase de fim de vida de produtos, frequentemente prioriza-se a avaliação da recuperação de energia através da reciclagem, compostagem ou incineração dos resíduos (ARAÚJO, 2013). 3.2.3 Análise do ciclo de vida aplicada ao gerenciamento de resíduos sólidos urbanos A avaliação do ciclo de vida (ACV) é um método padronizado internacionalmente (ISO 14040, 1997) que foi desenvolvido a partir de princípios de engenharia química e análise de energia (HERTWICH et al. 2002). É geralmente considerada a melhor ferramenta de gestão ambiental que pode ser usada para se obter uma compreensão adequada e uma quantificação objetiva de todos os impactos ambientais relacionados com diferentes cenários de gestão de resíduos sólidos (CLIFT et al. 2000). O termo ciclo de vida indica que todas as fases do ciclo de vida do serviço, desde a extração de recursos até o tratamento final de fim de vida, são levadas em conta. Para cada operação dentro de uma etapa, os insumos (matérias-primas, recursos e energia) e saídas (emissões para o ar, água e resíduos sólidos), são calculados e então agregados ao longo do ciclo de vida, por meio de balanços materiais e de energia, elaborado sobre os limites do sistema (MCDOUGALL et al. 2001). Usualmente uma ACV apresenta a cadeia do ciclo de vida de um produto ou serviço, da extração de recursos até a disposição final dos materiais, como pode ser visto em uma das colunas verticais para um produto n qualquer. Entretanto uma ACV de um sistema de gestão de resíduos sólidos deve considerar todos os n produtos das correntes. Assim, de uma forma diferente da ACV tradicional de sistema de produtos, que se inicia com a extração de materiais e percorre as várias fases até a disposição final, em uma ACV de sistemas de resíduos a fronteira do sistema se inicia com a geração do resíduo, não interessando, a princípio, as fases anteriores (ARAÚJO, 2013). A ACV tem sido aceita como um conceito e uma técnica capaz de fornecer importantes informações aos planejadores do gerenciamento de resíduos sólidos e tomadores de decisão, 37 com uma excelente estrutura para avaliar as estratégias de gestão de resíduos sólidos urbanos (FINNVEDEN et al. 2005; OBERSTEINER et al. 2007). ACV tornou-se uma técnica útil para o planejamento de sistemas de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, especificamente usados para identificar os impactos ambientais globais ao longo da hierarquia de tratamento de resíduos. De acordo com as normas ISO 14040, a ACV é composta por quatro grandes etapas: a definição de metas e escopo, o inventário de ciclo de vida, avaliação e interpretação dos impactos. Além disso, ela avalia e oferece oportunidades para melhorias nas condições ambientais (BARTON et al. 1996). Na visão de Banar (2009) a ACV tem sido a abordagem atual utilizada por muitos pesquisadores para modelar as opções de gestão de resíduos que vão desde a redução/minimização, coleta, valorização, tratamento ou destinação adequada dos resíduos sólidos. O estudo de impacto ambiental dos sistemas de gerenciamento de resíduos sólidos vem sendo intensamente analisados, por diferentes pesquisadores, usando-se o método de ACV. Tarantini et al. (2009), utilizaram a metodologia da ACV para identificar os pontos críticos da gestão de resíduos sólidos em uma área industrial na Itália. Os resultados indicaram que a coleta seletiva e a reciclagem são estratégias bem sucedidas para a redução do uso de recursos naturais. Em outro trabalho realizado na Itália, porém em uma área ao Sul do país, Arena et al. (2003), avaliaram o desempenho ambiental de diferentes opções de gestão dos resíduos sólidos através da análise de três diferentes cenários. Através desta ACV foi possível quantificar as vantagens e desvantagens dos diferentes sistemas de gestão e sugerir algumas possíveis melhorias nos critérios de projeto e de operação. Feo e Malvano (2009) utilizaram o programa computacional ACV WISARD para comparar doze diferentes cenários de gestão integrada dos resíduos sólidos urbanos de Avelino na região de Campânia no Sul da Itália. Esses cenários foram construídos a partir de diferentes combinações de solução para os resíduos, sendo submetidos à análise de onze categorias de impacto. A ACV permitiu definir um dos cenários como sendo o de menor impacto. Hong et al. (2010), avaliaram os impactos do gerenciamento de resíduos sólidos na China, através do uso da ACV, comparando quatro diferentes cenários e avaliando as 38 influências destes no meio ambiente: 1) Aterro sanitário como destino de todos os resíduos sólidos urbanos coletados; 2) Incineração como destino de todos os resíduos sólidos urbanos coletados; 3) Compostagem e aterro sanitário; 4) Compostagem e incineração. A ACV foi utilizada por Bovea e Powell, (2006) para analisarem diferentes alternativas para a gestão de resíduos sólidos a serem implementadas na Comunidade Valenciana, situada na Costa Leste da Espanha, visando cumprir a Legislação Européia. Xará et al. (2001), utilizou a metodologia de ACV para comparar 4 cenários hipotéticos de gestão de resíduos sólidos urbanos produzidos em uma região de 300.000 habitantes. Para comparação, os autores tiveram por base o consumo de energia elétrica e o potencial global das emissões associadas a cada um dos diferentes cenários. Em Macau, Song et al. (2013), utilizaram o programa computacional SimaPro, versão 7.2, para avaliar os impactos ambientais do sistema de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos. Avaliou-se o sistema existente em Macau, bem como outros cinco cenários, explorando inovações de tratamento dos resíduos, visando reduzir os impactos ambientais. Ferreira et at. (2014), utilizaram o programa computacional SimaPro, versão 7.3.3, para analisar o sistema de gestão de resíduos sólidos de nove municípios da Península de Setubal em Portugal. Foram trabalhadas com as operações de coleta seletiva e convencional, triagem, reciclagem, aterro sanitário e incineração dos resíduos. Compararam-se os impactos ambientais do cenário base com mais dois cenários hipotéticos. O cenário base mostrou-se mais impactante que os outros dois cenários analisados. Também utilizando o programa computacional SimaPro, porém a versão 7.1.8, Leme et al. (2014), realizaram um estudo no Brasil, na cidade de Betim, a qual conta com população de 450.000 habitantes e produção diária de 200 toneladas de resíduos sólidos. Este estudo realizou uma comparação técnico-econômica e ambiental de quatro diferentes cenários de gerenciamento de resíduos, visando à recuperação energética. Al-Salem et al. (2014), realizaram um estudo na Grande Londres, buscando avaliar diferentes cenários de gestão, tratamento e manejo de resíduos sólidos de plástico. O estudo foi dividido em duas etapas, sendo que a primeira compreendeu a ACV da estratégia atual da gestão dos RSU, e a segunda simulou duas alternativas de tratamento termo-químico para os resíduos. Para este estudo, os autores utilizaram o programa computacional GaBi 5. 39 3.2.4 O modelo IWM-2 O modelo IWM (Integrated Waste Management) foi desenvolvido por White et al. (1995) e modificado por McDougall et al., (2001), sendo rebatizado de IWM-2. Este modelo de apoio à tomada de decisões foi desenvolvido para ajudar, entre outros, na identificação de estratégias eficientes do ponto de vista ambiental e econômico para a gestão integrada de resíduos sólidos urbanos. Conforme Sanchez et al. (2000), o modelo é uma ferramenta de suporte ao processo de decisão na busca de soluções para a problemática associada ao manejo e disposição dos resíduos sólidos, que sejam social e ambientalmente sustentáveis, assim como efetivas, do ponto de vista de custos. Este modelo analisa o processo desde o momento em que o material se torna resíduo e termina quando ele deixa de ser resíduo e se torna um material reaproveitado, um material residual aterrado ou uma emissão na atmosfera ou para a água. O programa computacional é alimentado com informações sobre os resíduos, energia (combustíveis e energia elétrica) e outras matérias primas utilizadas (McDougall et al. 2001). McDougall (1999), afirma que o modelo IWM-2 tem sido utilizado em vários países desenvolvidos. Sanchez et al., (2000) aplicaram o modelo na cidade de Caroni, Venezuela, com 617 mil habitantes. Davison et al., (2000) aplicaram o modelo no município norteamericano de North Tyneside, o qual produz 300 t/d de resíduos. Lopez et al. (2003) descrevem a aplicação do modelo IWM-2 para realização do inventário do ciclo de vida na cidade de Venâncio Aires, RS. Rodríguez-Iglesias et al. (2003), realizaram um estudo, com auxílio da metodologia da avaliação do ciclo de vida, através do programa computacional IWM-1, de diferentes alternativas para a coleta e tratamento dos resíduos sólidos urbanos, incluindo em paralelo um modelo econômico, para o Principado de Astúrias, Espanha. Como resultados, os autores evidenciaram a solidez das estratégias de gestão baseadas em tecnologias de tratamento biológico em comparação com os tratamentos térmicos, juntamente com a necessidade de aumentar o nível de cobrança na fonte. 40 Em uma área selecionada da Áustria, Beigl e Salhofer (2004), compararam diferentes sistemas de gestão de resíduos sólidos, com auxílio do programa computacional IWM-1. Foram criados cenários baseados em modelos com reciclagem e coleta seletiva, bem como cenários sem reciclagem. Foram avaliadas três categorias de impacto: potencial de aquecimento global (PAG), potencial de acidificação (PA) e uso de energia líquida (UNL). Diferentes cenários de sistemas de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos foram desenvolvidos e comparados para o Sistema Municipal de Gestão de Resíduos Sólidos de Ankara, Turquia. Estes cenários foram propostos por Özeler et al. (2006), onde considerou-se as etapas de coleta e transporte dos resíduos, redução na fonte, instalação e recuperação de materiais / estações de transferência, incineração, digestão anaeróbia e deposição em aterro. Reichert (2013) utilizou o modelo para a realização do inventário de ciclo de vida do município de Porto Alegre/RS, permitindo assim a avaliação da participação de diferentes atores sociais na construção de sistemas sustentáveis de gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos. 41 4 METODOLOGIA A partir da revisão bibliográfica e da apresentação de informações sobre a Avaliação do Ciclo de Vida e Gerenciamento Integrado de Resíduos Sólidos Urbanos, foi possível a obtenção de uma base de dados e consequentemente a apresentação da proposta do presente trabalho, o qual se encontra dividido em três etapas principais: a) Coleta de dados a fim de elaboração do diagnóstico do Sistema de Gerenciamento de Resíduos Sólidos Urbanos (SGRSU); b) Transferência dos dados obtidos para o software IWM-2, versão 2.5, com análise da situação atual e posterior simulação de três cenários alternativos de Gerenciamento dos Resíduos Sólidos Urbanos, a fim da realização das Avaliações do Ciclo de Vida e análise dos impactos ambientais correlacionados. c) Conversão dos valores da Avaliação do Ciclo de Vida de cada cenário em impactos ambientais, com posterior análise e interpretação dos resultados obtidos. A figura 3 demonstra com mais clareza cada uma das etapas envolvidas na realização do trabalho. 