Energia do Lixo - Livro Completo

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ENERGIA DO LIXO: tecnologias para 
recuperação energética dos resíduos sólidos 
urbanos 
 
 
i 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC 
 
Dácio Roberto Matheus – Reitor 
Mônica Schröder – Vice-Reitora 
 
Editora UFABC 
 
Coordenação 
 
Paulo Sérgio da Costa Neves – Coordenador 
Acácio Sidinei Almeida Santos – Vice-Coordenador 
 
Conselho Editorial 
 
 
 
Ana Carolina Santos de Souza Galvão 
Annibal Hetem Jr 
Breno Arsioli Moura 
Carolina Bezerra Machado 
Elizabete Campos de Lima 
Fernanda Nascimento Almeida 
Francisco Miraglia Neto 
Gabriela Rufino Maruno 
Jean Rodrigues Siqueira 
José Roberto Tálamo 
Lidiane Soares Rodrigues 
Maisa Helena Altarugio 
Mônica Yukie Kuwahara 
Ramatis Jacino 
Reyolando Manoel L. R. da F. Brasil 
Sidney Jard da Silva 
Silvia Lenyra M. Campos Titotto 
Vinicius Cifú Lopes 
Walter Carnielli 
Zhanna Gennadyevna Kuznetsova 
 
 
Equipe Técnica 
 
Ariel Antonelli 
Bianca Souza 
Cintia Leite 
Cleiton Klechen 
Lilian Aguilar 
Thalita Castilho 
 
 
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ENERGIA DO LIXO: tecnologias para 
recuperação energética dos resíduos sólidos 
urbanos 
 
Antonio Garrido Gallego 
Gilberto Martins 
Giovano Candiani 
Reynaldo Palacios Bereche 
Silvia Azucena Nebra 
(Organizadores) 
 
 
 
Santo André 
2024 
 
 
iii 
 
© Copyright by Editora Universidade Federal do ABC (EdUFABC) 
Todos os direitos reservados. 
 
Projeto Gráfico e Diagramação 
Reynaldo Palacios Bereche 
 
Capa 
Amalia Raquel Pérez-Nebra 
 
 
CATALOGAÇÃO NA FONTE 
EdUFABC 
 
 
 
E56 
 
 
Energia do lixo: tecnologias de recuperação energética dos resíduos sólidos 
urbanos [recurso eletrônico] / organizadores: Antonio Garrido Gallego... [et.al]. 
Santo André, SP: Universidade Federal do ABC, 2024. 
464 p.: il. color. 
 
E-book 
ISBN: 978-65-89992-49-3 
 
1. Gestão integrada de resíduos sólidos. 2. Biogás. 3. Sustentabilidade. I. 
Gallego, Antonio Garrido, org. II. Título. 
 
CDD 23. ed. – 628.445 
 
Elaborado por Lilian Aguilar Teixeira – CRB-8/10.627. 
 
 
 
EDITORA ASSOCIADA 
 
 
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PREFÁCIO 
O desenvolvimento tecnológico ao longo dos últimos 300 anos passou pelas máquinas 
a vapor, máquinas têxteis, metalurgia e estradas de ferro, eletrificação, indústrias químicas, 
automóveis, petroquímica, computadores, tecnologia da informação e a digitalização atual e o 
que moveu todo esse desenvolvimento tecnológico e inovações foram forças de mercado. 
Entretanto, o que o mundo necessita nesta etapa do século 21 é desenvolver tecnologias 
sustentáveis que garantam condições adequadas de vida para a humanidade sem danos 
irreversíveis ao planeta e a toda biodiversidade nele existente. Para direcionar o 
desenvolvimento tecnológico na direção da sustentabilidade em todo o planeta, uma vez que 
forças de mercado dificilmente levariam a tal no ritmo necessário, a Organização das Nações 
Unidas estabeleceu e aprovou em sua assembleia geral um conjunto de diretivas, denominadas 
Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Entre seus vários objetivos, um foi promover a 
disponibilização de inovações tecnológicas visando o desenvolvimento sustentável. O que se 
espera é que se as novas tecnologias seguirem tais diretivas os impactos ambientais serão 
minimizados e processos sustentáveis de consumo e produção serão implantados em todo o 
mundo. 
A geração de resíduos sólidos urbanos (RSU) está entre os importantes problemas 
ambientais da humanidade causados pelos diversos processos econômicos e que para solução 
requerem novas tecnologias aceitáveis pela sociedade. Em 2015 foram gerados mais de 
1,6x109 t de resíduos sólidos no planeta e em 2018 o Brasil gerou 79x106 t de resíduos sólidos 
(ver Cap. 2). Esses números representam 205 kg/ano por habitante no planeta e 373 kg/ano 
por habitante no Brasil. A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) do Brasil, em 
consonância com os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, estabelece diretrizes a serem 
seguidas pela sociedade como um todo para a gestão dos resíduos sólidos urbanos e preconiza 
evitar ou reduzir a geração de RSU, reutilizar os resíduos, reciclar os resíduos para outros fins 
ou objetivos, tratá-los para reduzir impactos socioambientais e estabelece regras de disposição 
final ambientalmente aceitáveis. 
Este livro desenvolvido por docentes e alunos do Programa de Pós-graduação em 
Energia da Universidade Federal do ABC, trata do desenvolvimento de tecnologias 
sustentáveis para o tratamento de rejeitos sólidos visando principalmente seu aproveitamento 
para a geração de energia. Este Programa de Pós-graduação desenvolve seu trabalho de 
formação de recursos humanos e pesquisa enfatizando os temas tecnologia, ambiente e 
 
ii 
 
sociedade em duas áreas de concentração visando uma abordagem interdisciplinar. As áreas 
de concentração são “Ambiente, sociedade e planejamento energético” e “Tecnologia, 
engenharia e modelagem”. O intuito do programa é buscar soluções tecnológicas para os 
problemas energéticos levando em consideração preocupações socioambientais. Sem dúvida, 
o tema de aproveitamento energético dos resíduos sólidos é relevante nesta terceira década 
do século 21 e, não por acaso, foi desenvolvido na UFABC. 
O presente livro está organizado em 10 capítulos dos quais 9 deles apresentam 
tecnologias atuais para geração de energia elétrica a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU) 
levando em conta os objetivos do desenvolvimento sustentável aplicáveis. O Cap. 1 apresenta 
uma discussão sobre o que vem a ser a economia circular e as principais características do 
desenvolvimento sustentável e os capítulos seguintes, mostrados esquematicamente na Figura 
1, apresentam diversas tecnologias sustentáveis para o aproveitamento energético dos RSU. 
 
 
Figura 1 – Organização geral do livro. 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
 
iii 
 
Para se fazer um aproveitamento energético eficiente a partir de RSU é necessário 
realizar sua caracterização para se conhecer com precisão sua composição que pode ser bem 
variada (Cap. 2). O aproveitamento energético dos RSU pode ser feito basicamente de duas 
maneiras: a) transformando esses resíduos em combustíveis para produzirem energia térmica 
ou eletricidade conforme discute-se nos Caps. 3, 7, e 8; b) aproveitando a fração de metano 
presente no biogás gerado pela degradação biológica dos resíduos orgânicos presentes nos 
RSU que também pode ser utilizado para gerar energia térmica, eletricidade e outros fins, 
conforme discute-se nos Caps. 4, 5 e 6. O Cap. 9 discute várias opções de instalações de 
potência para o aproveitamento energético dos RSU e o Cap. 10 discute questões econômicas 
e a legislação pertinente relacionada aos objetivos de sustentabilidade. 
O Cap. 2 inicia com a definição e a classificação dos resíduos sólidos e a seguir o 
processo de caracterização dos RSU visando o aproveitamento energético por meio de 
processos bioquímicos e termoquímicos. Discutem-se os métodos utilizados para obtenção de 
amostras representativas de resíduos sólidos urbanos visando obter dados adequados para o 
aproveitamento energético, as principais propriedades físicas e químicas que devem ser 
avaliadas e métodos disponíveis para essas análises. Os métodos apresentados baseiam-se 
em dados reais coletados pelos autores no município de Santo André, no Estado de São Paulo. 
O Cap. 3 trata da utilização dos RSU como combustível para processos termoquímicos, 
tecnicamente denominado como combustível derivado de resíduo (CDR). Conforme as 
propriedades físico-químicas e termofísicas do RSU este material pode ser processado como 
CDR e se torna uma alternativa para combustíveis fósseis em instalações de potência 
apropriadas. O capítulo também apresenta as tecnologias de processamento de resíduos para 
obtenção de CDRs e a base normativa empregada para sua a caracterização físico-química e 
termofísica. Na parte final apresentam-se as tecnologiaspara resíduos sólidos urbanos ................................................................................ 31 
Quadro 2.2. Normas e procedimentos nacionais e internacionais de amostragem de resíduos 
sólidos urbanos para determinação da sua composição gravimétrica. .......................................... 34 
Quadro 2.2. Normas e procedimentos de amostragem para determinação da composição 
gravimétrica de resíduos sólidos urbanos relatados em trabalhos nacionais realizados em 
diferentes localidades do país ........................................................................................................ 35 
Quadro 2.3. Planejamento Amostral para resíduos ....................................................................... 42 
Quadro 2.4. Frações correspondentes à caracterização gravimétrica dos RSU úmidos do município 
de Santo André, em campanha realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016 ....................... 52 
Quadro 2.5. Parâmetros e metodologias específicas a serem considerados nos processos 
termoquímicos ................................................................................................................................ 58 
Quadro 3.1. Equipamentos utilizados em plantas de tratamento mecânico e biológico (TMB). . 104 
Quadro 3.2. Normas ASTM para a caracterização de refuse-derived fuel (RDF). ......................... 115 
Quadro 3.3. Normas do European Committee for Standardization (CEN) para caracterização físico-
química e termofísica de solid recovered fuel (SRF). .................................................................... 116 
Quadro 3.4. Plantas de recuperação energética a partir do CDR e respectivos processos e 
produtos de conversão. ................................................................................................................ 124 
Quadro 5.1: Classificação das tecnologias de DA aplicadas à FORSU ........................................... 198 
Quadro 5.2: Tolerância em relação à H2S no biogás para diferentes tecnologias. ....................... 228 
Quadro 6.1 – Principais características das tecnologias utilizadas com gás de aterro. ................ 249 
Quadro 6.2 – Aterros utilizando motores de combustão interna na geração de energia elétrica.
 258 
Quadro 6.3 - Usinas termelétricas no Brasil que utilizam biogás como combustível ................... 259 
Quadro 6.4 - Opções de configuração de microturbina. .............................................................. 271 
Quadro 7.1: Dados de operação de plantas WtE (Waste-to-Energy) ........................................... 283 
Quadro 7.2: Exemplos de sistemas de produção de energia a partir de resíduos. ...................... 293 
LISTA DE QUADROS 
xxvii 
 
Quadro 7.3- Tecnologias disponíveis para a redução das emissões provenientes da combustão de 
RSU................................................................................................................................................ 308 
Quadro 8.1: Características dos principais fornecedores de gaseificadores para RSU e 
combustíveis dele derivados para WtE escala comercial ............................................................. 356 
Quadro 8.2: Principais sistemas de tratamento de RSU utilizando pirólise................................. 364 
Quadro 8.3: Análise comparativa entre as tecnologias de conversão termoquímica de RSU ...... 366 
Quadro 10.1: Usinas de geração de energia a partir de biogás no Brasil – 01 de janeiro de 2022
 422 
Quadro 10.2: Projetos de usinas de recuperação energética com pedido de outorga ativo - 
2014/2020 .................................................................................................................................... 423 
Quadro 10.3 - Características da URE Barueri - 2012 ................................................................... 425 
Quadro 10.4 - Resumo dos leilões de energia a partir de RSU ..................................................... 427 
Quadro 10.5 – Trabalhos sobre indicadores específicos para coleta seletiva .............................. 431 
Quadro 10.6 - Grau de sustentabilidade na coleta seletiva .......................................................... 432 
Quadro 10.7 - Indicadores de sustentabilidade da coleta seletiva ............................................... 434 
 
 
SOBRE OS AUTORES 
xxviii 
 
 
SOBRE OS AUTORES 
 
Ana Maria Pereira Neto 
Doutora em Bioquímica, Universidade de São Paulo - Instituto de Química – IQUSP 
Professora Associada do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – 
CECS, Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/3367851356455715 
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5057-2857 
E-mail: ana.neto@ufabc.edu.br 
 
Andrea Carolina Gutierrez Gomez 
Doutora em Energia, Universidade Federal do ABC – Programa de Pós-graduação em 
Energia 
Pesquisadora de Pós-doutorado em Bioenergia, Grupo de Pesquisa em Bioenergia – 
GBio, Instituto de Energia e Ambiente, Universidade de São Paulo – USP, São Paulo, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/2228461813894725 
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4527-1915 
E-mail: andreagutierrez@usp.br 
 
Antonio Garrido Gallego 
Doutor em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade de 
Engenharia Mecânica 
Professor do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS, 
Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes http://lattes.cnpq.br/0193783578688625 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6598-1490 
E-mail: a.gallego@ufabc.edu.br 
 
Cristina Autuori Tomazeti 
Doutora em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) 
Professora do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, 
Universidade Federal do ABC. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/1459234199034068 
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2012-1742 
E-mail: cristina.tomazeti@ufabc.edu.br 
 
Francisco César Dalmo 
Doutor em Energia, Universidade Federal do ABC – UFABC 
http://lattes.cnpq.br/3367851356455715
https://orcid.org/0000-0001-5057-2857
mailto:ana.neto@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/2228461813894725
https://orcid.org/0000-0003-4527-1915?lang=es
mailto:andreagutierrez@usp.br
http://lattes.cnpq.br/0193783578688625
https://orcid.org/0000-0002-6598-1490
mailto:a.gallego@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/1459234199034068
https://orcid.org/0000-0003-2012-1742
mailto:cristina.tomazeti@ufabc.edu.br
SOBRE OS AUTORES 
xxix 
 
Professor do Instituto de Ciência, Engenharia e Tecnologia – ICET, Núcleo Estratégico e 
Interdisciplinar de Engenharia do Mucuri – NEIEMUC, Universidade Federal dos Vales do 
Jequitinhonha e Mucuri – UFVJM, Teófilo Otoni, MG. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/6817184979225313 
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4978-8671 
E-mail: francisco.dalmo@ufvjm.edu.br 
 
Gilberto Martins 
Doutor em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade de 
Engenharia Mecânica 
Professor do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS – 
Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes http://lattes.cnpq.br/9870100888537897 
ORCID https://orcid.org/0000-0003-0565-2289 
E-mail: gilberto.martins@ufabc.edu.br 
 
Giovano Candiani 
Doutor em Energia, Universidade Federal do ABC (UFABC) 
Professor do Departamento de Ciências Ambientais, Universidade Federal de São Paulo 
(UNIFESP), Campus Diadema, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/9950995765229751 
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9896-4390 
E-mail: gcandiani@unifesp.br 
 
Graziella Colato Antonio 
Doutora em Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade 
de Engenharia de Alimentos 
Professora do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS, 
Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes https://lattes.cnpq.br/5883532047220320 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5035-3758 
E-mail: graziella.colato@ufabc.edu.brHeleno Quevedo de Lima 
Doutor em Energia, Universidade Federal do ABC – Centro de Engenharia, Modelagem e 
Ciências Sociais Aplicadas 
Consultor de projetos e Fundador do portal energiaebiogas.com.br 
CV Lattes http://lattes.cnpq.br/8616508833612793 
ORCID http://orcid.org/0000-0001-8227-7377 
E-mail: heleno@energiaebiogas.com.br 
 
 
http://lattes.cnpq.br/6817184979225313
https://orcid.org/0000-0003-4978-8671
mailto:francisco.dalmo@ufvjm.edu.br
http://lattes.cnpq.br/9870100888537897
https://orcid.org/0000-0003-0565-2289
mailto:gilberto.martins@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/9950995765229751
https://orcid.org/0000-0001-9896-4390
mailto:gcandiani@unifesp.br
https://lattes.cnpq.br/5883532047220320
https://orcid.org/0000-0002-5035-3758
mailto:graziella.colato@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/8616508833612793
http://orcid.org/0000-0001-8227-7377
mailto:heleno@energiaebiogas.com.br
SOBRE OS AUTORES 
xxx 
 
João Manoel Losada Moreira 
PhD em Engenharia Nuclear, University of Michigan, EUA 
Professor do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, 
Universidade Federal do ABC (UFABC), Campus Santo André, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/5209245987326574 
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6283-0622 
E-mail: joao.moreira@ufabc.edu.br 
 
José Antonio Perrella Balestieri 
Doutor em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade de 
Engenharia Mecânica 
Professor da Faculdade de Engenharia e Ciências – FEG, Universidade Estadual Paulista – 
UNESP, Guaratinguetá, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/3824759610411548 
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0762-0854 
E-mail: jose.perrella@unesp.br 
 
Juliana Tófano de Campos Leite 
Doutora em Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade 
de Engenharia de Alimentos 
Professora do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS, 
Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes http://lattes.cnpq.br/3966520672292193 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9222-9560 
E-mail: juliana.toneli@ufabc.edu.br 
 
Katherine Benites Bonato Marana 
Mestre em Energia, Universidade Federal do ABC – Centro de Engenharia, Modelagem e 
Ciências Sociais 
Doutoranda do programa de Pós-Graduação em Energia da Universidade Federal do ABC 
– UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/1962605651916328 
E-mail: katherine.marana@gmail.com 
 
Kelly Cristina Rosa Drudi 
Doutora em Energia, Universidade Federal do ABC – Centro de Engenharia, Modelagem 
e Ciências Sociais 
Pós-doutoranda do programa de Pós-Graduação em Energia da Universidade Federal do 
ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes https://lattes.cnpq.br/1240015250963633 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0964-4318 
E-mail: kellydrudi@gmail.com 
http://lattes.cnpq.br/5209245987326574
https://orcid.org/0000-0001-6283-0622
mailto:joao.moreira@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/3824759610411548
https://orcid.org/0000-0003-0762-0854
mailto:jose.perrella@unesp.br
http://lattes.cnpq.br/3966520672292193
https://orcid.org/0000-0002-9222-9560
mailto:juliana.toneli@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/1962605651916328
mailto:katherine.marana@gmail.com
https://lattes.cnpq.br/1240015250963633
https://orcid.org/0000-0002-0964-4318
mailto:kellydrudi@gmail.com
SOBRE OS AUTORES 
xxxi 
 
 
Kelly Danielly da Silva Alcantara Fratta 
Doutora em Energia, Universidade Federal do ABC – Centro de Engenharia, Modelagem 
e Ciências Sociais 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/0694704193551716 
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6081-4274 
E-mail: alcantaradkelly@gmail.com 
 
Marcelo Modesto 
Doutor em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade de 
Engenharia Mecânica 
Professor do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS, 
Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/3224222404689806 
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8439-8631 
E-mail: marcelo.modesto@ufabc.edu.br 
 
Nathalia Machado Simão 
Doutora e Pós Doutora em Energia, Universidade Federal do ABC – UFABC 
Coordenadora de Pós-Graduação do Centro Universitário de Jaguariúna e Centro 
Universitário Max Planck – Grupo UnieduK 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/9559742219480009 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7817-7004 
E-mail: nathaliamsimao@gmail.com 
 
Paulo Henrique de Mello Sant’Ana 
Doutor em Energia, Universidade Federal do ABC – UFABC 
Professor do CECS – Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, 
Universidade Federal do ABC - UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/5891290481492220 
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5969-0550 
E-mail: paulo.santana@ufabc.edu.br 
 
Reynaldo Palacios-Bereche 
Doutor em Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas – Faculdade de 
Engenharia Mecânica. 
Professor do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – CECS, 
Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes http://lattes.cnpq.br/4511646102728382 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4810-8868 
E-mail: reynaldo.palacios@ufabc.edu.br 
 
http://lattes.cnpq.br/0694704193551716
https://orcid.org/0000-0001-6081-4274
mailto:alcantaradkelly@gmail.com
http://lattes.cnpq.br/3224222404689806
https://orcid.org/0000-0001-8439-8631
mailto:marcelo.modesto@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/9559742219480009
https://orcid.org/0000-0002-7817-7004
mailto:nathaliamsimao@gmail.com
http://lattes.cnpq.br/5891290481492220
https://orcid.org/0000-0001-5969-0550
mailto:paulo.santana@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/4511646102728382
https://orcid.org/0000-0002-4810-8868
mailto:reynaldo.palacios@ufabc.edu.br
SOBRE OS AUTORES 
xxxii 
 
Rodolfo Sbrolini Tiburcio 
Doutor em Energia, Universidade Federal do ABC – Programa de Pós-graduação em 
Energia 
Pesquisador Doutor do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas – 
CECS, Universidade Federal do ABC – UFABC, Santo André, SP. 
CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/1592784645406245 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7259-7286 
E-mail: rodolfo.sbrolini@ufabc.edu.br 
 
Silvia Azucena Nebra 
Doutora em Engenharia Mecânica – Universidade Estadual de Campinas 
Professora aposentada da Faculdade de Engenharia Mecânica – Universidade Estadual 
de Campinas 
Professora Colaboradora no Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético – 
Universidade Estadual de Campinas e no Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências 
Sociais Aplicadas – Universidade Federal do ABC. 
CV Lattes. http://lattes.cnpq.br/2146827739602504 
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1291-2408 
Email. sanebra@gmail.com 
 
 
 
http://lattes.cnpq.br/1592784645406245
https://orcid.org/0000-0002-7259-7286
mailto:rodolfo.sbrolini@ufabc.edu.br
http://lattes.cnpq.br/2146827739602504
https://orcid.org/0000-0002-1291-2408
mailto:sanebra@gmail.com
CAPÍTULO 1 
1 
 
