Propostas técnicas para o aumento da vida útil do aterro sanitário da cidade de Itabirito/ MG

UNIVERSIDADE FUMEC FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ? FEA Trabalho Final de Curso Propostas técnicas para o aumento da vida útil do aterro sanitário da cidade de Itabirito/ MG Bernardo Marques Costa de Oliveira Daniela Bárbara da Silva Teixeira Eduardo Vicente de Oliveira João Pedro Silva Procópio Ricardo Adalberto de Carvalho Belo Horizonte 2010 Bernardo Marques Costa de Oliveira Daniela Bárbara da Silva Teixeira Eduardo Vicente de Oliveira João Pedro Silva Procópio Ricardo Adalberto de Carvalho Propostas técnicas para o aumento da vida útil do aterro sanitário da cidade de Itabirito/ MG Trabalho final de curso apresentado à Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade FUMEC, como requisito a obtenção do título de graduação em Engenharia Ambiental. Orientador: Gustavo Isaia. Belo Horizonte 2010 Bernardo Marques Costa de Oliveira Daniela Bárbara da Silva Teixeira Eduardo Vicente de Oliveira João Pedro Silva Procópio Ricardo Adalberto de Carvalho Trabalho final de curso apresentado à Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade FUMEC, como requisito para a conclusão do curso de Engenharia Ambiental. Data de aprovação Banca examinadora ORIENTADOR PARTICIPANTE DA BANCA PARTICIPANTE DE BANCA RESUMO Itabirito situa-se na região sudeste do Brasil no estado de Minas Gerais, região onde se tem um alto índice de crescimento, de acordo com o IBGE, o município possui uma população estimada de 41.000 habitantes, sendo 38.000 habitantes na sede urbana e aproximadamente 3.000 habitantes na zona rural. Com isso, a geração de resíduos sólidos urbanos aumenta cada vez mais. Estes têm sido destinados a um aterro sanitário, segundo informações da prefeitura. O trabalho tem por objetivo aumentar a vida útil do aterro sanitário do município. O grupo irá apresentar propostas técnicas que aumentarão a vida útil do aterro sanitário que, consequentemente irá potencializar a conservação dos recursos naturais e energéticos, propiciando a geração de renda e a inclusão social, bem como a utilização do biogás gerado no aterro. Palavras-chave: Resíduos sólidos, biogás. LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Microrregião de Ouro Preto 15 Figura 2 - Via de acesso Belo Horizonte - Itabirito 16 Figura 3 - Acondicionamento das garrafas Pet após serem prensadas. 25 Figura 4 - Lixeiras da coleta seletiva 28 Figura 5 - Carrinho de tração humana 29 Figura 6 - Caminhão basculante 29 Figura 7 - Caminhão com cargueiro fechado. 30 Figura 8 ? Esteira de triagem da cidade de Limeira ? SP 31 Figura 9 ? Resíduos recicláveis prensados - ASCITO 32 Figura 10 ? Prensa hidráulica da ASCITO 33 Figura 11 ? Disposição inadequada dos resíduos - ASCITO. 34 Figura 12 - Caminhões compactadores coletores de resíduos em Itabirito 39 Figura 13 - Vista lateral do caminhão compactador 40 Figura 15 - Trator D6 utilizado no aterro sanitário de Itabirito 43 Figura 16 - Rolo compactador 816F, Caterpillar 45 Figura 17 ? Corte esquemático do aterro sanitário de Nova Iguaçu - RJ 52 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 ? Percentual diário de resíduos sólidos por categoria (2009)......................30 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Destinação dos resíduos sólidos recicláveis. 22 Tabela 2 - Quantidade de resíduo reciclável coletado pelo sistema de 25 Tabela 3 ? Número de funcionários por tipo de material 36 Tabela 4 ? Cálculo do biogás e energia gerados pela equação do IPCC 55 LISTA DE QUADROS Quadro 1 ? Rota semanal do caminhão da coleta seletiva. 24 Quadro 2 ? Separação dos tipos de materiais por cor 32 LISTA DE SIGLAS ASCITO ? Associação de Catadores de Materiais Recicláveis de Itabirito CEA- Centro de Educação Ambiental DEMEC ? Departamento de Engenharia Mecânica EPI ? Equipamento de Proteção Individual FEAM ? Fundação Estadual do Meio Ambiente IBAM ? Instituto Brasileiro de Administração Municipal IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística LO ? Licença de Operação MG ? Minas Gerais PEAD - Polietileno de Alta Densidade PNSB - Pesquisa Nacional de Saneamento Básico UFMG ? Universidade Federal de Minas Gerais SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 11 2. OBJETIVO 13 3. METODOLOGIA 14 4. DESENVOLVIMENTO 15 4.1 ? Informações do município 15 4.2 ? Caracterização do aterro 17 4.3 ? Caracterização dos resíduos sólidos do município 18 5. COLETA SELETIVA 21 5.1- Coleta seletiva em Itabirito 22 5.2- Propostas para reestruturação da coleta seletiva e o aumento da eficiência 26 5.3- Proposta 01: Melhoria no sistema de gestão. 26 5.4 - Proposta 02: Aumento para 100% da eficiência da coleta seletiva. 26 6. CENTRAL DE TRIAGEM 30 6.1 Usina de triagem de Itabirito 32 6.2 Pré-projeto 34 7. REDUÇÃO MECÂNICA DO VOLUME DO LIXO 38 7.1 Redução do volume do lixo durante a coleta 38 7.2 Redução do volume do lixo antes do despejo no aterro 40 7.3 Trituradores de lixo 41 7.4 Prensas hidráulicas 41 7.5 Redução do volume do lixo após o despejo no aterro 42 7.6 Proposta para melhorar a compactação do lixo 44 7.7 Memória de cálculo 45 8. AUMENTO DA VIDA ÚTIL DO ATERRO SANITÁRIO 46 9. APROVEITAMENTO DO BIOGÁS 48 9.1- Cálculos do IPCC 53 9.2- Cálculo da potência útil e energia gerada por CENBIO 54 10. CONSIDERAÇÕES FINAIS 56 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 58 APÊNDICES 60 1. INTRODUÇÃO O Trabalho Final de Curso tem como objetivo apresentar uma melhoria para o município de Itabirito, através de problemas detectados na disciplina Projeto Integrado, realizada pelos alunos no período anterior. Um dos principais problemas observados pelo grupo foi à questão do gerenciamento inadequado dos resíduos sólidos urbanos do município. Tendo em vista a falta de espaços físicos para implantação de novos aterros sanitários, bem como a conservação dos recursos naturais, o projeto tem por objetivo aumentar a vida útil do aterro sanitário da cidade de Itabirito, através de propostas técnicas. Como solução para aumentar a vida útil do aterro sanitário, temos como propostas: ? Diminuir a quantidade de resíduos sólidos recicláveis destinados ao aterro, através de uma coleta seletiva eficiente no município. Visto que a coleta seletiva implantada no município não funciona de forma plena, restringindo em 29 bairros do município (FEAM, 2010), sendo o total de 52 bairros. Apenas 17% dos resíduos recicláveis gerados são destinados para triagem, sendo o restante destinado ao o aterro sanitário; ? Melhorar a infra-estrutura da usina de triagem processada na ASCITO (Associação de catadores de Materiais Recicláveis de Itabirito), pois a realidade local é precária, uma vez que os funcionários não são equipados pelos devidos EPI`s e a evidente falta de esteiras de triagem e equipamentos modernos, juntamente com a falta de espaço físico para uma disposição correta dos resíduos; ? Melhorar o grau de compactação e acondicionamento dos resíduos sólidos descartáveis e da matéria orgânica no aterro. Através da redução dos resíduos sólidos durante a coleta, no momento em que chega ao aterro e após o despejo no aterro. Além destas propostas citadas, temos como medidas propostas a implantação de uma campanha de conscientização ambiental, a qual deve ser divulgada em todos os bairros do município, informando a importância da participação de todos os cidadãos no processo de melhoria da situação atual do município. Com estas propostas técnicas que aumentarão a vida útil do aterro sanitário, teremos conseqüências positivas como: ? Aumento da conservação dos recursos naturais e energéticos; ? Geração de renda; ? Inclusão social; ? Geração de energia através do aproveitamento do biogás, a qual poderá viabilizar os recursos financeiros necessários à implantação das medidas supra mencionadas. Os resíduos sólidos urbanos do município de Itabirito possuem uma grande fração de matéria orgânica, cerca de 49% (ITABIRITO, 2009), a qual decomposta anaerobicamente (fermentação), liberam o biogás que possui uma grande quantidade de energia potencial, para posterior conversão em energia elétrica. Propomos desenvolver o aproveitamento energético, proveniente da biomassa do resíduo orgânico destinado ao aterro sanitário de Itabirito. A energia gerada através do biogás será para atender a própria demanda e o restante será comercializado, gerando assim uma fonte de renda para sustentar as melhorias propostas em todo projeto. Além disso, o procedimento do aproveitamento do biogás evita a emissão de gases intensificantes do efeito estufa, o qual é um problema mundial. Isso potencializará a obtenção de créditos de carbono, para serem comercializados mundialmente, aumentando a verba destinada aos projetos correlacionados ao aterro de Itabirito. Com as propostas apresentadas pelo grupo, que traçam diretrizes para melhoria da coleta seletiva atual, da usina de triagem e das formas de acondicionamento e compactação do lixo, espera-se que ocorra uma importante redução do volume do lixo e consequentemente o aumento da vida útil do aterro sanitário. 