4.1 Localização e dados gerais do município O município de Santa Cruz do Sul encontra-se situado no centro das Regiões do Vale do Rio Pardo e Vale do Taquari, sendo a cidade pólo entre os 47 municípios que compõem estas regiões, mais precisamente na Região Centro-Oeste do Estado do Rio Grande do Sul, na encosta inferior nordeste. Os principais acessos são pelas rodovias RSC 287 e BR 471. Estando a 73 metros de altitude em relação ao nível do mar, Santa Cruz do Sul localizase na latitude 29° 43’ 04” Sul e longitude 52° 25’ 33” Oeste, estando inserido nas bacias hidrográficas do Rio Pardo e Taquari-Antas. Segundo dados da Secretaria Municipal de Planejamento e Coordenação do Município de Santa Cruz do Sul, a área total do município é de 794,49 km², destes 156,96 km² de área urbana e 637,53 km² de área rural. 42 Figura 3 - Etapas envolvidas na realização do trabalho Fonte: Elaborada pelo autor. A economia do município é estimulada principalmente pela plantação de tabaco e inúmeras fábricas de cigarro e distribuidoras de fumo. O segmento comercial também apresenta grande importância econômica, sendo composto principalmente por estabelecimentos e empresas de prestação de serviços. Quanto à população, segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2010), o município possui 118.374 habitantes, sendo 105.184 habitantes da área urbana, o que corresponde a 88,9% da população total e 13.103 habitantes da área rural, correspondendo a 11,8% da população total do município. A taxa de urbanização é de 89,4% e a densidade demográfica é de 161,4 hab./km (IBGE, 2010). A população de Santa Cruz do Sul apresentou um crescimento constante até a década de 1990, porém, no período entre 1991 e 1996 a população diminuiu em razão de emancipações e pelo fato de que o município não acrescentou novas áreas aos seus limites. A Tabela 2 mostra a variação da população nos anos compreendidos entre 1950 e 2010. 43 Tabela 2 - Evolução do crescimento populacional no município de Santa Cruz do Sul entre os anos de 1950 e 2013 ANO 1950 1960 1970 1980 1991 2000 2010 2013* POPULAÇÃO 69.605 76.854 86.727 99.645 117.773 107.632 118.374 124.577 VARIAÇÃO (%) - 10,41 12,92 14,82 18,19 7,93 9,98 4,98 Fonte: IBGE (2010). *Estimativa de população para o ano de 2013. Fonte: (IBGE, 2010). 4.2 Materiais e Métodos 4.2.1 Coleta de dados As coletas de dados e informações necessárias para o desenvolvimento deste estudo foram realizadas através de consulta junto à Secretaria Municipal de Meio Ambiente, Saneamento e Sustentabilidade, por meio de envio de um questionário. Também foram coletadas informações junto à Cooperativa de Catadores e Recicladores de Santa Cruz do Sul – COOMCAT. Dentre os dados coletados, temos: Sistema de coleta; Quantidade de pessoas atendidas pela coleta dos RSU; Frequência da coleta dos RSU; Massa de RSU coletada diariamente; Composição gravimétrica dos RSU; Resíduos da varrição, poda e jardinagem; Modelo de caminhão utilizado para a coleta convencional dos RSU; Capacidade de carga dos caminhões que realiza a coleta convencional dos RSU; Rotas e distâncias percorridas pelos caminhões durante a coleta convencional dos RSU; Consumo de combustível de cada caminhão utilizado na coleta convencional dos RSU; Massa de RSU enviado para a etapa de triagem; 44 Percentual de materiais recicláveis recuperados na etapa de triagem dos RSU; Consumo mensal de energia elétrica na usina de triagem; Consumo de combustível dos veículos utilizados nas atividades dentro da usina de triagem; Bairros atendidos pela coleta seletiva; Quantidade de material coletado na coleta seletiva; Percentual de cada material (papel, plástico, metal, vidro e outros) coletados na coleta seletiva; Modelo de caminhão utilizado na coleta seletiva; Consumo de combustível do caminhão da coleta seletiva; Distância percorrida pelo caminhão da coleta seletiva; Consumo de energia elétrica no galpão da coleta seletiva; Tipo de destino final dos rejeitos (aterro sanitário ou lixão); Possui rampa de transbordo na usina de triagem; Modelo dos caminhões usados no transporte dos rejeitos até o destino final; Capacidade de carga dos caminhões usados no transporte dos rejeitos até o destino final; Distância percorrida pelos caminhões até o destino final dos rejeitos; Consumo de combustível dos caminhões usados no transporte dos rejeitos até o destino final; Frequência de envio dos rejeitos para o destino final; Quantidade de rejeitos encaminhados para o destino final. Em função dos dados referentes à composição gravimétrica dos RSU disponibilizados pela Secretaria de Meio Ambiente, Saneamento e Sustentabilidade representarem uma amostra pouco significativa, pois a mesma possuía dados de apenas três bairros do município (Bairro Centro, Goiás e Higienópolis), optou-se pela realização de um estudo mais aprofundado a cerca do assunto, a fim de obter-se a composição gravimétrica dos trinta e seis bairros existentes no município de Santa Cruz do Sul. 45 4.2.1.1 Amostragem para composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos A composição gravimétrica traduz o percentual de cada componente em relação ao peso total da amostra de resíduos analisada. Monteiro et al. (2001), cita que os componentes mais comuns para a determinação da composição gravimétrica dos RSU são: matéria orgânica, metal ferroso, borracha, papel, metal não-ferroso, couro, papelão, alumínio, pano/trapo, plástico rígido, vidro, madeira, ossos, plástico mole, cerâmica e agregados finos. A identificação e determinação das frações recicláveis, bem como a quantidade de matéria orgânica, permitem a posterior comercialização dos mesmos, seja para empresas recicladoras ou como composto orgânico, no caso da matéria orgânica. Para realização da caracterização física, foram coletadas amostras representativas dos resíduos, sendo que estas foram encaminhadas para separação de seus componentes. Adotouse a técnica do quarteamento (ABNT Nº. 10.007/2004) para realização da atividade prática. A técnica de quarteamento, empregada neste estudo, pode ser melhor visualizada na Figura 4. O processo contou com amostragens compostas, sendo que foram realizadas amostragens em duplicata de cada itinerário, em dias diferentes, contemplando todas as rotas de coleta dos resíduos. Os caminhões, provenientes de diferentes bairros, realizaram a disposição temporária dos RSU em local previamente autorizado pela Prefeitura do município, conforme pode ser visualizado na Figura 5, iniciando-se assim os processos de amostragem, com auxílio da máquina pá carregadeira e ferramentas manuais. Estas amostras, provenientes de diferentes bairros, foram misturadas de forma a se obter um resíduo homogêneo. Após esta etapa, as amostras homogeneizadas foram divididas em quatro partes aparentemente iguais (etapa do quarteamento) e selecionaram-se duas partes opostas em diagonal, que foram novamente homogeneizados. As duas partes restantes foram descartadas. Na amostra resultante foi aplicado o mesmo processo de quarteamento, obtendo-se uma amostra de aproximadamente 1,00 m³ de resíduos (Figura 6). 46 Figura 4 - Esquematização da técnica de quarteamento Fonte: Fonseca et al. (2004). Figura 5 - Caminhão realizando a disposição temporária dos RSU em local previamente selecionado pelos responsáveis Fonte: Arquivo pessoal do autor. 47 Figura 6 - Obtenção da amostra de RSU através da técnica de quarteamento Fonte: Arquivo pessoal do autor. Com a obtenção da amostra desejada, foi realizada a separação manual dos componentes, dividindo-os em seis grupos: Papel/Papelão; Plástico (plástico duro e plástico mole); Metal (ferroso e não-ferroso); Vidro; Matéria orgânica; e Rejeito. Estes foram acondicionados em bombonas plásticas de 200 litros, como pode ser visualizado na Figura 7, e pesados de forma individual, permitindo assim o cálculo das porcentagens individuais de cada grupo de resíduos. Figura 7 - Bombonas plásticas para acondicionamento dos resíduos Fonte: Arquivo pessoal do autor. 48 Com o objetivo de realizar o estudo da composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos gerados no município de Santa Cruz do Sul, as atividades descritas anteriormente foram repetidas em cinco dias diferentes, de forma a contemplar todos os itinerários de coleta realizados pelos caminhões, abordando assim coletas em bairros de diferentes características. No Apêndice A é apresentada a distribuição das datas de realização das atividades. Estas atividades foram realizadas em duas etapas, contemplando duas épocas distintas do ano, sendo a primeira nos meses de março e abril, ou seja, término da estação de verão e início do outono. A segunda etapa foi realizada no mês de agosto, contemplando a estação do inverno. A realização desta etapa em épocas distintas permitiu a observação da existência ou não da variação de padrões de consumo e geração de resíduos em função da variação sazonal. 4.2.2 Definição do escopo e unidade funcional O escopo deste trabalho considera as atividades necessárias para gerir os RSU a partir do momento em que são enviados para a coleta até a disposição final. Sendo assim, as etapas de geração, transporte, armazenamento, tratamento e destinação final foram analisadas e quantificadas, levando em consideração os balanços de materiais, de energia, emissões atmosféricas e resíduos (líquidos e sólidos). Esta análise e quantificação consideraram as diferentes etapas de cada um dos cenários propostos. No que diz respeito ao tratamento dos resíduos, não foi trabalhado a logística que envolve o destino dos materiais reciclados, limitando-se apenas ao material reciclável pronto para utilização. O escopo foi assim definido pelo fato da necessidade de realizar uma avaliação apenas da realidade local do sistema de gerenciamento, contemplando apenas ações condizentes de serem realizadas na própria região de estudo. A UF utilizada no presente trabalho é a da geração anual de RSU para o município (FERNÁNDEZ-NAVA et al. 2014; SONG et al. 2013; KORONEOS et al. 2012; DONG et al. 2010; RODRÍGUEZ-IGLESIAS, 2003). Assim, a geração diária de 81,8 toneladas é extrapolada para a quantificação anual, equivalente a 29.854,00 toneladas. Todas as emissões, 49 o consumo de energia e materiais são baseados a esta unidade funcional. O inventário foi realizado para cada cenário desenvolvido, sendo utilizado o auxílio do programa IWM-2, versão 2.5, para o desenvolvimento da rota dos resíduos e quantificação das entradas e saídas nesta. As fronteiras do sistema estão delimitadas no fluxograma a seguir (Figura 8). Figura 8 - Limites e fronteiras do sistema de estudo de ACV Entradas Energia Unidade Funcional: 29.854,00 t/ano Outros materiais Coleta Coleta convencional Coleta seletiva Emissões atmosféricas Transporte Emissões líquidas Transbordo Triagem dos recicláveis Resíduos recicláveis Fonte: Elaborada pelo o autor. Aterro sanitário Triagem da matéria orgânica Composto orgânico Rejeitos Saídas 50 4.2.3 Aplicação do Modelo IWM-2, Versão 2.5: Avaliação do Ciclo de Vida Para realização da ACV, onde todas as entradas e saídas do sistema de gerenciamento de resíduos foram identificadas e quantificadas, foi utilizado o modelo IWM-2, Versão 2.5 desenvolvido por McDougall et al. (2001). O modelo encontra-se descrito e apresentado no item 3.2.4 da Revisão Bibliográfica deste trabalho. Para definir a conversão dos valores obtidos através da ACV em impactos ambientais foram realizadas simulações com base nos fatores de caracterização de impacto utilizados pelo programa computacional SimaPro® da Pré Consultants e publicados no relatório ReCiPe 2008, versão 1.08, com valores revisados em fevereiro de 2013. O SimaPro – System for Integrated Environmental Assessment of Products, foi desenvolvido pela empresa Pré Consultants, uma empresa holandesa de consultoria em ACV (GOEDKOOP et al. 2009). Lançado em 1990, é uma ferramenta profissional e flexível para coletar, analisar e acompanhar o desempenho ambiental de produtos e serviços, sendo um dos programas computacionais mais utilizados no mundo em ACV (PRÉ CONSULTANTS, 2009). 