1 INOVAÇÃO TECNOLÓGICA E 
SUSTENTABILIDADE 
João Manoel Losada Moreira 
1.1 INTRODUÇÃO 
A partir da revolução industrial, na segunda metade do século 18, até meados dos anos 
1970 o desenvolvimento era identificado com o progresso material e consolidou-se a ideia que 
era sinônimo de crescimento econômico. O desenvolvimento científico e tecnológico nesse 
período passou por diversas ondas nas quais surgiram um conjunto diverso de tecnologias que 
caracterizam a sociedade moderna atual, entretanto pouca consideração foi dada aos impactos 
sócio ambientais (MORALEZ, FAVARETO, 2014; SACHS, 2015). O que moveu todo esse 
desenvolvimento tecnológico e de inovações foram as forças de mercado, a possibilidade de 
grandes lucros para as empresas envolvidas nas atividades econômicas que foram surgindo e 
o impressionante crescimento econômico neste período. 
A partir de 1970 a percepção de que o consumo de recursos naturais, a geração de 
resíduos tóxicos e a poluição em geral pudessem causar danos ambientais irreversíveis ao 
planeta levaram a sociedade a questionar a trajetória de desenvolvimento em curso. Há vasta 
literatura que tratada evolução do pensamento sobre desenvolvimento e o ganho de 
importância das questões ligadas ao meio ambiente, à sustentabilidade e às mudanças 
climáticas nesse período (VEIGA, 2006; MORALEZ, FAVARETO, 2014; SACHS, 2015). A partir 
de então, duas outras dimensões passaram a ser consideradas como importantes: o bem-estar 
da população e a preservação do meio ambiente. O crescimento da economia passou a ser 
entendido como uma dimensão de um processo maior e os processos econômicos tiveram que 
se adequar aos requisitos de dimensões ligadas à sustentabilidade socioambiental (SACHS, 
2015; MORALEZ, FAVARETO, 2014; VEIGA, 2006; PEARCE; TURNER, 1990). 
A consolidação da disciplina engenharia ambiental é uma evidência do ganho de 
importância das questões de sustentabilidade ambiental na sociedade atual. Nesta linha três 
perguntas podem ser feitas a respeito do problema de busca por inovações tecnológicas 
sustentáveis para tratamento dos resíduos sólidos gerados pela sociedade: 1) Por que a 
economia e a sociedade geram tantos resíduos? 2) Quais seriam as alternativas para reduzir 
a geração de resíduos e os danos ambientais causados por eles? 3) Como estimular inovações 
CAPÍTULO 1 
2 
 
tecnológicas para atingir esses objetivos, pois certamente os estímulos oriundos do mercado e 
do crescimento econômico dificilmente viabilizariam tecnologias com tais características? Nas 
seções seguintes busca-se responder a essas três perguntas. 
1.2 RECURSOS NATURAIS, REJEITOS ECONÔMICOS E REJEITOS AMBIENTAIS 
Para responder a primeira pergunta deve-se observar que os recursos naturais são 
utilizados como insumos no processo de produção e cada vez mais eles devem ser 
considerados na equação econômica (SACHS, 2015; MUSANGO; BRENT, 2011; VEIGA, 
2006; PEARCE; TURNER, 1990). Os recursos naturais são necessários para a produção de 
bens e serviços e um subproduto indesejado desses processos de produção é a geração de 
rejeitos que são retornados ao meio ambiente. Exemplos de recursos naturais utilizados nos 
processos econômicos são água, ar, carvão, óleo, ferro, estanho, madeira, florestas etc. 
Exemplos de rejeitos econômicos gerados são fumaça, poluição, gases do efeito de estufa, 
produtos químicos etc. A questão da sustentabilidade impõe condicionantes sobre como utilizar 
os recursos naturais e o que fazer com os rejeitos econômicos que são depositados no meio 
ambiente (SACHS, 2015; PEARCE; TURNER, 1990). 
Todos os processos econômicos de produção geram rejeitos e causam também 
alterações no estado do meio ambiente como liberação de calor, acidez das águas e do ar 
devido a liberação de produtos químicos, gases do efeito estufa etc. Toda esta variedade de 
material disforme, degradado e poluente constitui rejeitos econômicos, isto é, rejeitos dos vários 
processos econômicos que, se não forem reaproveitados em outros processos produtivos, 
acabam de uma forma ou de outra retornando ao meio ambiente. São depositados em aterros 
sanitários, lixões e vazadouros e os impactos sobre o meio ambiente são grandes, variados e 
crescentes. 
Tudo que é produzido, bens de consumo ou capital físico, se deprecia ao longo do tempo 
e se transforma, eventualmente, em rejeitos econômicos. Se não houver um reaproveitamento 
dos rejeitos econômicos todos os recursos naturais utilizados nos processos econômicos se 
transformam ao longo do tempo, primeiro, em rejeitos econômicos e, no longo prazo, esses 
rejeitos econômicos se transformam em rejeitos ambientais. O meio ambiente assimila tudo e 
torna-se o depósito final de todos os rejeitos econômicos. 
 
CAPÍTULO 1 
3 
 
1.3 ECONOMIA CIRCULAR OU COM RECICLAGEM 
A resposta para a segunda pergunta relacionada às alternativas para reduzir a geração 
de resíduos e os danos ambientais não é fácil e nem única, contudo, a adotada pela sociedade 
mundial foi considerar o conceito de economia circular ou com reciclagem, isto é, a economia 
sustentável (PEARCE; TURNER, 1990; VEIGA, 2006; SACHS, 2015). O meio ambiente tem 
capacidade de assimilar muitos dos rejeitos nele depositados. Além de assimilar, o meio 
ambiente é capaz de processá-los e recuperá-los como um recurso natural útil, em outras 
palavras, o meio ambiente tende a reciclar seus rejeitos. Mas tem uma capacidade finita de 
fazê-lo e vários estudos indicam que várias demandas locais, regionais ou globais por serviços 
ambientais requeridos do meio ambiente já estejam acima da sua capacidade de fornecimento. 
O sistema econômico não busca a reciclagem naturalmente e o conceito de sustentabilidade 
vai nesta direção: tornar o sistema socioeconômico capaz de reciclar os rejeitos econômicos e 
evitar ultrapassar os limites de assimilação biológico, químico e físico do meio ambiente 
(PEARCE; TURNER, 1990; SACHS, 2015). 
A economia sustentável formaria um ciclo fechado. A Figura 1.1 mostra como esta 
deveria ser levando em conta os recursos naturais, os rejeitos econômicos e os rejeitos 
ambientais. O termo ciclo fechado se relaciona com a reciclagem. Em uma economia linear 
(setas pretas) os rejeitos econômicos são gerados nos processos de produção de bens e 
serviços, consumo, produção de máquinas, construção de prédios e não há preocupação com 
a reutilização dos rejeitos econômicos. Em uma economia circular os rejeitos econômicos 
devem ser reutilizados nos processos produtivos substituindo o uso de novos recursos naturais 
(setas verdes). A reciclagem deve ser incentivada para poupar os recursos naturais. O uso dos 
recursos naturais e a deposição de rejeitos econômicos no meio ambiente, isto é, os rejeitos 
ambientais devem ser feitos de forma a manter a sustentabilidade do planeta, isto é, não 
ultrapassar os limites biológicos, físicos e químicos dos locais, regiões ou do planeta. 
A economia circular ou sustentável demanda menor quantidade de recursos naturais, 
reutiliza os rejeitos econômicos impedindo que se tornem rejeitos ambientais, portanto também 
reduz a geração de resíduos. A menor utilização de recursos naturais e a menor deposição de 
rejeitos ambientais no meio ambiente tendem a reduzir os impactos ambientais. Contudo deve-
se lembrar que os processos de reciclagem na economia também são processos econômicos 
e geram novos rejeitos econômicos e possivelmente novas classes de rejeitos ambientais 
(PEARCE; TURNER, 1990; VEIGA, 2006; SACHS, 2015). 
CAPÍTULO 1 
4 
 
 
Figura 1.1 – Economia circular (com reciclagem dos rejeitos econômicos) para 
 minimizar a geração de rejeitos ambientais. As setas pretas 
 representam uma economia linear sem preocupação 
 com a reciclagem. 
Fonte: Elaborado pelo autor 
 
1.4 REGRAS PARA UMA ECONOMIA CIRCULAR SUSTENTÁVEL 
Há alguns critérios importantes a serem observados na economia sustentável, pois nem 
todos os rejeitos econômicos podem ser reciclados e nem todos podem ser depositados no 
meio ambiente. Seriam aceitos como rejeitos ambientais somente aqueles que não colocam 
em risco a capacidade do ambiente em assimilá-los e de processá-los tornando-os inertes. 
Outro requisito importante para a deposição dos rejeitos econômicos é que não tornem os 
impactos ambientais irreversíveis e que não afetem a resiliência do meio ambiente, isto é, não 
afetem a capacidade do planeta de suportar a vida das futuras gerações. 
Nesta mesma linha, quanto ao uso dos recursos naturais, a extração não pode ser tal 
que os tornem indisponíveis para as futuras gerações. Existem recursos naturais renováveis e 
não renováveis. Os renováveis estarão disponíveis para as gerações futuras e os não 
renováveis, se forem esgotados, não estarão disponíveis. Contudo, não podemos privar as 
gerações futuras de contar com tais recursos naturais. A partir dessa linha de argumentação é 
possível escrever algumas regras de sustentabilidade ou para se ter uma economia sustentável 
(PEARCE; TURNER, 1990; VEIGA, 2006): 
a) Usar recursos naturais renováveis em taxas menores que suas taxas deregeneração; 
CAPÍTULO 1 
5 
 
b) Buscar a substituição de recursos naturais não-renováveis por recursos 
renováveis à medida que os primeiros vão sendo utilizados e se tornem escassos; 
c) Buscar garantir o bem-estar da sociedade com o uso cada vez menor de recursos 
naturais, isto é, aumentar a eficiência no uso dos recursos naturais e a sua 
reutilização via reciclagem; 
d) Manter a taxa de deposição de rejeitos ambientais menor que a taxa de 
assimilação do meio ambiente para garantir sua capacidade de suporte à vida. 
Algumas observações podem ser feitas sobre essas 4 regras gerais. De acordo com as 
regras “a” e “b” o uso de recursos naturais renováveis e não renováveis não é vedado, mas, 
sim, limitado à observância de algumas condições. Em relação às regras “c” e “d”, que são as 
mais importantes no que tange a este livro, deve-se observar a importância de se aumentar a 
eficiência do uso dos recursos naturais e não depositar no meio ambiente rejeitos acima da sua 
capacidade de assimilação. Uma solução para aumentar a eficiência no uso dos recursos 
naturais é produzir bens e serviços requeridos pela sociedade a partir deles (reciclagem), não 
somente reutilizar para o mesmo fim, mas também reciclá-los para cumprir outros fins ou 
objetivos para a sociedade. 
Uma solução para evitar ultrapassar os limites de assimilação do planeta é buscar 
processos de reciclagem que gerem menor dano ambiental e aquém dos limites de assimilação 
do meio ambiente. Em outras palavras, trocar o dano muito impactante ao meio ambiente que 
afeta a sustentabilidade do planeta, região ou local por outros, menos impactantes e bem 
aquém dos limites de suporte à vida no planeta, região ou local (PEARCE; TURNER, 1990; 
VEIGA, 2006; MUSANGO; BRENT, 2011; SACHS, 2015; MOREIRA et al., 2015; ZIJP et al., 
2015). Esta alternativa prevista na regra “d” frustra muitos ambientalistas e preservacionistas, 
mas está na base do conceito de sustentabilidade: fazer gestões de forma a manter 
simultaneamente a capacidade de suporte da vida nas dimensões ambiental, social e 
econômica, seja no espaço local, regional ou global e seja do ponto de vista temporal, para 
essa geração e também para as futuras. 
As consequências dos impactos ambientais sobre o planeta no presente e no futuro são 
incertas. Não se sabe exatamente quais taxas de deposição de rejeitos ambientais afetam de 
forma irreversível sua capacidade de prover condições adequadas de suporte à vida. Há 
também incerteza quanto ao desenvolvimento tecnológico que pode ser conseguido para 
realizar as regras enumeradas acima. Estas incertezas sugerem que a sociedade deve se 
pautar por atitudes de precaução e cuidado, de negociar entre os vários grupos de interesses 
CAPÍTULO 1 
6 
 
conflitantes limites e revê-los mais adiante, caso se mostre necessário, buscando preservar 
condições adequadas de sustentabilidade (PEARCE; TURNER, 1990; VEIGA, 2006, SACHS, 
2015). 
1.5 INOVAÇÃO TECNOLÓGICA PARA VIABILIZAR A SUSTENTABILIDADE 
A resposta à terceira pergunta sobre como estimular inovações tecnológicas para 
viabilizar uma economia circular e sustentável do ponto de vista tecnológico é abordada aqui. 
É claro que a resposta para tal é que a sociedade passasse a atender as regras de uma 
economia sustentável descritas na seção anterior e que desenvolvesse tecnologias 
sustentáveis. Mas como convencer todo o planeta com cerca de duas centenas de países a 
fazer isso? A estratégia foi transformar esses objetivos em objetivos planetários por meio de 
programas da Organização das Nações Unidas. 
As reuniões da ONU sobre questões climáticas e igualdade social são exemplos da 
capacidade de convencimento que esta organização mundial tem de estimular a busca de 
soluções aceitáveis do ponto de vista econômico, social e ambiental (SACHS, 2015). 
Estabeleceu-se ao longo do tempo o consenso de que o mundo necessita desenvolver 
tecnologias sustentáveis que garantam condições adequadas de vida para a humanidade sem 
danos irreversíveis ao planeta e toda a biodiversidade nele existente. E também se cristalizou 
a percepção que motivações ligadas unicamente ao crescimento econômico, que prevaleceram 
anteriormente durante o período da revolução industrial até 1970, dificilmente viabilizariam o 
desenvolvimento destas tecnologias sustentáveis tão necessárias. Para direcionar o 
desenvolvimento tecnológico na direção da sustentabilidade em todo o planeta a Organização 
das Nações Unidas em 2015 estabeleceu e aprovou em sua assembleia geral um conjunto de 
17 diretivas, denominadas Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (SACHS, 2015). Entre 
seus vários objetivos, um foi promover a disponibilização de inovações tecnológicas visando o 
desenvolvimento sustentável. O que se espera é que se as novas tecnologias e investimentos 
seguirem tais diretivas sustentáveis os impactos ambientais serão minimizados e o planeta 
passará a trilhar uma trajetória de desenvolvimento com sustentabilidade socioambiental 
(SACHS, 2015). 
Nesta perspectiva, considera-se que um dos objetivos da prospecção e 
desenvolvimento tecnológico deva ser gerar alternativas sustentáveis para a solução dos 
problemas da sociedade que no nível operacional utilizam novas tecnologias. Adicionalmente, 
essas tecnologias para serem viáveis, além de sustentáveis, devem ser aceitáveis pela 
CAPÍTULO 1 
7 
 
sociedade e sua performance monitorada de alguma forma (MUSANGO, BRENT, 2011; 
SACHS, 2015; MOREIRA et al., 2015; ZIJP et al., 2015). 
Em uma vista geral sobre os 17 Objetivos do Desenvolvimento Sustentável 
estabelecidos pela ONU notamos que pelo menos 4 deles podem ser considerados diretamente 
ligados ao problema de aproveitamento de energia a partir de rejeitos ambientais via reciclagem 
e inovação tecnológica. O Objetivo 7 busca garantir acesso de todos os indivíduos às formas 
de energia modernas que sejam sustentáveis, baratas e resilientes e o Objetivo 9, que se 
construam infraestruturas resilientes e que utilizem processos industriais sustentáveis. Os 
outros dois objetivos evidenciam importantes características do que vem a ser desenvolvimento 
sustentável. O Objetivo 12 requer a realização de consumo e produção reciclando os rejeitos 
econômicos, isto é, promovendo uma economia circular na qual os rejeitos de hoje se 
transformem nos insumos de amanhã, e o Objetivo 13 requer o combate às mudanças 
climáticas via a redução da emissão de gases do efeito estufa. 
Vê-se claramente que para realizar o aproveitamento de energia a partir de rejeitos 
ambientais de forma sustentável é necessário desenvolvimento tecnológico e inovações 
balizados por esses objetivos gerais. 
1.6 COMENTÁRIOS FINAIS 
A economia sustentável é também interessante do ponto de vista econômico e social. 
Vários governos buscam a economia sustentável devido ela introduzir uma série de novos 
processos produtivos de bens e serviços e, consequentemente, novos empregos e novos 
negócios. A adoção de políticas de governo sustentáveis direciona o setor de pesquisa e 
desenvolvimento para buscar as soluções inovadoras para a sua implementação. Esses novos 
processos e demandas da sociedade, que reduzem impactos ambientais e consumo de 
recursos naturais, induzem as encomias nacionais na direção de produzir os bens e serviços 
sustentáveis desejados, geram novas oportunidades de negócios, novos empregos e 
oportunidades de empreendimento para a sociedade e, consequentemente, crescimento 
econômico (PEARCE; TURNER, 1990; SACHS, 2015). 
Este livro apresenta várias alternativas para o aproveitamento energético a partir dos 
rejeitos econômicos denominados resíduos sólidos urbanos de acordo com as regras de 
sustentabilidade citadas acima. Vê-se claramente que para atingir tal objetivo é necessário 
desenvolvimento tecnológico para reciclar os RSU, o que é, como se viu, muito necessário para 
se viabilizar uma economia sustentável. Os próximos9 capítulos apresentam diferentes 
CAPÍTULO 1 
8 
 
tecnologias sustentáveis para o tratamento de rejeitos sólidos e para concomitantemente 
viabilizar o aproveitamento do conteúdo energético neles existente. 
1.7 SÍNTESE DO CAPÍTULO 
O desenvolvimento de tecnologias sustentáveis requer o entendimento dos processos 
de consumo de recursos naturais, geração de rejeitos econômicos e sua transformação em 
rejeitos ambientais e os consequentes impactos socioambientais da deposição destes no meio 
ambiente. A forma escolhida pelas sociedades modernas cursarem trajetórias sustentáveis é a 
economia circular na qual se busca reduzir os impactos ambientais e o consumo de recursos 
naturais via reciclagem dos rejeitos econômicos de forma a evitar que se transformem em 
rejeitos ambientais. Desenvolver tecnologias sustentáveis não ocorre naturalmente, pois o 
sistema econômico não tende a fazê-lo automaticamente. As tecnologias sustentáveis 
necessárias para viabilizar a economia circular são estimuladas por políticas nacionais e 
programas internacionais que direcionam o setor de pesquisa e desenvolvimento para buscar 
as soluções inovadoras para a sua implementação. Além de ser interessante do ponto de vista 
socioambiental, a economia circular é também interessante do ponto de vista econômico, pois 
além de produzir os bens e serviços sustentáveis desejados, geram novas oportunidades de 
negócios, novos empregos e oportunidades de empreendimentos para a sociedade e, 
consequentemente, crescimento econômico. 
1.8 REFERÊNCIAS 
MORALEZ, R.; FAVARETO, A. Energia, desenvolvimento e sustentabilidade – definições, usos 
e abusos, pags. 17-73 In: FAVARETO, A.; MORALEZ, R. Energia, Desenvolvimento e 
Sustentabilidade. Porto Alegre: Ed. Zouk, 2014. 
MOREIRA, J. M. L.; CESARETTI, M. A.; CARAJILESCOV, P.; et al. Sustainability deterioration 
of electricity generation in Brazil. Energy Policy, 87, 2015, 334–346. 
MUSANGO, J. K.; BRENT, A. C. A conceptual framework for energy technology sustainability 
assessment. Energy for Sustainable Development, 15, 2011, 84-91. 
PEARCE, D. W.; TURNER, R. K. Economics of natural resources and the environment. 
Caps. 2 e 3. Ed. Prentice Hall, 1990. 
SACHS, J. D. The age of sustainable development. Caps. 1 (sustainable development), 6 
(planetary boundaries) e 14 (sustainable development goals). Columbia University Press, 2015. 
VEIGA, J. E. da. Desenvolvimento Sustentável, o desafio do século XXI. Rio de Janeiro: 
Ed. Garamond, 2006. 
CAPÍTULO 1 
9 
 
ZIJP, M. C.; HEIJUNGS, R.; VOET, E.; et al. An identification key for selecting methods for 
sustainability assessments. Sustainability,7, 2015, 2490–2515. 
 