2. OBJETIVO Tendo em vista a falta de espaços físicos para implantação de novos aterros sanitários e a escassez dos recursos naturais, o trabalho tem por objetivo específico aumentar a vida útil do aterro sanitário da cidade de Itabirito. O grupo irá apresentar propostas técnicas a fim de modificar tópicos do sistema de gestão atual de resíduos sólidos: melhoria no sistema de coleta seletiva dos resíduos recicláveis, inclusão social, geração de renda, ampliação da central de triagem e o aumento do grau de compactação dos resíduos sólidos descartáveis e da matéria orgânica no aterro. 3. METODOLOGIA As informações apresentadas no projeto foram retiradas mediante consultas as bibliografias indicadas por professores do curso de Engenharia Ambiental da FEA - FUMEC. Foram consultados projetos associados ao tema, livros, sites na internet (Prefeitura de Itabirito e FEAM), além das visitas a ASCITO (Associação dos Catadores de Materiais Recicláveis de Itabirito) e o CEA (Centro de educação ambiental) que também possibilitou a obtenção de informações. O PIN (Projeto Integrado), realizado no período anterior também foi consultado, a fim de acrescentar dados referentes à caracterização do lixo e do aterro sanitário. Os softwares (Windows, Word, PowerPoint, Excel e AutoCAD) foram utilizados para formatação do trabalho além de servir de suporte para elaboração de mapas e gráficos. 4. DESENVOLVIMENTO 4.1 ? Informações do município Itabirito situa-se na região sudeste do Brasil no estado de Minas Gerais, pertencente à microrregião de Ouro Preto e à mesorregião metropolitana de Belo Horizonte. Limita-se com os municípios de Moeda, Brumadinho, Nova Lima, Rio Acima, Santa Bárbara e Ouro Preto, como mostra a FIG. 01 (Autores, 2009). Figura 1 - Microrregião de Ouro Preto Fonte: Autores, 2009. A sede do município está situada a 848m de altitude e tem sua posição determinada pelas coordenadas geográficas de 20° 31'14"S de latitude e 43° 41' 29" W de longitude (ITABIRITO, 2009). O município tem uma área de 549,22 km² e está na Região Administrativa Central do Estado, onde também estão incluídos os municípios de Belo Horizonte e outros 63 (ITABIRITO, 2009). A principal via de acesso partindo de Belo Horizonte é a BR 040 (Belo Horizonte ? Rio de Janeiro) e a distância aproximada à capital do estado é de 55 quilômetros (ITABIRITO, 2009). A FIG. 2 mostra as vias de acesso. Figura 2 - Via de acesso Belo Horizonte - Itabirito Fonte: Google Maps (2009) 4.2 ? Caracterização do aterro O aterro localiza-se em uma parcela da "Fazenda Marzagão", na zona rural da cidade de Itabirito, atualmente declarada de utilidade pública para fins de desapropriação, tendo em vista a implantação do aterro sanitário. Abrange uma área com superfície total de 26,882 ha caracterizado na planta de situação do projeto básico e limitado em sua porção sul, pela rodovia BR 356, trecho entre BR 040 e sede urbana de Itabirito. Sua distância até o centro é de aproximadamente 5 Km. O aterro está localizado dentro de uma Unidade de Conservação (UC), que é a APA SUL. Está inserido dentro da Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco e da Sub-bacia Hidrográfica Rio das Velhas. O curso d?água mais próximo do aterro é Córrego das Palmas (FEAM, 2010). O empreendimento é composto por um aterro sanitário, implantado na gleba onde antigamente ocorria o despejo (a céu aberto) dos resíduos sólidos urbanos, gerados e coletados no município de Itabirito e uma unidade de compostagem destinada ao tratamento de uma parcela dos resíduos sólidos orgânicos putrescíveis. Entretanto, após visita técnica do grupo, foi constatado que não há ainda nenhuma estrutura para a realização da compostagem. No início a plataforma de 11 mil metros quadrados do aterro sanitário recebia uma carga de cerca de 25 toneladas de lixo diariamente. Com capacidade de serem construídas mais oito plataformas (FEAM, 2010). Na licença prévia do aterro sanitário, tinha-se uma estimativa de atender 40.524 habitantes de Itabirito e como meta final, atender 51.028 habitantes, que será no ano de 2016 (FEAM, 2010). Atualmente o município recolhe 26,9 t/dia e a projeção para final de operação é de 30,6 t/dia. Em relação aos resíduos de saúde, o município coleta em torno de 0,27 t/dia e encaminha para o aterro (em situação de aterro controlado) para valas de resíduos especiais, o que não é uma destinação correta para este tipo de resíduo. Há um projeto de se adotar a incineração dos resíduos com empresa licenciada pela FEAM dos resíduos de saúde (FEAM, 2010). O aterro sanitário é um processo utilizado para a disposição de resíduos sólidos no solo, particularmente, lixo domiciliar que fundamentado em critérios de engenharia e normas operacionais específicas, permite a confinação segura em termos de controle de poluição ambiental, proteção à saúde pública; ou, forma de disposição final de resíduos sólidos urbanos no solo, através de confinamento em camadas cobertas com material inerte, geralmente, solo, de acordo com normas operacionais específicas, e de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando os impactos ambientais (FEAM, 2010). Antes de se projetar o aterro, são feitos estudos geológicos, geotécnicos, hidrogeológicos e topográficos para selecionar a área a ser destinada para sua instalação não comprometa o meio ambiente. É feita, inicialmente, impermeabilização do solo através de combinação de argila e lona plástica para evitar infiltração dos líquidos percolados, no solo. Os líquidos percolados são captados (drenados) através de tubulações e escoados para lagoa de tratamento. Para evitar o excesso de águas de chuva, são colocados tubos ao redor do aterro, que permitem desvio dessas águas, do aterro. A quantidade de lixo depositado é controlada na entrada do aterro através de balança. É proibido o acesso de pessoas estranhas. Os gases liberados durante a decomposição são captados e podem ser queimados com sistema de purificação de ar ou ainda utilizados como fonte de energia (aterros energéticos). 4.3 ? Caracterização dos resíduos sólidos do município Para realizarmos o aumento da vida útil do aterro da cidade de Itabirito, com a realização de uma campanha de conscientização ambiental, coleta seletiva, triagem dos resíduos gerados e instalação de novas técnicas de acondicionamento do lixo no aterro. É indispensável a realização do levantamento atual do sistema de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos do município, caracterizando assim o lixo gerado, a quantidade e qualidade dos materiais descartados pela população. 4.3.1 Situação atual da coleta pública Conforme a Constituição Federal, 1998 o artigo 30 desta, cita que o município é o responsável, diretamente ou sob regime de concessão ou permissão, pelas ações associadas aos resíduos gerados em seu território. Sendo assim, todos os efeitos decorrentes da limpeza municipal, sendo essa realizada pela prefeitura ou por uma concessionária, são de responsabilidade da administração municipal. Conforme as informações e dados prestados pela prefeitura de Itabirito, a administração e execução dos serviços de limpeza urbana, bem como a coleta, acondicionamento, tratamento e disposição dos resíduos são de responsabilidade da Secretaria Municipal de Obras e Serviços. A limpeza de logradouros e coleta de lixo foram terceirizadas pela própria Secretaria. A coleta de lixo na área urbana abrange aproximadamente 63% da população, com um volume diário de 26,9 toneladas. Nos distritos a prestação do serviço não é realizada em todos os domicílios (FEAM, 2010). Pela razão do volume de lixo diário e população atual, obtêm-se um valor de 0,6kg/hab.dia (FEAM, 2010). A coleta seletiva atinge um volume de aproximadamente 30 toneladas por mês, percentual relativamente baixo (cerca de 4%), atendendo 29 bairros da cidade. Os resíduos coletados são enviados para serem processados na Associação de Catadores de Materiais Recicláveis de Itabirito ? ASCITO. A associação foi formada em 2003 e conta com uma sede própria, ela foi criada com o intuito de tirar os catadores do lixão e visando a geração de empregos adequada para os mesmos. São no total 12 trabalhadores e aproximadamente 50 pessoas que se beneficiam direta ou indiretamente da triagem, acondicionamento, reciclagem do lixo e posterior venda do produto. As obras de construção duraram quatro meses e custaram R$ 73 mil (ITABIRITO, 