4.2.4 Cenários analisados Com a obtenção do diagnóstico da situação atual do gerenciamento, composta por dados e informações dos anos de 2013 e 2014, foi realizada a elaboração de outros três cenários de gerenciamento dos resíduos, sendo que estes foram criados baseando-se nas exigências estabelecidas pela Lei nº. 12.305/2010 (BRASIL, 2010) e também nas metas consideradas por ICLEI (2012). Como metas, até o ano de 2019, para as cidades da região Sul do Brasil podese destacar, por exemplo: Redução de 50,00% no percentual dos resíduos recicláveis secos dispostos em aterros; Redução de 40,00% no percentual de resíduos úmidos dispostos em aterros. 51 Através da elaboração do inventário de quantificação dos resíduos e percentuais de reciclagem, tratamento e destinação final, bem como a análise de impacto ambiental, busca-se obter um modelo para avaliação do gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, tornando possível a comparação com municípios de diferentes portes e estruturas. 4.2.4.1 Cenário atual Este cenário representa o atual gerenciamento dos RSU em Santa Cruz do Sul – RS. Desta forma, os resíduos são acondicionados pela população, coletados, transportados, triados e os rejeitos são enviados para a área de transbordo, para posterior envio até Aterro Sanitário. Atualmente a cidade conta com coleta convencional (sem diferenciação entre resíduos recicláveis, orgânicos e/ou rejeitos), atendendo 100% da população, e coleta seletiva (coletado os resíduos recicláveis: papel, plástico, metal e vidro, e os resíduos orgânicos/rejeitos) em nove bairros, o que representa 25% das residências. Além disto, o gerenciamento dos RSU conta com etapa de triagem de resíduos passíveis de reciclagem. Atualmente são enviadas 10.320,00 t/ano de RSU para a triagem, apresentando eficiência de 4,56% na retirada dos materiais. Na etapa de reciclagem não há informações por parte dos responsáveis sobre obtenção de rejeitos. O fluxograma descrito na Figura 9 ilustra este cenário. Os dados apresentados na sequência são utilizados para introdução no software em todos os cenários analisados, sendo que não foi considerada alteração na quantidade total gerada e na composição gravimétrica: População atendida: 118.374 habitantes; Número de pessoas por domicílio: 3,4 habitantes por residência; Número de domicílios: 34.816,00 residências; Geração média de RSU: 252,22 kg/habitante/ano; Geração total de resíduos de jardinagem: 0 (zero) Geração total de resíduos comerciais: 0 (zero) 52 Figura 9 - Fluxograma representativo do Cenário Atual Papel: 2.961,81 t/ano Plástico: 4.024,72 t/ano Metal: 603,11 t/ano Vidro: 901,68 t/ano Matéria Org.: 12.435,44 t/ano Rejeito: 8.930,22 t/ano Total de RSU: 29.854,00 t/ano Coleta Convencional 10.320,00 t/ano Resíduos Sólidos Urbanos Coleta e Transporte Triagem Transbordo Aterro Sanitário 29.242,00 t/ano Venda do Material Reciclável Coleta Seletiva Papel: 290,649 t/ano Plástico: 43,445 t/ano Metal: 20,075 t/ano Vidro: 1,46 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 355,629 t/ano Papel: 222,869 t/ano Plástico: 158,994 t/ano Metal: 60,287 t/ano Vidro: 28,590 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 470,74 t/ano Fonte: Elaborada pelo autor. Em relação aos dados de composição dos resíduos para entrada no software, na tabela 3 e 4 são expostos os valores considerados. Estes valores não sofrem alterações nos diferentes cenários analisados. 53 Tabela 3 - Parâmetros considerados para introdução no programa computacional – Composição dos resíduos Outros Papéis Vidros Metais Plásticos Têxteis Orgânicos (Rejeitos (%) (%) (%) (%) (%) (%) %) 3,0 9,9 2,0 13,5 0 41,7 29,9 Fonte: Elaborada pelo autor. Tabela 4 - Composição detalhada dos metais e plásticos Composição detalhada dos metais (%) Composição detalhada dos plásticos (%) Ferroso Não ferroso Filme Rígido 90 10 50 50 Fonte: Elaborada pelo autor. Em relação à composição dos materiais na etapa de coleta seletiva e etapa de triagem, foram considerados os valores expostos na Tabela 5. Vale ressaltar que neste item as quantidades de materiais são expressas em kg/domicílio/ano, ou seja, a massa em quilogramas de materiais gerados anualmente em cada residência da área de estudo. Tabela 5 - Composição dos materiais considerados para entrada no programa computacional nas etapas de coleta seletiva e triagem, expressos em Kg/domicílio/ano Etapa Metais nãoferrosos Filme rígido Plástico rígido Têxteis Papéis Vidros Metais ferrosos Coleta Seletiva 32,9 0,2 2,6 0,3 0,0 4,9 0,0 Triagem 6,4 0,8 0,0 0,8 0,0 4,9 0,0 Fonte: Elaborada pelo autor. 54 Na Tabela 6 são apresentadas as informações referentes aos sistemas de coleta convencional e seletiva, triagem, dados sobre transferência, aterro sanitário e reciclagem. Tabela 6 - Parâmetros considerados para introdução no programa computacional Parâmetro Valor considerado Número de residências atendidas pela coleta convencional 34.816,00 residências Consumo total de diesel em todas as etapas do gerenciamento 297.547,53 L/ano Consumo de energia elétrica na etapa de triagem 5,0 kWh/t Consumo de diesel na etapa de triagem (todos os cenários) 1,0 L/t Consumo de gás natural 0,1 m³/t Distância percorrida da usina de triagem até o aterro sanitário (todos os cenários) 215,00 km (ida e volta do caminhão) Percentual de material transferido ao aterro sanitário após a triagem (todos os cenários) 100% Consumo de diesel na etapa de transbordo e transporte ao aterro sanitário (todos os cenários) 0,9 L/t Consumo de energia elétrica na etapa de transbordo (todos os cenários) 0,2 kWh/t Consumo de energia elétrica no aterro sanitário (todos os cenários 1,6 kWh/t Consumo de diesel no aterro (todos os cenários) 2,0 L/t Eficiência de coleta de biogás (todos os cenários) 90% 55 Tabela 6 - Parâmetros considerados para introdução no programa computacional Energia recuperada do biogás (todos os cenários) 0% Eficiência de coleta de lixiviados (todos os cenários) 100% Eficiência de tratamento de lixiviados (todos os cenários) 95,0% Distância de transporte dos materiais recicláveis da unidade de triagem até a unidade recicladora 120 km Fonte: Elaborada pelo autor. 4.2.4.2 Cenário 02 O cenário 02 representa um acréscimo na massa de materiais coletados na etapa de coleta seletiva e uma melhora na eficiência da obtenção de materiais passíveis de reciclagem na etapa de triagem dos RSU. A coleta seletiva trabalha especificamente com a coleta de papel, plástico, metal e vidro. Será considerado um acréscimo de números de bairros atendidos, com consequente aumento do número de residências. Juntamente a isto, será considerado um aumento de 25,00% no valor da massa resíduos coletados. Já na etapa de triagem dos RSU, será trabalhada a melhora da eficiência, ou seja, uma maior quantidade de material obtido e encaminhado para posterior reciclagem. Atualmente 10.320,00 t/ano de resíduos são encaminhados para triagem, sendo que apenas 311,52 t/ano de materiais passíveis reciclagem são recuperados, o que corresponde à eficiência de 4,56%. Este cenário vai trabalhar com elevação desta eficiência, passando para 55,31%. Este valor corresponde a 5.707,99 t/ano de materiais passíveis de reciclagem recuperados, ou seja, 23,78 t/dia. Na Tabela 7 são expostos os parâmetros considerados para introdução no programa computacional. 56 Tabela 7 - Parâmetros considerados para introdução no programa computacional – Cenário 02 Parâmetro Valor considerado Consumo de óleo diesel (somente etapa 16.045,7 L/ano de coleta seletiva) Consumo total de óleo diesel (todas as etapas do gerenciamento) 313.539,23 L/ano Fonte: Elaborada pelo o autor. Sendo assim, este cenário contempla as etapas de coleta, transporte, triagem, transbordo e aterro sanitário. Na Figura 10 é apresentado o fluxograma representativo do cenário 02. Figura 10 - Fluxograma representativo do cenário 02 Coleta Convencional Papel: 2.889,148 t/ano Plástico: 4.013,858 t/ano Metal: 598,092 t/ano Vidro: 901,31 t/ano Matéria Org.: 12.435,44 t/ano Rejeito: 8.930,22 t/ano Total de RSU: 29.768,068 t/ano 10.320,00 t/ano Resíduos Sólidos Urbanos Coleta e Transporte Triagem Transbordo Aterro Sanitário 26.175,00 t/ano Coleta Seletiva Venda do Material Reciclável Papel: 363,311 t/ano Plástico: 54,307 t/ano Metal: 25,093 t/ano Vidro: 1,83 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 444,541 t/ano Fonte: Elaborada pelo o autor. Papel: 1.480,907 t/ano Plástico: 2.012,361 t/ano Metal: 482,486 t/ano Vidro: 721,342 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 4.697,096 t/ano 57 4.2.4.3 Cenário 03 O cenário 03 representa a introdução do tratamento biológico para os resíduos orgânicos, através da compostagem. A fim de evitar a disposição de resíduos úmidos em aterros, trabalhou-se com um cenário de aproveitamento de 40% destes resíduos (ICLEI, 2012). Sendo assim, este cenário contempla as etapas de coleta dos RSU, transporte, triagem, tratamento biológico através da compostagem, transbordo e disposição final em aterro sanitário. Através da Figura 11 é apresentado o fluxograma representativo das etapas envolvidas no gerenciamento dos RSU no cenário 03, sendo este semelhante ao cenário 01. Figura 11 - Fluxograma representativo do cenário 03 Papel: 2.961,81 t/ano Plástico: 4.024,72 t/ano Metal: 603,11 t/ano Vidro: 901,68 t/ano Matéria Org.: 12.435,44 t/ano Rejeito: 8.930,22 t/ano Total de RSU: 29.854,00 t/ano Coleta Convencional 10.320,00 t/ano Resíduos Sólidos Urbanos Coleta e Transporte Triagem Transbordo Aterro Sanitário 17.544,00 t/ano Coleta Seletiva 4.974,176 t/ano Compostagem (40% da M.O.) Papel: 290,649 t/ano Plástico: 43,445 t/ano Metal: 20,075 t/ano Vidro: 1,46 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 355,629 t/ano Fonte: Elaborada pelo autor. Papel: 222,869 t/ano Plástico: 158,994 t/ano Metal: 60,287 t/ano Vidro: 28,590 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 470,74 t/ano Venda do Composto Orgânico (1.307,393 t/ano) Venda do Material Reciclável 58 As especificações dos parâmetros para entrada no programa computacional seguem os mesmos valores da Tabela 6, do cenário 01, uma vez que o cenário 03 apresenta somente o acréscimo do tratamento biológico. Sendo assim, na Tabela 8 são apresentados os valores referentes ao tratamento biológico, sendo que se trabalhou com a perspectiva de introdução da técnica de compostagem da matéria orgânica, porém sem um estudo mais acurado a cerca desta tecnologia. Adotaram-se, assim, os dados apresentados por McDougall et al. (2001). Tabela 8 - Parâmetros considerados para introdução no programa computacional – Cenário 03 Parâmetro Consumo de energia elétrica na compostagem Perda de massa na compostagem Valor considerado 40 kWh/t 50,0% Fonte: Elaborada pelo autor. 