 
CAPÍTULO 2 
10 
 
2 RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS: 
AMOSTRAGEM, PREPARO E 
CARACTERIZAÇÃO PARA RECUPERAÇÃO 
ENERGÉTICA 
Juliana Tófano de Campos Leite; Graziella Colato Antonio; Kelly Cristina Rosa Drudi; 
Katherine Benites Bonato Marana; Gilberto Martins 
2.1 INTRODUÇÃO 
A geração e a destinação adequada de resíduos sólidos urbanos encontram-se, 
atualmente, entre os maiores desafios das nações. Segundo estimativas do Programa 
Ambiental das Nações Unidas (UNEP), no ano de 2015, foram gerados mais de 1,6 bilhões de 
toneladas de resíduos domiciliares em todo o mundo (SBC, 2018). No Brasil, segundo os dados 
da ABRELPE (2019), no ano de 2018, esse número foi de 79 milhões de toneladas, dos quais 
35,8 milhões de toneladas sequer foram coletados ou receberam destinação inadequada. 
Em um conceito ideal de economia sustentável, verde e circular, um sistema em que 
não haja geração de resíduos ou onde a geração de resíduos seja a mínima possível é o 
objetivo almejado. Entretanto, embora essa busca seja importante, no atual cenário em que 
nos encontramos, são necessárias soluções que minimizem os impactos negativos provocados 
ao ambiente em função da disposição inadequada de resíduos. A solução para essa 
problemática deve, necessariamente, passar pela hierarquia dos 3Rs: Reduzir, Reutilizar e 
Reciclar. Uma vez esgotadas essas possibilidades, os denominados rejeitos devem ter um 
destino que cause menos danos ao ambiente. 
Atualmente, no Brasil, a principal alternativa ambientalmente correta e economicamente 
viável para disposição de resíduos sólidos urbanos são os aterros sanitários. Trata-se de uma 
tecnologia que demanda a seleção e o preparo de uma grande área para a disposição dos 
resíduos de forma segura. Deve-se considerar que esse espaço será, por tempo 
indeterminado, um local para armazenamento dos resíduos gerados, limitando o seu uso - e 
do seu entorno - para outras finalidades. Uma vez ali depositados, os resíduos, em sua grande 
maioria quimicamente compostos por diferentes cadeias de carbono, passarão por processos 
de degradação em velocidades variáveis em função da sua composição. Nessas reações de 
CAPÍTULO 2 
11 
 
degradação, a energia química presente nessas ligações vai sendo consumida, enquanto 
gases geradores de efeito estufa são produzidos, contribuindo para a intensificação das 
mudanças climáticas. 
 Um fator agravante é que os aterros possuem uma vida útil curta, quando comparada 
ao volume de resíduos gerados anualmente, o qual tende a aumentar com o desenvolvimento 
econômico e com o crescimento populacional. Dessa forma, as administrações municipais – 
especialmente das grandes metrópoles – devem investir em novas soluções para a gestão dos 
seus resíduos. A implantação da hierarquia dos 3Rs contribui para o aumento dessa vida útil, 
uma vez que apenas os rejeitos são depositados nos aterros. Porém, esses materiais ainda 
representam um grande volume e demandam um longo tempo para sua decomposição e 
estabilização. 
 Nesse sentido, as tecnologias de recuperação energética são alternativas que 
propiciam o tratamento dos resíduos antes da sua disposição final, ao mesmo tempo em que 
contribuem para a diversificação da matriz energética, aproveitando a energia química presente 
em sua composição. O uso dessas tecnologias promove uma estabilização dos rejeitos e a 
redução do volume destinado aos aterros sanitários. 
 De acordo com a composição física e química dos resíduos, a recuperação energética 
pode se dar a partir de processos bioquímicos e/ou termoquímicos. Nos processos 
bioquímicos, a ação de microrganismos sobre a fração biodegradável, em condições de 
ausência de oxigênio atmosférico, resulta na produção do biogás, um gás combustível 
composto majoritariamente por dióxido de carbono e metano. Os processos termoquímicos, 
por sua vez, permitem o aproveitamento da energia térmica liberada durante a combustão 
(oxidação completa) das diferentes frações que compõem esses resíduos, ou ainda por meio 
de reações de oxidação incompletas ou degradação térmica, a produção de combustíveis 
sólidos, líquidos e gasosos com alto potencial energético. 
 A escolha do processo de recuperação energética mais adequado e o correto 
dimensionamento do sistema dependem fundamentalmente das propriedades físicas e 
químicas dos resíduos, as quais são heterogêneas e variáveis em função das características 
de quem o produz. Dentro de um município, a composição dos resíduos pode variar inclusive 
entre as regiões de acordo com a sua atividade principal (comercial, industrial ou residencial), 
a época do ano (sazonalidade) e com as características da população local, tais como 
densidade habitacional, nível educacional, situação econômica e seus hábitos e costumes. 
CAPÍTULO 2 
12 
 
 Dadas essas condições, constata-se que as características dos resíduos variam de 
uma região para outra, o que impede a utilização de dados médios globais para os cálculos e 
estimativas dos sistemas de recuperação energética. No projeto desses sistemas, é 
fundamental o conhecimento das propriedades físicas e químicas dos resíduos locais. Para tal, 
é indispensável a obtenção de amostras que sejam estatisticamente representativas desses 
resíduos. A determinaçãoda composição física e química dos resíduos é realizada a partir de 
análises laboratoriais dessas amostras. 
 Propriedades como umidade, composição imediata (carbono fixo, sólidos voláteis e 
cinzas), composição elementar (teores de C, H, N, S e O) e poder calorífico inferior e superior 
(PCI e PCS) permitem estimar o potencial teórico dos resíduos em processos termoquímicos 
de aproveitamento energético. Por outro lado, o conhecimento da umidade, sólidos voláteis e 
fixos, composição elementar e composição centesimal (teores de proteínas, gorduras, fibras e 
carboidratos) da fração orgânica dos resíduos possibilita a avaliação do seu potencial de 
produção de metano em sistemas de biodigestão anaeróbia. 
 O primeiro passo para possibilitar essa avaliação é a obtenção de uma amostra 
representativa e a determinação da sua composição gravimétrica, que permite dividir os RSU, 
altamente heterogêneos, em frações com composições mais homogêneas, tais como: 
orgânicos, sanitários, plásticos, têxteis, papel e papelão e inertes (vidro, metal, eletrônicos e 
outros). 
 Neste capítulo, são discutidas e apresentadas as metodologias para obtenção de 
amostras representativas de resíduos sólidos urbanos, com o objetivo de caracterizá-las com 
vistas ao seu aproveitamento energético por meio de processos bioquímicos e termoquímicos. 
São apresentadas também as principais propriedades físicas e químicas que devem ser 
avaliadas para o dimensionamento dos sistemas de aproveitamento energético, bem como as 
metodologias disponíveis para essas análises. Todos os métodos apresentados são 
exemplificados a partir de dados reais coletados pelos autores em um estudo de caso 
realizados em um município do Estado de São Paulo – Santo André. 
2.2 RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS 
2.2.1 Definição e Classificação 
De um modo geral, conceituar resíduos sólidos urbanos não é uma tarefa fácil, pois sua 
composição varia de acordo com as características de quem o produz e de onde ele é gerado, 
CAPÍTULO 2 
13 
 
como classe social, localização geográfica e sazonalidade. Ainda assim, é possível tratá-los 
como um material heterogêneo, composto por resíduos domésticos, comerciais, industriais, de 
atividades públicas, de serviço da saúde e serviço da construção e demolição. A Associação 
Brasileira de Normas Técnicas define resíduos sólidos como (ABNT, 2004a): 
[...] resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de 
atividade de origem industrial, doméstica, comercial, agrícola, de 
serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos 
provenientes dos sistemas de tratamento de água, aqueles gerados 
em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como 
determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o 
lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou 
exijam, para isso, soluções técnicas e economicamente inviáveis 
face à melhor tecnologia disponível (ABNT NBR 10004, 2004a, p.1) 
Os resíduos sólidos, conforme a mesma norma, podem ser classificados de acordo com 
sua periculosidade, ou seja (ABNT, 2004a): 
⮚ Resíduos Classe I: são considerados resíduos perigosos, pois apresentam 
riscos à saúde pública e ao ambiente. Para se enquadrarem nessa 
categoria, devem possuir uma ou mais características dentre: 
inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade. 
Essas características são avaliadas a partir de uma amostra representativa, 
seguindo as normas da ABNT, NBR 10007. 
⮚ Resíduos Classe II: considerados resíduos não perigosos, são subdivididos 
em: 
✔ Resíduos Classe II A: resíduos considerados não inertes. São todos 
aqueles que não se enquadram na classificação de Resíduos Classe 
I, nem na classificação de Resíduos Classe II B (inertes). Apresentam 
propriedades como: biodegradabilidade, combustibilidade ou 
solubilidade em água; 
✔ Resíduos Classe II B: resíduos considerados inertes, ou seja, todos 
aqueles que, quando amostrados de uma forma representativa, de 
acordo com a norma ABNT, NBR 10007, e submetidos a um contato 
dinâmico e estático com água destilada, não tiverem nenhum de seus 
constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões 
CAPÍTULO 2 
14 
 
de potabilidade de água, executando-se aspecto, cor, turbidez dureza 
e sabor. 
De acordo com a norma ABNT NBR 16849 (2020) resíduos sólidos urbanos são: 
“resíduos originários de atividades domésticas em residências urbanas, como varrição, limpeza 
de logradouros e vias públicas, e outros serviços de limpeza urbana, de estabelecimento 
comerciais e de prestação de serviços” (ABNT NBR 16849, 2020, pg.6). 
A Lei nº 12.305/10, em seu artigo 3º, parágrafos XV e XVI, define: 
Rejeitos: resíduos sólidos que, depois de esgotadas todas as 
possibilidades de tratamento e recuperação por processos 
tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis, não 
apresentem outra possibilidade que não a disposição final 
ambientalmente adequada; 
Resíduos sólidos: material, substância, objeto ou bem 
descartado resultante de atividades humanas em sociedade, a 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 técnica ou economicamente 
inviáveis em face da melhor tecnologia disponível (BRASIL, 2010, 
Art. 3º, Parágrafos XV e XVI) 
Segundo a Lei Estadual do Estado de São Paulo, Lei Número 12.300/2006 (SÃO 
PAULO, 2009), que institui a Política Estadual de Resíduos Sólidos e define princípios e 
diretrizes, objetivos, instrumentos para a gestão integrada e compartilhada de resíduos sólidos, 
no Estado de São Paulo, os RSU são os provenientes de residências, estabelecimentos 
comerciais e de prestação de serviços da varrição, de podas e da limpeza de vias, logradouros 
públicos, sistemas de drenagem urbana, passíveis de contratação ou delegação particular, de 
acordo com a lei municipal. 
Ademais, cabe ressaltar a diferença entre resíduos úmidos e resíduos secos, 
conforme destacado na Figura 2.1: 
CAPÍTULO 2 
15 
 
 
Figura 2.1. Definição de Resíduos Úmidos e Resíduos Secos 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 Sob condições ideais de procedimentos de coleta seletiva, os resíduos úmidos 
deveriam ser compostos, quase em sua totalidade, por restos de comida e material sanitário, 
além dos rejeitos de outras categorias que não podem ser reaproveitados e nem reciclados. 
No entanto, em situações em que esses processos ainda não são bem estabelecidos, os 
resíduos úmidos são compostos por uma mistura heterogênea das diferentes frações que 
compõem os RSU: orgânicos, sanitários, plásticos, papéis, têxteis, borracha e metais, dentre 
outros. 
2.2.2 Resíduos Sólidos Urbanos como fonte de energia 
 A geração de resíduos está diretamente associada ao desenvolvimento econômico e 
não apenas ao crescimento populacional. Com isso, em países de economia capitalista, nos 
quais se observa um constante desenvolvimento tecnológico e aumento do consumo, a correta 
destinação dos resíduos gerados é um problema iminente, que necessita de uma solução em 
curto prazo. 
 Paralelamente, o crescimento econômico está também associado a um aumento na 
demanda energética. A matriz elétrica brasileira, embora seja majoritariamente renovável, é 
composta em mais de 66% pela energia de origem hídrica (Figura 2.2), uma fonte altamente 
dependente das condições climáticas e cujo crescimento da oferta está limitado à 
disponibilidade de recursos naturais. Uma matriz energética diversificada e descentralizada, 
composta em sua maioria por fontes renováveis, é uma das soluções para atender à crescente 
demanda energética, evitando a susceptibilidade do sistema aos possíveis apagões. 
CAPÍTULO 2 
16 
 
 
Figura 2.2 - Matriz Elétrica Brasileira em 2020,segundo dados do Balanço Energético 
Nacional (2021) 
Fonte: BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL (BEN),(2021) 
Dentre as fontes renováveis de energia, os resíduos sólidos urbanos têm uma 
perspectiva promissora, uma vez que são produzidos de forma constante e em abundância. O 
uso de resíduos sólidos em processos de conversão energética pode contribuir de uma forma 
notável com o aumento das fontes renováveis de energia na matriz elétrica brasileira devido ao 
poder calorífico dos combustíveis derivados e ao passivo ambiental minimizado, seja por meio 
de processos termoquímicos ou bioquímicos. Em diversos países desenvolvidos, o 
aproveitamento energético de resíduos já é uma realidade há muito tempo. Globalmente, 
existem mais de 2.000 plantas de tratamento térmico, das quais mais de 80% estão localizadas 
em países desenvolvidos, liderados pelo Japão, França, Alemanha e Estados Unidos. Por outro 
lado, na América Latina e no Caribe, as únicas plantas de tratamento térmico estão localizadas 
em território sob jurisdição europeia (KALOGIROU, 2017). 
De acordo com a Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS (BRASIL, 2010), 
instituída no ano de 2010, o Brasil deve seguir uma sequência de prioridade na gestão e 
gerenciamento de resíduos sólidos: não geração, redução, reutilização, reciclagem e 
tratamento dos resíduos e, por fim, a disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos. 
As diretrizes da PNRS foram instituídas no sentido de reduzir a geração de lixo na origem, 
incentivando programas de educação ambiental, seguindo os moldes da legislação europeia. 
CAPÍTULO 2 
17 
 
Essas ações, somadas à imposição de encargos e impostos aos geradores de 
resíduos em grande escala e ao aumento do estímulo e incentivo à reciclagem, constituem uma 
proposta que irá atuar no sentido de estabelecer os processos de coleta seletiva de forma 
efetiva e reduzir o volume de resíduos diariamente depositados em aterros. Adicionalmente, 
além de priorizar e incentivar a reciclagem, faz-se necessário implementar iniciativas para o 
tratamento da fração orgânica e dos rejeitos, antes de sua disposição final. Nesse sentido, os 
processos de conversão energética pelas rotas bioquímica e termoquímica permitem, 
simultaneamente, recuperar a energia contida nos resíduos e reduzir o volume destinado aos 
aterros sanitários. Entretanto, para atingir esse nível de aproveitamento, como se vê no Japão 
e nos países mais desenvolvidos da comunidade europeia, é necessário realizar uma série de 
processos de caracterização e padronização dos resíduos sólidos, para posteriormente aplicá-
los no desenho e uso de unidades de recuperação energética. 
2.3 COMPOSIÇÃO GRAVIMÉTRICA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS 
2.3.1 Conceito de composição gravimétrica 
Os resíduos sólidos urbanos são constituídos por uma mistura heterogênea de 
diferentes materiais com composições físicas e químicas variadas. A definição da composição 
gravimétrica dos RSU tem como objetivo conhecer a representatividade das diversas 
categorias que os compõem. Essas categorias, por sua vez, devem ser constituídas por 
materiais que possuam composição homogênea entre si. Dessa forma, pode-se definir 
composição gravimétrica como o percentual, em massa, das diferentes frações que compõem 
os resíduos sólidos urbanos. 
A definição das categorias ou frações das quais a composição gravimétrica será 
constituída depende do objetivo da análise e do tipo de resíduo que se deseja avaliar. De modo 
geral, é feita uma caracterização prévia dos resíduos, como forma de verificar o tipo de 
atividade da qual eles são resultantes, ou seja, se foram gerados por atividades residenciais, 
comerciais, da área da saúde, de coleta seletiva ou indiferenciada, entre outras (NBR 10007, 
2004b; ASTM, 1992; MODECOMTM, 1994). 
As frações a serem separadas podem levar em consideração alguns critérios tais 
como: semelhança entre as propriedades físicas e químicas (ASTM, 1992); separação entre 
resíduos combustíveis e não combustíveis (NORDTEST, 1995); categorização por tipo de 
resíduo, que pode ser classificado como orgânico (não reciclável) ou inorgânico (passíveis de 
CAPÍTULO 2 
18 
 
serem reciclados, porém descartados de forma indiferenciada); classificação por tamanho ou 
granulometria (MODECOMTM, 1994; SWA TOOL, 2004; Portaria nº 851, 2009). 
As definições de composição gravimétrica, frações e categorias adotadas para fins 
deste texto estão destacadas na Figura 2.3. 
 
Figura 2.3. Definição de composição gravimétrica, frações e categorias de resíduos sólidos 
urbanos 
Fonte: Elaborado pelos autores 
Essas classificações variam de localidade para localidade, sendo flexíveis por conta 
das particularidades do sistema de coleta, gestão e tratamento existente em cada país, estado, 
município e região onde os resíduos são gerados. 
Usualmente, a composição gravimétrica é determinada com a finalidade de conhecer 
a composição física dos resíduos e determinar as melhores ferramentas para gerenciamento e 
implantação de sistemas de tratamento, coleta seletiva e indústrias de reciclagem. Quando 
considerada essa finalidade, as principais frações nas quais os resíduos são classificados 
estão destacadas na Figura 2.4. 
CAPÍTULO 2 
19 
 
 
Figura 2.4. Principais categorias da composição gravimétrica de resíduos sólidos urbanos 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 No Brasil, para estudos comparativos da composição gravimétrica dos resíduos nas 
diferentes localidades, é comum encontrar a divisão das frações tais como as representadas 
na Tabela 2.1, na qual é apresentada a composição gravimétrica média dos resíduos brasileiros 
no ano de 2012. 
Tabela 2.1. Composição gravimétrica média dos RSU no Brasil 
Frações % Participação Quantidade (ton/ano) 
Material Orgânico 51,4 28.544.702 
Plástico 13,5 7.497.149 
Papel, Papelão e Tetra Pack® 13,1 7.275.012 
Têxteis 3,1 1.721.568 
Metais 2,9 1.610.499 
Vidro 2,4 1.332.827 
Outros 13,6 7.552.683 
Total 100 55.534.440 
Fonte: Adaptado de ABRELPE (2012) e GEOTECH (2013) 
Entretanto, para regiões que já possuem sistemas de gestão de resíduos mais 
avançados, com a coleta seletiva implantada e a indústria de reciclagem operando, é 
CAPÍTULO 2 
20 
 
importante conhecer a composição gravimétrica de forma mais detalhada, pois são necessárias 
informações que direcionem a tomada de decisão no momento da definição de novos 
investimentos para melhoria dos processos. Como exemplo, observa-se, na Figura 2.5 as 
categorias que são consideradas para análise gravimétrica do município de Santo André, 
localizado na grande São Paulo/SP. 
 
Figura 2.5. Categorias da composição gravimétrica dos RSU no município de Santo 
André/SP 
Fonte: Adaptado de GEOTECH (2013) 
 O conhecimento da composição gravimétrica em detalhes, como especificado na 
Figura 2.5, fornece aos gestores informações, por exemplo, sobre os diferentes tipos de 
CAPÍTULO 2 
21 
 
plásticos que compõem os resíduos do município, o que possibilita a busca pelas melhores 
soluções para a reutilização e reciclagem desse material. Fornece, também, subsídios para o 
melhor conhecimento dos hábitos de consumo da população e definição de estratégias para 
as ações de conscientização e de educação ambiental. 
 Considerando-se a recuperação energética dos resíduos, é importante conhecer qual 
a sua composição considerando-se elementos combustíveis e materiais inertes. Dentro das 
categorias que podem ser consideradas como combustíveis, a fração orgânica dos resíduos 
sólidos urbanos (FORSU) é biodegradável e, portanto, apresenta potencial para 
aproveitamento em processos bioquímicos, como a biodigestão anaeróbia para produção do 
biogás, e também em processos termoquímicos, apesar da sua elevada umidade. Por outro 
lado, existem frações que, embora não sejam biodegradáveis, são quimicamente compostas 
por cadeias de carbono e, portanto, possuem elevado potencial energético para processostermoquímicos. Nessa categoria, se enquadram materiais sanitários, têxteis, plásticos, madeira 
e papel/papelão. As demais frações podem ser classificadas como inertes, pois não possuem 
potencial energético associado – vidro, metais, resíduos tecnológicos, entulhos e outros. 
 Sendo assim, considerando-se a possibilidade de recuperação energética dos 
resíduos, a composição gravimétrica deve ser avaliada em termos das categorias combustíveis 
e inertes. Dentro das categorias combustíveis, é interessante separar os materiais em função 
da sua composição, para haja maior homogeneidade para a avaliação das suas propriedades 
físicas e químicas e proposição dos sistemas adequados para sua recuperação energética. 
Dentro desse contexto, a composição gravimétrica dos resíduos pode ser avaliada conforme o 
agrupamento em categorias apresentado na Figura 2.6. 
Resíduos com diferentes composições irão requerer sistemas de tratamento distintos. 
O conhecimento da composição e do potencial de conversão energética dos resíduos é 
fundamental para facilitar a definição do melhor plano de gestão de resíduos a longo prazo, de 
modo que seja efetivo e econômico. Esse conhecimento ajuda também na seleção e operação 
dos equipamentos do sistema de aproveitamento energético, bem como no manuseio dos 
resíduos e nos sistemas de tratamento de gases. Além disso, com essas informações, pode-
se determinar a viabilidade da instalação de usinas de conversão energética de resíduos 
(CHANG; DÁVILA, 2006). 
CAPÍTULO 2 
22 
 
 
Figura 2.6. Composição gravimétrica para avaliação do potencial energético de resíduos 
sólidos urbanos 
Fonte: Elaborado pelos autores 
2.3.2 Variáveis de Influência 
 Resíduos sólidos urbanos são, por sua natureza, materiais com composição 
heterogênea. A sua composição gravimétrica, portanto, também é diversificada e a sua 
variabilidade é função de uma série de fatores. Dentre as principais variáveis de influência que 
interferem na composição dos resíduos, destacam-se as apresentadas na Figura 2.7. 
 Embora seja fácil enumerar as variáveis que interferem na composição dos resíduos, 
é difícil quantificar esse efeito. Entretanto, é importante conhecê-lo, pois regiões com hábitos e 
características semelhantes podem apresentar resíduos com características similares, de 
modo que podem ser adotadas políticas e sistemas de tratamento equivalentes. De modo 
CAPÍTULO 2 
23 
 
contrário, propor soluções semelhantes para regiões que apresentem resíduos com 
características distintas pode levar a resultados indesejáveis. 
 
Figura 2.7. Variáveis de influência sobre a composição gravimétrica de resíduos sólidos 
urbanos 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 No que se refere ao efeito das estações do ano e às condições socioeconômicas dos 
geradores sobre a composição gravimétrica dos resíduos, diversos estudos foram realizados, 
em diferentes municípios e regiões, em todo o mundo. Na análise feita por Aguilar-Virgen 
(2013), em Ensenada (México) foram caracterizados os resíduos sólidos urbanos em duas 
estações, levando em conta a estratificação socioeconômica dos habitantes da cidade. 
Também se fez uma projeção da produção de biogás. De acordo com os resultados, os 
resíduos eram compostos principalmente por sobras de alimentos (36,25%), papel e papelão 
(21,85%), plástico (12,30%), resíduos sanitários (6,26%) e tecidos (6,28%). Nesta cidade, a 
condição socioeconômica e a estação não tiveram efeito sobre a composição dos resíduos, ou 
seja, a composição gravimétrica não mostrou variabilidade estatisticamente significativa com 
essas variáveis. Entretanto, a máxima capacidade de geração de energia elétrica foi projetada 
CAPÍTULO 2 
24 
 
em 1,90 MW para o ano 2019, sendo que a energia elétrica que poderia ser obtida usando o 
biogás gerado no aterro sanitário equivaleria a 60% da energia necessária para iluminação 
pública. 
No estudo feito por Gomez et al. (2008), caracterizaram-se os resíduos sólidos 
domésticos gerados pelos habitantes de Chihuahua (México). Foram comparados os 
resultados obtidos em áreas da cidade com três diferentes níveis socioeconômicos. Para tal 
efeito, foram coletadas 560 amostras de resíduos sólidos durante uma semana, as quais se 
classificaram em 15 frações. A geração média de resíduos foi de 0,676 kg per capita por dia 
em abril de 2006, e as principais frações foram: orgânica (48%), papel (15%) e plástico (12%). 
Os resultados, neste caso, evidenciaram um incremento na geração de resíduos associada ao 
nível socioeconômico, sendo que aquele de maior poder aquisitivo foi o que apresentou maior 
geração de orgânicos e papel, enquanto a classe média foi a que mais gerou alumínio. 
Entretanto, de acordo com os autores, essa diferença não foi estatisticamente significativa. 
No ano 2009, o mesmo grupo de pesquisa apresentou um trabalho com enfoque mais 
aprofundado na influência da sazonalidade (inverno, verão e primavera) e dos níveis 
socioeconômicos (três níveis) na composição dos resíduos sólidos gerados em Chihuahua. Os 
autores concluíram que os grupos com um nível de renda menor geraram uma menor 
quantidade de resíduos e o inverno foi a estação com menor geração. A composição dos 
resíduos domésticos, por sua vez, não sofreu alterações significativas: matéria orgânica (45%), 
seguido de papel (17%) e outros materiais (16%) (GÓMEZ et al., 2009). 
2.4 AMOSTRAGEM – COMO COLETAR AMOSTRAS REPRESENTATIVAS DA POPULAÇÃO 
Em muitas situações deseja-se definir propriedades ou coletar informações sobre uma 
população. Entretanto, nem sempre é viável – seja em termos técnicos ou econômicos – 
realizar a análise de cada um dos elementos que a compõem. Nesses casos, para que se 
obtenha dados confiáveis, que possam ser considerados representativos da população, deve-
se fazer uso do procedimento estatístico denominado amostragem. 
A amostragem é o mecanismo utilizado quando se deseja fazer generalizações sobre 
todo um grupo, sem que, para isso, seja necessário analisar cada um de seus elementos. 
Nesse processo, uma parte dos elementos (amostra) é selecionada, analisada e as 
propriedades são inferidas para o todo (população) (MORETTIN; BUSSAB, 2010). 
Stevenson (2001) define a amostragem estatística como o ato de fazer experimentações 
utilizando métodos formais e precisos, incluindo uma informação probabilística. Segundo 
CAPÍTULO 2 
25 
 
Bolfarine e Bussab (2005), a amostragem é uma teoria fundamentada em diversos conceitos e 
termos técnicos e tem por objetivo estruturar o processo de seleção de amostras. 
No caso dos resíduos sólidos urbanos, tem-se uma população heterogênea, cuja 
composição depende de uma série de variáveis. Na maior parte dos casos, o processo de 
amostragem é realizado com o objetivo de coletar uma quantidade representativa dos resíduos 
visando determinar suas características quanto à classificação e métodos de tratamento (ABNT 
NBR 10007, 2004b). 
Considerando-se a heterogeneidade dos RSU e a sua variabilidade em função dos 
fatores de influência, o processo de amostragem é uma ferramenta fundamental para garantir 
a representatividade da população. Para a elaboração de um plano de amostragem, são 
necessárias análises prévias sobre a população da qual serão retiradas as amostras de 
resíduos, considerando-se os fatores ilustrados na Figura 2.8 (SWA TOOL, 2004). 
Além disso, alguns aspectos importantes da amostragem devem ser levados em 
consideração, tais como: área, data, período e local de coleta (NORDTEST, 1995). 
Os métodos para a obtenção de amostras são extremamente importantes e esses 
procedimentos constituem-se em áreas específicas da estatística, tais como a amostragem e 
o planejamento de experimentos. Os procedimentos científicos utilizados para a coleta de 
dados amostrais podem ser subdivididos em: levantamentos amostrais, planejamento de 
experimentos e levantamentos observacionais (MORETTIN; BUSSAB, 2010). 
 