2010). Segundo a secretária municipal de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável, Maria Elizabeth Almeida, os trabalhadores da ASCITO buscam papel, metal, vidro e plástico na porta das casas de 29 dos 52 bairros da cidade. A secretária de meio ambiente informou que uma professora já foi contratada para ministrar cursos de aproveitamento de materiais reciclados para que os catadores agreguem valor à mercadoria. Hoje, segundo ela, o lixo é recolhido, segregado, prensado e vendido por quilo em Belo Horizonte. "Além de dar à categoria a dignidade merecida, o galpão vai promover ganhos na qualidade de vida e aumento da vida útil do aterro sanitário da cidade", ressaltou (RECICLÁVEIS, 2010). A viabilização das obras foi resultado da parceria firmada entre iniciativas pública e privada. Empresas doaram ao município o terreno de 2.230 metros quadrados e forneceram as estruturas metálicas para a construção no novo galpão. Em relação aos resíduos hospitalares, estes são recolhidos por uma empresa terceirizada, a Ápia Construtora. A empresa faz a coleta tanto em hospitais públicos quanto privados. Posteriormente, o resíduo hospitalar é encaminhado para outra empresa, a Oxigás Resíduos Especiais, que é responsável pela incineração dos resíduos. Com relação aos entulhos, a Secretaria Municipal do Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável - SEMAM implantou projetos de recuperação de áreas degradadas com utilização de entulhos limpos. Um exemplo é a utilização deste entulho para estabilização de processos erosivos (voçorocas). A Fundação Estadual do Meio Ambiente ? FEAM concedeu em 2006, a Licença de Operação (LO) para o aterro sanitário da cidade, cuja administração é de responsabilidade da SEMAM. 5. COLETA SELETIVA A coleta seletiva é um termo utilizado para recolhimento de materiais recicláveis, tais como papéis, plásticos, vidros, metais e orgânicos, previamente separados na fonte geradora (VILHENA, 2000). Há diversas maneiras de realizar a coleta seletiva, com destaque para a quartro modalidades: porta a porta (domiciliar), postos de entrega voluntária, em postos de troca e por catadores (VILHENA, 2000). A coleta seletiva "porta a porta" é semelhante ao sistema de coleta normal, sendo que o primeiro recolhe apenas o lixo seco (papel, plástico, vidro e metal) e o segundo o lixo domiciliar (resíduos alimentícios e de banheiro). Os dias de recolhimento devem ser distintos para minimizar o fluxo de caminhões nas ruas das cidades. Vale destacar que todo sistema de coleta seletiva que utiliza o sistema em questão, deve contemplar uma usina de triagem. O sistema de pontos de entrega voluntária (PEV) é composto por contêineres de diferentes cores: ? Verde para vidros; ? Azul para papel; ? Vermelho para plástico; ? Amarelo para metais. Os contêineres são distribuídos na cidade de forma estratégica, a fim de atender o maior número de pessoas. A modalidade de postos de troca tem um interesse maior da população, pois o cidadão é beneficiado com alimentos ou materiais domésticos no ato da trocar do material reciclável. A atuação de catadores na coleta seletiva tem grande importância para o abastecimento do mercado de materiais recicláveis e, consequentemente, como suporte para as indústrias recicladoras. A eficiência do sistema de coleta depende principalmente do envolvimento de entidades que tenham um número expressivo de pessoas, tais como Igrejas, escolas, quadras comunitárias e empresas. Assim, a participação da população é maior em projetos de educação ambiental, implicando em uma maior quantidade de coleta de resíduos recicláveis. 5.1- Coleta seletiva em Itabirito Em Itabirito a coleta seletiva começou em 2002, atendendo 11 bairros dos 52 existentes. Hoje este número corresponde a 29 bairros, o que engloba 63% da população. Entretanto, mesmo atendendo quase 2/3 da população, a eficiência do sistema de coleta de resíduos secos não é expressiva, visto que a média em porcentagem dos resíduos recicláveis coletados nos últimos 4 anos foi de 10%. Na TAB. 01 esta expressa à relação do volume dos resíduos reciclados gerados entre o ano de 2006 e 2009, com o volume de resíduos recicláveis destinado para o aterro e para a reciclagem. Tabela 1 - Destinação dos resíduos sólidos recicláveis. ANO Geração total de resíduos recicláveis (ton) Eficiência da coleta seletiva (%) Reciclagem (ton) Aterro Sanitário (ton) 2006 2129,9 6 127,8 2002,1 2007 2184,0 6 131,0 2052,9 2008 2243,9 10 224,4 2019,5 2009 2303,8 17 391,6 1912,2 Fonte: Relatório da licença de operação (2001) e Itabirito (2009). De acordo com a TAB.01 é nítido o descaso da prefeitura com o sistema de coleta seletiva o que pode resultar na redução da vida útil do aterro. Segundo a gerente da divisão do centro de educação ambiental (CEA), Aparecida Cristina da Rocha Cunha, os responsáveis pela coleta seletiva não conseguem atender toda a rota programada na semana, assim toneladas de resíduos secos são encaminhados para o aterro. Ainda de acordo com a gerente, o município de Itabirito não apresenta projetos voltados para Educação Ambiental, ela destacou que das 34 instituições de ensino (fundamental, médio e superior) presentes no município, apenas a Escola Municipal Laura Queiroz apresenta a disciplina de "Educação Ambiental" na grade curricular. Em paralelo com o sistema de coleta seletiva funciona a Associação dos Catadores de Materiais Recicláveis de Itabirito ? ASCITO, que tem a responsabilidade de fazer o recolhimento e a triagem dos materiais recicláveis (CEA, 2009). A ASCITO foi fundada em setembro de 2002 com o intuito de tirar os catadores do lixão, visando a geração de empregos. Atualmente a associação é composta por 12 funcionários, as atividades executadas são divididas de acordo a limitação de cada funcionário. A atividade de coleta seletiva conta com o auxílio de um caminhão fornecido pela prefeitura, no qual recolhe os resíduos dos bairros mais afastados. Também há dois "carrinhos" de tração humana que atendem a região central. Além disso, há pontos de entrega voluntaria no município que foram implantados em locais estratégicos, e quando necessário, os funcionários da ASCITO são acionados para fazer o recolhimento dos resíduos. O QUADRO 01 apresenta a rota semanal do caminhão da coleta seletiva. Quadro 1 ? Rota semanal do caminhão da coleta seletiva. Segunda Terça Quarta Quinta Sexta Manhã .VDL; .Projeto 2000; .Cond. Engenheiro; .Laticínios Ita. Manhã . Santa Tereza; . Funcionários; . Monte Sinai. VALE Manhã . Novo Itabirito; . Santa Efigênia; . CEFET; . Fábrica Itatextil; . Calçadas. Manhã . Alto Antena; . AG. Rodrigues; . Gráfica; . SAAE; Tarde . São José; . São Mateus; . Pedra Azul; . Monte Verde; . Itaubira; . Liberdade; . Veneza; . Floresta; . Álvaro Maia. Tarde . Santo Antônio; . Capanema; . COHAB; . I.A.P.I; .Vila José Lopes; . Nossa Senhora de Fátima. Tarde . Vila Gonçalo; . Praia; . Saudade. Tarde . Bela Vista; . Lourdes. Fonte: ASCITO, 2010. O trabalho da ASCITO ajuda de forma direta com o aumento da vida útil do aterro sanitário de Itabirito. Na TAB.2 é demonstrado o volume de resíduo de material reciclável que deixou de ser destinado para o aterro, desde o início do funcionamento em 2006. Tabela 2 - Quantidade de resíduo reciclável coletado pelo sistema de coleta seletiva. Ano Volume (m3\ano) 2006 256 2007 262 2008 449 2009 783 Fonte: Relatório técnico da LO (2001) e Itabirito (2009). De acordo com a TAB. 2, o trabalho de coleta seletiva deixou de encaminhar 1.705,0 m3, volume que representa 0,76% da capacidade total do aterro que é de 222.842 m3 (Relatório técnico da LO, 2001). A FIG. 3 apresenta o resíduo reciclável, garrafas pet, já embaladas pelos funcionários da ASCITO. Posteriormente serão vendidos em Belo Horizonte - MG. Figura 3 - Acondicionamento das garrafas Pet após serem prensadas. Fonte: Autores, 2010. 5.2- Propostas para reestruturação da coleta seletiva e o aumento da eficiência De acordo com Aparecida Cristina da Rocha Cunha, o sistema de coleta seletiva no município precisa de uma reestruturação na parte de gestão, pois existem muitos desentendimentos entre os funcionários. Além disso, o único caminhão atuante no município que atende o sistema de coleta seletiva encontra-se constantemente em manutenção, refletindo diretamente na ineficiência do trabalho. 5.3- Proposta 01: Melhoria no sistema de gestão Os funcionários da ASCITO deverão participar de cursos como: trabalho em equipe, segurança do trabalho, liderança, motivacional, organização e gestão de finanças. Todos os cursos serão patrocinados pela prefeitura de Itabirito e/ou por voluntários. O objetivo é que todos os funcionários da ASCITO tenham o conhecimento de empreendedorismo para aplicarem na própria associação, a fim de obterem lucros maiores e a harmonia no ambiente de trabalho. 