4.2.4.4 Cenário 04 O cenário 04 relaciona as metas propostas nos cenários 02 e 03 em um mesmo sistema de Gerenciamento de RSU. Desta forma, são consideradas as metas de aumento de 25,% na massa de materiais coletados na etapa de coleta seletiva e compostagem de 40% da matéria orgânica proveniente da etapa de triagem dos RSU. Sendo assim, o sistema conta com as etapas de coleta, transporte, triagem de recicláveis, triagem e tratamento biológico através da compostagem e disposição final em aterro sanitário. O fluxograma exposto na Figura 12 permite uma melhor visualização das etapas envolvidas no gerenciamento dos RSU deste cenário. As especificações dos parâmetros seguem os mesmos valores das Tabelas 6 e 7, dos cenários anteriores, uma vez que o cenário 04 interliga as duas alternativas já destacadas. 59 Figura 12 - Fluxograma representativo do cenário 04 Papel: 2.889,148 t/ano Plástico: 4.013,858 t/ano Metal: 598,092 t/ano Vidro: 901,31 t/ano Matéria Org.: 12.435,44 t/ano Rejeito: 8.930,22 t/ano Coleta Convencional Total de RSU: 29.768,068 t/ano 10.320,00 t/ano Resíduos Sólidos Urbanos Coleta e Transporte Triagem Transbordo Aterro Sanitário 15.718,00 t/ano 4.974,176 t/ano Coleta Seletiva Compostagem (40% da M.O.) Papel: 363,311 t/ano Plástico: 54,307 t/ano Metal: 25,093 t/ano Vidro: 1,83 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 444,541 t/ano Papel: 1.480,907 t/ano Plástico: 2.012,361 t/ano Metal: 482,486 t/ano Vidro: 721,342 t/ano Total de Resíduos Passíveis de Reciclagem: 4.697,096 t/ano Venda do Composto Orgânico (1.307,393 t/ano) Venda do Material Reciclável Fonte: Elaborada pelo o autor. 4.2.5 Análise de impacto ambiental A partir do desenvolvimento dos cenários e seus respectivos inventários, foram utilizadas metodologias para realização da avaliação dos impactos ambientais provocados pelo gerenciamento dos RSU. No item 4.2.3 deste trabalho, é exposta a metodologia a ser utilizada para realizar a conversão dos valores obtidos na ACV em impactos ambientais. Vale 60 ressaltar que até o presente momento não há uma metodologia de análise exclusivamente brasileira para este tipo de conversão. A metodologia proposta permite uma análise para a ACV de acordo com as requisições da ISO 14.042. Desta metodologia adotaram-se as seguintes categorias de impacto para avaliação: Potencial de Formação de Oxidantes Fotoquímicos (Kg NMVOC / ano); Potencial de Aquecimento Global (Kg CO2 equiv. / ano); Potencial de Acidificação (Kg SO2 equiv. / ano); Potencial de Eutrofização (Kg PO4 equiv. / ano); Potencial de Depleção da Camada de Ozônio (Kg CFC-11 equiv. / ano); Potencial de Formação de Material Particulado (Kg PM10 equiv./ ano). Além destas 06 (seis) categorias, serão apresentados os indicadores referentes a “uso de energia” e “resíduo sólido final” para cada um dos cenários analisados. 61 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 5.1 Dados do diagnóstico do atual sistema de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos – cenário base 5.1.1 Geração e composição gravimétrica dos RSU O atual Sistema de Gerenciamento dos Resíduos Sólidos Urbanos do município de Santa Cruz do Sul foi definido como Cenário Atual, onde os resíduos são acondicionados pela população, coletados, triados e os rejeitos são transportados até destinação final em Aterro Sanitário devidamente regularizado na cidade de Minas do Leão/RS. Este cenário tem por base dados referentes ao ano de 2014. Segundo o IBGE (2010) o município de Santa Cruz do Sul conta com uma população residente de 118.374,00 habitantes e 34.816,00 domicílios, espalhados por 36 bairros e área rural, o que representa uma média de 3,44 habitantes/domicílios. Atualmente 100% dos domicílios são atendidos pela coleta convencional e nove bairros possuem, além da coleta convencional, o advento da coleta seletiva. A área rural conta somente com coleta dos resíduos secos, ou seja, somente os passíveis de reciclagem. Atualmente as etapas de coleta convencional e destinação final dos RSU são realizadas pela empresa Conesul Soluções Ambientais, contratada através de licitação realizada pela prefeitura municipal. Esta empresa é responsável pela coleta dos RSU gerados na área urbana e área rural do município, totalizando cerca 81,8 t/dia. A Tabela 9 mostra a evolução da geração dos RSU nos últimos três anos. Nota-se que houve um crescimento de aproximadamente 14% na geração de RSU no período entre os anos de 2011 e 2013, sendo que a população neste mesmo período sofreu um acréscimo de aproximadamente 5%. A geração per capita de RSU atualmente é de 0,69 kg/hab./dia. 62 Tabela 9 - Evolução da coleta de RSU no município de Santa Cruz do Sul nos últimos três anos Ano de Quantidade (t/dia) Quantidade (t/mês) Quantidade Quantidade Referência Área Urbana Área Rural Área Urbana Área Rural Total (t/dia) Total (t/ano) 2011 67,76 2,57 2.032,80 77,10 70,33 25.670,45 2012 73,07 3.59 2.192,10 107,70 76,66 27.980,90 2013 76,50 5.30 2.295,00 159,00 81,80 29.854,00 Fonte: Prefeitura Municipal de Santa Cruz do Sul (2014). Conforme já destacado no item 4.2.1.1, foi realizada a composição gravimétrica dos RSU através da técnica do quarteamento. A Figura 13 demonstra os valores obtidos para a composição gravimétrica dos Resíduos Sólidos Urbanos. Figura 13 - Composição gravimétrica média da caracterização dos RSU de Santa Cruz do Sul Fonte: Elaborado pelo autor. A fração orgânica, passível de tratamento pelo processo de compostagem, representa 41,65% da totalidade amostrada, percentual inferior a média nacional, no qual a matéria orgânica equivale a 51,4%, conforme exposto por Brasil (2012, p. 9), citado por Dal Pont et al. (2013). Em relação aos componentes inorgânicos, de maior valor econômico e com potencial para a reciclagem - papel, plástico, metal e vidro – tem-se um percentual de 28,44% do total de resíduos. E por fim, pode-se visualizar que os rejeitos representam 29,91% do total 63 da amostra, sendo estes os materiais que deveriam ser, de fato, encaminhados para o aterro sanitário. Na Tabela 10 é possível visualizar a massa total de RSU trabalhada durante as amostragens, bem como os valores para cada componente analisado durante a caracterização. Tabela 10 - Massa total de RSU Composição gravimétrica dos RSU Classificação dos Resíduos Massa Total (t) Composição (%) Matéria Orgânica 0,5252 41,65 Plástico 0,1701 13,48 Papel 0,12517 9,92 Metal 0,2550 2,02 Vidro 0,3810 3,02 Rejeito 0,3772 29,91 TOTAL 1,26127 100,00 Fonte: Elaborada pelo autor. 5.1.2 Coleta dos RSU A coleta dos RSU no município de Santa Cruz do Sul ocorre de duas maneiras: coleta convencional e coleta seletiva. A maior parte dos RSU são coletados de forma convencional, ou seja, são coletados de porta em porta, de forma misturada, sem distinção entre recicláveis, orgânicos e/ou rejeitos. Esta coleta, que atende a 100% da população (área urbana e área rural), é realizada por quatro (04) caminhões basculares, modelo Mercedez-Benz Atego 1719 (Figura 14), com capacidade de carga de quinze (15) m³ cada um. Atualmente são coletadas 29.987,00 t/ano de RSU por este modelo de coleta. Este serviço de coleta é realizado por empresa terceirizada (Cone Sul – Soluções Ambientais), contratada através de licitação pública. Os quatro (04) caminhões, juntos, percorrem mensalmente 16.565,00 km para 64 atender a todos os itinerários de coleta dos RSU, sendo que cada caminhão tem autonomia para percorrer 3,5 km/litro de diesel. Em função disto, são consumidos 4.732,85 Litros/mês de diesel para a etapa de coleta convencional dos RSU. Vale destacar que somente têm-se dados e informações dos RSU provenientes das residências, ou seja, os resíduos domésticos. Os resíduos de varrição, poda e jardinagem, bem como os resíduos gerados pelo comércio local, não apresentam controle na sua coleta, ou seja, o município não dispõe de dados específicos destes resíduos. A coleta seletiva atualmente atende nove (09) dos trinta e seis (36) bairros do município, sendo realizada por um caminhão modelo Volkswagem 13-190 E Constellation 2p (Figura 15), sendo que este percorre mensalmente cerca de 2.340,00 km, consumindo 668,14 Litros/mês de diesel. A coleta seletiva também conta com catadores utilizando carrinhos (Figura 16), estes identificados e seguindo roteiros definidos. A realização da coleta seletiva fica a cargo da COOMCAT. A população atendida pela coleta seletiva é orientada a separar os resíduos na fonte, ou seja, que sejam separados os resíduos orgânicos e rejeitos dos resíduos recicláveis. Na Tabela 11 são apresentados os materiais coletados pela coleta seletiva, bem como as quantidades anuais em quilogramas. Figura 14 - Modelo de caminhão utilizado para a coleta convencional dos RSU Fonte: Arquivo do autor. 65 Figura Figura 15 16 - - Caminhão utilizado na etapa de coleta seletiva Fonte: Arquivo do autor. Figura 1615 - - Carrinhos utilizados pelos catadores da Figura COOMCAT na etapa de coleta seletiva Fonte: Arquivo do autor. Tabela 11 - Materiais coletados pela coleta seletiva Material Massa (t/mês) Massa (t/ano) Papel 24,22075 290,649 Plástico 3,62041 43,44492 Metal 1,67291 20,075 Vidro O,12167 1,460 Total 29,63574 355,62888 Fonte: COOMCAT (2014). Os materiais provenientes da coleta convencional são encaminhados primeiramente para a Central de Triagem de Resíduos Sólidos Urbanos, licenciada pelo órgão ambiental responsável e operando sob a Licença de Operação Nº. 065/2014 - SMMASS. Esta é administrada pela Cooperativa de Catadores e Recicladores de Santa Cruz do Sul – COOMCAT e atualmente 43,00 t/dia de RSU são encaminhadas para a etapa de triagem para recuperação dos resíduos passíveis de reciclagem. O restante dos resíduos (38,8 t/dia), bem 66 como os rejeitos provenientes da etapa de triagem, tem como destino final o Aterro Sanitário de Minas do Leão, localizado no município de Minas do Leão. Nota-se que um grande volume de resíduos são encaminhados diretamente para o destino final (aterro sanitário) sem serem encaminhados para a etapa de triagem. Os materiais coletados durante a etapa de coleta seletiva são encaminhados para o Galpão da Coleta Seletiva (Figura 17), sendo que este local também é administrado pela COOMCAT, localizado na área central do município, onde estes são separados por tipo de material e preparados para posterior comercialização para empresas especializadas em reciclagem. Atualmente são coletadas cerca de 355,629 t/ano de materiais passíveis de reciclagem. Este local é licenciado pelo órgão ambiental e opera sob a Licença de Operação N.