 
CAPÍTULO2 
26 
 
 
Figura 2.8. Fatores a serem considerados na análise da população para elaboração de um 
plano de amostragem 
Fonte: Adaptado de SWA TOOL (2004) 
2.4.1 Tipos de Amostragem 
Em inferência estatística, existem dois tipos básicos de amostragem: as probabilísticas 
e não probabilísticas. As amostragens probabilísticas são descritas de tal modo que se conheça 
a probabilidade de todas as combinações amostrais possíveis. A amostragem não 
probabilística, por sua vez, é a amostragem feita de forma subjetiva ou por julgamento, em que 
a variabilidade amostral não pode ser estabelecida com precisão (STEVENSON, 2001) 
Para Bolfarine e Bussab (2005) e Fuller (2009), a amostragem probabilística é o 
processo de selecionar elementos de uma população bem estabelecida utilizando um 
 
 Número de habitantes Número de famílias 
Tipos de residências 
(casas térreas, 
apartamentos, 
condomínios) 
 Renda per capita 
Atividade econômica 
que gera o resíduo 
(comercial, residencial 
e industrial) 
 
Total de resíduo 
gerado 
 
Total de resíduo 
coletado 
 
Rotas de coleta 
percorridas pelos 
caminhões 
 
Tipo de veículos de 
coleta (compactador, 
ou não) 
 
Destinação dos 
resíduos 
 
Dentre outros que 
forem pertinentes de 
acordo com o país, 
estado ou munícipio 
de coleta 
CAPÍTULO 2 
27 
 
procedimento que atribui a cada elemento da população uma probabilidade de inclusão na 
amostra que seja calculável e diferente de zero. 
A amostragem probabilística pode ser subdividida em: (i) amostragem aleatória simples 
(com ou sem reposição); (ii) amostragem estratificada (uniforme ou proporcional); e, (iii) 
amostragem sistemática ou amostragem por conglomerados. A amostragem não probabilística, 
por sua vez, pode ser dividida em: (i) amostragem por julgamento (intencional); e, (ii) 
amostragem por conveniência. Na área de resíduos sólidos, o processo de amostragem deve 
seguir um destes tipos de amostragem ou uma combinação deles. 
Em processos que visam caracterizar os resíduos sólidos para o projeto de sistemas de 
recuperação energética, a amostragem com embasamento estatístico é fundamental. É ela que 
garante a uniformização e reprodutibilidade do processo, permitindo a confiabilidade dos dados 
e análises posteriores, essenciais para o dimensionamento dos sistemas e garantia da sua 
eficiência. 
2.4.2 Parâmetros para a determinação do tamanho de amostras 
A determinação do tamanho da amostra é fundamental em um planejamento amostral, 
pois, à medida que o erro padrão do estimador decresce, o número de amostras tende a 
crescer. Amostras muito grandes podem resultar em custos e tempos de análise 
demasiadamente elevados, ao passo que amostras muito pequenas podem não fornecer as 
informações necessárias para que as conclusões sejam confiáveis (BOLFARINE; BUSSAB, 
2005). 
O tamanho da amostra não é um número único nem exato que deva ser seguido como 
padrão, mas sim um valor suficientemente representativo para que se estimem os parâmetros 
da população com a precisão desejada, o que depende do objetivo da pesquisa. Além disso, 
segundo Stevenson (2001), quando a população é conhecida, o tamanho da amostra pode ser 
reduzido. Por outro lado, quanto maior ele for, mais representativa ela se torna. 
Os parâmetros relacionados ao tamanho da amostra estão diretamente relacionados ao 
nível de confiança e à precisão desejados (ou margem de erro). Os valores desses parâmetros 
dependem do nível de assertividade que se deseja alcançar. 
O erro para um intervalo de estimação representa o desvio (diferença) entre a média 
amostral e a média a ser estimada, a média populacional. Como o intervalo de confiança tem 
centro na média amostral, o erro máximo provável é igual à metade da amplitude do intervalo. 
CAPÍTULO 2 
28 
 
A margem de erro também pode ser definida como o valor que o pesquisador está 
disposto aceitar errar na estimativa de um parâmetro da população. Normalmente, quanto 
menor o erro amostral escolhido, maior será o tamanho da amostra necessário para obtê-lo. 
Assim como o tamanho da amostra, a margem de erro não possui um valor fixo. 
Como o tamanho da amostra, o intervalo de confiança e o erro amostral estão 
diretamente relacionados e a alteração de qualquer um deles implica na alteração dos outros 
dois. Essa relação está explicitada na Equação 2.1 (STEVENSON, 2001): 
𝒏 = ( 𝒁𝜶 ×
𝒔𝒙
𝜺
)
𝟐
 (2. 1) 
 
 
 Em que 𝑛 = tamanho da amostra; 𝑠𝑥 = Desvio padrão; 𝜀 = Erro amostral e 𝑍𝛼 = Nível 
de confiança utilizando a distribuição normal. 
Existem várias derivações de equações para a determinação do tamanho da amostra, 
sendo que a sua utilização está relacionada à disponibilidade de acesso às informações 
necessárias para a sua aplicação. A Equação 2.1 permite estimar o tamanho de amostras 
quando o tamanho da população é desconhecido ou não pode ser definido ou ainda quando é 
infinito. Quando o tamanho da população é conhecido, entretanto, pode-se utilizar a Equação 
2.2 (STEVENSON, 2001): 
𝒏 =
𝑵×𝒔𝟐×(𝒛𝜶)
𝟐
(𝑵−𝟏)×𝜺𝟐+𝒔𝟐×(𝒛𝜶)𝟐
 (2. 2) 
 
Em que 𝑁 = Tamanho da população; 𝑛 = tamanho da amostra; 𝑠 = Desvio padrão; 
𝜀 = Erro amostral e 𝑍𝛼 = Nível de confiança utilizando a distribuição normal. 
No que se refere à amostragem de resíduos sólidos urbanos, no Brasil, a norma utilizada 
é a ABNT NBR 10007 (2004), porém, ela não trata da questão de representatividade estatística, 
ou seja, não indica o tamanho da amostra necessário para representar a população de resíduos 
de determinada região, nem os parâmetros utilizados para o seu cálculo. 
No ano de 2020, a Associação Brasileira de Normas Técnicas publicou uma norma 
específica sobre a recuperação energética de resíduos, a ABNT NBR 16849 (2020). Essa 
norma estabelece que há a necessidade de um plano de amostragem que atenda à seguinte 
CAPÍTULO 2 
29 
 
frequência mínima, sendo que não podem ser utilizados resultados com lotes encerrados há 
mais de 12 meses: 
a) até que se obtenham 10 resultados de caracterização dos teores 
de poder calorífico inferior (PCI), cloro e mercúrio do lote de 
resíduos sólidos urbanos para fins energéticos (RSUE): uma análise 
de amostra representativa do RSUE a cada 500 t ou uma por dia (o 
que for maior); 
b) após a obtenção de 10 resultados: no mínimo uma análise de 
amostra representativa do RSUE a cada produção que corresponda 
à produção média de RSUE de uma por mês. 
(ABNT NBR 16849, 2020, Anexo C) 
No que se refere ao plano de amostragem, a NBR 16849 cita a NBR 10007 como 
referência e estabelece o intervalo de confiança de 95% para o cálculo das médias e limites. 
No entanto, a norma não apresenta indicações sobre a metodologia estatística de amostragem 
nem se aprofunda em informações sobre o tamanho da amostra. A norma se limita ao 
parâmetro estatístico do nível de confiabilidade, sem fornecer informações sobre os 
procedimentos mínimos necessários em sua determinação. 
As normas internacionais para a determinação do tamanho de amostras em resíduos 
sólidos são, em geral, mais específicas quanto aos parâmetros estatísticos. As recomendações 
mínimas estão sintetizadas na Tabela 2.2. 
Tabela 2.2. Parâmetros estatísticos mínimos indicados por normas internacionais para 
determinação do tamanho de amostras de resíduos sólidos urbanos 
Norma 
Erro 
amostral 
Nível de 
confiança 
Observações adicionais 
ASTM (1992) 10% 90 – 95% - 
NORDTEST (1995) 10% 90 – 95% - 
EPA (1998) 
Determinado 
por 
simulações 
90 – 95% 
O padrão de entrada para 
determinação de amostras é 
o nível de confiança 
MODECOMTM (1994) Não indica Não indica 
Determinação proporcional à 
população: 10 amostras a 
cada 200 mil habitantes 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 2 
30 
 
2.4.3 Coleta de amostras, registro de dados e duração do período de amostragemUma metodologia de amostragem e caracterização de resíduos pode incluir a avaliação 
prévia do material a ser amostrado, bem como do local onde ocorre a sua disposição e a forma 
como isso ocorre, por meio de estudos de campo (TCHOBANOGLOUS; THEISEN; VIGIL, 
1993). É requerido que seja feito um registro da localização e estado do material a ser 
amostrado. 
A metodologia de coleta das amostras deve ser definida de forma que o material 
represente estatisticamente a população que se deseja caracterizar. Deve-se, portanto, na 
definição dessa metodologia, considerar os conceitos estatísticos de acordo com a precisão e 
o nível de confiança desejados. Nessa definição, deve-se também considerar as variáveis 
independentes que interferem nas respostas a serem avaliadas. 
A duração do período de amostragem é um aspecto importante para se definir na 
metodologia de caracterização e análise de resíduos. Considerando-se a variação das suas 
propriedades em função da época do ano, dos aspectos ambientais, culturais, 
socioeconômicos e políticos, recomenda-se que a amostragem seja realizada ao longo do ano, 
contemplando as épocas secas (outono e inverno) e épocas úmidas (primavera e verão), 
evitando períodos excepcionais como férias, feriados e datas comemorativas. 
O período de amostragem para análise de dados dos resíduos e o seu comportamento 
ao longo do tempo está relacionado ao tamanho da amostra pré-definida no planejamento 
amostral e à viabilidade de execução. 
No Brasil, a norma ABNT NBR 10007 (2004b), que trata da amostragem de resíduos 
sólidos, não faz referência ao período de amostragem. A norma ABNT NBR 16849 (2020), que 
trata dos resíduos sólidos urbanos para fins energéticos, ao mencionar o plano de amostragem, 
especifica que ele deve: 
(...) estabelecer definições e requisitos como a metodologia de 
amostragem, quantidade de RSUE preparada (por período, unidade 
de tempo, lote ou outro critério), efeitos da sazonalidade etc., de tal 
forma que se assegure a rastreabilidade e a representatividade dos 
resultados de análise para classificação dos lotes de RSUE (ABNT 
NBR 16849, 2020, Anexo C). 
CAPÍTULO 2 
31 
 
As normas brasileiras não estabelecem a metodologias nem fornecem indicações sobre 
como os períodos de amostragem devem ser estabelecidos. Algumas normas internacionais, 
por sua vez, emitem recomendações referentes a esse período. Essas recomendações estão 
sintetizadas no Quadro 2.1. 
Quadro 2.1 Recomendações sobre os tempos de amostragem indicados por normas 
internacionais para resíduos sólidos urbanos 
Norma Recomendações sobre tempos de amostragem 
ASTM (1992) A campanha deve ocorrer no período mínimo de uma semana 
NORDTEST (1995) 
O período de amostragem deve ocorrer entre uma e duas 
semanas. 
Para a verificação das variações sazonais, a norma recomenda 
que a repetição da campanha e análise desses períodos seja 
feita de acordo com o objetivo da pesquisa. 
Esse procedimento pode ser repetido várias vezes ao ano, 
porém, é necessário garantir que sejam amostrados os mesmos 
caminhões oriundos das mesmas localidades para a detecção 
dos efeitos sazonais 
Portugal 
Decreto de lei Nº 
178/2006 
Portaria 851/2009 
As campanhas de caracterização gravimétrica devem ocorrer em 
dois períodos no ano, um no Outono-Inverno, outro na Primavera-
Verão 
MODECOMTM (1994) 
Recomenda um período de amostragem por estação do ano, com 
exceção de períodos atípicos (férias) 
Fonte: Elaborado pelos autores 
2.4.4 Metodologia de amostragem para análise da composição gravimétrica 
A definição do tamanho da amostra e do período de coleta não é suficiente para garantia 
da sua representatividade. Uma vez definidos esses parâmetros, é necessário estabelecer uma 
metodologia para o procedimento de amostragem visando à determinação da composição 
gravimétrica, o qual, por sua vez, deve considerar a heterogeneidade dos resíduos sólidos 
urbanos. 
Não existe, na literatura, a definição de um procedimento único para essa amostragem. 
No Brasil, como mencionado anteriormente, as normas vigentes são a NBR 10007 da ABNT 
(2004b), que trata da amostragem de RSU, e a ABNT NBR 16849 (2020), norma mais recente, 
que trata do aproveitamento energético de resíduos por processos termoquímicos. Essas 
CAPÍTULO 2 
32 
 
normas apresentam algumas diretrizes para o procedimento de amostragem, mas deixam 
muitos pontos em aberto. 
Internacionalmente, alguns países utilizam normas técnicas para gerir e tratar os 
resíduos sólidos urbanos. Nos EUA, por exemplo, a norma utilizada é a ASTM - Método D 5231 
(1992). 
Com o objetivo de estabelecer um procedimento de amostragem para determinação da 
composição gravimétrica de resíduos sólidos urbanos visando à avaliação do seu potencial 
para recuperação energética, foi realizado um levantamento das normas e metodologias 
nacionais e internacionais existentes, as quais estão listadas no Quadro 2.2. 
Das normas analisadas, a ABNT (brasileira) trabalha com amostras pré-
homogeneizadas e a técnica do quarteamento. Trata-se de uma técnica para obtenção de uma 
amostra homogênea e representativa, a partir de uma população que apresenta grande 
volume. Essa técnica será descrita em maiores detalhes no Tópico 2.4.6.1. Das normas 
internacionais, somente a US EPA, a ARGUS e a ModecomTM não definem se o método 
utilizado para o preparo de amostras deve ser o quarteamento, as demais também utilizam 
esse método para preparação. 
Adicionalmente, realizou-se um levantamento e análise das metodologias nacionais e 
internacionais adotadas em trabalhos científicos que determinaram a composição gravimétrica 
dos resíduos sólidos em diferentes municípios, sendo 10 deles no Brasil e um em Portugal. 
Para cada trabalho, identificaram-se as normas utilizadas como referência para a amostragem 
e o objetivo da caracterização gravimétrica, as quais estão apresentadas no Quadro 2.2. 
Dos trabalhos realizados no Brasil, ficou evidente a utilização da ABNT NBR 10007 
(ABNT, 2004). Dos 11 trabalhos listados no Quadro 2.2, somente 3 (no caso, nacionais) não 
utilizaram o método do quarteamento. 
Uma análise das normas internacionais e dos trabalhos realizados evidenciou que 
nenhuma das metodologias e normas estudadas, de forma individual, é totalmente aplicável à 
situação dos resíduos sólidos brasileiros. Esse fato já era esperado, uma vez que cada país ou 
região possui suas próprias especificidades. As normas brasileiras, por sua vez, são muito 
superficiais na definição dos parâmetros estatísticos mínimos. 
Diante do exposto, torna-se desejável a adaptação de metodologias internacionais à 
realidade dos resíduos brasileiros, seja para a determinação do tamanho da amostra ou para 
o método de preparo e coleta, de modo a garantir a obtenção de uma amostra representativa 
CAPÍTULO 2 
33 
 
da população. A confiabilidade dos resultados de caracterização dos resíduos é fundamental 
para o projeto e dimensionamento dos seus sistemas de tratamento, especialmente os de 
recuperação energética. Entretanto, resultados representativos e confiáveis só serão 
alcançados se houver um embasamento estatístico. 
CAPÍTULO 2 
34 
 
Quadro 2.2. Normas e procedimentos nacionais e internacionais de amostragem de resíduos sólidos urbanos para 
determinação da sua composição gravimétrica. 
NORMA LOCAL TIPO DE RESÍDUOS COLETA 
BASE 
ESTATÍSTICA 
NBR 10007 
ABNT (2004b) 
Brasil 
Resíduos sólidos 
urbanos 
Indica a necessidade de um plano de amostragem e especifica que, 
no caso de resíduos heterogêneos, em mais de uma amostra sejam 
necessárias para caracterização, o método de amostragem e o 
número de amostras serão definidos pelos órgãos estaduais ou 
federais competentes. 
Não mencionada 
NBR 16849 
ABNT (2020) 
Brasil 
Resíduos sólidos 
urbanos para fins 
energéticos (RSUE) 
Indica a necessidade de um plano de amostragem que considere a 
sazonalidade, dentre outros fatores. Indica uma frequênciade conversão energética, instalações 
de potência baseadas em CDR no mundo e a situação atual no país onde ainda não há um 
mercado estruturado para o aproveitamento do CDR. 
O Cap. 4 apresenta os processos que ocorrem na alternativa de deposição de RSU em 
um aterro sanitário e que levam à geração de biogás e sua a extração para utilizar a fração de 
metano para a geração de eletricidade. O capítulo inicia apresentando a estrutura geral de um 
aterro sanitário com as características necessárias para a proteção do meio ambiente. A seguir 
aborda o processo de biodegradação ou biodigestão anaeróbia da fração orgânica que gera 
eventualmente metano, segue com modelos matemáticos de previsão da geração de biogás e 
metano, de perda de metano por oxidação e com programas computacionais encontrados na 
 
iv 
 
literatura especializada que permitem a estimativa da capacidade de geração de potência a 
partir do aproveitamento do metano. 
O capítulo também aborda o problema da fuga de metano dos aterros sanitários para o 
meio ambiente que é um importante gás do efeito estufa e tem um potencial de aquecimento 
global aproximadamente 21 vezes maior que o CO2. Quanto a isso, discutem-se 
procedimentos para estimar taxas de oxidação de metano na cobertura do próprio aterro e 
técnicas de monitoramento das emissões de metano na superfície do aterro para o meio 
ambiente. 
O Cap. 5 discute tecnologias específicas para o aproveitamento do biogás oriundo dos 
RSU para a geração de energia elétrica antes de ser depositado em aterros sanitários. Em um 
aterro sanitário o processo de biodegradação da fração orgânica ocorre naturalmente ao longo 
de anos, entretanto, instalações podem ser construídas para acelerar esse processo por meio 
da biodigestão anaeróbia e gerar metano em taxas mais elevadas, em menor tempo e, 
concomitantemente, reduzir emissões de metano para o meio ambiente. Esse capítulo 
apresenta os fundamentos microbiológicos da digestão anaeróbia, ressaltando seus principais 
mecanismos e atores e os principais parâmetros bioquímicos e físicos envolvidos. Na 
sequência são apresentadas as tecnologias de digestão anaeróbia comercialmente disponíveis 
e tecnologias de limpeza e purificação do biogás. Ao final, apresenta-se a situação atual da 
implantação dessas tecnologias em escala piloto, demonstrativa e comercial no Brasil. 
O Cap. 6 apresenta as tecnologias utilizadas para o uso de gás de baixo poder calorífico 
em comparação com o gás natural. O biogás produzido em aterros sanitários ou biodigestores 
possui concentração de metano na faixa de 50 a 60 % em volume. O poder calorífico do biogás 
está na faixa de 18 a 21,6 MJ/Nm3 ou cerca de 50 a 60 % daquele do gás natural, no qual o 
metano predomina e, portanto, se caracteriza como um gás pobre. As tecnologias possíveis 
para o uso do biogás são motores de combustão interna, turbinas a gás, ciclos combinados, 
microturbinas, sistema a vapor, células a combustível e o ciclo Stirling, sendo as duas primeiras 
as de maior penetração. 
O uso final do biogás pode ser muito variado: aquecimento de ambiente e processos 
industriais, injeção na rede de gás natural (biogás purificado), na evaporação do chorume, uso 
veicular e geração de eletricidade. O capítulo foca na geração de eletricidade a partir do biogás, 
apresenta as características dos equipamentos para este fim, detalhes de suas especificações 
técnicas, requisitos de qualidade do gás a ser utilizado e aspectos de manutenção e operação 
das instalações no Brasil que usam o biogás para geração de energia elétrica. 
 