5.4 - Proposta 02: Aumento para 100% da eficiência da coleta seletiva Atualmente o sistema de coleta seletiva atende 63% da população, mas não apresenta eficiência, visto que apena 17% dos resíduos secos segue para reciclagem. Aumentando a eficiência da coleta seletiva em 100%, será necessário implantar programas de conscientização ambienta e ampliar a frota de veículos coletores. 5.4.1 Educação Ambiental A educação ambiental, normalmente é implantada antes do início do programa de coleta seletiva. Mas a realidade de Itabirito é outra, o sistema de coleta de resíduos secos já existe porem não conta com um programa de educação ambiental eficiente. Em função disso, é necessário que haja uma reestruturação na base do programa afim de atender toda população. Centro de Ensino (Escolas e faculdades) O município apresenta 34 centros de ensino de ensino, sendo que apenas 1 apresenta a disciplina de educação ambiental e 3 participam da sistema de coleta seletiva. Com o objetivo de ampliar o número de escolas participantes no sistema de coleta seletiva e disseminar a consciência ambiental, será implantado o projeto "FAÇO MEIO AMBIENTE" que tem o objetivo de divulgar conceitos, dados e informações voltadas a preservação de meio ambiente. Os tópicos a seguir relatam temas a serem abordados no programa: . Cada centro de ensino terá um comitê de 5 alunos que ficará responsável pela fiscalização e deverão elaborar semanalmente relatórios da progressão do projeto; . Palestras sobre os 3 Rs; . Palestras sobre classificação dos resíduos; . Implantação de coletores segregados para atender o programa de coleta seletiva. Figura 4 - Lixeiras da coleta seletiva Fonte: http://www.famal.com.br/images/produto/100192.jpg (2010) Empresas Privadas e Órgãos Públicos Para aplicar a conscientização ambiental nas empresas privadas e nos órgãos públicos será utilizado o mesmo mecanismo das escolas, o projeto "FAÇA MEIO AMBIENTE", com palestras e implantação de coletores (financiados pela própria empresa e no caso dos órgão públicos, a prefeitura). A fiscalização será realizada pelos funcionários da ASCITO que irão verificar o grau de conscientização ambiental através da coleta seletiva, as entidades que estiverem atendendo em 100% a segregação do resíduo, receberam um selo de "FAÇO MEIO AMBIENTE". Residências e população Serão disponibilizados educadores ambientais que irão entregar cartilhas sobre a coleta seletiva em cada residência e em micro empresas do município, além de divulgar a importância da participação de todos e tirar dúvidas sobre a segregação dos resíduos. Será ampliado o número de coletores de resíduos secos no município, cada coletor irá apresentar a divulgação do programa "FAÇO MEIO AMBIENTE". 5.4.2 Ampliação da frota de veículos Atualmente a frota do sistema de coleta seletiva é composta por 1 caminhão e 2 carrinho de tração humana, implicando em 17% na eficiência da coleta de todo resíduo sólido reciclável gerado no município. Figura 5 - Carrinho de tração humana Fonte: Autores, 2010. Figura 6 - Caminhão basculante Fonte: Autores, 2010. De acordo com as FIG. 5 e 6, os mecanismos de recolhimento dos resíduos recicláveis não são apropriáveis no período de chuva. Vale relatar também, que é comum o caminhão basculante se encontrar em manutenção, influindo negativamente no sistema de coleta, ou seja, não acontece recolhimento dos recicláveis. Assim a população direciona os resíduos recicláveis para o aterro, colaborando para redução da vida útil do mesmo. Segunda a gerente do CEA, para coletar com 100% de eficiência é necessário substituição caminhão basculante por 4 caminhões com o cargueiro fechado, assim não impossibilitaria as coletas no período de chuva. Figura 7 - Caminhão com cargueiro fechado. Fonte: Autores, 2010. Portanto, com a eficiência de 100% na coleta seletiva, espera-se a redução de aproximadamente 20,8% da quantidade total de lixo que vai para o aterro diariamente. Estima-se também que deixarão de ser destinados para o aterro, cerca de 20.376 m3 de resíduos recicláveis entre os anos de 2011 á 2016. Este valor corresponde a 9,2% do volume total do aterro. Para atingir as conclusões apresentadas, foram perpetrados cálculos dispostos no ITEM 08. 6. CENTRAL DE TRIAGEM A unidade de triagem tem por objetivo básico a segregação manual dos componentes do lixo, de acordo com sua característica: matéria orgânica, recicláveis e rejeito (material que não pode ser reaproveitado). Um centro de triagem é composto fundamentalmente de unidades de recepção de resíduos, esteiras, galpões para armazenamento do material reciclável e rejeito. Na unidade de triagem, os funcionários devem separar, manualmente, a parcela reciclável do rejeito. Para isso, os operários devem estar dispostos nos dois lados da esteira de triagem, sendo dois responsáveis pela catação de cada tipo de resíduo. Posteriormente, o material reciclável necessita ser disposto, de acordo com o tipo, para seu respectivo contêiner. A FIG. 8 representa um exemplo de esteira de triagem. Figura 8 ? Esteira de triagem da cidade de Limeira ? SP Fonte: Google Imagens, 2010. O rejeito deve seguir para outro tipo de recipiente, para que seja acondicionado e destinado de acordo com a legislação vigente. Para que toda operação ocorra com segurança, os funcionários devem necessariamente estar de posse dos equipamentos de proteção individual ? EPI?s (luvas, botas, máscaras, aventais entre outros). É imprescindível a identificação dos contêineres de acordo com a cor apropriada a cada tipo de material, conforme o QUADRO 2. Quadro 2 ? Separação dos tipos de materiais por cor MATERIAL (TIPO) CONTÊINER (COR) LATAS DE ALUMÍNIO AMARELO METAL AMARELO PAPEL/PAPELÃO AZUL PLÁSTICO/GARRAFA PET VERMELHO REJEITO CINZA VIDRO VERDE Fonte: Adaptado da Resolução CONAMA nº275 / 2001. Os materiais recicláveis deverão ser prensados e dispostos para posterior venda, que poderão ser comercializados para empresas especializadas em materiais recicláveis. A FIG.9 exemplifica o enfardamento dos resíduos recicláveis. Figura 9 ? Resíduos recicláveis prensados - ASCITO Fonte: Autores, 2010. 6.1 Usina de triagem de Itabirito De acordo com os estudos realizados no Projeto Integrado ? PIN foi verificado que Itabirito já possui um centro de segregação de resíduos sólidos urbanos. A triagem do lixo é processada pela Associação de Catadores de Materiais recicláveis de Itabirito ? ASCITO. A associação tem sede fixa na Rua Belo Horizonte, 1076 ? Bairro Vila José Augusto, Itabirito - MG. Conforme já citado, diariamente, o centro recebe os resíduos que chegam através de um caminhão. As funcionárias (sexo feminino) realizam a triagem, no qual cada tipo de material é devidamente separado por contêiner. Depois de segregado, o material é levado para a única prensa hidráulica que a associação possui (ver FIG. 10). Após o prensamento, os recicláveis enfardados seguem para venda. Figura 10 ? Prensa hidráulica da ASCITO Fonte: Autores, 2010. A realidade local é precária, uma vez que os funcionários não são equipados pelos devidos EPI?s (luvas, botas, máscaras, vestimenta adequada, protetores de pele, aventais, etc). Também é evidente a falta de esteiras de triagem e equipamentos modernos, juntamente com a falta de espaço físico para disposição dos materiais. Figura 11 ? Disposição inadequada dos resíduos - ASCITO. Fonte: Autores, 2010. 6.2 Pré-projeto O pré-projeto de implantação do centro de triagem de materiais recicláveis visa, além de uma total readequação do espaço físico da ASCITO, identificar as diretrizes de funcionamento da central de triagem. Para tal, é proposta a compra dos dois lotes circunvizinhos para expansão desta área, bem como a divisão de 4 (quatro) setores distintos, sendo: 6.2.1 Núcleo administrativo O núcleo administrativo será a área responsável pela organização inicial da demanda e processos relacionados à gestão do material reciclável e rejeito. Além disso, esta unidade inclui a construção de um local destinado à refeição, dois banheiros amplos e um almoxarifado. 