º 052/2014 – SMMASS. A frequência de coleta dos resíduos na área urbana e rural é definida em função do volume dos resíduos gerados e realizada conforme calendário de recolhimento dos RSU, sendo que cada bairro, assim como as localidades do interior, possuem dias específicos para a realização da coleta, conforme exposto nos Apêndices B e C. No Anexo A são apresentados os itinerários, representados por códigos, os quais indicam os diferentes bairros e seus respectivos dias de coleta. Figura 17 -Galpão da Coleta Seletiva – COOMCAT Fonte: Arquivo do autor. 67 5.1.3 Triagem dos RSU Como já comentado no item 5.1.2, os RSU provenientes da coleta convencional são destinados para a etapa de triagem, com objetivo de recuperação de materiais passíveis de reciclagem. Em termos de eficiência, atualmente esta etapa recupera 4,56% do total de materiais passíveis de reciclagem que são destinados para a triagem. Na Tabela 12 são apresentados os materiais retirados durante a etapa de triagem, bem como as quantidades mensais e anuais em toneladas. Tabela 12 - Materiais passíveis de reciclagem obtidos na etapa de reciclagem e suas quantidades Material Massa (t/mês) Massa (t/ano) Papel 18,57242 222,869 Plástico 13,24533 158,994 Metal 5,02392 60,28705 Vidro 2,38253 28,59045 TOTAL 39,22408 470,69050 Fonte: COOMCAT, (2014). Para o desenvolvimento das atividades durante a etapa de triagem, são utilizadas uma pá carregadeira e um caminhão caçamba. Posterior a triagem dos recicláveis, estes são submetidos a enfardamento, sendo que para isso é utilizada uma empilhadeira. O consumo de combustível de cada uma das máquinas é: Pá carregadeira: 18 litros de óleo/hora de trabalho (estima-se que a mesma opere 6 horas/dia); Caminhão caçamba: 4,5 litros de diesel/km; Empilhadeira: 20 kg de gás/8 horas de trabalho (estima-se que a mesma opere 7 68 horas/dia). Além do consumo de combustível das máquinas, a etapa de triagem dos RSU também consome energia elétrica, porém não se tem exatidão do consumo somente da etapa de triagem. Sabe-se que todo o sistema de operação dentro da Usina de Triagem - recebimento dos RSU, triagem, enfardamento dos resíduos e rampa de transbordo - consome o equivalente a 2.500 kWh/mês de energia elétrica. 5.1.4 Destinação final dos RSU Os RSU denominados “rejeitos” são encaminhados para o Aterro Sanitário de Minas do Leão, localizado no município de Minas do Leão – RS, distante aproximadamente 107,5 km do município de Santa Cruz do Sul. Este aterro encontra-se licenciado pelo órgão ambiental responsável, sob a Licença de Operação 982/2010-DL. Posterior a chegada dos RSU à Usina de Triagem, um percentual da massa total coletada é enviada para etapa de triagem, e o restante é enviada diretamente para a rampa de transbordo. Após a triagem os rejeitos também têm como destino a rampa de transbordo. Estes são acondicionados em contêineres e transportados por caminhões, sob a responsabilidade de empresa terceirizada (Cone Sul – Soluções Ambientais). Os caminhões utilizados no transporte são modelos Mercedes-Benz Axor 2533, eletrônico, com motor a diesel, potência máxima de 326 cv, tanque de combustível de 300 litros e capacidade de carga de 25,00 toneladas. Estes caminhões possuem autonomia para rodarem em média 2,0 km/Litro de diesel. A rampa de transbordo localiza-se dentro da área da usina de triagem, estando distante cerca de 215,00 km (ida e volta do caminhão) do Aterro Sanitário de Minas do Leão. Atualmente realizam-se em média quatro (04) viagens por dia, totalizando 116 viagens ao mês. Em termos de kilometragem, são percorridos mensalmente, cerca de 25.010,00 km apenas para a destinação final dos rejeitos. O município envia para o aterro sanitário um total de 29.242,00 t/ano de rejeitos. 69 A destinação final dos resíduos, em certos momentos, tem enfrentado alguns problemas, o que acaba por provocar um acúmulo excessivo de resíduos na área da usina de triagem, conforme pode ser visualizado nas Figuras 18, 19 e 20. Estas imagens foram feitas nos meses de março, abril e agosto de 2014. Os problemas enfrentados se relacionam principalmente a defeitos mecânicos na pá carregadeira, essencial para as atividades na rampa de transbordo e problemas com a esteira de triagem dos RSU. Figura 18 - Acúmulo de RSU fora da área de transbordo no mês de março de 2014 Fonte: Arquivo do autor. Os rejeitos, como já citado anteriormente, são encaminhados diariamente para o Aterro Sanitário de Minas do Leão, distante cerca de 215,00 km (ida e volta dos caminhões) da rampa de transbordo. 70 Figura 19 - Acúmulo de RSU fora da área de transbordo no mês de abril de 2014 Fonte: Arquivo do autor. Figura 20 - Acúmulo de RSU fora da área de transbordo no mês de agosto de 2014 Fonte: Arquivo do autor. 71 Este aterro opera em uma área de 500 hectares, as quais 73 hectares estão sendo utilizados na operação. O mesmo possui capacidade para receber 25 milhões de toneladas de resíduos e vida útil estimada em 23 anos. O aterro possui uma Estação de Tratamento de Lixiviado, sendo que 100% do lixiviado é coletado e a eficiência de tratamento se encontra em 95%. Em relação aos gases, o aterro opera com captura de aproximadamente 90% dos gases, não realizando recuperação energética do mesmo. Nas atividades realizadas dentro da área do aterro sanitário, estima-se que sejam consumidos 2,0 litros de diesel para cada tonelada de resíduo aterrada. 5.3 Análise de impacto ambiental dos cenários em estudo Para realização da ACV, foi utilizado o programa computacional IWM–2, versão 2.5 (MCDOUGALL et al. 2001), conforme descrito na seção 3.2.4 deste trabalho. A ACV foi realizada para o cenário atual e também para os três (03) cenários simulados. O programa computacional foi alimentado com informações obtidas através do diagnóstico do atual sistema de gerenciamento dos RSU do município, outros dados são valores padrão do próprio programa computacional e também com dados criados de acordo com os fluxos de cada um dos cenários simulados. Conforme proposto para este trabalho, foram trabalhados e analisados dados e informações relativos à quantidade e composição dos RSU gerenciados; informações sobre os sistemas de coleta; informações sobre separação de resíduos; informações sobre tratamento biológico; e informações sobre aterro sanitário. Com base nestas informações, serão apresentados os resultados de cada cenário, sendo que os resultados referentes aos Inventários de Ciclo de Vida estão disponíveis em anexo (Anexo B, C, D, E, F, G, H, I), os quais apresentam dados referentes às saídas do sistema, as quais englobam o uso de energia, resíduos sólidos gerados, as emissões atmosféricas geradas e os efluentes líquidos gerados. A seguir serão apresentados os impactos ambientais, os quais incluem “uso de energia” e “resíduo sólido final”, além de seis (06) indicadores ambientais selecionados para cada 72 etapa do gerenciamento, os quais estão apresentados no item 4.2.5 e na sequência serão expostos os somatórios dos impactos dos quatro (04) cenários. Esta avaliação irá permitir visualizar qual o cenário mais sustentável, bem como o cenário mais impactante, levando em conta a metodologia adotada. Para este estudo foi delimitado um horizonte temporal de 100 anos. 5.3.1 Uso de energia Este indicador engloba todos os valores de energia consumida, bem como valores de energia gerada no sistema de gerenciamento dos RSU. De acordo com Reichert (2013), este representa o equivalente energético em GJ (Giga Joule) gasto em todo o sistema de gerenciamento dos RSU. O consumo de energia se dá através da utilização de energia elétrica, combustíveis fósseis (diesel, por exemplo) e gás natural. A representação deste indicador se dá de duas maneiras: valores positivos, que indicam o consumo de energia; e valores negativos, que demonstram que houve a geração de energia no cenário ou que a reciclagem dos materiais trouxe maior economia do que consumo de energia. Para cada um dos quatro (04) cenários analisados, o software IWM-2 calcula e dá como saída o indicador “uso de energia”. Na Tabela 13 são apresentados os valores de conversão de fontes energéticas primárias que o software utiliza para a realização dos cálculos. Tabela 13 - Conversão de fontes energéticas primárias utilizadas pelo programa computacional Fonte energética Eletricidadeconsumida Eletricidade gerada Fator de Unidade básica conversão para GJ Unidade de conversão Eficiência (%) kWh 0,003600 GJ/kWh - kWh 0,003600 GJ/kWh - 73 Tabela 13 - Conversão de fontes energéticas primárias utilizadas pelo programa computacional Eletricidade- kWh 0,003600 GJ/kWh - Gasolina L 0,034350 GJ/L 63,6 Diesel L 0,038136 GJ/L 75,2 Gás natural m³ 0,040200 GJ/m³ 80,2 reciclagem Fonte: McDougall et al., (2001). A Figura 21 mostra o uso de energia em GJ/ano para os 04 (quatro) cenários analisados. Conforme pode ser visualizado, a introdução de novas etapas e até mesmo a ampliação e melhora de eficiência das etapas existentes no gerenciamento dos RSU no município de Santa Cruz do Sul, provoca uma diminuição considerável no uso de energia e até mesmo economia de energia consumida. O cenário atual apresenta os valores mais elevados de uso de energia, e isto se deve a baixa eficiência de recuperação de materiais recicláveis e grande quantidade de materiais sendo enviados para o aterro sanitário. O cenário 04, apresenta as melhores taxas de uso de energia, onde é evitado o consumo de 16.353,00 GJ/ano. Esta diferença entre o cenário atual e o cenário 04 representa uma redução de 42,09% no consumo de energia elétrica, combustíveis fósseis e gás natural. A Tabela 14 mostra o somatório do balanço anual do uso de energia para os quatro cenários, destacando cada uma das etapas do sistema de gerenciamento de RSU. Em anexo é apresentado o detalhamento do uso de energia para cada etapa dos quatro (04) cenários. As etapas que mais contribuem para o uso de energia são a de aterro sanitário e coleta, respectivamente. Estas duas juntas têm as maiores taxas de consumo de energia, principalmente pelo consumo de diesel, combustível para os caminhões que realizam a coleta e o transporte dos rejeitos do transbordo até o aterro sanitário. Banar et al. (2009), em estudo realizado em Eskisehir (Turquia), determinaram que as etapas envolvidas no gerenciamento dos RSU consomem, em valores percentuais: óleo combustível – 2,9%; carvão – 7,6%; lignite – 21,8%; gás natural – 44,7%; energia hidráulica – 23%. 