v 
 
 O Cap. 7 trata do problema de combustão dos resíduos sólidos urbanos em diversos 
tipos de sistemas, processos também conhecidos como incineração de resíduos. Essa 
tecnologia data da última década do século 19 e inicialmente visava basicamente reduzir o 
volume de resíduo incinerando-o e transformando-o em gases emitidos para a atmosfera (sem 
qualquer tratamento) e cinzas, esta segunda parte sendo depositada em aterros. As 
tecnologias atuais se baseiam em conceitos de sustentabilidade em que se busca a geração 
de energia (waste-to-energy, WTE) e prevê-se sistemas de tratamento de gases e controle da 
poluição para evitar emissões de dioxinas, furanos e outros poluentes formados no processo 
de incineração. Esses sistemas permitem o controle das emissões até valores mínimos 
aceitáveis pela sociedade, ou emissões quase nulas, de forma robusta e confiável. 
 O capítulo apresenta também o histórico da evolução dos incineradores no Brasil e 
segue com duas alternativas de processos de combustão completa: queima direta dos RSU 
em caldeiras na forma como ele é recebido (mass burning) e queima de combustível derivado 
de resíduos (CDR). Para cada uma das alternativas apresentam-se a visão geral das 
instalações, as características das caldeiras, a capacidade das instalações, os parâmetros de 
operação, os mecanismos e fatores que causam corrosão em caldeiras de RSU ou CDR. Essas 
instalações são complexas com potências variando de dezenas de MW até mais que 100 MW 
(elétricos ou térmicos). 
O capítulo também descreve e discute os processos envolvidos na proteção da saúde 
do público e do meio ambiente. Discutem-se os produtos da combustão, como os gases 
passam por processos de limpeza antes de serem emitidos para a atmosfera e também como 
ocorre a coleta e neutralização dos materiais particulados (cinzas) e outros poluentes. Emitem-
se para a atmosfera gases de exaustão dentro dos limites regulamentados para garantir a 
saúde da população e não causar danos ao meio ambiente. O capítulo também discute as 
vantagens e desvantagens do ponto de vista de sustentabilidade das alternativas de 
incineração e deposição em aterros sanitários de RSU. 
 O Cap. 8 apresenta as tecnologias de conversão termoquímica de gaseificação e 
pirólise. Inicia-se a discussão apresentando as diferenças entre esses dois processos e a 
combustão completa que foi discutida no capítulo anterior. A diferença básica entre esses 
processos está relacionada com a quantidade de oxidante envolvida, pois na combustão 
completa ocorre a oxidação completa do resíduo e produz-se calor. No processo de 
gaseificação há deficiência de oxigênio e tem como produtos diversos gases entre eles metano; 
no processo de pirólise ocorre também deficiência de oxigênio e tem como produtos gases 
 
vi 
 
(metano), líquidos e carvão. Os gases gerados (metano, outros gases) e o carvão são 
combustíveis que podem ser usados em diversos processos industriais ou de geração de 
energia. 
 O capítulo apresenta uma discussão sobre os processos de gaseificação e pirólise 
utilizados no mundo. O número de instalações de gaseificação em operação é bem maior que 
o de pirólise. O principal produto dos sistemas de gaseificação é denominado gás de síntese e 
é utilizado em instalações de potência com caldeiras em ciclos a vapor. 
 O Cap. 9 apresenta vários tipos de ciclos térmicos possíveis de serem utilizados para 
a geração de potência a partir de RSU. Como já se viu, a variedade da composição do RSU 
permite várias possibilidades e ele pode ser utilizado na forma como ele se apresenta, na forma 
de biogás ou na forma de diferentes CDRs. Essa variedade, contudo, causa dificuldades nos 
processos de conversão de energia. Neste capítulo apresentam-se possibilidades de geração 
de potência a partir de ciclos de Rankine (incineração para produzir vapor), ciclos combinados 
de biogás e queima de RSU e ciclos combinados baseados em fluidos de trabalho orgânicos 
em ciclos Rankine e gás natural ou biogás. Apresentam-se também sistemas de cogeração no 
qual gera-se potência térmica para aquecimento distrital e para geração de eletricidade, 
múltiplos tipos de combustível, sistemas de gaseificação e pirólise e sistemas baseados em 
células a combustível utilizando biogás. Discute-se também como contornar os efeitos 
causados pela diferençamínima de 
amostragem até que se obtenham 10 resultados de caracterização do 
PCI e dos teores de Hg e Cl, sendo o que for maior entre uma análise 
por dia ou 1 amostra representativa a cada 500 t. 
Não mencionada 
ASTM (1992) EUA Não processado 
Campanha de coleta de no mínimo 5 dias, considerando a variação 
sazonal. 
Sim 
US EPA (1992) EUA 
Processado e não 
processado 
Campanha de coleta de 7 dias, considerando a variação sazonal. Sim 
ERRA (1993) Europeia 
Resíduos sólidos 
urbanos 
Campanha de coleta de 12 meses, considerando a variação sazonal e 
excluindo períodos festivos. 
Não mencionada 
Argus (1998) 
Alemanha 
(Remecom) 
Resíduos sólidos 
urbanos 
Campanha de 4 coletas, sendo 1 por estação do ano, considerando 
variação sazonal. 
Não mencionada 
IBGE (1998) 
Bélgica 
(projeto 
Remecom) 
Resíduos sólidos 
urbanos 
Campanha engloba 2 coletas, sendo uma no outono e uma na 
primavera, considerando variação sazonal. 
Não mencionada 
ModecomTM 
(1998) 
França 
(projeto 
Remecom) 
Resíduos sólidos 
urbanos 
Campanha engloba 4 coletas, sendo 1 por estação do ano, ou cada 
dois meses, considerando variação sazonal. 
Não mencionada 
EPA (1998) 
Irlanda 
(projeto 
Remecom) 
Resíduos sólidos 
urbanos 
A campanha de coleta é de 2 coletas em no mínimo 6 meses, 
repetindo-se trimestralmente, considerando a variação sazonal. 
Sim 
CAPÍTULO 2 
35 
 
Quadro 2.2. Normas e procedimentos de amostragem para determinação da composição gravimétrica de resíduos sólidos 
urbanos relatados em trabalhos nacionais realizados em diferentes localidades do país 
Referência Local Normas Objetivo da análise Quarteamento 
Drudi (2017) 
Santo André 
SP (Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004), 
ModecomTM 
Propor um modelo estatístico que permita prever o poder calorífico dos RSU a 
partir de dados da composição gravimétrica e de dados experimentais de 
umidade e de poder calorífico superior das frações combustíveis, além de definir 
uma metodologia de amostragem estatística dos resíduos úmidos para 
obtenção de dados significativos e representativos da composição gravimétrica 
e do poder calorífico. 
Sim 
Campos, Borba e 
Sartorel (2017) 
Iomerê SC 
(Brasil) 
NBR 12809 
ABNT 
(1993) 
Caracterização gravimétrica dos RSU com a perspectiva de influenciar as 
autoridades do município a aprimorar a sua gestão, através da implantação de 
um sistema de coleta seletiva. 
Não 
Alkmin e Ribeiro 
Junior (2016) 
Maria da Fé 
MG (Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004) 
Determinar a composição gravimétrica dos RSU do lixão municipal, visando 
levantar informações dos resíduos predominantes para projetos posteriores. 
Sim 
Galdino e Martins 
(2015) 
Mamborê 
PR 
ABNT 
(2004),Mode
comTM 
Determinar a composição física dos resíduos sólidos domiciliares visando 
contribuir com informações relacionadas à quantidade de materiais 
potencialmente recicláveis encaminhados ao aterro e para a elaboração do 
Plano de Gerenciamento Integrado de Resíduos Sólidos (PGIRS). 
Não 
Moura Lima e 
Archanjo (2012) 
Itaúna MG 
(Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004) 
Fornecer dados sobre a composição gravimétrica dos RSU permitindo o 
conhecimento dos fatores que determinam a sua origem e formação. 
Sim 
Soares (2011) 
Rio de 
Janeiro 
(Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004) 
Estudar o potencial energético dos RSU gerados em dois municípios do Rio de 
Janeiro. 
Sim 
Alcantara (2010) 
Cáceres MT 
(Brasil) 
Não 
mencionado 
Determinar a composição gravimétrica dos resíduos produzidos na cidade, 
avaliar a fertilidade e determinar os teores de metais pesados no solo da área 
do lixão. 
Não 
Pessin el al 
(2006) 
Canela RS 
(Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004) 
Avaliar os fatores que determinam a origem e a formação de resíduos sólidos 
em municípios turísticos. 
Sim 
Tabalipa e Fiori 
(2006) 
Pato Branco 
PR (Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004) 
 
Caracterizar os resíduos que foram depositados no município. Sim 
CAPÍTULO 2 
36 
 
Quadro 2.2. Normas e procedimentos de amostragem para determinação da composição gravimétrica de resíduos 
sólidos urbanos relatados em trabalhos nacionais realizados em diferentes localidades do país (Continuação) 
Referência Local Normas Objetivo da análise Quarteamento 
Faria (2005) 
Leopoldina 
MG (Brasil) 
NBR 10007 
ABNT 
(2004) 
Analisar a prática da gestão de coleta dos RSU, bem como sua caracterização 
mássica, propondo à administração local a implantação de um centro de 
triagem, levando em consideração a quantidade de resíduos gerados e o 
potencial de reciclagem. 
Sim 
Russo (2005) 
Matosinhos 
(Portugal) 
ModecomTM 
Aprofundar conhecimentos nos complexos mecanismos de estabilização de 
resíduos em aterros de modo a contribuir para identificação de problemas 
relacionados com sua concepção, operação e encerramento e estabelecer 
metodologias para o controle do processo, envolvendo os procedimentos 
operacionais e as técnicas analíticas mais adequadas ao efetivo controle dos 
parâmetros operacionais. 
Sim 
CAPÍTULO 2 
37 
 
2.4.5 Planejamento de amostragem de resíduos sólidos urbanos para determinação 
da sua composição gravimétrica 
 Neste tópico, apresenta-se uma proposta de planejamento para a amostragem de 
resíduos sólidos urbanos com o objetivo de determinar a sua composição gravimétrica para 
avaliação do potencial de recuperação energética. Essa etapa, essencial para garantir a 
representatividade das amostras e a confiabilidade dos resultados, antecede o trabalho de 
campo e é o ponto de partida para o seu planejamento. 
 O planejamento de amostragem proposto inclui diversas etapas fundamentais, as 
quais serão apresentadas e discutidas, passo a passo. Elas estão descritas de forma sucinta 
na Figura 2.9. 
 
Figura 2.9. Etapas do planejamento de amostragem de resíduos sólidos urbanos para 
determinação da sua composição gravimétrica 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 2 
38 
 
 Essa proposta foi aplicada em um estudo de caso em Santo André, um município da 
grande São Paulo, para a caracterização dos seus resíduos sólidos. A metodologia definida 
neste trabalho possibilitou a padronização de um método para definir o tamanho de uma 
amostra estatisticamente representativa dos resíduos gerados em um município, visando à 
avaliação das suas propriedades físicas e químicas, de modo a permitir a definição do processo 
de tratamento mais adequado para recuperação energética. O método utilizado pode ser 
aplicado em outras regiões ou municípios, fazendo-se adaptações para as características 
locais. 
Acredita-se que o presente trabalho possa complementar a norma utilizada no Brasil 
para amostragem de resíduos ABNT NBR 10007 (2004), no que diz respeito à uniformização 
da determinação da quantidade mínima necessária a ser coletada de forma representativa, 
podendo mostrar um retrato real e padronizado do tipo de resíduo que é gerado no país. 
2.4.5.1 Caracterização do Objeto de Estudo 
Nessa fase, entende-se por objeto de estudo os geradores dos resíduos sólidos urbanos 
que se deseja caracterizar. Deseja-se identificar o grupo gerador e levantar as informações 
relacionadas aos processos de geração e gerenciamento dos resíduos. São levantadas 
informações essenciais para que se defina a população estudada (no caso, os resíduos sólidos) 
e, com isso, estabeleçam-se os parâmetros para o planejamento da amostragem. 
Os estudos do processo de gerenciamento dos resíduos devem ser realizados com o 
intuito de, a partir do conhecimento do sistema de coleta e da quantidade gerada nas diferentes 
regiões dos municípios, definir o tamanho mínimo da amostra a ser coletada, considerando-se 
os parâmetros estatísticos de erro e confiança desejáveis. Dentre as informações necessárias 
sobre os geradores de resíduos, destacam-se as especificadas na Figura 2.10. 
Dependendo do objetivo de estudo, se o efeito das variáveis de influência sobre as 
características dos resíduos for considerado, as mesmas devem ser avaliadasnessa etapa. 
Por exemplo, caso o estudo deseje avaliar o efeito de fatores socioeconômicos sobre as 
propriedades dos resíduos, deve-se fazer esse levantamento de dados. 
A título de exemplo, serão apresentados os resultados do estudo de caso realizado pelos 
autores. Foi realizado um estudo de análise gravimétrica de resíduos sólidos urbanos no 
município de Santo André - SP, cujo gerenciamento é de responsabilidade do Serviço Municipal 
de Saneamento Ambiental de Santo André – SEMASA. 
CAPÍTULO 2 
39 
 
 
Figura 2.10. Dados dos geradores de resíduos que devem ser determinados para definição 
do tamanho de amostra 
Fonte: Elaborado pelos autores 
Objeto de Estudo: Município de Santo André/SP 
Esse estudo foi realizado entre os anos de 2015 e 2016. No ano de 2015, o SEMASA 
coletou cerca de 750 toneladas.dia-1 de resíduos e a população estimada no município de Santo 
André era de 710.210 habitantes (IBGE, 2016). 
A coleta foi realizada para 100% dos resíduos gerados, divididos em duas categorias: 
resíduos úmidos e resíduos secos. No que se refere aos resíduos úmidos, além dos setores, 
foram realizadas coletas específicas para a Companhia Regional de Abastecimento (CRAISA), 
as feiras livres e os Núcleos Habitacionais (ORIUM, 2016). 
No município de Santo André, para o sistema de coleta de resíduos úmidos, a área 
municipal é dividida em 15 setores, em função das características geográficas e demográficas. 
Para facilitar a logística de coleta, os setores foram divididos em um total de 56 subsetores, 
 
 
1. Número de habitantes da 
região estudada. 
 
2. Quantidade de resíduos 
gerada anualmente. 
 
3. Sistema de gerenciamento 
de resíduos adotado pelo 
gestor da região estudada: 
forma de coleta e disposição, 
sistema de coleta seletiva. 
 
4. Itinerário de coleta: deve-
se conhecer a forma como os 
resíduos são coletados. 
 
5. Dados de coleta: 
informações sobre a coleta 
dos resíduos gerados pelas 
diferentes áreas que 
compõem a região de estudo, 
como dados da massa de 
resíduos gerada. 
 
6. Caracterização da região 
de acordo com as atividades 
exercidas: residencial, 
comercial ou industrial. 
CAPÍTULO 2 
40 
 
sendo que cada um deles foi representado por um veículo coletor (caminhão) de resíduos 
úmidos indiferenciados. As informações estão sintetizadas na Tabela 2.3. 
Tabela 2.3. Definições básicas sobre o sistema de gestão de resíduos do município de Santo 
André 
Termo Definição Quantidade 
Setores 
Delimitação geográfica do município que 
contém mais de um bairro. 
15 
Subsetores 
(Caminhões) 
Subdivisão de um setor. Para efeitos 
operacionais, é representado por um veículo 
coletor de resíduo (caminhão). 
56 
Fonte: Elaborado pelos autores 
Para este estudo, foram coletadas amostras dos resíduos úmidos originárias dos 
subsetores, das feiras livres e da CRAISA. Adicionalmente, foram analisados também os 
rejeitos das cooperativas de reciclagem instaladas no município, que compreendem a parcela 
dos resíduos secos que são destinadas ao aterro sanitário e, portanto, são passíveis de 
recuperação energética. 
2.4.5.2 Parâmetros Estatísticos 
 Uma vez definidos e conhecidos os objetivos da pesquisa e o objeto de estudo, deve-
se iniciar a fase do planejamento amostral. Nessa etapa, são estabelecidos os parâmetros 
estatísticos para a amostragem, os quais são utilizados na definição do tamanho da população 
mínimo necessário para que se obtenha uma amostra representativa, dentro da confiabilidade 
desejada. 
 Para a definição de uma metodologia de coleta de amostras de resíduos sólidos 
urbanos que possa ser considerada como representativa do total coletado na região de estudo, 
com validade estatística, propõe-se um planejamento amostral conforme a sequência descrita 
no Quadro 2.3. Esse processo foi elaborado por Drudi (2017), com base no planejamento 
amostral proposto por Bolfarine e Bussab (2005), e foi aplicado aos resíduos úmidos coletados 
no município de Santo André. 
A metodologia adotada e os principais resultados obtidos nessa fase foram descritos na 
tese de Drudi (2017), na qual podem ser encontrados maiores detalhes das informações aqui 
transcritas. 
CAPÍTULO 2 
41 
 
A determinação do tamanho de amostras está intrinsecamente ligada à margem de erro 
e ao nível de confiabilidade probabilística. Como o objetivo foi determinar um tamanho de 
amostra que fosse representativo de uma população, Drudi (2017) considerou as variáveis 
margem de erro e nível de confiabilidade com base em trabalhos já realizados na área do 
problema em questão (MANN 2015; CHANG et al., 2007; ASTM,1992; Portaria 851/2009; 
NORDTEST, 1992). 
A partir de dados da literatura associada à caracterização de resíduos, verificou-se que 
são utilizados valores de erro amostral entre 1% e 10% e níveis de confiança entre 90% e 99% 
(CHANG et al., 2007; ASTM,1992; Portaria 851/2009; NORDTEST, 1992). Considerando-se 
esses valores, foi possível simular algumas combinações entre os erros amostrais e níveis de 
confiança encontrados na literatura para determinar a quantidade de amostras de resíduos 
sólidos a serem coletadas. 
 
CAPÍTULO 2 
42 
 
Quadro 2.3. Planejamento Amostral para resíduos 
Planejamento Amostral para Resíduos Sólidos Urbanos 
Tópicos Opções 
Local Região: Município/ Estado/ Pais 
Objetivo da 
Pesquisa 
Descrever o objetivo da pesquisa 
Variáveis 
Descrever as variáveis de interesse 
Componentes Físicos 
Componentes Químicos 
Materiais combustíveis 
Materiais não combustíveis 
Umidade 
Parâmetros 
Determinar: parâmetros e estimadores 
Poder Calorífico Superior (PCS) Regressão 
Poder Calorífico Inferior (PCI) Regressão 
Média da composição gravimétrica Pontual/ Intervalar 
Unidade 
elementar 
Tipo de Resíduo: 
Resíduo úmido (indiferenciado) Feiras livres 
Resíduo seco (seletiva) 
Cooperativas de Reciclagem 
(Rejeitos) 
Ecopontos 
 
 
Unidade 
amostral 
Local de onde serão retiradas as amostras: 
Resíduos de veículos coletores 
Resíduos de dentro das residências 
Resíduos de container fora das residências 
Público-alvo 
Locais físicos para a coleta de amostras: 
Bairros Quarteirões 
Quadras Subsetores 
Casas 
Sistema de 
Referência 
Banco de dados referente ao público-alvo: 
Prefeituras Setor responsável por RSU 
IBGE 
Tipos de 
Investigação 
Tipo de pesquisa: 
Levantamento de dados Planejamento de experimentos 
 
 
CAPÍTULO 2 
43 
 
Quadro 2.3. Planejamento Amostral para resíduos (continuação) 
Método de coleta 
de dados 
Como os dados serão levantados: 
Instrumentos formalizados Verbalizada 
Instrumentos não formalizados Observacional 
Tipo de 
amostragem 
Classificação de amostras: 
Probabilística 
 
Simples 
Estratificada 
Com reposição 
Sem reposição 
Não probabilística 
Intencional 
Criteriosa 
Determinação do 
tamanho da 
amostra 
Equações para determinação do tamanho de amostras: 
𝑛 =
𝑁 × 𝑠2 × (𝑍𝛼)
2
(𝑁 − 1) × 𝜀2 + 𝑠2 × (𝑍𝛼)
2
 População finita 
𝑛 = 𝑍𝛼
(𝑠𝑥)
2
(𝜀)2
 População infinita 
𝜀 (erro) Entre 1% e 10% 
𝑍𝛼 (Nível de confiança) 
Entre 90% e 99% (verificar valores 
tabelados) 
𝑁 = tamanho da população (Verificar público-alvo) 
𝑠 = desvio padrão 
(Obtido através de amostra piloto ou 
da literatura) 
Fonte: Drudi (2017) 
 
Estudo de caso: Planejamento amostral para o município de Santo André 
 A etapa de planejamento amostral foi efetuada para a coleta de amostras dos resíduos 
sólidos úmidos resultantes da coleta indiferenciada dos diferentes subsetores que compõem o 
município de Santo André. 
No caso dos resíduos de feiras livres, CRAISA e rejeitos das cooperativas de reciclagem 
do município de Santo André, a heterogeneidade da fonte geradora não é tão grande como 
para os resíduos úmidos coletados nos diferentes subsetores do município, de modo que o 
planejamento amostral não foi aplicado. Para cada subsetor, a unidade amostral considerada 
foi o caminhão coletor.CAPÍTULO 2 
44 
 
O cálculo do tamanho das amostras em função dos parâmetros estatísticos foi realizado 
com base na Equação (2.2), indicada para os casos em que o tamanho da população é 
conhecido. Foram simuladas algumas combinações entre erro amostral e nível de confiança 
(STEVENSON, 2001). Os parâmetros estatísticos utilizados para os cálculos estão resumidos 
na Tabela 2.4 e os resultados estão apresentados na Tabela 2.5. O critério adotado para 
determinar o tamanho da população foi a área que é coberta por um mesmo caminhão coletor, 
a qual é definida como subsetor. 
Tabela 2.4. Parâmetros estatísticos utilizados para calcular o tamanho da amostra de 
resíduos sólidos no estudo de caso aplicado ao município de Santo André 
Parâmetro Estatístico Quantidade 
Tamanho da população, em caminhões coletores 56 
Desvio Padrãoa 0,5 
Legenda: (a) Definido conforme dados de literatura (CHANG et al., 2007; MANN 2015; 
BOLFARINE; BUSSAB, 2005). 
Fonte: Drudi (2017) 
Tabela 2.5. Simulação do tamanho de amostras para diferentes combinações de erros e 
níveis de confiança 
Nível de 
confiança 
0,90 0,95 0,99 
Erro Tamanho de amostras 
0,02 54 55 55 
0,05 47 49 52 
0,10 31 36 42 
Fonte: Drudi, 2017 
 
Após as simulações definiu-se o nível de confiança como 95% e o erro como 10%, 
resultando em uma amostra de 36 veículos coletores (caminhões) de resíduos úmidos. Para a 
definição dos parâmetros estatísticos, foram consideradas referências e normas internacionais 
que tratam sobre o assunto, porém, deve-se também ponderar a viabilidade de execução, que 
é determinada por fatores como tempo e recursos disponíveis para análise. 
CAPÍTULO 2 
45 
 
2.4.5.3 Seleção das unidades amostrais 
Esta etapa consiste em estabelecer a forma e os critérios para seleção das unidades 
amostrais, considerando-se o tamanho da população, as informações sobre o objeto de estudo 
relacionadas à unidade amostral e o tipo de amostragem desejável. Todas essas definições 
estão relacionadas ao objetivo da pesquisa. 
No estudo de caso realizado, as unidades amostrais consideradas foram os caminhões 
que, por sua vez, representam regiões geradoras de resíduos dentro do município estudado. 
O tipo de amostragem selecionado foi a aleatória simples e a seleção das unidades amostrais 
a serem analisadas foi realizada por sorteio. 
Com o objetivo de que, no processo de amostragem, fosse garantida a 
proporcionalidade da representação das diferentes regiões no total de resíduos gerados nos 
municípios, a cada caminhão coletor, atribuiu-se um peso proporcional à sua contribuição para 
o total gerado no município, que foi considerado no sorteio. Dessa forma, a chance de um 
determinado veículo coletor ser sorteado foi proporcional à quantidade de resíduos gerada pela 
região por ele representada. 
Para definição desses pesos, na fase de caracterização do objeto de estudo, a massa 
de resíduos gerada pelas regiões representadas por cada caminhão (subsetores), em um 
mesmo período, foi determinada. 
A metodologia adotada para considerar a proporcionalidade de geração de resíduos por 
região, no processo de seleção das unidades amostrais que foram coletadas, está resumida 
no fluxograma apresentado na Figura 2.11. 
CAPÍTULO 2 
46 
 
 
Figura 2.11. Fluxograma para seleção de amostras aleatoriamente 
Fonte: Elaborado pelos autores 
2.4.6 Trabalho de campo 
 Uma vez definido o plano de amostragem e realizado o sorteio das unidades amostrais 
que foram analisadas, foi possível iniciar o trabalho de campo. Considerando o objetivo de 
avaliar o potencial de recuperação energética dos resíduos, além da determinação da 
composição gravimétrica, foram necessárias análises laboratoriais de caracterização das 
amostras. Nesse contexto, a pesquisa de campo foi dividida em três etapas: amostragem, 
análise gravimétrica e processamento e preparo de amostras para as análises laboratoriais, 
conforme ilustra a Figura 2.12. 
 