6.2.2 Recepção e expedição O setor de recepção e expedição caracteriza-se pelas instalações e adequações do espaço destinado ao fluxo de entrada do material e acondicionamento inicial. Os caminhões destinados a coleta dos recicláveis deverão passar inicialmente por uma balança veicular, a fim de manter o controle do peso. Após a pesagem, os veículos seguirão para o pátio de recepção, onde ocorrerá a descarga dos resíduos no fosso. Pelas perspectivas de crescimento do material reciclável a ser recebido para os próximos anos, potencializado pelas medidas de conscientização propostas neste trabalho, foi adotado a construção do fosso com 50m3 dotado de um guincho hidráulico para manuseio do lixo (LIXO MUNICIPAL, 2000). O fosso receberá os resíduos preferencialmente aos domingos, visto que nestes dias não haverá funcionamento da central de triagem. A moega, com capacidade de 25m3 (equivalente a capacidade de dois caminhões coletores), tem como função encaminhar o lixo de forma constante para a esteira de triagem, de modo a manter uma dinamicidade no procedimento de segregação do resíduo sólido urbano (LIXO MUNICIPAL, 2000). O descarregamento deste material ocorrerá em galpão fechado e dotado de um piso impermeabilizado. O pátio deverá possuir uma altura mínima de 12 metros, para que possibilite a entrada e descarga do material por parte dos caminhões basculantes. Posteriormente ao descarregamento, o resíduo passará por uma "pré-triagem", no qual serão segregados os materiais de grande volume. O restante do resíduo seguirá através de carrinhos para a esteira de triagem. 6.2.4 Galpão de triagem O galpão de triagem deverá obedecer aos critérios descritos no ITEM 6 deste trabalho. Porém, para maior eficiência e dinamicidade da triagem, é recomendada a adoção de uma esteira comum de 4 m de comprimento e 1 m de largura ligada, em série, com uma esteira circular de 4 m de diâmetro (APÊNDICE 01). O lixo depositado na moega, através de sua base dinâmica, será vagarosamente transferido para a esteira comum. Na esteira comum, 2 funcionários, um de cada lado, ficarão responsáveis por rasgar os sacos e realizar o espalhamento do lixo antes da chegada à esteira circular. É importante salientar a implantação de um separador magnético (eletro-imã) no final desta esteira, visando facilitar a separação do material ferromagnético do processo. Na esteira circular, 8 catadores serão posicionados ao longo da esteira. Dois funcionários ficarão responsáveis por coletar cada tipo de material e posteriormente depositá-los nos contêineres. A TAB. 3 apresenta a distribuição de funcionários por tipo de material. Tabela 3 ? Número de funcionários por tipo de material TIPO DE MATERIAL TIPO DE ESTEIRA Nº DE FUNCIONÁRIOS PAPEL CIRCULAR 2 PLÁSTICO CIRCULAR 2 METAL CIRCULAR 2 VIDRO CIRCULAR 2 CATADORES INÍCIO ESTEIRA COMUM 2 OPERADOR ELETRO-ÍMÃ - 1 Fonte: Autores, 2010. O número inicial adotado referente aos funcionários responsáveis pela triagem será então de 11 funcionários, sendo 2 na esteira comum, 1 no eletro-ímã e 8 na esteira circular. O uso dos EPI?s nesta área possui maior especificidade, sendo: luvas, botas, máscaras, óculos, vestimenta adequada, protetores de pele, aventais, etc. 6.2.5 Baias de recicláveis Após a triagem, o material reciclável (separado nos contêineres), deverá ser encaminhado para o depósito de armazenamento. O deslocamento interno deste material será feito por "carrinhos de mão". Quando da chegada ao depósito de armazenamento, o material será prensado e armazenado em baias para comercialização. Para melhor prensamento do material, recomenda-se a perfuração das garrafas PET, a fim de evitar acúmulo de ar nos recipientes, potencializando assim a qualidade dos fardos gerados. O local de armazenamento deverá seguir a norma ABNT NBR 1174, que discorre acerca do Armazenamento de Resíduos Sólidos Classe II A e Classe II B (não inertes e inertes, respectivamente). O acondicionamento do reciclável será realizado em baias separadas por tipo de resíduo. Cada baia ocupará uma área de 9 m2 (DESA, 2010). Visto a necessidade da construção de seis recipientes (latas de alumínio, metal, papel/papelão, plástico/garrafas pet, rejeito, vidro), a área total a ser dedicada será de 54 m2. Deverão ser respeitados os aspectos relativos ao acesso restrito à área, bem como à sinalização, medidas de controle de poluição e treinamento do pessoal. 7. REDUÇÃO MECÂNICA DO VOLUME DO LIXO Uma grande alternativa para se aumentar a vida útil do aterro de Itabirito está na redução do volume do lixo. Existem atualmente diversas maneiras de se reduzir o volume do lixo com o uso de maquinário especializado que consegue compactar o resíduo evitando que o mesmo ocupe demasiadamente a área destinada para seu aterramento. Através de máquinas específicas o volume do lixo solto é reduzido severamente, apresentando um caráter ambiental muito importante. Vale ressaltar que a escassez dos recursos naturais se faz cada vez mais presente nos dias de hoje e a economia destes recursos são de profunda importância para a continuidade da vida em nosso planeta. A redução do volume dos resíduos sólidos poderá ocorrer em três momentos: durante a coleta, no momento em que chega ao aterro e após o despejo no aterro. No entanto, é necessário analisar a relação custo benefício de cada método para se aplicar a técnica mais adequada no momento certo. A seguir serão apresentados equipamentos utilizados para a compactação do lixo, desde o momento da coleta, até a sua disposição final. 7.1 Redução do volume do lixo durante a coleta A redução do volume do lixo durante a coleta acontece através de caminhões compactadores. Um bom veículo de coleta de lixo domiciliar deve possuir uma taxa de compactação de pelo menos 3:1, ou seja, cada 3m³ de resíduos ficarão reduzidos, por compactação, a 1m³. Estes caminhões possuem capacidade volumétrica útil que vai de 6 a 19m³ e possuem na grande maioria das vezes carregamento traseiro. Outras vantagens são obtidas com o uso destes caminhões como a velocidade nas operações de carga e descarga do resíduo e a capacidade de transportar maior quantidade de lixo do que os caminhões normais. No entanto estes equipamentos possuem preço e manutenção mais elevados que outros caminhões usados em serviços de coleta. Em Itabirito o serviço de coleta de resíduos sólidos domiciliares é terceirizado e fica sob responsabilidade da empresa Contorno Construtora e Serviços. A frota dos veículos coletores é composta por 2 caminhões compactadores de 12 m³ Ford 1722 ano 2010 e 1 caminhão compactador de 6m³ Mercedes 1418 ano 2003 que atua somente na zona rural do município (ver FIG. 12 e 13). Figura 12 - Caminhões compactadores coletores de resíduos em Itabirito Fonte: Autores, 2010. Figura 13 - Vista lateral do caminhão compactador Fonte: Autores, 2010. A empresa responsável pela coleta apresenta caminhões em bom estado e com boa capacidade, sendo estes equipamentos de eficientes, novas medidas não foram propostas para reduzir o volume durante a coleta. 7.2 Redução do volume do lixo antes do despejo no aterro A redução do volume do lixo antes do despejo no aterro pode ocorrer no momento em que chega ao aterro ou em áreas de transferência. Para que a redução do volume ocorra são utilizadas máquinas trituradoras e prensas hidráulicas. 7.3 Trituradores de lixo A trituração do lixo no Brasil é uma prática ainda em desenvolvimento, no entanto uma atenção maior deveria ser dada a esta alternativa que pode apresentar altas taxas de redução do volume inicial do lixo, além de acelerar o seu ritmo de biodegradação. Vale citar que estes equipamentos são muito utilizados em usinas de reciclagem de resíduos da construção civil, podendo citar como exemplo a usina pertencente a prefeitura municipal de Belo Horizonte. No entanto, estes equipamentos são pouco difundidos no Brasil e fabricados em outros países, tais fatores aumentam consideravelmente os valores de aquisição dos mesmos, tornando-se inviável para prefeituras que não dispõem de grandes recursos financeiros. 7.4 Prensas hidráulicas De acordo com o site Web Resol, o uso de prensas hidráulicas (Fig. 14) também apresentam grande utilidade na otimização do volume dos resíduos sólidos urbanos, podendo reduzir em média 3 a 5 vezes o volume inicial do lixo. Estes equipamentos têm funções muito semelhantes aos caminhões compactadores e não são usados tradicionalmente nos aterros sanitários do Brasil. Atualmente, a associação de catadores de Itabirito utiliza as prensas hidráulicas para reduzir o volume da fração reciclável do lixo municipal. No aterro esta prática não é utilizada, estes equipamentos exigem uma logística que demanda tempo, verbas e contratação de novos funcionários, sendo assim, esta alternativa não se caracteriza como uma boa opção para o aterro sanitário municipal. Figura 14 - Exemplar de prensa hidráulica Fonte: Google imagens, 2010. 