74 Figura 21 - Uso de energia em cada um dos cenários analisados Fonte: Elaborada pelo autor. Tabela 14 - Somatório do balanço anual de uso de energia para os quatro cenários, destacando cada uma das etapas Unidade Coleta Triagem Biológico Energia consumida Energia gerada kWh/ano kWh/ano 0,0 0,0 44.364,0 0,0 Energia na reciclagem Diesel kWh/ano 0,0 Gás Natural Total Litros/ano 1.238.312,0 m³/ano GJ/ano 0,0 62.218,0 Reciclagem 653.199,0 0,0 Aterro Sanitário 178.909,0 0,0 0,0 0,0 0,0 -27.102.101,0 43.808,0 50.892,0 1.456.458,0 0,0 886,0 2.461,0 0,0 5.726,0 0,0 74.048,0 0,0 -131.467,0 0,0 0,0 Fonte: Elaborada com base nos resultados obtidos pelo modelo IWM-2. Bezama et al. (2013), realizaram um estudo na Patagônia Chilena, onde observaram uma variação no uso de energia, nas diferentes etapas do gerenciamento dos RSU, que variou de aproximadamente 20,00 kWh/t de resíduo até 60,00 kWh/t de resíduo coletado e enviado para o aterro. Pressley et al. (2014), determinaram que a energia consumida pelos 75 equipamentos, instalações e combustíveis para veículos corresponde à 4,4 GJ/Mg de resíduo coletado. Em estudo realizado por Rodríguez-Iglesias et al. (2003), foram avaliados diferentes situações de gerenciamento dos RSU e o uso de energia ficou entre 33.000.000,00 GJ/ano e 48.000.000 GJ/ano. Neste mesmo estudo, os autores citam que a redução na geração de volumes sólidos gerados proporciona um desconto de 30% no uso de energia, a implementação da compostagem apresenta os maiores níveis de uso de energia e a diminuição das distâncias até a estação de tratamento dos RSU não representa uma melhoria significativa no uso total de energia. É de extrema dificuldade a diminuição do consumo de diesel na etapa de coleta dos RSU, uma vez que as rotas de coleta dificilmente sofrerão reduções nas suas extensões. A separação dos resíduos na fonte, em recicláveis, orgânicos e rejeitos, representam um enorme ganho ambiental, pois diminuem a quantidade de materiais que precisam ser enviados para triagem, uma vez que os mesmos já se encontram separados, com consequente diminuição do consumo de energia elétrica nesta etapa e facilidade do envio de matéria orgânica para tratamento biológico. Essa separação dos resíduos na fonte contribui, também, de forma expressiva para a diminuição da quantidade de resíduos a serem enviados para o aterro sanitário. Esse decréscimo representa redução do consumo de diesel, combustível usado pelos caminhões, uma vez que a quantidade de viagens realizadas pelos caminhões até o aterro sanitário sofre uma redução. De acordo com Bovea e Powell (2006), o consumo de energia elétrica na etapa de tratamento biológico é devido à demanda de energia elétrica (54,4 MJ/t de resíduo enviado para a compostagem) e ao consumo de diesel para operar a pá carregadeira, moinhos e peneiras (555,5 MJ/t de resíduo enviado para a compostagem). A etapa de reciclagem demonstra o quão fundamental é a introdução desta no processo de gerenciamento dos RSU. A recuperação de materiais representa um enorme ganho ambiental, pois enorme quantidade de energia deixa de ser consumida. O consumo de energia para as etapas de classificação e enfardamento de resíduos recicláveis é de 0,059 kWh/t de resíduo (BOVEA E POWELL, 2006). Em estudo realizado por Gunamantha e Sarto (2012), a alteração do cenário base, o qual representava apenas o envio de todos os RSU para aterro sanitário, representou uma recuperação energética que variou de 21 kWh/t até 517 kWh/t de resíduos nos cenários analisados. Finnveden et al. (2005) aplicaram a Análise do Ciclo de Vida para avaliar diferentes opções de tratamento de resíduos sólidos na Suécia e os 76 resultados mostraram que a reciclagem é o tratamento que mais contribui para a redução do consumo de energia. 5.3.2 Resíduo sólido final O indicador “resíduo sólido final” demonstra a quantidade de RSU que tem como destino final o aterro sanitário. Este valor é expresso em toneladas e representa o total de RSU enviados anualmente para o aterro sanitário. A Figura 22 traz a totalidade de cada um dos cenários analisados. É possível visualizar que há uma grande diferença de massa de RSU entre o cenário atual e o cenário 04, o que deixa exposta a importância do aumento do percentual de recuperação de recicláveis, bem como a introdução do tratamento biológico, através da compostagem da matéria orgânica. Estas melhorias de eficiência e aproveitamento da matéria orgânica permitem que a massa de RSU enviada para o aterro sanitário diminua cerca de 46,24%. No cenário atual são enviados para disposição final em aterro sanitário 29.242,00 t/ano de resíduos e no cenário 04 cerca de 15.718,00 t/ano de resíduos. Em anexo, juntamente com o inventário de ciclo de vida, são apresentados os valores referentes ao indicador “resíduo sólido final” obtidos para cada cenário. 5.3.3 Potencial de formação de oxidantes fotoquímicos De acordo com Barbosa et al. (2012), a formação de oxidante fotoquímico é um tipo de impacto que pode receber contribuições do monóxido de carbono (CO) e de todos os compostos orgânicos voláteis (COV) capazes de reagirem com o radical hidróxido k(OH) para formar radicais peróxidos, que na presença de óxidos nitrogênio (NOx) e luz ultra violeta (UV) podem induzir a formação de ozônio e outros compostos reativos na troposfera. Rigamonti et al. (2009), citam que este indicador representa as substâncias que causam a 77 produção fotoquímica de ozônio na troposfera. Na Figura 23 é possível analisar as contribuições de cada etapa envolvida no gerenciamento dos RSU, nos 04 cenários estudados. Figura 22 - Resíduo sólido final enviado para o aterro sanitário Fonte: Elaborada pelo o autor. Percebe-se, através de uma análise, que as etapas de coleta e aterro sanitário são as maiores contribuintes nos 04 cenários. As emissões da etapa de coleta dos RSU se mantêm constante nos 04 cenários. A melhora na eficiência da triagem traz consigo um aumento da contribuição de poluentes, porém, este aumento mostra-se pouco significativo, comparado aos ganhos ambientais provocados pela reciclagem destes materiais recuperados. O tratamento biológico da matéria orgânica também traz consigo a geração de carga poluidora, porém, esta etapa auxilia na diminuição da quantidade de materiais enviados para o aterro sanitário, permitindo que ocorra uma diminuição na contribuição deste, conforme pode ser visualizado no cenário 03 e cenário 04. A etapa de coleta dos RSU não sofre grandes alterações em termos de quantidade de emissões ao ser acrescentada a etapa de compostagem da matéria 78 orgânica (cenário 03 e 04), ou seja, para que fosse visualizada uma diminuição considerada nesta etapa, seria necessária a diminuição das rotas de coletas de cada caminhão. Figura 23 - Contribuição de cada cenário para o potencial de formação de oxidantes fotoquímicos Fonte: Elaborada pelo o autor. A etapa de destinação final dos resíduos em aterro sanitário representa em todos os cenários a maior contribuição de emissões nesta categoria. No cenário atual são liberados 25.981,09 kg NMVOC equiv./ano e no cenário 04 este valor é de 18.621, 94 kg de NMVOC equiv./ano, o que representa uma redução de 28,32% de emissões. Esta redução se deve principalmente a melhora na eficiência de recuperação de materiais passíveis de reciclagem e introdução da etapa de compostagem da matéria orgânica, o que representou uma diminuição nas quantidades de resíduos encaminhados para o aterro sanitário. A reciclagem representa uma etapa que traz consigo ganhos ambientais, ou seja, os valores negativos expostos na Figura 18 mostram que esta etapa evita que materiais sejam lançados para o meio ambiente. 79 Gunamantha e Sarto (2012) realizaram um estudo na Indonésia, onde compararam algumas opções de gerenciamento de resíduos. Em uma das opções trabalhadas, os resíduos eram coletados e enviados para o aterro sanitário. Os autores determinaram que este cenário emite 0,3898 kg C2H4 equiv./t de resíduo, sendo a etapa de aterro sanitário a principal contribuinte. Bovea et al. (2010), encontraram valores próximos à 0,10 kg de C2H4/uf até 0,16 kg de C2H4/uf, em estudo realizado na Espanha, utilizando unidade funcional de 1,00 tonelada. Hong, et al. (2010) demonstraram, através de estudo realizado na China, que a etapa de aterro sanitário era responsável por emitir -0,13 kg de NMVOC equiv./t de resíduo seco, em um cenário que incluía o envio dos resíduos diretamente para este local. No cenário que contemplava a compostagem e o aterro sanitário, verificou-se o valor de -1,28x10-2 kg de NMVOC equiv./t de resíduo seco. Três cenários, com diferentes percentuais de recuperação de materiais (35%; 50%; 60%), foram estudados por Rigamonti et al. (2009) e os valores obtidos foram de -0,08 kg de C2H4/t de resíduo, -0,12 kg de C2H4/t de resíduo e -0,15 kg de C2H4/t de resíduo. Além da recuperação dos materiais, este estudo considerou uma planta para produção de eletricidade. 5.3.2 Potencial de aquecimento global - PAG O PAG se relaciona principalmente com o derretimento das calotas polares, mudanças climáticas, alterações nos padrões de ventos e correntes oceânicas, desertificação e alteração das zonas florestais (GOMES, 2008). O PAG, conforme Rigamonti et al. (2009) é o indicador das emissões de gases causadores do efeito estufa. De acordo com Zaman (2013), o aquecimento global pode ser causado pelo descarte do resíduo, já que contém subprodutos gasosos nocivos e partículas que podem aumentar os gases de efeito estufa. A categoria de aquecimento global considera os parâmetros de CO2 (fóssil e renovável), CH4 e N2O medidos como CO2 equivalente, e essas emissões ocorrem principalmente durante a decomposição do resíduo final. A Figura 24 destaca a contribuição de impacto ambiental relacionado ao PAG. 80 Figura 24 - Contribuição de cada cenário para o potencial de aquecimento global Fonte: Elaborada pelo o autor. Através da Figura 24 é possível visualizar que em todos os cenários analisados a etapa de aterro sanitário tem as principais contribuições referentes ao PAG, com valores variando entre 11.296.616,19 kg de CO2 equiv./ano (378,35 Kg de CO2 equiv./ton. de resíduo) para o cenário atual e 6.737.004,23 kg de CO2 equiv./ano (225,64 kg de CO2 equiv./ton. de resíduo) para o cenário 04. É notável a diminuição das emissões em relação ao cenário atual e o cenário 04, onde 40,36% de CO2 equivalente deixaram de ser lançado para a atmosfera. Isto se deve principalmente a diminuição de resíduos, principalmente de matéria orgânica que é enviada para tratamento biológico, sendo depositado no aterro sanitário. Segundo Bovea e Powell (2006), a contribuição de impacto que ocorre no aterro sanitário é consequência direta das emissões dos gases gerados, principalmente CO2 e CH2. Em um estudo realizado por Banar et al. (2009), foi evidenciado que o CH4 é o principal impactante para a etapa de aterro sanitário. A etapa de coleta dos RSU tem valores semelhantes nos 04 cenários, variando entre 945.036,11 kg de CO2 equiv./ano e 969.849,92 kg de CO2 equiv./ano. Esta etapa contribui de forma importante para o PAG em função da grande quantidade de consumo de combustíveis. 