CAPÍTULO 2 
47 
 
 
Figura 2.12. Etapas do trabalho de campo para coleta e preparo de amostras de resíduos 
sólidos úmidos do município de Santo André 
Fonte: Elaborado pelos autores 
Nos tópicos 2.4.6.1 a 2.4.6.3, o procedimento para realização de cada uma das etapas 
será descrito de forma detalhada, utilizando como exemplo o estudo de caso das análises dos 
resíduos sólidos urbanos do município de Santo André, realizado pelos autores. Os 
procedimentos descritos nesse tópico se aplicam às amostras de resíduos úmidos (subsetores, 
CRAISA e feiras livres). No caso dos resíduos secos (rejeitos das cooperativas de reciclagem), 
os procedimentos adotados foram similares, sendo que as suas particularidades serão 
ressaltadas ao longo do desenvolvimento do texto. 
Os principais resultados obtidos nessa fase foram descritos na tese de Drudi (2017) e 
nas dissertações de Silva (2016), Gutierrez Gomez (2016) e Marana (2017) para os resíduos 
úmidos, e de Tiburcio (2018), para os resíduos secos. O trabalho de campo foi desenvolvido 
no aterro municipal de Santo André, administrado pelo SEMASA, ao longo de 18 semanas no 
período de setembro de 2015 a janeiro de 2016, seguindo o cronograma de coleta estabelecido 
pela empresa contratada para realização das análises gravimétricas. Foram caracterizados os 
resíduos úmidos (incluindo os das feiras livres e Central Regional de Abastecimento) e secos. 
2.4.6.1 Amostragem 
2.4.6.1.1 Resíduos Úmidos 
 A unidade amostral considerada para os resíduos úmidos são os caminhões coletores, 
dos quais foram obtidas amostras de 400 litros, distribuídas em dois tambores de 200 litros 
CAPÍTULO 2 
48 
 
cada um, a partir das quais foi realizada a análise da composição gravimétrica. Para a obtenção 
de uma amostra representativa e homogênea, considerando-se a heterogeneidade dos 
resíduos úmidos, foi adotado o quarteamento, como é recomendado pela NBR 10007 (ABNT, 
2004b). 
 Para a amostragem, os resíduos de cada caminhão foram despejados em uma área 
limpa e impermeável. Com o auxílio de uma pá carregadora, foi realizada a homogeneização 
e o quarteamento dos resíduos, de forma sequencial, até que foi obtida uma pilha com 
aproximadamente 2,5 toneladas de resíduos. Dessa pilha, com o auxílio de uma pá, foram 
extraídas amostras de diferentes pontos – base, topo e centro – até o preenchimento de dois 
tambores com 200 litros cada um. 
 Em função das características da região estudada, como a quantidade de resíduos 
coletada, por exemplo, podem ser necessárias ou indicadas algumas pequenas adaptações ao 
procedimento. 
 Para a amostragem dos resíduos úmidos do município de Santo André, devido ao 
grande volume de resíduos gerado, a unidade amostral considerada foi de dois caminhões 
coletores, o que equivale a aproximadamente 20 toneladas de resíduos. A metodologia de 
amostragem dos resíduos de Santo André foi proposta e executada pela empresa contratada 
para realizar a análise gravimétrica. O procedimento de amostragem adotado foi o descrito na 
Figura 2.13. 
 As amostras coletadas, dispostas nos dois tambores de 200 litros, foram pesadas e 
direcionadas para o processo de triagem para determinação da composição gravimétrica. A 
separação foi realizada manualmente, de acordo com as categorias desejáveis, que devem ser 
definidas previamente em função dos objetivos da análise. Para cada categoria, deve-se 
separar e pesar um tambor de 50 litros, ainda vazio. Durante a triagem, as frações que 
compõem os resíduos úmidos foram depositadas no interior dos tambores, que foram ser 
pesados novamente ao final do processo. A composição gravimétrica é então calculada como 
a fração mássica de cada uma das categorias. 
 Nos casos em que se deseja estudar a composição gravimétrica considerando-se o 
potencial de reciclagem dos resíduos direcionados aos aterros, é recomendável que a seleção 
das frações seja realizada de forma mais detalhada, considerando os diferentes tipos de 
materiais recicláveis.Por outro lado, caso seja desejável conhecer apenas o potencial de 
recuperação energética, a caracterização pode ser realizada apenas em termos das categorias 
CAPÍTULO 2 
49 
 
combustíveis. Os detalhes sobre as diferentes frações e categorias que compõem a 
composição gravimétrica foram descritos no tópico 2.3.1. 
2.4.6.1.2 Rejeitos das cooperativas de reciclagem 
 Os resíduos secos que possuem potencial de recuperação energética são os rejeitos 
das cooperativas de reciclagem. A unidade amostral considerada, nesses casos, são as 
caçambas nas quais os rejeitos são depositados, após o processo de triagem. 
As amostras de resíduos sólidos recicláveis descartados no processo de triagem manual 
foram coletadas entre os meses de dezembro de 2015 e janeiro de 2016, na Central de Triagem 
de Resíduos Recicláveis de Santo André – SP, onde operam duas cooperativas: a Cooperativa 
dos Agentes Autônomos de Reciclagem e a Cooperativa Cidade Limpa. 
 Foram amostradas seis caçambas de rejeitos entre dez processadas e analisadas 
gravimetricamente por intermédio de uma empresa terceirizada contratada pelo SEMASA, 
correspondendo a três coletas no período (duas caçambas a cada coleta). O total final 
amostrado para realização da análise gravimétrica foi de 400 litros por caçamba. Para a 
amostragem, seguiu-se o mesmo procedimento de homogeneização e quarteamento descrito 
na Figura 2.13. 
 
CAPÍTULO 2 
50 
 
 
 
Figura 2.13. Sequência do procedimento de quarteamento para obtenção das amostras para 
análise da composição gravimétrica 
Fonte: Elaborado pelos autores. 
CAPÍTULO 2 
51 
 
Estudo de caso: do município de Santo André 
No município de Santo André, em que o processo de coleta seletiva e as cooperativas 
já operam, as amostras de resíduos úmidos domiciliares foram separadas em 33 diferentes 
frações. Após a análise da composição gravimétrica, com a finalidade de avaliar o potencial de 
recuperação energética, as amostras foram então reagrupadas em 5 categorias combustíveis 
(orgânicos, sanitários, plástico, papel/papelão e têxteis), que foram novamente amostradas e 
preparadas para as análises laboratoriais. As frações inertes foram descartadas. Para as 
amostras correspondentes à CRAISA e às feiras livres, por sua vez, só foram consideradas as 
frações de orgânicos, que apresentam potencial para recuperação energética por biodigestão 
anaeróbia. As categorias consideradas nesse processo estão descritas no Quadro 2.4. 
Na Figura 2.14 são apresentados os valores médios da composição gravimétrica dos 
resíduos úmidos correspondentes às amostras obtidas da coleta indiferenciada e das feiras 
livres e CRAISA. 
As amostras da CRAISA e das feiras livres apresentaram 67 e 50% de orgânicos em 
sua composição, respectivamente. Esse fato era esperado, uma vez que os resíduos são 
compostos, principalmente, pelos restos das frutas, legumes e verduras comercializados. Nas 
amostras correspondentes à coleta indiferenciada, a concentração de orgânicos foi de 39% e 
notou-se um maior teor de plásticos, sanitários e têxteis, em comparação à CRAISA e às feiras 
livres. A concentração média de papel e papelão foi da mesma ordem de grandeza para todas 
as amostras. Um ponto que merece destaque é a concentração de madeira, superior a 30% 
nas amostras das feiras livres. Esse valor é devido ao uso de caixotes para o transporte dos 
produtos. 
Considerando-se o potencial dos orgânicos para processos bioquímicos de conversão 
e o das demais categorias combustíveis para os termoquímicos, as composições gravimétricas 
observadas na Figura 2.14. indicam a necessidade de se ampliar o sistema de coleta seletiva, 
separando-se a fração orgânica das demais, para que os processos possam ser aplicados de 
forma eficiente. Adicionalmente, a presença de elevadas concentrações de materiais 
recicláveis nos resíduos oriundos da coleta indiferenciada, em um município que possui 
sistema de coleta seletiva, mostra a necessidade de que sejam instalados programas de 
educação ambiental e ações para maior conscientização da população. 
CAPÍTULO 2 
52 
 
Quadro 2.4. Frações correspondentes à caracterização gravimétrica dos RSU úmidos do 
município de Santo André, em campanha realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016 
Frações Categorias 
Frações combustíveis processadas 
Material orgânico (alimentos e podas) 
Orgânicos 
Material orgânico (materiais inseparáveis) 
Material orgânico (sanitário) 
Sanitários 
Fraldas 
Borracha 
Plásticos 
Isopor 
PET [1] - politereftalato de etileno 
PEAD [2] - polietileno de alta densidade 
V [3] – pvc 
PEBD [4] - polietileno de baixa densidade 
PP [5] – polipropileno 
PS [6] – poliestireno 
Outros plásticos 
Sacos plásticos (sacos de lixo) 
Sacos plástico (supermercado) 
Embalagens aluminizadas 
Papel branco 
Papéis 
Papelão 
Tetra pack® 
Jornais e revistas 
Tecido, pano Têxteis 
Madeira natural 
Madeira Frações Combustíveis não processadas 
Madeira processada 
Outro (Sem identificação) Outros 
Fração não combustível 
Resíduos tecnológicos-pilhas 
Inertes 
Resíduos tecnológicos-lâmpadas 
Resíduos tecnológicos-informática 
Resíduos tecnológicos-outros 
Entulho 
Vidro 
Metal (ferroso) 
Metais não ferrosos 
Alumínio 
Fonte: Drudi (2017) 
CAPÍTULO 2 
53 
 
 
(a) Resíduos Úmidos – Coleta Indiferenciada 
 
(b) Feiras Livres 
 
(c) CRAISA 
Figura 2.14. Composição gravimétrica média das frações combustíveis dos resíduos sólidos 
urbanos úmidos oriundos de coleta indiferenciada, feiras livres e CRAISA do município de 
Santo André/SP, na campanha gravimétrica realizada entre set/2015 e fevereiro/2016 
Fonte: Adaptado de (a) Drudi (2017); (b) e (c) Silva (2016) 
CAPÍTULO 2 
54 
 
2.4.6.2 Definição e preparo das amostras 
Os resíduos sólidos urbanos, da forma como são coletados, necessitam de um preparo 
inicial para que seja possível avaliar, em análises laboratoriais, suas propriedades e seu 
potencial energético, seja para processos termoquímicos ou bioquímicos. A definição de uma 
metodologia de preparo das amostras de RSU é uma etapa muito importante e de difícil 
definição devido à heterogeneidade dos materiais e à quantidade de amostras com que se tem 
que lidar. Adicionalmente, essa etapa é fundamental para a confiabilidade das análises, pois 
amostras coletadas e armazenadas de forma inadequada podem gerar resultados errôneos e 
acarretar o mau dimensionamento dos equipamentos utilizados nas usinas de recuperação 
energética. 
Para que sejam avaliadas as propriedades físicas, químicas ou térmicas dos RSU, após 
a separação das categorias específicas dos resíduos (gravimetria), as amostras devem ser 
depositadas sobre uma manta de PEAD e homogeneizadas. Em seguida, deve ser realizado 
um novo quarteamento, até que se atinja a massa especificada pela norma adotada. As 
recomendações da norma Nordtest (1995) são de 5,0 kg para orgânicos ou 3,0 kg, para as 
demais categorias combustíveis. As etapas de preparo de amostra para envio ao laboratório 
são apresentadas na Figura 2.15. 
Após a separação da quantidade necessária de cada categoria combustível, as 
amostras devem ser trituradas em equipamento específico para essa finalidade. A escolha do 
equipamento deve considerar as características físicas das amostras. 
Vale destacar que, em função do grande número de amostras coletadas em uma 
caracterização com representatividade estatística, o planejamento do passo a passo das 
etapas de coleta e preparo é fundamental para a confiabilidade dos dados. Caso as amostras 
estejam com umidade baixa, é possível armazená-las trituradas, sem um prévio tratamento. No 
caso de amostras que apresentem elevada umidade ou que estejam contaminadas com a 
umidade de outras frações, como é esperado em amostras oriundas de coleta indiferenciada, 
é necessário um tratamento adicional, após a sua trituração. Para isso, recomenda-se o 
processo de secagem até peso constante,em estufa com circulação de ar, à temperatura de 
75°C para os plásticos e de 105°C, para as demais frações. 
Após a secagem, as amostras devem ser embaladas a vácuo e devidamente 
identificadas para o transporte até o laboratório onde serão realizadas as análises. 
CAPÍTULO 2 
55 
 
 
Figura 2.15 - Etapas do preparo de amostras para envio ao laboratório para caracterização 
Fonte: Drudi (2017); Gutierrez Gomez (2016); Tiburcio (2018) 
 Nos trabalhos realizados por Drudi (2017), Marana (2017), Silva (2016) e Gutierrez 
Gomes (2016) no Aterro Municipal da cidade de Santo André – SP, ao longo de 4 meses, foram 
coletados, processados e encaminhados para o laboratório de análises aproximadamente 612 
 
 
 1. Homogeneização 
 
 
2. Determinação da 
densidade a granel 
 
 3. Trituração 
 
 
4. Embalagem a vácuo e 
envio para laboratório 
 
 
5. Secagem - Plásticos: 75oC; 
Demais frações: 105oC 
 
 
6. Embalagem a Vácuo e 
Armazenamento 
CAPÍTULO 2 
56 
 
kg de resíduos sólidos urbanos úmidos referentes a todos os setores analisados, o equivalente 
a 6% dos resíduos coletados por 1 veículo coletor (caminhão) com capacidade média de 10 
toneladas. Esse número pode ser comparado à geração de resíduos per capita, ou seja, à 
quantidade média de resíduos gerada por aproximadamente 600 pessoas em um dia ou à 
quantidade gerada por uma única pessoa ao longo de quase 2 anos. Esse volume de amostras, 
além de evidenciar a importância dos trabalhos, valoriza a necessidade de outras pesquisas 
nessa área para que se obtenham informações relevantes e representativas para a 
recuperação energética de resíduos. 
2.5 CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS DOMICILIARES PARA RECUPERAÇÃO 
ENERGÉTICA POR DIFERENTES ROTAS TECNOLÓGICAS: PARÂMETROS FUNDAMENTAIS 
 A recuperação energética dos RSU pode se dar por diferentes processos de 
conversão, sendo que os mais difundidos são os das rotas termoquímica (pirólise, liquefação, 
gaseificação e combustão) e bioquímica (biodigestão anaeróbia). A rota bioquímica só é 
aplicável aos resíduos orgânicos, que, no processo, são biodegradados em ausência de 
oxigênio e parcialmente convertidos em outro combustível, o biogás. Dentre os processos da 
rota termoquímica, a combustão direta, também conhecida como mass burning, é a mais 
aplicada no tratamento de resíduos domiciliares, permitindo a recuperação energética de todas 
as frações combustíveis que os compõem. 
 Quando se fala em recuperação energética de resíduos sólidos urbanos, qualquer que 
seja a rota escolhida, é de extrema importância, além da composição gravimétrica, conhecer 
as suas propriedades físicas, químicas e térmicas. Essas propriedades são a base para 
dimensionamento dos sistemas de recuperação energética e para o projeto dos seus 
equipamentos. 
 Com base no conhecimento de propriedades como umidade, composição imediata, 
poder calorífico, composição elementar, composição centesimal, entre outras, é possível 
estimar o potencial de recuperação energética dos resíduos por diferentes rotas tecnológicas 
e gerar dados para o adequado dimensionamento dos equipamentos e processos. Tem-se, 
dessa forma, informações seguras que fornecerão subsídios para o direcionamento para os 
melhores tratamentos. 
 Cada rota tecnológica de recuperação energética (termoquímica e bioquímica) 
apresenta as suas particularidades e necessita do conhecimento de propriedades específicas 
para seu correto dimensionamento. Dentre essas propriedades, uma das mais importantes é a 
CAPÍTULO 2 
57 
 
umidade, cujo conhecimento é fundamental para a indicação da rota tecnológica mais 
apropriada. Por exemplo, altos teores de umidade são indesejáveis nas rotas termoquímicas e 
desejáveis na bioquímica. Sendo assim, a elevada umidade da fração orgânica é um fator 
adicional para que seja indicada a sua segregação na fonte e direcionamento para o processo 
de biodigestão anaeróbia. As demais categorias, ainda que – quando oriundas da coleta 
indiferenciada – possam apresentar elevado teor de umidade; como é o caso das categorias 
papel/papelão, sanitário e têxtil; possuem características adequadas à rota termoquímica de 
recuperação energética (MARANA, 2017; DRUDI, 2017). 
 Neste tópico, são apresentadas as principais propriedades dos RSU que devem ser 
conhecidas para cada uma dessas rotas. Para cada uma das propriedades, são descritas as 
metodologias seguidas para sua determinação experimental e são apresentados dados 
resultantes da caracterização dos resíduos sólidos urbanos do estudo de caso realizado pelos 
autores no município de Santo André. 
 Na Figura 2.16 são apresentados os parâmetros fundamentais dos resíduos sólidos 
urbanos que devem ser determinados para o dimensionamento dos processos de recuperação 
energética pelas rotas termoquímica e bioquímica. Cada uma dessas propriedades segue 
normatizações e metodologias específicas, que serão apresentadas nos próximos tópicos. 
Figura 2.16. Propriedades dos resíduos a serem determinadas para avaliação do potencial de 
recuperação energética pelas rotas termoquímica e bioquímica 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 2 
58 
 
2.5.1 Rota Termoquímica: parâmetros fundamentais para caracterização dos resíduos 
 Para o tratamento térmico com aproveitamento energético, é fundamental o 
conhecimento de propriedades dos resíduos que possibilitem a estimativa do seu potencial de 
recuperação energética, o qual está diretamente associado à sua composição física e química. 
Dessa forma, além da composição gravimétrica, o conhecimento de propriedades como 
umidade, composição imediata, composição elementar e poder calorífico é essencial. 
 Adicionalmente, a composição das cinzas é um outro parâmetro importante de ser 
avaliado tanto para o projeto dos equipamentos quanto para o sistema de gestão de resíduos. 
No que se refere ao projeto de equipamentos, a importância está associada à sua durabilidade, 
em função de possíveis interações entre os materiais utilizados na fabricação dos 
equipamentos e os componentes das cinzas. Quanto ao sistema de gestão de resíduos, deve-
se considerar a possibilidade de recuperação de minerais e compostos químicos presentes nas 
cinzas e, na sequência, a necessidade de sua disposição final em aterros sanitários. 
 As propriedades fundamentais dos resíduos relacionadas aos processos 
termoquímicos, bem como suas normas específicas, estão sintetizadas no Quadro 2.5. É 
importante ressaltar que, a fim de que sejam obtidos dados confiáveis a partir dos quais seja 
possível fazer uma avaliação estatística, todas as análises devem ser realizadas no mínimo em 
triplicata, exceto a umidade, que deve ser realizada em quintuplicata. 
Quadro 2.5. Parâmetros e metodologias específicas a serem considerados nos processos 
termoquímicos 
ANÁLISE NORMA 
Umidade Standard Methods EPA 2540G (EPA, 1997) 
Composição Elementar Standard Methods ASTM (2011) E 870-82 
Composição Imediata 
ASTM E 897-88 - Standard Test Method for Volatile 
Matter in the Analysis Sample of Refuse-Derived Fuel 
ASTM E 830-87 (1996) Standard Test Method for Ash in 
the Analysis Sample of Refuse-Derived Fuel 
Composição elementar das 
cinzas 
Standard Test Methods ASTM E 1755 (2007) 
Poder calorífico superior e 
inferior 
Standard Test Method for Gross Calorific Value of 
Refuse-Derived Fuel by the Bomb Calorimeter 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 2 
59 
 