7.5 Redução do volume do lixo após o despejo no aterro De acordo com o trabalho desenvolvido pelo engenheiro civil Claudio M. Nahas "Aterros Sanitários, Técnicas Construtivas e Métodos Operacionais", o processo de compactação de resíduos em aterros sanitários vem experimentando nos últimos anos uma grande evolução, graças ao desenvolvimento de equipamentos mais eficientes, que permitem obter elevados graus de compactação, associados a técnicas operacionais que maximizam o peso específico dos resíduos. Atualmente encontram-se disponíveis no mercado, compactadores com carga (peso) operacional que chegam a até 45t. A obtenção de elevados graus de compactação permite ainda minimizar o espalhamento dos resíduos pela ação do vento; reduzir o risco de incêndio; limitar a migração dos percolados e gases e reduzir a espessura das camadas de recobrimento diárias. A seleção dos equipamentos deve levar em conta quatro aspectos principais - a vida útil esperada para o aterro, a demanda e a composição dos resíduos, a quantidade e características do material de recobrimento e o método de disposição e exigências quanto ao peso específico final requerido. As alternativas mais eficazes para a redução do volume do lixo ocorrem após o despejo do mesmo no aterro sanitário. Através de máquinas compactadoras o volume do resíduo pode ser reduzido em grandes proporções. Os equipamentos mais utilizados para compactação de aterros sanitários são os tratores de esteira e os rolos compactadores. No aterro sanitário de Itabirito é utilizado como instrumento compactador o trator de esteira modelo D6 de 15 toneladas (Fig. 15), provido de lâmina para espalhamento e recobrimento do lixo. Este trator atende às exigência da Feam e segundo informações obtidas no aterro municipal com o encarregado José Oliveira de Almeida Junior, o volume do lixo é reduzido em média de 30% do seu valor inicial. Figura 15 - Trator D6 utilizado no aterro sanitário de Itabirito Fonte: Aterro sanitário de Itabirito, 2009. Para se aumentar a eficiência da compactação uma boa alternativa é a utilização de rolos compactadores. O uso de rolos compactadores já é uma prática freqüente em vários aterros sanitários que objetivam o ganho de importantes valores no grau de compactação dos resíduos sólidos urbanos. Cabe ressaltar que o uso dos rolos compactadores deverá ser associado a outro equipamento. Em Itabirito após a compactação com o trator de esteira D6, a passagem dos rolos compactadores apresentaria redução significativa do volume do lixo e consecutivamente acresceria significativamente a vida útil do aterro municipal. Os dados e as memórias de cálculo das propostas que apresentam o aumento da compactação do lixo e consequentemente o aumento da vida útil do aterro sanitário serão apresentados a seguir. 7.6 Proposta para melhorar a compactação do lixo Levando em conta os dados fornecidos pelo Relatório Técnico Anual de Operação do Aterro Sanitário de Itabirito (2009) e as informações coletadas com professores da Universidade FUMEC, chegou se a conclusão que a aquisição por parte da prefeitura de Itabirito de um rolo compactador para atuar nas frentes de trabalho do aterro elevaria o grau de compactação de moderada para boa. Sendo assim o peso específico do lixo elevaria de 0,60 t/m³ para 0,90 t/m³ (Lima, 2004), reduzindo consequentemente o volume do lixo compactado. É indicada a compra do rolo compactador (Fig.16) do fabricante Caterpillar modelo 816F ou similar, tendo em vista o alto padrão de uma das marcas que é líder de mercado e do modelo que apresenta desempenho confiável para tal atividade. Sendo importante ressaltar que os rolos apresentam travas pontiagudas que evitam a derrapagem e facilitam o deslocamento em um ambiente hostil como o aterro, otimizando assim, a redução do volume do lixo. Figura 16 - Rolo compactador 816F, Caterpillar Fonte: Caterpillar, 2010. 7.7 Memória de cálculo - população: 44.000 habitantes (estimativa IBGE); - taxa de produção per capita: 0,64 kg/hab. dia (considerando a eficiência da coleta em 100%); - peso específico do lixo com compactação moderada: 0,60 t/m³ (valor de referência de acordo com Lima, 2004) - quantidade de lixo: 27 t/dia(de acordo com Itabirito, 2009) - volume de lixo: 27/0,60 = 45,0 m³/dia Para uma perspectiva onde se espera uma elevação do grau de compactação do lixo com a utilização do rolo compactador, teremos: - peso específico do lixo com boa compactação: 0,90 t/m³ (valor de referência de acordo com Lima, 2004) - volume de lixo: 27/0,90 = 30 m³/dia - redução de 33% do volume do lixo. Para atingir as conclusões apresentadas, foram feitos cálculos que apresentam a eficiência da proposta de melhoria na compactação. Vale citar que o aumento da vida útil é apresentado no ITEM 8, onde serão somados os valores de redução do volume do lixo com a proposta de expansão da coleta seletiva. 8. AUMENTO DA VIDA ÚTIL DO ATERRO SANITÁRIO Os cálculos utilizados para estipular o aumento da vida útil do aterro sanitário de Itabirito esta expresso em 6 equações, baseando nos dados a seguir: . A população presente em Itabirito em 2006: 40524 habitantes (IBGE); . Quantidade de lixo gerado no ano de 2006: 8874,7 toneladas (Itabirito); . Taxa de crescimento populacional: 2,61%(IBGE); . Inauguração do aterro: 2006 (Relatório técnico da LO); . Previsão de encerramento do aterro: 2016 (Relatório técnico da LO); . Peso específico do lixo para compactação moderada: 0,6 ton/m3 (Lima, 2004); . Peso específico do lixo para boa compactação: 0,9 ton/m3 (Lima,2004); . Capacidade volumétrica do aterro: 222.842m3 (Itabirito); . Média da eficiência da coleta seletiva entre 2006 á 2010: 10% (Itabirito); . Melhoria na eficiência da coleta seletiva a partir de 2011: 100% (TFC, 2010); .Volume de material inerte utilizado para recobrimento do lixo: 20% do volume do resíduo (Lima, 2004). Equação aplicada 01: ? (Capacidade volumétrica do aterro) ?((Σ geração de resíduos entre os ano de 2006 á 2010 ton / 0,6 ton/m3) +( Σ geração de resíduos entre os ano de 2011 á 2016 ton / 0,9 ton/ m3) + 20% de material inerte)= 62.824,8 m3; O resultado da equação, demonstra uma economia 62.824,8 m3 de espaço disponível no aterro, devido as propostas de melhoria na coleta seletiva e na compactação. Equação aplicada 02: ? 62.824,8 m3 ? (Σ geração de resíduos entre os ano de 2017 á 2021ton/0,9 ton/ m3 + 20% material inerte)= 2.862,8 m3 O resultado da equação expressa o volume disponível no aterro sanitário após 5 anos de utilização, referente a data de encerramento. Equação aplicada 03: ? Volume total de lixo em 2022 ? 12 meses = 1.051,9 m3 O resultado da equação expressa o volume mensal gerado previsto para o ano de 2022. Equação aplicada 04: ? 2.862,8 m3 (Resultado de Eq. 02) / 1.051,9 m3/mês (Resultado da Eq.03 = 2,72 ou 2 meses + 0,72 mês (21 dias) O resultado da equação, 2 meses + 0,72 mês (21 dias), expressa o tempo necessário para ocupar o espaço disponível no aterro. Resultado O aterro sanitário de Itabirito tem a previsão de encerramento das atividade em 2016, mas a data poderá ser modificada para o ano de 2022, ou seja, 5 anos, 2 meses e 21 dias. 9. APROVEITAMENTO DO BIOGÁS O Brasil possui uma grande diversidade de fontes de energia. Porém, são utilizadas atualmente fontes de energias não renováveis, tais como petróleo, carvão mineral, gás natural e usinas nucleares. A ampliação dos ideais de sustentabilidade e o aumento da demanda energética em todo mundo, tem potencializado o desenvolvimento de energias mais limpas e renováveis, como eólica, solar e de biomassa. O presente estudo tem por objetivo desenvolver a proposta de aproveitamento energético, proveniente da biomassa do resíduo orgânico destinado ao aterro sanitário de Itabirito, através da transformação da mesma em biogás. Tendo em vista que o aproveitamento do biogás é que viabiliza economicamente as demais etapas de implantação de projetos de conscientização e educação ambiental, além da usina de triagem e a coleta seletiva. Isso é possível, pois o aproveitamento da energia gerada no aterro para atender a sua própria demanda energética reduz os gastos do empreendimento. Logo, a renda remanescente é destinada para outras atividades referentes à gestão dos resíduos no município. Outra hipótese plausível é que, caso haja sobra da energia produzida, após atendimento da demanda do aterro, esta pode ser comercializada, gerando mais renda para o empreendimento. Além disso, o fato de evitar-se que grande quantidade de gases intensificantes do efeito estufa (CH4) sejam emitidos, permite ao empreendimento a obtenção de créditos de carbono, os quais podem ser comercializados mundialmente, majorando a renda para o "aterro". Os resíduos sólidos urbanos do município de Itabirito possuem uma grande fração de matéria orgânica (49%) (Prefeitura municipal de Itabirito, 2009), a qual decomposta anaerobicamente (fermentação), liberam o biogás que possui uma grande quantidade de energia potencial, para posterior conversão em energia elétrica, por exemplo. O biogás gerado na maioria dos aterros do Brasil é um conjunto de gases composto por aproximadamente 60% de metano, 35% de dióxido de carbono e 5% de outros gases como gás sulfídrico, nitrogênio, monóxido de carbono, hidrogênio, amônia, aminas