81 Triagem dos RSU e tratamento biológico, através da compostagem da matéria orgânica, são etapas que apresentaram níveis baixos de emissões de gases. A etapa de reciclagem de materiais evidenciou ganhos ambientais, ou seja, a substância deixou de ser emitida ao ambiente. Leme et al. (2010), relatam que as emissões não controladas de CH4 em determinada modelagem de estudo são responsáveis por 92,00% do resultado do indiciador. De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas – IPCC, (2001), estima-se que o CH4 produzido nos locais de disposição de resíduos sólidos contribui com aproximadamente 3,0 e 4,0% para as emissões antropogênicas globais anuais de gases de estufa. Estudos realizados por outros autores revelaram valores variados para as emissões referentes ao PAG. Por exemplo, Miliūte e Staniskis (2010) analisaram a opção de aterro para resíduos gerados na região de Alytus (Lituânia). Foi considerado uma geração total de 45.150 t/ano de RSU, obtendo um valor de 51.230,00 t de CO2 equiv. (1,135 kg de CO2 equiv./t resíduos) para este impacto categoria. Mendes et al. (2004) obtiveram um valor de cerca de 900,00 kg de CO2 equiv./t de resíduos para esta categoria de impacto quando se analisou o aterro de resíduos sólidos na cidade de São Paulo, no Brasil. Gunamantha e Sarto (2012) obtiveram um valor de 188,00 kg CO2 equiv./t para um estudo semelhante definido para três cidades da região de Yogyakarta, na Indonésia. Em estudo realizado na região de Asturias (Espanha), Fernández-Nava et al. (2014) obtiveram um valor de 4.634,9 kg de CO2 equiv./t de resíduo para o cenário que considera apenas coleta e envio dos resíduos para aterro sanitário e 1.425,2 kg de CO2 equiv./t de resíduo para o cenário que considera coleta, separação dos recicláveis, digestão anaeróbia, planta de estabilização e aterro sanitário. Os autores também expuseram os valores encontrados de forma individual para cada etapa do sistema, onde a coleta e o aterro sanitário foram responsáveis por emitirem 48,1 kg de CO2 equiv./t de resíduo e 4.586,7 kg de CO2 equiv./t de resíduo, respectivamente, para o cenário atual. Já para o cenário que considerou a introdução de outras etapas no sistema os valores expostos foram: coleta dos RSU – 51,4 kg de CO2 equiv./t de resíduo; separação dos recicláveis - -21,7 kg de CO2 equiv./t de resíduo; digestão anaeróbia - -1,4 kg de CO2 equiv./t de resíduo; planta de estabilização – 12,2 kg de CO2 equiv./t de resíduo; e aterro sanitário – 1.348,8 kg de CO2 equiv./t de resíduo. 82 5.3.3 Potencial de acidificação terrestre Emissões de substâncias potencialmente acidificantes, quando depositadas, podem ocasionar danos a populações de plantas e animais (ARENA et al. 2003). Os principais poluentes acidificantes são SOX, NOx, HCl e NH3. Estes poluentes acidificantes têm em comum a formação de íons acidificantes H+. O potencial de um poluente para a acidificação pode, assim, ser medida pela sua capacidade para formar íons H+. O potencial de acidificação é definido como o número de íons H+ produzidos por kg de substância em relação ao SO2 (Bauman e Tillman, 2004, citado por Banar et at. 2009). A acidificação terrestre, segundo Barbosa et al., (2012), é a deposição ácida, resultantes de óxidos de nitrogênio e enxofre para a atmosfera, para o solo ou para água que pode conduzir a mudanças na acidez da água e do solo, afetando a fauna e a flora. O indicador desta categoria é expresso em máxima liberação de prótons (H+) e o fator de caracterização é o potencial de acidificação de cada emissão (kg SO2 equivalentes/ kg de emissão). Rigamonti et al. (2009), relaciona o potencial de acidificação com as emissões de NOX, SOX e amônia. A Figura 25 apresenta a contribuição de impacto por acidificação nas diferentes etapas dos 04 cenários analisados. O impacto ambiental por acidificação é visualizado principalmente nas etapas de coleta dos RSU e disposição final em aterro sanitário. Na etapa de coleta, as emissões se mantêm constantes nos quatro cenários trabalhados, com valores entre 13.261,65 kg SO2 equiv./ano e 13.609,85 kg SO2 equiv./ano. Estes valores se referem à queima incompleta de combustíveis fósseis, principalmente o óleo diesel utilizado nos caminhões. Na etapa de disposição final em aterro sanitário, foram encontrados valores de emissões entre 18.834,62 Kg de SO2 equiv./ano para o cenário atual e 13.710,92 kg de SO2 equiv./ano para o cenário 04, representando uma redução de 27,20% de SO2 equiv./ano sendo emitido para a atmosfera. Bovea e Powell (2006) destacam que a contribuição desta categoria deve-se ao consumo de combustível associado às etapas de coleta e transporte até o tratamento final. As etapas de triagem e tratamento biológico apresentaram valores baixos de emissões. Entretanto, é possível notar uma diferença nos valores apresentados pelos cenários que contam com aumento do número de bairros com coleta seletiva e melhora na eficiência da 83 etapa de triagem (cenários 02 e 04). Estas mudanças trarão consigo a necessidade de maior consumo de combustíveis, consequentemente, um acréscimo nas emissões, porém sem conferir mudanças significativas nos impactos. Em relação à contribuição do tratamento biológico, Bovea e Powell (2006) relacionam a acidificação com as emissões de amônia durante a compostagem. Figura 25 - Contribuição de cada cenário para o potencial de acidificação Fonte: Elaborada pelo o autor. Novamente a reciclagem dos materiais possibilitou um ganho ambiental, ou seja, substâncias nocivas deixaram de ser lançadas ao meio ambiente. É possível visualizar na Figura 23 o aumento do ganho ambiental relacionado à diminuição de materiais sendo enviados para a etapa de disposição final em aterro sanitário, seja com o aumento da eficiência da coleta seletiva e triagem ou com a introdução da etapa de compostagem da matéria orgânica. Özeler et al. (2006), verificaram em um estudo realizado na cidade de Ankara, na Turquia, que os impactos ambientais relacionados a acidificação diminuem com o aumento da reciclagem dos materiais secos. Bovea e Powell (2006) destacam, em seus 84 estudos, que a reciclagem favorece a redução significativa do impacto, chegando até -2,00 kg de SO2 equivalente para os processos alternativos, enquanto que o padrão de impacto das outras etapas juntas chega a, no máximo, 0,5 kg de SO2 equivalente. Gunamantha e Sarto (2012), em estudo realizado, determinaram que o cenário que contempla a coleta e envio dos RSU para aterro sanitário, é responsável pela emissão de 0,0221 kg de SO2 equiv./unidade funcional (1,00 tonelada de RSU). Segundo Hong et al. (2010), a coleta e envio dos resíduos diretamente para o aterro sanitário é responsável por 1,10 kg SO2 equiv./t de resíduo seco, e a introdução da compostagem para a matéria orgânica, representa -0,30 kg de SO2 equiv./t de resíduo seco. 5.3.4 Potencial de eutrofização A eutrofização é um fenômeno que pode influenciar os ecossistemas terrestres, bem como aquáticas. O nitrogênio (N) e fósforo (P) são os dois nutrientes mais implicados na eutrofização. Potenciais de eutrofização são frequentemente expressos em PO4 equivalentes (Bauman e Tillman, 2004, citado por Banar et at. 2009). Segundo Tarantini et al. (2009), o potencial de impacto por eutrofização ocorre principalmente devido a elevada concentração de nitratos e amônia presente no chorume de aterro, mesmo que devidamente tratado em Estação de Tratamento. Já Reichert, (2013), afirma que a eutrofização diz respeito aos impactos potenciais relacionados à concentração excessiva de macronutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo. Na Figura 26 é exposta a contribuição de impacto por eutrofização nas diferentes etapas de cada um dos cenários. Notam-se, através dos dados expostos, que as etapas de coleta e destinação final em aterro sanitário são os principais causadores de impacto ambiental na categoria eutrofização. A coleta dos RSU representa uma emissão que varia de 2.155, 59 kg de PO4 equiv./ano para o cenário atual e cenário 03, e 2.212, 18 kg de PO4 equiv./ano para o cenário 02 e cenário 04. A variação existente, embora pequena, existe em função do aumento da distância percorrida pelo caminhão responsável pela coleta seletiva. 85 Figura 26 - Contribuição de cada cenário para potencial de eutrofização Fonte: Elaborada pelo o autor. A etapa de aterro sanitário aparece como a principal contribuinte a esta categoria, emitindo 3.048, 41 kg de PO4 equiv./ano no cenário atual e 2.220, 75 kg de PO4 equiv./ano. Evidencia-se uma redução de 27,15% nas emissões nesta etapa. Tarantini et al. (2009), destacam em seu trabalho a geração de pouco mais de 3.000,00 kg de PO4 equiv./ano para a etapa de aterro sanitário. A triagem e o tratamento biológico são responsáveis por contribuir com quantidades muito semelhantes de emissões, as quais representam valores mínimos de impacto. Mesmo considerando que a matéria orgânica seja passível de compostagem, alguns elementos finais do processo permanecem, em forma de minerais, causando a eutrofização, e consequentemente, o envenenamento do solo, do ar e das águas, como no caso de alguns metais e compostos não suscetíveis de biodegradação (BRANCO, 1989, p. 10). O aproveitamento dos materiais através da reciclagem proporciona ganho ambiental em todos os cenários estudados, sendo o cenário 04 o mais positivo em termos ambientais, onde são 1.718, 40 kg de PO4 equiv./ano são deixados de serem lançados para o meio ambiente. 86 Em estudo realizado por Bovea e Powell (2006), os impactos ocasionados por esta categoria são mínimos no cenário atual. Neste estudo, os autores também consideraram a introdução das etapas de triagem, compostagem e recuperação energética, o que ocasionou que o impacto ambiental por eutrofização fosse totalmente evitado, resultando em valores negativos em todos os cenários analisados. 