Para demostrar a importância do conhecimento das propriedades dos resíduos, podem 
ser considerados exemplos de alguns casos em que variações delas tiveram consequências 
sobre os equipamentos e processos. Segundo relatos de Ryu e Shin (2012), na Coreia do Sul, 
plantas de incineração apresentaram um problema operacional por conta da mudança do tipo 
de resíduo que foi coletado no país. A maior parte das plantas construídas na Coreia foram 
projetadas para receber resíduos que possuíam um PCI de 7,1 MJ/kg,sendo seu limite de 
operação mínimo de 4,2 MJ/kg e o máximo, de 10 MJ/kg. No entanto, após alguns anos, a 
composição gravimétrica apresentou uma diminuição na quantidade de alimentos, o que 
aumentou o PCI dos resíduos. Essa mudança acarretou danos às paredes das fornalhas por 
conta das altas temperaturas, o que manteve algumas plantas em manutenção, diminuindo, 
assim, a disponibilidade de operação. 
Na China, Zhou et al. (2014) descreveram um problema ocorrido pela falta de uma 
metodologia padronizada para a caracterização dos resíduos. Em decorrência da falta de 
padronização, os dados da composição gravimétrica de um mesmo local apresentaram 
diferenças significativas, ou seja, os percentuais de componentes físicos de uma mesma 
localidade, avaliados por dois métodos diferentes, resultaram em valores divergentes. Como 
consequência, materiais que possuíam cloro em sua composição foram processados em 
sistemas termoquímicos de recuperação energética. Trata-se de um componente altamente 
corrosivo para os equipamentos e que, quando submetidos a altas temperaturas, produz 
dioxinas e furanos, substâncias que oferecem riscos à saúde humana. 
 Nos próximos tópicos serão descritas, para cada uma das propriedades listadas na 
Figura 2.16, a metodologia indicada para sua determinação em laboratório e, ao final, serão 
apresentados os valores médios dessas propriedades, obtidos pelos autores em amostras 
estatisticamente representativas de cada uma das categorias combustíveis dos resíduos 
sólidos urbanos do município de Santo André, localizado na Grande São Paulo. 
2.5.1.1 Umidade 
A umidade é, por definição, o percentual mássico de água presente na amostra. A 
umidade da biomassa influencia muito na sua qualidade como combustível, pois interfere no 
consumo energético nas etapas de pré-tratamentos e no seu potencial energético (NOGUÉS 
et al., 2010). Dessa forma, a umidade é uma propriedade muito importante na definição do 
processo mais indicado para tratamento e recuperação energética dos resíduos. A umidade 
elevada é desejável nos processos bioquímicos, pois melhoram o contato entre os 
CAPÍTULO 2 
60 
 
microrganismos e o substrato, contribuindo positivamente para o potencial de produção de 
metano. Por outro lado, interfere negativamente no poder calorífico, diminuindo o rendimento 
da combustão, sendo, portanto, indesejável em processos termoquímicos de conversão. 
O ideal é que se conheça a umidade das frações dos RSU in loco, ou seja, assim que 
chegam no aterro, denominada umidade em base de trabalho. Para a sua determinação com 
o mínimo desvio possível, é recomendável que a análise seja iniciada no local de coleta das 
amostras. No momento em que as amostras forem separadas, pesadas e pré-trituradas, uma 
porção de cada fração deve ser reservada em cadinhos de alumínio (limpos, secos e de massa 
conhecida). Uma amostra com 5 a 10g deve ser colocada no interior dos cadinhos e sua massa 
determinada, em balança semi-analítica. É recomendável que essa análise seja realizada, no 
mínimo, em quintuplicata, devido à heterogeneidade da amostra. 
As amostras devem, então, ser levadas para as estufas de circulação forçada, para 
secagem até massa constante. No caso de a estufa não estar no mesmo local de coleta das 
amostras, recomenda-se que, logo após a pesagem, os cadinhos sejam tampados e 
embalados para o transporte. Chegando-se ao laboratório, deve-se proceder nova pesagem 
para verificação da variação de massa no transporte. 
 Conforme a metodologia apresentada pela Standard Methods EPA 2540G (EPA, 
1997), em laboratório, todos os cadinhos com as amostras dos resíduos orgânicos, sanitários, 
papel/papelão e têxteis de cada dia de coleta devem ser secas em estufa com circulação 
forçada de ar a uma temperatura de 105°C até massa constante (NORDTEST, 1995; ADEME, 
1998; CHRISTENSEN, 2011). Para as amostras de resíduos plásticos, o procedimento é o 
mesmo, porém, a temperatura de secagem deve ser de 75ºC, de modo a evitar a possível 
degradação da amostra quando submetida a temperaturas mais elevadas (JANSEN et al., 
2004). 
2.5.1.2 Composição Imediata 
 A análise imediata tem o objetivo de determinar as propriedades combustíveis das 
frações dos resíduos sólidos urbanos, consistindo na determinação da concentração mássica 
de umidade, material volátil, carbono fixo e cinzas. É uma das análises mais importantes para 
o estudo de processos térmicos de conversão, pois fornece informações importantes sobre 
como o combustível irá se comportar de forma rápida e com baixo custo. 
 Como mencionado anteriormente, altos valores de umidade diminuem o rendimento 
da combustão. O material volátil corresponde aos vapores condensáveis e não condensáveis 
CAPÍTULO 2 
61 
 
(excetuando-se a umidade) que são liberados quando os resíduos são aquecidos. Elevadas 
concentrações de materiais voláteis indicam que a ignição pode iniciar sob temperaturas 
relativamente baixas, o que significa uma alta reatividade na combustão. 
 O carbono fixo representa o carbono que permanece carbonizado (char) no processo 
de transformação termoquímica, após a etapa de volatilização. Varia com a taxa de 
aquecimento, de modo que não apresenta um valor fixo e não pode ser determinado 
diretamente. Entretanto, representa um importante parâmetro de avaliação do rendimento dos 
resíduos como combustíveis em processos térmicos, o qual está diretamente relacionado à 
taxa de pirólise, gaseificação ou combustão. A relação material volátil/carbono fixo fornece 
indicações sobre a reatividade do combustível. As cinzas, por sua vez, por serem materiais 
inertes, diminuem o potencial de recuperação energética dos resíduos, além de terem efeitos 
significativos sobre o desgaste dos equipamentos e de impactarem negativamente os custos 
de transporte, manuseio e gerenciamento do processo. 
 As metodologias de referência para a determinação dos materiais voláteis e das cinzas 
são, respectivamente: ASTM E 897-88 - Standard Test Method for Volatile Matter in the 
Analysis Sample of Refuse-Derived Fuel e ASTM E 830-87 (1996) Standard Test Method for 
Ash in the Analysis Sample of Refuse-Derived Fuel. Estas análises são realizadas em forno 
mufla, com amostras distintas. A temperatura indicada na norma para a determinação do teor 
de cinzas é de 575 (± 25) °C, até peso constante, e, para a determinação do material volátil, 
975 (± 20) °C, por 7 minutos, para todas as frações combustíveis. O carbono fixo é determinado 
por diferença e recomenda-se que as análises sejam feitas, minimamente, em triplicata. 
 Na Tabela 2.6 estão apresentados os valores médios da composição imediata das 
diferentes categorias combustíveis dos resíduos sólidos urbanos do município de Santo André. 
Apresenta-se também o resultado da amostra RSUcombustível, que consiste em uma amostra 
representativa dos resíduos da forma como chegam ao aterro, construída pela combinação das 
categorias combustíveis de forma proporcional à sua presença na composição gravimétrica. 
Esses resultados foram calculados a partir dos dados apresentados por Gutierrez Gomez 
(2016), Leite et al. (2021) e Drudi (2017). 
 Como pode ser observado na Tabela 2.6, a umidade das categorias combustíveis 
variou de (24,60 ± 8,50) %, para os plásticos, a (65,47±9,26) %, para os orgânicos. A umidade 
da categoria RSUcombustível (47,66%) foi calculada ponderando-se a umidade de cada categoria 
pela sua representatividade na composição gravimétrica do município. 
 
CAPÍTULO 2 
62 
 
Tabela 2.6. Composição imediata das categorias combustíveis dos resíduos úmidos do 
município de Santo André em amostragem realizada na campanha gravimétrica realizada 
entre setembro/2015 e fevereiro/2016 
CATEGORIA 
COMBUSTÍVEL 
Umidade 
(% bu) 
CF 
(% bs) 
MV 
 (% bs) 
Cinzas 
(% bs) 
MV/CF 
Matéria orgânica 
65,47 
(±9,26) 
15,71 
65,96 
(±2,89) 
18,33 
(±0,53) 
4,2 
Resíduos 
sanitários 
52,27(±12,36) 
10,73 
80,75 
(±3,30) 
8,52 
(±1,86) 
7,53 
Plásticos 
24,60 
(±8,50) 
2,52 88,88 
(±3,97) 
8,60 
(±0,80) 
35,27 
Papel/papelão/Tetr
a Pak® 
30,51 
(±10,31) 
9,91 
78,76 
(±2,69) 
11,33 
(±0,40) 
7,95 
Têxteis 
32,26 
(±11,93) 
8,86 
86,62 
(±1,97) 
4,52 
(±1,34) 
9,78 
RSUcombustível
a 47,66 10,34 
76,62 
(±1,47) 
13,04 
(±1,59) 
7,41 
Legenda: CF = Carbono Fixo; MV = Material Volátil. (a) Amostra composta pela combinação das categorias 
combustíveis (Matéria Orgânica, Plásticos, Papel/Papelão/Tetrapak, Resíduos Sanitários e Têxteis) na proporção 
em que foram encontradas na composição gravimétrica média dos resíduos locais. A umidade foi calculada de 
forma proporcional, em função das categorias que compuseram a amostra. 
Fonte: Adaptado de Gutierrez Gomez (2016); Leite et al. (2021); Drudi (2017). 
 
Conforme mencionado anteriormente, a umidade é um fator extremamente relevante 
para os processos de recuperação energética dos resíduos. De acordo com Nogués, Galindo-
Garcia, Rezeau (2010), a umidade indicada para processos termoquímicos deve ser inferior a 
50%. Por outro lado, para os processos bioquímicos, Borba (2006) e Dmitrijevas (2010) indicam 
que a umidade deve estar entre 60 e 90% para que haja uma produção favorável de biogás. 
Os dados da Tabela 2.6 mostram que a mistura RSUcombustível apresentou umidade próxima do 
limite para a recuperação termoquímica, o que indica que a separação na fonte poderia 
melhorar a eficiência do processo. Os resíduos orgânicos apresentam umidade adequada para 
a biodigestão, ao passo que os plásticos, papéis e têxteis são mais indicados para os processos 
termoquímicos. Os resíduos sanitários, embora apresentem umidade superior a 50%, podem 
ser misturados aos demais e direcionados para a recuperação termoquímica. 
Camargo et al. (2020) apresentaram dados da composição imediata do bagaço de cana-
de-açúcar, uma fonte renovável amplamente utilizada na geração de energia, no Brasil. As 
CAPÍTULO 2 
63 
 
amostras apresentaram 48,21% de umidade; 89,48% de materiais voláteis; 8,92% de carbono 
fixo e 1,6% de cinzas, com uma reatividade de 10. A amostra composta de RSUcombustível 
apresenta valores comparáveis aos observados pelos autores para o bagaço, com a exceção 
do teor de cinzas, que é superior nos resíduos sólidos. 
No trabalho de Chang et al. (2007), realizado para analisar os RSU de Taiwan, a 
umidade média dos resíduos foi de 55,6% e, nos trabalhos analisados por Zhou et al. (2014), 
a umidade média foi 48,12%. Já no trabalho de Kathiravale et al. (2003), conduzido para os 
resíduos da Malásia, a umidade média foi de 55,01%. No caso dos resíduos de Santo André, 
a umidade média foi de 47,66%, inferior às apresentadas pelos trabalhos mencionados. 
Entretanto, quando considerado o desvio, pode-se dizer que os valores são comparáveis. 
Em relação à composição imediata, os teores médios de voláteis, carbono fixo e cinzas 
da fração combustível dos RSU do município de Santo André foram de 
(13,04 ± 1,59)% de cinzas; (76,62 ± 1,47)% de material volátil; e (10,34)% de carbono fixo. 
Nogués et al. (2010) indicam que a relação entre os teores voláteis e de carbono fixo estabelece 
um indicador de facilidade de ignição. De acordo com os dados apresentados, os orgânicos 
precisam de maior tempo de residência para sua combustão e os plásticos, de menor tempo, 
sendo esta a mais reativa das categorias combustíveis analisadas em resíduos sólidos. 
Quando considerada a composição imediata da categoria de plásticos, Shi et al. (2016), 
em trabalho realizado no Canadá, observaram 90,62% de voláteis, 8,28% de carbono fixo e 
1,10% de cinzas. Zhou et al. (2014), em trabalho realizado na China, observaram 99,44% de 
voláteis, 0,08% de carbono fixo e 0,48% de cinzas. Para os resíduos de Santo André, os 
plásticos apresentaram 88,88% de voláteis, 2,52% de carbono fixo e 8,60% de cinzas. As 
diferenças podem ser devidas aos diversos fatores que influenciam as características dos 
resíduos de cada localidade, mas também à forma de preparo das amostras. Zhou et. al. (2014) 
avaliaram somente plásticos livres de Cloro, ao passo que, em Santo André, foi analisada uma 
mistura de todos os tipos de plástico. 
Para os papéis, os valores observados nos resíduos de Santo André (78,76% de 
voláteis, 9,91% de carbono fixo e 11,33% de cinzas) foram próximos aos observados por Zhou 
et al. (2014) para os resíduos da China (76,14% de voláteis, 11,66% de carbono fixo e 12,20% 
de cinzas). 
Para a categoria de têxteis, Shi et al. (2016) encontraram 74,36% de material volátil, 
0,89% de carbono fixo e 24,75% de cinzas, nos resíduos canadenses. Zhou et al. (2014) 
observaram 82,69% de voláteis, 13,75% de carbono fixo e 3,56% de cinzas, nos resíduos 
CAPÍTULO 2 
64 
 
chineses, valores mais próximos aos obtidos para os materiais têxteis em Santo André (86,62% 
de material volátil; 8,86% de carbono fixo e 4,52% de cinzas). 
2.5.1.3 Composição Elementar 
 A análise elementar determina a concentração mássica, em base seca, dos elementos 
químicos envolvidos nas principais reações que ocorrem nos processos termoquímicos e 
bioquímicos de conversão energética, a saber: carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N), 
oxigênio (O) e enxofre (S). Os valores encontrados na análise da composição elementar 
indicam a quantidade total de cada elemento, ou seja, em todas as formas que o determinado 
elemento se encontra nos RSU ou em suas categorias. 
 Considerando-se os processos termoquímicos, o conhecimento da composição 
elementar, em conjunto com outras propriedades, é fundamental para que se estude a 
eficiência dos processos, bem como para que se possam predizer, além do poder calorífico, os 
produtos e subprodutos das reações estequiométricas envolvidas. A partir da relação atômica 
H/C e O/C, é possível classificar os combustíveis de acordo com o diagrama de Van Krevelen. 
Este permite identificar que, para uma elevada proporção O/C, se apresentam altos teores de 
material volátil e se dificulta a transformação dos resíduos em combustíveis líquidos (JONES 
et al., 2006; BASU, 2010). 
 A metodologia mais utilizada na determinação da composição elementar para 
biomassa é a Standard Methods ASTM (1982) E 870-06. A análise de carbono, nitrogênio, 
hidrogênio e enxofre se dá basicamente por meio da separação dos gases formados 
(cromatografia gasosa) após a combustão a 900°C das amostras sólidas, os quais são 
analisados sob a forma de CO2, N2, H2O, H2SO3, respectivamente. Estes gases sofrem arraste 
por outro gás, por exemplo o hélio, através de uma coluna, e são detectados por condutividade 
térmica. O teor de oxigênio pode ser obtido por diferença, quando utilizado um equipamento 
que não o determine diretamente e, nesse cálculo, deve ser descontado o teor de cinzas 
determinado na análise imediata. 
 Na Tabela 2.7 são apresentados os resultados das análises de composição elementar 
das categorias combustíveis dos resíduos úmidos do município de Santo André e da amostra 
de RSUcombustível, calculados a partir dos dados apresentados no estudo de Leite et al. (2021). 
 
CAPÍTULO 2 
65 
 
Tabela 2.7. Composição elementar das categorias combustíveis dos resíduos úmidos do 
município de Santo André em amostragem realizada na campanha gravimétrica realizada 
entre setembro/2015 e fevereiro/2016 
RSU ÚMIDO (CATEGORIA) N (%) C (%) H (%) S (%*) O2
 (%*) 
Matéria orgânica 
1,17 
(±0,02) 
36,59 
(±0,18) 
5,43 
(±0,26) 
NI 38,48 
Resíduos sanitários 
0,23 
(±0,01) 
42,19 
(±0,54) 
6,20 
(±0,11) NI 41,99 
Plásticos 
0,05 
(±0,03) 
77,02 
(±1,21) 
12,55 
(±0,00) 
NI 1,78 
Papel/papelão/Tetra Pak® 
0,27 
(±0,04) 
41,11 
(±1,29) 
5,83 
(±0,23) NI 41,47 
Têxteis 
0,15 
(±0,04) 
50,95 
(±1,48) 
5,38 
(±0,16) NI 39,00 
RSUcombustível 
1,40 
(±0,30) 
52,28 
(±3,00) 
7,72 
(±0,36) NI 25,56 
Legenda: * calculado por diferença; NI = não identificado. (a) Amostracomposta pela combinação das categorias 
combustíveis (Matéria Orgânica, Plásticos, Papel/Papelão/Tetra Pak, Resíduos Sanitários e Têxteis) na 
proporção em que foram encontradas na composição gravimétrica média dos resíduos locais 
Fonte: Adaptado de Leite et al. (2021). 
Analisando a Tabela 2.7, é possível observar que os percentuais de carbono variaram 
de (36,59 ± 0,18)% para os orgânicos até (77,02 ± 1,21)% para os plásticos. O maior percentual 
de hidrogênio foi identificado nos plásticos (12,55 ± 0,00)% e o menor, para os orgânicos (5,43 
± 0,26)%. Nenhuma das amostras apresentou teores de enxofre detectáveis pela metodologia 
utilizada. 
Em comparação aos resíduos caracterizados em outras localidades, em outros 
trabalhos, Meraz et al. (2003) encontraram, para os orgânicos, 48% de carbono e 6,4% de 
hidrogênio. Já para os plásticos, os autores observaram 60% de carbono e 7,2% de hidrogênio. 
Zhou et al. (2014), em análise de resíduos na China, determinaram 47,22% de carbono 
e 7,04% de hidrogênio nos orgânicos e 86,22% de carbono e 12,97% de hidrogênio, nos 
plásticos. Os valores apresentados pelos autores foram mais próximos dos valores medidos 
nos resíduos de Santo André. 
Para as categorias de papéis e têxteis, as concentrações de carbono e hidrogênio nos 
resíduos de Santo André foram próximas às observadas por Zhou et al. (2014), em resíduos 
da China (45,62% de C e 6,01% de H para os papéis e 54,08% de C e 5,84% de H para os 
têxteis). 
CAPÍTULO 2 
66 
 
 Kathiravale et al. (2003) apresentaram em seu trabalho a composição elementar média 
para os resíduos da Malásia e observaram 46,11% de C e 6,86% de H. Considerando-se os 
desvios, os valores estão próximos aos observados para os resíduos de Santo André: (52,28 
± 3,00)% C e (7,72 ± 0,36)% H. 
2.5.1.4 Composição Elementar das Cinzas 
 Nos processos termoquímicos de conversão energética, os compostos inertes não 
reagem, permanecendo sob a forma de cinzas. As cinzas são constituídas por materiais 
inorgânicos que, quando em presença de altas ou moderadas temperaturas, reagem e 
provocam problemas como corrosão e incrustação nos equipamentos. O conhecimento da 
composição elementar das cinzas permite que seja verificada a presença de elementos 
indesejáveis para o processo, cuja presença pode causar danos aos equipamentos ou formar 
gases nocivos ao ambiente e à saúde humana. 
 Como exemplo de componentes inorgânicos indesejáveis comumente presentes nas 
cinzas de resíduos sólidos urbanos, podem ser citados o óxido de cálcio (CaO), óxido de 
potássio (K2O), óxido de sódio (Na2O), óxido fosfórico (P2O5), óxido férrico (Fe2O3), óxido de 
alumínio (Al2O3), óxido de silício (SiO2) e óxido de magnésio (MgO). Esses elementos, mesmo 
presentes em menores proporções, podem provocar problemas de incrustações e corrosão nas 
tubulações e equipamentos. 
 Um elemento cuja determinação da composição é fundamental por ser altamente 
indesejável é o cloro, que está presente em muitos materiais, como o PVC, por exemplo. Trata-
se de um elemento corrosivo que, nos processos de combustão, em presença de oxigênio e 
água, pode reagir e formar as dioxinas e furanos, elementos tóxicos relatados como 
cancerígenos (ASSUNÇÃO; PESQUERO, 1999). Além disso, o Cloro, em conjunto com o K2O, 
provoca a emissão de cloreto de potássio, que irá se depositar nas superfícies metálicas e 
reagir com o dióxido de enxofre, originando cloretos e sulfatos que atacam essas superfícies 
(LEAL, 2010). 
 A metodologia utilizada para o preparo das cinzas está descrita na Standard Test 
Method ASTM E 1755 (2007), empregada na determinação da composição imediata das 
frações de amostras de RSU. Amostras de cinzas resultantes da análise imediata devem ser 
armazenadas para posterior avaliação da sua composição. 
 A espectrometria é uma técnica indicada para identificar e quantificar os elementos 
presentes nas cinzas. O espectrômetro de fluorescência (XRF) e o espectrômetro com fonte 
CAPÍTULO 2 
67 
 
de plasma (ICP) são exemplos de equipamentos que podem ser utilizados nessa quantificação. 
Para uma análise semi-quantitativa dos elementos presentes nas cinzas, pode-se utilizar a 
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com microanálise por Espectroscopia de Dispersão 
de Energia de Raios X (EDS). 
 Para a análise no MEV-EDS, as amostras devem ser fixadas em porta-espécimens 
metálicos (stubs) de tamanho adequado para o equipamento, através do uso de uma fita 
adesiva de dupla face convencional ou de carbono. Uma vez que as amostras analisadas não 
são metálicas, é necessário realizar uma metalização (sputtering) com ouro, recobrindo-as com 
uma camada fina do metal para evitar o efeito de charging up durante a observação no 
microscópio eletrônico. 
 A metodologia consiste na incidência de um feixe de elétrons sobre a amostra 
metalizada, gerando interações elétron-matéria que produzem diferentes sinais que, 
transformados em sinais elétricos, formam uma imagem de alta resolução da superfície e 
permitem a determinação da composição da amostra. A análise deve ser realizada 
minimamente em triplicata. 
 Na Tabela 2.8 são apresentados os resultados médios da composição elementar das 
cinzas das diferentes categorias combustíveis dos resíduos sólidos urbanos do município de 
Santo André, determinada por MEV-EDS. Os dados indicam a abundância média dos 
elementos encontrados nas categorias, bem como os possíveis óxidos formados. Os dados 
foram reportados por Tiburcio et al. (2018). 
 Como mencionado, o óxido de cálcio (CaO), óxido de potássio (K2O), óxido de sódio 
(Na2O), óxido férrico (Fe2O3), óxido de silício (SiO2) e o óxido de magnésio (MgO), elementos 
indesejáveis pelos danos que podem provocar nos equipamentos, foram encontrados em todas 
as categorias combustíveis. O óxido fosfórico (P2O5) só foi encontrado na fração orgânica. 
Embora seja um elemento indesejável para os processos termoquímicos, se presente na 
proporção adequada, pode favorecer a biodigestão anaeróbia. O óxido de alumínio (Al2O3) só 
foi encontrado nas amostras de Papel/Papelão/TetraPak®, possivelmente devido à presença 
de embalagens aluminizadas. 
 À exceção das amostras de papel/papelão, todas as categorias apresentaram Cloro 
em sua composição, o que indica a necessidade de uma avaliação quantitativa para verificar 
se a proporção está dentro dos valores aceitáveis pela legislação. 
CAPÍTULO 2 
68 
 