voláteis e oxigênio (DEMEC/UFMG, 2010). Pelo fato do metano e o gás carbônico coexistirem em maior concentração comparado aos demais gases, utiliza-se como referência estes dois principais. O metano é o principal gás do biogás quando utilizado como combustível, devido ao seu alto poder calorífico. Salienta-se que a presença de outras substâncias como água e CO2 tornam o processo de combustão menos eficiente, pois retêm uma significante parte da energia gerada, reduzindo os limites de inflamabilidade. Logo, a concentração de impurezas é inversamente proporcional ao poder calorífico do biogás. Por outro lado, vale ressaltar que, segundo BRAZ (2000), a água tem um papel fundamental no processo químico da fermentação anaeróbica, pois serve de meio de transporte para os produtos transformados no aterro, facilitando a mistura entre alguns componentes solúveis e, participando na transformação dos componentes orgânicos em metano e dióxido de carbono na fase anaeróbia. Segundo FILHO (2005), a capacidade de um aterro em gerar gás depende da composição química do resíduo, da umidade, ph, dentre outros parâmetros. Com relação ao poder calorífico, o metano possui uma forma molecular que favorece a geração de energia quando submetido à oxidação, dessa forma é incrementada à potencialidade de combustão do biogás produzido. Por outro lado, o CO2, que é a forma mais oxidada do carbono, não possui capacidade de produzir energia quando queimado. Outro ponto importante que deve ser ressaltado refere-se a um problema mundial vigente, a intensificação do efeito estufa. Sendo que o metano (CH4), principal gás gerado na digestão anaeróbica e o principal gás contribuinte para o aquecimento global, sendo 21 vezes mais nocivo que o dióxido de carbono (CO2). O metano, principal constituinte do biogás, pode existir em qualquer lixão ou aterro, sendo acessível economicamente, além de consistir em uma importante alternativa para a substituição de combustíveis derivados de fontes não renováveis. Em vista disso, hoje em dia, na grande maioria dos aterros sanitários, os gases liberados são queimados, visando mitigar as emissões atmosféricas danosas. Esse processo é conveniente do ponto de vista da conservação ambiental, entretanto, é uma energia desperdiçada. Partindo do pressuposto que o metano possui alto poder calorífico e é gerado em grande escala, preconiza-se o melhor aproveitamento deste gás para obtenção de energia, aliando geração de bioenergia à mitigação das emissões de gases intensificantes do efeito estufa. Ressalta-se que a implantação de um sistema de geração de energia elétrica poderá ser viabilizada economicamente também pela possível comercialização dos créditos de carbono. Isso confere com uma solução ambientalmente correta para a gestão dos resíduos sólidos urbanos. Atualmente o biogás gerado e drenado é queimado. Entretanto, desconhece-se a eficiência do sistema de drenagem e a vazão do gás emitido. O potencial de geração de metano do lixo é variável, entretanto, no Brasil, corresponde a cerca de 0,126 Kg de CH4/Kg de resíduo orgânico passível de decomposição (IPCC, 1996). A geração deste inicia-se em alguns meses após o aterramento dos resíduos e continua até cerca de 15 anos posterior ao encerramento da atividade (IBAM, 2010). Como já informado, de acordo com a Prefeitura Municipal de Itabirito, são geradas aproximadamente 25 toneladas de resíduos sólidos urbanos por dia, 49,32% destes correspondem à fração potencialmente compostável (orgânica), 24,05% a reciclável e o restante, descartável, a 26,63%. Todo o resíduo coletado deverá ser conduzido a uma usina de triagem, na qual o resíduo reciclável, reutilizável e/ou reintegrável ambientalmente será separado e beneficiado. Já o restante, que corresponde à matéria orgânica e a não reutilizável, será destinada ao aterro sanitário do município. Assim, reduzir-se-á o volume de resíduo destinado a este, aumentando, consequentemente, sua vida útil. Informa-se que o aterro sanitário está inserido na mesma área do antigo "lixão", e toda área foi remediada com a construção de estruturas necessárias para o funcionamento de um aterro sanitário. Ressalta-se que todo o lixo antigo foi acondicionado sobre a base impermeabilizada com o sistema de drenos de gases e chorume, com a aplicação de compactação e recobrimento destes (Prefeitura Municipal de Itabirito, 2009). Como haverá então uma grande porção de matéria orgânica disposta no aterro, este será preparado para captação do biogás gerado da seguinte forma: a) Compactação da primeira camada: como o aterro existe há 4 anos há uma grande camada de resíduo já disposta. Logo, será implantada e compactada sobre o nível existente, uma espessa camada de argila de baixa permeabilidade e outra de polietileno de alta densidade - PEAD, objetivando criar um ambiente hermético para que todos os gases gerados sejam conduzidos para a mesma passagem, evitando a fuga destes para a atmosfera. A bibliografia indica que, entorno de 50% do biogás fica retido nesta barreira. Por isso, são utilizados certos procedimentos e mecanismos (bombas a vácuo) para remoção dos gases retidos no sistema. b) Acondicionamento dos resíduos: os resíduos serão dispostos em pilhas e, após a formação de uma camada de determinada espessura, haverá compactação desta e sobreposição de outra de argila e/ou PEAD para impermeabilização, formando células vedadas. Posteriormente, será repetido o processo até atingir a capacidade máxima do aterro. c) Drenagem de gases: com base no item (b), serão instalados poços/condutos de drenagem de brita através das pilhas, para condução dos gases oriundos da fermentação da matéria orgânica que, por sua vez, serão conduzidos por um sistema de dutos para coleta, funcionando por diferença de pressão por bombas de vácuo, que, posteriormente, alimentarão outro sistema de beneficiamento (IBAM, 2010). A FIG. 17 apresenta o esboço de um aterro sanitário, o qual serve de parâmetro ideal para o aterro sanitário de Itabirito. Figura 17 ? Corte esquemático do aterro sanitário de Nova Iguaçu - RJ Fonte: www.recicloteca.org.br (2010) Para a utilização do biogás, existem formas de maximização, as quais incluem o uso direto do gás, geração de energia e venda através de gasodutos. No caso do uso direto, o gás pode ser utilizado em processos industriais, como combustível em caldeiras e fornos, etc. O gás é conduzido em gasodutos até as indústrias mais próximas, onde passará por um tratamento simples (filtração) e, então utilizado. Outra importante aplicação é para geração de energia em um motor gerador de combustão interna desenvolvido para trabalhar utilizando o biogás, servindo para venda ou para o próprio abastecimento elétrico do aterro. A venda do gás através de gasodutos pode ser uma oportuna opção, entretanto, o biogás deve passar por um tratamento para remoção das impurezas e também por uma avaliação dos padrões de qualidade pelas companhias de gás. Logo, as outras opções são, aparentemente, mais eficazes do ponto de vista de viabilidade econômica. Mesmo não havendo dados acerca da produção/vazão do biogás gerado no aterro, foram realizados cálculos estimando a quantidade gerada, com base na equação do Painel internacional de Mudanças Climáticas (IPCC ? Intergovernmental Panel on Climate Changes). Além disso, foi calculada também a potência útil gerada e energia disponível, conforme Centro Nacional de Referência em Biomassa (2008). 9.1- Cálculos do IPCC Pela equação do IPCC, a vazão de biogás é obtida por meio da seguinte equação: QCH4 = Popurb . TaxaRSD . RSDf . L0 pCH4 QCH4: metano gerado (m³CH4/ano). Popurb: população urbana (habitantes). TaxaRSD: taxa de geração anual de resíduos sólidos domiciliares por habitante (Kg de RSD/hab.ano). RSDf: fração de resíduos sólidos domésticos que é depositada em locais de disposição de resíduos sólidos (%). L0: potencial de geração de metano do lixo (Kg de CH4/ Kg de RSD). pCH4: massa específica do metano (Kg/m³). Obs.: o valor da massa específica do metano é 0,74 Kg/m³ (CEGAS, 2005). A geração per capita de resíduos sólidos domiciliares adotada nesse trabalho está de acordo com os dados obtidos pelo grupo no Projeto Integrado, baseado na Prefeitura Municipal de Itabirito. 