5.3.5 Potencial de depleção da camada de ozônio Ao mesmo tempo em que a camada de ozônio apresenta redução em sua espessura, evidenciamos uma elevação na quantidade de raios ultravioletas que atingem a superfície da Terra. Isto provoca como conseqüência, uma elevação no número de doenças, danos a diversos tipos de materiais e alterações no ecossistema. Kulay (2000) cita que o uso de aerossóis a base de haletos orgânicos, como o clorofluorcarbono (CFC-11) e seus derivados são os principais agentes de depleção da camada de ozônio. Conforme citado por Monteiro (2008), a Organização Meteorológica Mundial (WMO) desenvolveu o modelo de caracterização utilizado para medir impactos dessa natureza e definiu o Potencial de Depleção de Camada de Ozônio (PDCO) para os mais diferentes gases em termos de kg CFC-11 equivalente/kg emissão. Na Figura 27 são expostos os valores encontrados de contribuição para o indicador, em cada uma das etapas do gerenciamento dos RSU. Ao analisar os valores, percebe-se que somente a etapa de aterro sanitário possui contribuição significativa de emissões. No cenário atual são lançados ao meio ambiente 2,86 kg de CFC-11 equiv./ano e no cenário 04, o qual apresentou uma redução de 41,95% de emissões, o valor encontrado foi de 1,66 kg de CFC-11 equiv./ano. Em estudo realizado Bezama et al. (2013), onde foi considerada a construção de um aterro sanitário para disposição dos RSU, os valores encontrados em relação ao indicador depleção da camada de ozônio na etapa de aterro sanitário, podem ser resultado de resíduos de produtos que continham clorofluorcarbonos, usados em aerossóis e refrigeradores. Neste mesmo estudo, determinou-se que a emissão de CO2 e CH4 produzidos pela matéria orgânica 87 eliminada em aterros sanitários é um fator influente. Neste estudo o cenário que considerava o envio de RSU somente para o aterro sanitário, representou cerca de 30% das emissões. Figura 27 - Contribuição de cada cenário para potencial de depleção da camada de ozônio Fonte: Elaborada pelo o autor. Rigamonti et al. (2014), determinaram em um estudo realizado que os impactos encontrados na categoria depleção da camada de ozônio são muito modestos, mesmo variando os cenários estudados. Os valores encontrados se aproximaram de zero em todas as alternativas trabalhadas. Hong et al. (2010), expuseram que o envio dos RSU coletados diretamente para o aterro sanitário, contribuí com 7,47x10-6 kg de CFC-11 equiv./t de resíduo seco, e com a introdução da etapa de compostagem, o valor obtido foi de 8,30x10-6 kg de CFC-11 equiv./t de resíduo seco. 88 5.3.6 Potencial de formação de material particulado Barbosa et al. (2012) expõem que o material particulado possui uma série de substâncias químicas em forma de partículas que do ponto de vista toxicológico contribui para o aumento da incidência de doenças respiratórias e do ponto de vista ambiental, contribui para danos a vegetação e contaminação do solo. As substâncias que mais contribuem para este impacto é o dióxido de nitrogênio (NO2). Na Figura 28 são apresentados os valores de impacto obtidos para cada etapa, nos quatro cenários, para o indicador Potencial de Formação de Material Particulado. Nota-se que as etapas de aterro sanitário e coleta dos RSU apresentam os maiores impactos, respectivamente. Já a etapa de reciclagem, em todos os cenários, traz consigo uma redução de emissões, com consequente diminuição dos impactos ambientais. Figura 28 - Contribuição de cada cenário para potencial de formação de material particulado Fonte: Elaborada pelo o autor. 89 A etapa de coleta dos RSU mantém valores de emissões muito próximos nos quatro (04) cenários analisados: 4.305,00 kg PM-10 equiv./ano, para o cenário atual; e 4.418,60 kg PM10 equiv./ano, para o cenário 04. Já na etapa de aterro sanitário, percebe-se uma redução nas quantidades de emissões. Isso se deve principalmente a redução de material sendo enviado para o aterro sanitário e diminuição do consumo de combustíveis pelos caminhões que fazem a destinação final. O cenário atual contribui com 6.094,80 kg de PM-10 equiv./ano e o cenário 04 com 4.439,70 kg de PM-10 equiv./ano. Esses valores representam uma redução de 27,15% nas emissões referentes a esta categoria. Em todos os cenários a reciclagem representou ganhos ambientais, sendo que no cenário 04, deixaram de ser emitidos cerca 5.726,50 kg de PM-10 equiv./ano. Fernández-Nava et al. (2014), relatam que a etapa de transporte dos resíduos é responsável por 0,0685 kg de PM-2,5 equiv./t de resíduos e o aterro sanitário corresponde a 1,2540 kg de PM-2,5 equiv./t de resíduos, em estudo realizado na Espanha. Dong et al. (2014), em estudo realizado na China, analisaram o cenário atual de gerenciamento dos RSU, além de mais dois cenários. No primeiro cenário, onde os resíduos são encaminhados para aterro sanitário, sem coleta de gases, foi observado que este contribui com 7,74E-05 kg de PM-10/t de resíduo coletado. O segundo cenário analisado, que se caracteriza como o cenário atual, tem como destinação final dos RSU o aterro sanitário, porém com coleta dos gases com eficiência de 70% ± 4% e produção de energia elétrica com eficiência de 39,1%. Este cenário contribui com 3,44E-04 kg de PM-10/t de resíduo. Já no terceiro cenário, foi selecionada a opção de incineração dos resíduos, com recuperação energética (eficiência de 27%) e emissão de 0,13 kg de PM-10/t de resíduo. 90 6 CONCLUSÕES Levando em consideração o proposto na seção 2 deste trabalho, no qual são expostos os objetivos deste trabalho, serão apresentadas as conclusões da pesquisa. Tendo como base o Gerenciamento dos Resíduos Sólidos Urbanos de Santa Cruz do Sul, foi aplicada a metodologia apresentada na seção 4, e pode-se concluir que: O estudo de ACV pode auxiliar e contribuir de forma positiva a intensificação de novos projetos que visem à diminuição de impactos ambientais, fomentando o desenvolvimento da compostagem ou equipando as usinas de triagem para que esta etapa alcance as metas estabelecidas. O cenário atual, o qual foi totalmente caracterizado, tem as suas etapas bem estruturadas, porém alguns detalhes fazem com que o sistema não opere da melhor maneira possível. Pontos negativos foram observados, como: falhas na etapa de triagem, problemas mecânicos em equipamentos – esteira da mesa de triagem e pá carregadeira – sistema elétrico da Usina de Triagem defasado e falta de mão-de-obra para a realização das atividades de triagem dos resíduos são alguns dos pontos observados que resultam em acúmulo excessivo de resíduos na área da Usina de Triagem, conforme exposto na seção 5.1.4 deste trabalho, e baixa eficiência na recuperação de materiais passíveis de reciclagem. A caracterização física dos RSU do município permitiu conhecer o percentual de cada material em relação ao total gerado – papel, plástico, metal, vidro, matéria orgânica e rejeito. Através deste conhecimento pode-se definir quais as melhores opções de tratamento a serem implementadas no sistema, como por exemplo: recuperação de materiais recicláveis, compostagem da matéria orgânica e destinação final. As características encontradas mostram que o aproveitamento de materiais secos através da reciclagem e o tratamento biológico, através da técnica de compostagem da matéria orgânica, são etapas viáveis de serem implementadas. Uma melhor separação dos resíduos as fonte é primordial para que estas outras etapas tenham sucesso e atinjam a eficiência esperada. O cenário atual de gerenciamento dos RSU de Santa Cruz do Sul apresentou o pior desempenho ambiental entre todos os cenários analisados, pois apresentou os maiores 91 impactos ambientais relacionados às emissões para o ar e água, o maior uso de energia e as maiores quantidades de resíduos sendo depositados em aterro sanitário. O cenário 04 alcançou o melhor desempenho, com as menores contribuições de impactos ambientais, menor uso de energia e o mais baixo valor de resíduos encaminhados para o aterro sanitário. A destinação final dos resíduos em aterro sanitário mostrou-se como a etapa mais impactante do sistema de gerenciamento dos RSU, no cenário atual e nos outros três cenários simulados. Nesta etapa estão envolvidas emissões referentes aos veículos e maquinário utilizados, degradação da matéria orgânica e geração do chorume. A etapa de coleta dos resíduos mostrou-se como uma grande contribuinte do sistema, sendo que nos quatro (04) cenários os valores de emissões de poluentes se mostraram semelhantes. O aumento da distância a ser percorrida pelo caminhão da coleta seletiva tem como consequência à elevação do consumo de diesel, o que justifica a pequena variação de valores de emissões nesta etapa; Ao aumentar a área de abrangência da coleta seletiva, melhorar a eficiência da etapa de triagem e introduzir a etapa de tratamento biológico da matéria orgânica observa-se importantes ganhos ambientais, em especial, a redução de uso de energia e emissões de poluentes, além da diminuição da massa de resíduos enviados para o aterro sanitário. A etapa de reciclagem tem uma grande importância no sistema, pois apresenta grandes benefícios ambientais em todos os cenários analisados, em especial no cenário 04. Embora esta etapa coopere com a geração de DBO, Sólidos Suspensos, Amônia, Cloreto, Nitrato, Fosfato e Sulfato, principalmente pela lavagem dos materiais, estas quantidades são pequenas quando comparadas com as emissões das outras etapas. Estas emissões podem ser controladas de maneira eficiente com a introdução de um eficiente sistema de tratamento de efluentes que permita a eliminação da carga orgânica e a oxidação dos compostos nitrogenados; Os resultados obtidos podem ser usados para quantificar a magnitude de potencial crescimento nas performances ambientais, relacionados à tomada de decisões no sistema de gerenciamento de RSU, permitindo alterações e/ou melhorias no transporte, transporte e disposição final. 92 REFERÊNCIAS ABRELPE – Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Urbana e Resíduos Especiais. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2009 disponível, em http://www.wtert.com.br/home2010/arquivo/noticias_eventos/Panorama2009.pdf>, acesso em 31.01.2014. __________. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2010, disponível em <http://www.wtert.com.br/home2010/arquivo/noticias_eventos/Panorama2010.pdf>, acesso em 31.01.2014. __________. 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Diurno 103 APÊNDICE C - Frequência e período de coleta dos RSU na área rural do município de Santa Cruz do Sul Setor Setor 01 Setor 02 Setor 03 Setor 04 Setor 05 Setor 06 Setor 07 Localidades Rio Pardinho, Corredor Goerck, Balneário Scherer, Travessa Andreas, Travessa Dona Josefa, Entrada Panke, Balneário Panke, Ponte Rio Pardinho, Linha Sete de Setembro (até o Balneário) e Linha Travessa São Martinho, Paredão, Linha do Moinho, Alto Boa Vista, Linha Felipe Nery Linha Eugênia, Linha Araçá, Quarta Linha Alta, Quarta Linha Nova Baixa, Entrada General Osório Linha Chaves, Alto Boa Vista, Arroio do Tigre, Linha Botão, Linha Vitorino Monteiro, Picada da Mula, Cerro dos Cabritos, Arroio do Leite Linha Sete de Setembro, Cerro Alegre Alto, Linha Áustria (parte) Monte Alverne, Boa Vista, Pinheiral, Seival, Linha João Alves, Linha Nova, Linha Chaves, Linha Monte Alverne, Linha Andrade neves (parte) Cerro Alegre, Parque de Eventos, Reserva dos Kroth, Recanto do Laço e Autódromo Frequência Período Duas (02) vezes por semana Diurno 03 (três) vezes por mês Diurno 03 (três) vezes por mês Diurno 03 (três) vezes por mês Diurno 03 (três) vezes por mês Diurno 02 (duas) vezes por semana Diurno 03 (três) vezes por mês Diurno 104 ANEXO A- Itinerário de coleta dos RSU 105 ANEXO B - Emissões atmosféricas do cenário atual (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 106 ANEXO C - Emissões líquidas do cenário atual (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 107 ANEXO D - Emissões atmosféricas do cenário 2 (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 108 ANEXO E - Emissões líquidas do cenário 2 (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 109 ANEXO F - Emissões atmosféricas do cenário 3 (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 110 ANEXO G - Emissões líquidas do cenário 3 (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 111 ANEXO H - Emissões atmosféricas do cenário 4 (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”) 112 ANEXO I - Emissões líquidas no cenário 4 (Obs.: Nos números o separador de milhar é “,” e de decimal é “.”)