9.2- Cálculo da potência útil e energia gerada por CENBIO Para a determinação da potência e energia disponível foram utilizadas as equações 1 e 2, respectivamente, a seguir. (1) Px = Qx . Pcmetano . η 860.000 Onde: Px: potência disponível a cada ano (kW) Qx: vazão de metano a cada ano (m³CH4/ano) Pc: poder calorífico do metano = 8.500 kcal/m³CH4 η: eficiência do motor = 0,28 Obs.: Baseado em dados do CENBIO (2008) para os cálculos, optou-se pela "utilização" de um motorgerador ciclo Otto, considerando, além das vantagens já mencionadas, a possibilidade de rápida instalação e facilidade de manutenção, visto que já é uma tecnologia existente no país. Logo, de acordo com os dados do fabricante, a eficiência elétrica desse motorgerador é de 28%, o que justifica o valor utilizado para a constante η. (2) Edisp = ___Px___ 365 x 24 Onde: Edisp: energia disponível (kW) Px: potência disponível (kW) 365: dias/ano 24: h/dia A TAB. 04 apresenta os resultados obtidos do biogás e energia gerados pela equação do IPCC. Tabela 4 ? Cálculo do biogás e energia gerados pela equação do IPCC ANO População estimada* Geração de lixo pela população (t/ano) Volume de biogás gerado (m³/hab.ano) Geração (m³/ano) Gás acumulado ao longo dos anos (m³) Potência disponível (Kw/ano) Energia disponível (Mwh/dia) 2006 40.524 8.875 18,27000 740.373 740.373 2048,909569 0,233893786 2007 41.552 9.100 18,27000 759.155 1.499.529 2100,885658 0,23982713 2008 42.692 9.350 18,27000 779.983 2.279.511 2158,524511 0,246406908 2009 43.832 9.599 18,27000 800.811 3.080.322 2216,163365 0,252986686 2010 44.860 9.824 18,27000 819.592 3.899.914 2268,139454 0,258920029 2011 45.888 10.049 18,27000 838.374 4.738.288 2320,115543 0,264853373 2012 46.916 10.275 18,27000 857.155 5.595.443 2372,091633 0,270786716 2013 47.944 10.500 18,27000 875.937 6.471.380 2424,067722 0,27672006 2014 48.972 10.725 18,27000 894.718 7.366.099 2476,043811 0,282653403 2015 50.000 10.950 18,27000 913.500 8.279.599 2528,0199 0,288586747 2016 51.028 11.175 18,27000 932.282 9.211.880 2579,995989 0,29452009 2017 52.056 11.400 18,27000 951.063 10.162.943 2631,972078 0,300453434 2018 53.084 11.625 18,27000 969.845 11.132.788 2683,948167 0,306386777 2019 54.112 11.851 18,27000 988.626 12.121.414 2735,924257 0,312320121 2020 55.140 12.076 18,27000 1.007.408 13.128.822 2787,900346 0,318253464 13.128.822 Fonte: Autores, 2010. O grupo desconhece a demanda de energia elétrica do aterro. Portanto, não há como definir se a vazão de biogás gerada diariamente será suficiente para atender ao empreendimento. Por outro lado, foi constatada pelo grupo, que não há indústrias nas proximidades do aterro sanitário. Logo, sugere-se que a o biogás produzido seja utilizado na geração de energia para atender a demanda do próprio aterro, mesmo que desconhecida, pois esta apresenta ser a alternativa de melhor custo benefício e praticidade. No caso de sobra e, mediante estudo de viabilidade econômica para transmissão, essa energia poderia ser comercializada. Outro enfoque importante seria a possível comercialização de créditos de carbono. De qualquer forma, o projeto atribui um caráter positivo de sustentabilidade ambiental, servindo de exemplo para os demais aterros. 10. CONSIDERAÇÕES FINAIS A escassez dos recursos naturais é um dos grandes problemas a serem enfrentados atualmente. Diante disto, um dos maiores desafios dos administradores públicos é a correta destinação dos resíduos sólidos urbanos. Do ponto de vista ambiental, os aterros, além de oferecerem risco de contaminação das águas subterrâneas, dos solos e de serem passivos ambientais para os municípios, geram gases que contribuem de forma significativa para o aquecimento global. Até poucos anos atrás, os resíduos gerados em Itabirito eram dispostos de maneira incorreta em um "lixão", no entanto, após pressão dos órgãos ambientais, foi criado um aterro sanitário no município que atende as especificações exigidas pela FEAM. Mesmo cumprindo as exigências dos órgãos responsáveis para obter a licença de operação, ficou constatado pelos integrantes do grupo, que a prefeitura carece de uma melhor gestão de seus resíduos sólidos para otimizar o espaço de seu aterro e atrasar o seu esgotamento, previsto para 2016. Com as propostas apresentadas pelo grupo, que traçam diretrizes para melhoria da coleta seletiva atual, da usina de triagem e das formas de compactação do lixo, espera-se que ocorra uma importante redução do volume do lixo e consequentemente o aumento da vida útil do aterro sanitário. Implantando uma coleta seletiva eficiente que atenda a 100% da população, a redução da quantidade de lixo que vai para o aterro sofrerá importantes reduções e associando ainda a proposta de melhoria da compactação do aterro ganhos significativos serão obtidos para que se aumente o seu tempo de operação. Sempre é bom lembrar, que com o acentuado aumento da população nas últimas décadas, diversos municípios dispõem cada vez menos de áreas para destinação final de seus resíduos. No caso de Itabirito, a situação é ainda mais complicada por estar localizada em uma área com topografia tão acidentada. Vale ressaltar também, que com a implantação da usina de triagem e da usina de biogás, reflexos positivos serão percebidos no meio socioeconômico do município com o aquecimento da economia, a inclusão social e principalmente a melhoria da qualidade de vida de vários munícipes. Sendo estes fatores importantes para o desenvolvimento futuro da cidade de Itabirito. De modo geral os benefícios advindos com as propostas para se aumentar a vida útil do aterro e a captação do biogás são as seguintes: geração de uma fonte de energia renovável (MDL), minimização considerável do volume de lixo que vai para o aterro, geração de renda para a população e para administração municipal, melhoria na qualidade de vida dos habitantes da região, economia direta dos recursos ambientais. Com isto, Itabirito apresentará cada vez mais, uma proximidade de um conceito tão procurado atualmente, o desenvolvimento sustentável. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMBIENTE BRASIL ? AMBIENTEBRASIL. Resíduos. Disponível em: http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./residuos/index.php3&conteudo=./residuos/lixo.html#aterros >. Acesso em: 07/04/2010. BRAZ, José Adelino; SILVA, Celso Luiz da III-113 ? Avaliação do potencial energético do biogás de aterro sanitário gerado pelos resíduos sólidos domésticos do município de Rio Claro. In: Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. 21°, 2000. CATERPILLAR. Produtos: Maquinas: Compactadores. Disponível em:. Acesso em: 3 abr. 2010. CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE. Resolução n. 275, de 25 de abril de 2001. Estabelece o código de cores para os diferentes tipos de resíduos. Disponível em: Acesso em: 25 mar. 2010 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DA UFMG ? DEMEC/UFMG. Biogás. Disponível em: Acessado em 02/04/2010. D?ALMEIDA, M. L. O., VILHENA, A. Lixo Municipal: manual de gerenciamento integrado. São Paulo: IPT: CEMPRE, 2000. FILHO, L. F. B., Estudo de gases em aterros de resíduos sólidos urbanos. (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Rio de Janeiro, 2005. FUNDAÇÃO ESTADUAL DE MEIO AMBIENTE ? FEAM ? Minas sem lixões. Disponível em: < http://www.feam.br/minas-sem-lixoes >. Acesso em: 26 mar. 2010. INSTITUTO BRASILEIRO DE ADMINISTRAÇÃO MUNICIPAL (IBAM). Biogás em Aterros Sanitários e os Créditos de Carbono. Disponível em < http://www.ibam.org.br/publique/media/Boletim2a.pdf>. Acessado em 01/04/2010. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA-IBGE. Censos e estimativas. Rio de Janeiro: IBGE, 2010. ITABIRITO. PREFEITURA MUNICIPAL. Informações do município. Disponível em: . Acesso em 01 mar. 2010. JARDIM, N.S et al. Lixo Municipal ? Manual de Gerenciamento Integrado. IPT ? CEMPRE, São Paulo, 280p., 2000. LIMA, Luiz Mário Queiroz. Lixo: Tratamento e Biorremediação. 3 Edição. Rio de Janeiro: Hemus, 2004. MINAS GERAIS. SECRETARIA DE ESTADO DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL - SEMAD. Suprams. Disponível em: . Acesso em: 04 mar. 2010. PREFEITURA MUNICIPAL DE ITABIRITO. Relatório Técnico Anual de Operação do Aterro Sanitário de Itabirito ? MG, 2009. RESÍDUOS SÓLIDOS ? RESOL. Manual de Gerenciamento Integrado de Resíduos Sólidos, Cartilha 4. Disponível em . Acesso em: 2 abr. 2010. SECRETARIA DE ESTADO DE MEIO AMBIENTE E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL - SEMAD. Suprams. Disponível em: . Acesso em: 04 mar. 2010. APÊNDICES APÊNDICE 01 Dimensionamento da esteira de triagem Esteira comum - Número inicial de funcionários = 2 - Largura da esteira = 1 m (IPT, 2000). Segundo (IPT, 2000), para uma usina que processa cerca de 50t/dia de resíduo, é necessário uma esteira comum de no mínimo 9 metros de comprimento. Visto que o processo possuirá dois tipos de esteira, o grupo propõe uma esteira comum de 4m, medida considerada suficiente para sua função atribuída neste trabalho. Esteira circular - Largura de trabalho por funcionário = 1,5 metros (Livro: Lixo municipal - Manual de Gerenciamento Integrado) Comprimento do círculo C= 2 π R C = comprimento (8 funcionários x 1,5 m = 12) π = 3,14 R = raio 12 = 6,28 x R R = 1,91 m D = 3,82m D= 4,0m.