Tabela 2.8. Óxidos encontrados nas cinzas de fundo com respectiva abundância para as 
categorias combustíveis dos RSU do município de Santo André/SP obtidas na campanha 
gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016. 
Compostos 
(%, massa) 
Matéria 
Orgânica 
Plásticos Têxteis 
Papel/ 
Papelão/ 
TetraPak® 
Sanitários 
Na2O 6,52 (±0,37) 5,47 (±0,35) 6,13 (±0,23) 2,92 (±0,33) 31,14 (±1,61) 
MgO 7,36 (±0,38) 8,64 (±0,45) 8,87 (±0,52) 3,66 (±0,23) 2,85 (±0,25) 
Al2O3 Nd Nd Nd 17,73 (±3,97) Nd 
SiO2 23,61 (±1,04) 25,95 (±0,83) 21,75 (±0,59) 15,48 (±1,05) 15,52 (±0,96) 
P2O5 7,58 (±0,94) Ni Ni Ni Ni 
SO3 Ni Ni 7,02 (±0,43) Ni Ni 
Cl 4,85 (±0,34) 0,72 (±0,14) 1,45 (±0,10) Ni 9,46 (±1,11) 
K2O 8,84 (±0,29) 1,94 (±0,12) 4,06 (±0,18) 1,75 (±0,22) 7,99 (±3,17) 
CaO 32,25 (±0,66) 30,52 (±0,92) 39,34 (±1,34) 55,84 (±3,10) 17,18 (±0,79) 
TiO2 Ni 19,35 (±1,03) 3,66 (±0,55) Ni 11,72 (±4,30) 
FeO 7,57 (±0,57) 6,31 (±0,43) 6,51 (±0,41) 1,20 (±0,32) 1,40 (±0,36) 
ZnO Ni Ni Ni Ni Ni 
Legenda: Ni = Elemento não identificado; Nd = Elemento não determinado 
Fonte: Tiburcio et al. (2018). 
2.5.1.5 Poder Calorífico Superior e Inferior 
2.5.1.5.1 Determinação experimental 
 Pode-se definir o Poder Calorifico Superior (PCS) como a quantidade de energia 
térmica liberada por unidade de massa ou volume de combustível na combustão completa 
quando, ao final do processo, a água formada se encontra na fase líquida, à mesma 
temperatura do combustível antes da combustão. O Poder Calorífico Inferior(PCI) é obtido a 
partir do PCS, subtraindo-se a energia necessária para condensar o vapor formado no 
processo, ou seja, considera-se que a água formada durante a combustão se encontra na fase 
gasosa, à mesma temperatura inicial do combustível. O PCI fornece, portanto, uma medida do 
calor disponível por unidade de massa do combustível liberado durante a combustão (BASU, 
2010; VAN LOO & KOPPEJAN, 2008). 
CAPÍTULO 2 
69 
 
 A partir dessa definição, pode-se afirmar que o poder calorífico é um parâmetro 
importante na determinação do potencial de recuperação energética dos resíduos sólidos em 
processos termoquímicos. A determinação experimental do poder calorífico superior de 
resíduos sólidos é realizada segundo a metodologia ASTM E711 - Standard Test Method for 
Gross Calorific Value of Refuse-Derived Fuel by the Bomb Calorimeter. 
 Na bomba calorimétrica, em uma câmara pressurizada com oxigênio, realiza-se a 
combustão completa de uma amostra de massa e umidade conhecidas e a energia térmica 
liberada é utilizada para aquecer a água. Após o resfriamento do sistema até a temperatura 
inicial, mede-se a energia térmica liberada pela variação de temperatura sofrida pela água. 
O valor do poder calorífico superior varia muito em função da umidade da amostra, de 
modo que é recomendável a determinação do seu valor em base seca, de acordo com a 
Equação 2.3. 
𝑃𝐶𝑆𝑠 =
𝑃𝐶𝑆𝑢
(1 −𝑊𝑢 𝑒𝑞𝑢𝑖)
 (2.3) 
Em que: 𝑃𝐶𝑆𝑠 = Poder calorífico superior em base seca [𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑏𝑠]; 𝑃𝐶𝑆𝑢 = Poder 
calorífico superior em base úmida [𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑏𝑢]; 𝑊𝑢 𝑒𝑞𝑢𝑖 = Umidade de equilíbrio em base úmida 
[𝑘𝑔𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑘𝑔𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎]. 
Para dimensionamento dos sistemas e projeto dos equipamentos de recuperação 
energética, utiliza-se o valor do poder calorífico inferior. O seu cálculo pode ser realizado para 
as condições de laboratório e do aterro, respectivamente, conhecendo-se as umidades dos 
resíduos nessas duas situações e a fração mássica de hidrogênio, determinada a partir da 
análise elementar. As equações 2.4 e 2.5 podem ser utilizadas para a conversão do poder 
calorifico superior em poder calorífico inferior em base seca e base úmida, respectivamente 
(MARTINS, 2016): 
𝑃𝐶𝐼𝑠 = 𝑃𝐶𝑆𝑠 − (9𝐻𝑠ℎ𝑙𝑣) (2.4) 
𝑃𝐶𝐼𝑢 = [(𝑃𝐶𝑆𝑠 − ℎ𝑙𝑣 × (𝑊𝑠 + 9𝐻𝑠)). (1 −𝑊𝑢)] (2.5) 
Em que: 𝑃𝐶𝐼𝑠 = Poder calorífico inferior em base seca [𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑏𝑠]; 𝑃𝐶𝐼𝑢 = Poder calorífico 
inferior em base úmida [𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑏𝑢]; 𝑃𝐶𝑆𝑠 = Poder calorífico superior em base seca [𝑘𝐽/𝑘𝑔𝑏𝑠]; 𝑊𝑠 
= Umidade em base seca [𝑘𝑔𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑘𝑔𝑀𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎𝑆𝑒𝑐𝑎]; 𝑊𝑢 = Umidade em base úmida 
CAPÍTULO 2 
70 
 
[𝑘𝑔𝑎𝑔𝑢𝑎/𝑘𝑔𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎]; ℎ𝑙𝑣 = Entalpia de condensação da água = 2,442 𝑀𝐽/𝑘𝑔 𝑎 25𝑜𝐶; 𝐻𝑠 = Fração 
mássica de hidrogênio na biomassa [𝑘𝑔𝐻/𝑘𝑔𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑆𝑒𝑐𝑎]. 
Na Tabela 2.9 são apresentados os valores de umidade, em base trabalho, PCS e PCI 
experimentais obtidos para cada uma das categorias combustíveis das amostras de resíduos 
úmidos do município de Santo André (GUTIERREZ GOMEZ, 2016; DRUDI, 2017). 
Tabela 2.9. Valores de umidade, PCS e PCI das categorias combustíveis dos resíduos do 
município de Santo André/SP obtidas na campanha gravimétrica realizada entre 
setembro/2015 e fevereiro/2016 
RSU ÚMIDO (CATEGORIA) 
Umidade 
(%, b.u.) 
PCS (b.s.) 
MJ/kg 
PCI (b.u.) 
MJ/kg 
Matéria orgânica 65,47 (±9,26) 15,78 3,37 
Resíduos sanitários 30,51 (±10,31) 19,78 7,51 
Plásticos 52,27 (±12,36) 33,36 22,48 
Papel/papelão/Tetra Pak® 24,60 (±8,50) 33,36 10,66 
Têxteis 32,26 (±11,93) 17,54 12,53 
Valores médios 47,66 16,97 7,06 
Legenda: b.s. = base seca; b.u. = base úmida 
Fonte: Gutierrez Gomez (2016); Drudi (2017). 
 No que se refere aos valores do PCS e PCI médios dos RSU úmidos, para as 
condições do laboratório, os valores estimados foram de 16,97 MJ/kg (b.s.) e 7,06 MJ/kg (b.u.). 
Ressalta-se que os valores apresentados na Tabela 2.9, foram tratados com procedimentos 
estatísticos, ou seja, excluindo-se valores atípicos, oriundos de erros de medições e/ou 
equipamentos (DRUDI, 2017). 
 Os RSU úmidos do município apresentam um potencial energético valioso que pode 
ser aproveitado para a recuperação de energia, além de ser condizente com aqueles 
encontrados na literatura. Segundo Rand et al. (2000), o valor médio mínimo para cada estação 
do ano não deve ser menor que 6 MJ/kg, neste contexto, o valor médio estimado dos resíduos 
in natura do município de Santo André (7,06 MJ/kg) foi superior ao indicado pelo autor, 
denotando um bom potencial de recuperação energética para a estação avaliada (primavera-
verão). 
A incineradora VALORSUL, localizada em Lisboa-Portugal, trabalha com PCI médio 
em base úmida mínimo de 5,8 MJ/kg e máximo de 10,46 MJ/kg. Nesta central de recuperação 
energética são tratadas todas as frações de resíduos da coleta indiferenciada de Lisboa e 
CAPÍTULO 2 
71 
 
região, ou seja, não existe uma triagem dos resíduos que chegam à central. Desta forma, pode-
se dizer que, para processos termoquímicos, valores de PCI superiores ao valor mínimo 
reportado pela VALORSUL são indicados para os processos termoquímicos (VALORSUL, 
2020). 
2.5.1.5.2 Estimativa do PCI por modelos preditivos 
 Conforme exposto anteriormente, a determinação experimental do poder calorífico dos 
resíduos sólidos urbanos pode ser realizada em bomba calorimétrica. Entretanto, na maioria 
das vezes, a análise de amostras estatisticamente representativas, além de muito dispendiosa, 
exige mão de obra qualificada e apresenta altos custos, desde a coleta e processamento das 
amostras até as análises laboratoriais. 
 A fim de minimizar os custos associados à avaliação experimental, a estimativa do 
potencial energético visando à aplicação das categorias combustíveis de RSU na rota 
termoquímica pode ser realizada por modelos estatísticos, que têm como principal objetivo 
estimar o PCI a partir de suas características físicas e/ou químicas, sem a frequente 
necessidade de medições experimentais (DRUDI, 2017). 
 Na literatura, são encontrados diversos modelos para predizer os valores de poder 
calorífico a partir da composição física (análise gravimétrica), composição química (análise 
elementar) e a composição imediata. No entanto, a utilização dos mesmos deve ser feita de 
forma cautelosa, uma vez que, em boa parte desses modelos há falta de informação sobre as 
condições para as quais foram elaborados: se em base seca ou base úmida, quais foram as 
frações utilizadas no agrupamento para determinação dos coeficientes, qual a umidade 
considerada (equilíbrio ou in natura), dentre outras (DRUDI et al., 2019). 
 Além disso, considerando-se que há uma grande variação na composição dos 
resíduos entre as regiões, pode-se incorrer em erros consideráveis ao se adotar um modelo 
desenvolvido para uma determinada localidade aos resíduos de outra. Sendo assim, tornam-
se desejáveis modelos para predição do poder calorífico dos resíduos sólidos urbanos que 
sejam construídos a partir das medições empíricas dos resíduos brasileiros. 
 No estudo realizado por Drudi et al. (2019), foi desenvolvido um modelo estatístico 
para a predição do PCI (Equação 2.6), considerando os dados de umidade média dos resíduos 
e a composição gravimétrica das categorias combustíveis do RSU da cidade de Santo 
André/SP. Esse modelo pode ser utilizado como subsídio para estudos correlatos no país e em 
locais cujas características dos resíduos sejam semelhantes, seja para o dimensionamento de 
CAPÍTULO 2 
72 
 
plantas de tratamento de resíduos com recuperação energética ou para qualquer outro objetivo 
de interesse. 
𝑃𝐶𝐼𝑢 = [(15,42 ∙ 𝑀0 + 19,14∙ 𝑆 + 32,68 ∙ 𝑃𝑙 + 8,33 ∙ 𝑃𝑎 + 21,51 ∙ 𝑇) ∙ (1 −𝑊𝑢)] − (2,442 ∙ 𝑊𝑢) 
(2.6) 
Em que: 𝑃𝐶𝐼𝑢 = Poder calorífico inferior em base úmida (MJ/kg); 𝑀𝑜 = Fração Orgânica: 
Resto de alimentos + podas (
𝑘𝑔𝑓𝑟𝑎çã𝑜
𝑘𝑔 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
); 𝑆 = Fração de Sanitários: Resíduos sanitários + fraldas 
(
𝑘𝑔𝑓𝑟𝑎çã𝑜
𝑘𝑔 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
); 𝑃𝑙 = Fração de Plásticos (
𝑘𝑔𝑓𝑟𝑎çã𝑜
𝑘𝑔 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
); 𝑃𝑎 = Fração Papel branco + papelão + jornais + 
revistas + tetra-pack (
𝑘𝑔𝑓𝑟𝑎çã𝑜
𝑘𝑔 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
); 𝑇 = Fração de Tecidos (
𝑘𝑔𝑓𝑟𝑎çã𝑜
𝑘𝑔 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
); 𝑊 = Umidade (
𝑘𝑔á𝑔𝑢𝑎
𝑘𝑔 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
). 
 Para efeitos de comparação dos resultados da aplicação de modelos preditivos nos 
dados dos resíduos do município de Santo André, além do modelo proposto por Drudi et al. 
(2019), foram aplicados outros dois modelos baseados na composição física, disponíveis na 
literatura, para estimativa do PCI (equações 2.7 e 2.8): 
𝑃𝐶𝐼𝑠 = 2229,91 + 7,90𝑃𝑝𝑎 + 28,16𝑃𝑝𝑙 + 4,87𝑃𝑔𝑎 − 37,28𝑊 𝑒𝑚 (𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔) (2.7) 
(CHANG et al., 2007) 
𝑃𝐶𝐼𝑠 = [41,1(𝑃𝑝𝑙 + 𝑃𝑟𝑢) + 22,9𝑃𝑓𝑜 + 20,7𝑃𝑝𝑎 − 4,5𝑊] 𝑒𝑚 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
) (2.8) 
(ZHOU et al., 2014) 
Ambas as equações (2.7 e 2.8) predizem o PCI em base seca, sendo necessária sua 
conversão para base úmida, para fins de comparação com os dados experimentais obtidos 
para os resíduos de Santo André. Os resultados estão apresentados na Tabela 2.10, todos 
convertidos para MJ/kg. 
 
CAPÍTULO 2 
73 
 
Tabela 2.10. Comparação entre os valores do 𝑷𝑪𝑰𝒖 experimental e predito por modelos da 
literatura para os resíduos sólidos urbanos do município de Santo André, considerando-se a 
composição gravimétrica da campanha realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016 
Equação Fonte 
𝑷𝑪𝑰𝒖_𝒆 
(MJ/kg) 
𝑷𝑪𝑰𝒖 
(MJ/kg) 
MAPE ABE 
2.6 Drudi et al. (2019) 7,06 
7,06 
6,44% 0,73% 
2.7 Chang et al. (2007) 9,28 41,11% 39,37% 
2.8 Zhou et al. (2014) 6,69 14,28% -4,46% 
Legenda: (i) 𝑃𝐶𝐼𝑢_𝑒 = PCI em base úmida, estimado pelos modelos da literatura; (ii) 𝑃𝐶𝐼𝑢 = 
Valor médio do PCI em base úmida da amostra composta pelas cinco frações combustíveis 
dos resíduos sólidos urbanos do município de Santo André; (iii) MAPE (Mean Absolute 
Percentage Error) é a média das diferenças entre os valores medidos experimentalmente em 
relação aos preditos pelo modelo; (iv) ABE (Average Bias Error) = enviesamento dos erros 
das predições do modelo. 
 
De acordo com os dados da Tabela 2.10, para o modelo proposto por Drudi et al. (2019), 
o PCI foi de 7,06 MJ/kg, com índice MAPE de 6,44% avaliado como excelente (menor que 
10%) (CHANG et al., 2007) e índice ABE 0,73%, apresentando um leve viés de alta. A equação 
2.6 foi a que apresentou os melhores índices de adequação e performance do modelo, o que 
era esperado, uma vez que ela foi elaborada a partir dos mesmos dados experimentais dos 
resíduos do município de Santo André. 
A aplicação da equação 2.7 resultou em um PCI de 9,28 MJ/kg, com índice MAPE 
41,11% e índice ABE de 39,37%. Para Chang et al. (2007), MAPE entre 20% e 50% são 
aceitáveis, ao passo que o índice ABE significa que este modelo está predizendo um valor 
39,37% maior do que o valor determinado a partir dos dados experimentais (medidos), portanto, 
apresenta um viés de alta. 
A diferença, nesse caso, dentre outros fatores, pode ser justificada pelo fato de o modelo 
representado pela equação (2.7) apresentar um coeficiente linear em sua estrutura matemática. 
Os modelos estatísticos elaborados com esses termos podem apresentar resultados 
matematicamente excelentes para os coeficientes de correlação e determinação, bem como 
para outras análises estatísticas, quando aplicados aos dados experimentais que os 
originaram. No entanto, nem sempre sua aplicação prática é adequada. Por exemplo, no caso 
da equação 2.7, mesmo que os resíduos não possuam materiais em sua composição, o modelo 
irá predizer um PCI de 2229,91 kcal/kg. 
Na equação 2.8 o valor de PCI (base úmida) foi 6,69 MJ/kg, com MAPE de 14,28%, 
considerado um modelo com boa adequação (CHANG et al., 2007), e um índice ABE de -
CAPÍTULO 2 
74 
 
4,46%, o que mostra que o modelo tem um viés de baixa, ou seja, prediz um valor menor do 
que o experimental. Esta diferença, dentre outros fatores, pode ser explicada pelo fato de o 
modelo ser baseado em mais categorias combustíveis do que as que foram classificadas em 
Santo André como, por exemplo, a borracha. Dessa forma, era esperado que o seu valor fosse 
menor do que o determinado experimentalmente. 
As diferenças observadas corroboram com a necessidade de se utilizar modelos 
elaborados a partir de dados experimentais similares em composição e características de 
geração, para que as frações neles contidas possam ser agrupadas nas mesmas categorias 
combustíveis, que são representadas pelos coeficientes do modelo. 
Os modelos aqui utilizados foram equações baseadas na composição gravimétrica dos 
resíduos para estimar o poder calorífico. Na literatura, estão disponíveis outros modelos para 
o mesmo fim, porém, com necessidade de informações diferentes, como a composição 
imediata ou a composição elementar. A utilização dessas equações também deve ser feita com 
atenção, pelos mesmos problemas relatados para os modelos baseados na composição física. 
2.5.2 Rota Bioquímica: parâmetros fundamentais para a caracterização da fração 
orgânica dos resíduos (FORSU) 
A biodigestão anaeróbia ocorre de forma espontânea quando os RSU são dispostos em 
aterros sanitários, que funcionam como uma espécie de reator; mas também pode se dar de 
forma controlada em reatores desenvolvidos em escalas laboratoriais e industriais, a fim de 
proporcionar as condições ideais para o tratamento da fração orgânica dos RSU e maximizar 
a produção de gás metano. 
O aproveitamento energético do biogás produzido em aterros sanitários constitui uma 
prática já realizada no Brasil, como, por exemplo, os Aterros Sanitários Bandeirantes, São João 
e Essencis, localizados na Região Metropolitana de São Paulo (SP). Porém, ainda são raros 
os reatores anaeróbios, em escala comercial, operantes para a biodigestão da fração orgânica 
de resíduos sólidos urbanos. Esses sistemas são desejáveis em um processo sustentável de 
tratamento dos RSU com recuperação energética e devem, necessariamente, ter início na 
coleta seletiva, com a segregação da FORSU e direcionamento para um sistema diferenciado 
de tratamento. 
 Para o dimensionamento desses sistemas, é fundamental o conhecimento das 
propriedades da FORSU, que será o substrato do processo. Além da umidade e da composição 
elementar, que já foram citadas no processo termoquímico, para o processo bioquímico é 
CAPÍTULO 2 
75 
 
necessário o conhecimento de outros parâmetros, a fim de avaliar a máxima produção de 
biometano que pode ser obtida do substrato. Estas propriedades e suas normas específicas 
estão apresentadas no Quadro 2.6. Todas as análises devem ser realizadas em triplicata, à 
exceção da umidade, que deve ser determinada em quintuplicata para minimização do erro 
experimental. 
Quadro 2.6. Parâmetros fundamentais e metodologias específicas a serem considerados nos 
processos bioquímicos 
ANÁLISE NORMA 
Umidade Standard Methods EPA 2540G (EPA, 1997) 
Composição Elementar Standard Methods ASTM (1982) E 870-06 
Série de sólidos 
Standard Methods EPA 2540-B (EPA, 1997) 
EPA 2540B 
Standard Methods EPA 2540-G (EPA, 1997) 
Carbono orgânico total 
Standard Methods 5310B e na EPA 9060A (EPA, 
2004) 
Nitrogênio Kjedahl 
Metodologia 960.52 – Microchemical 
determination of Nitrogen Micro-Kjeldahl Method, 
da A.O.A.C. (AOAC, 1998) 
Composição centesimal 
Lipídios 
Norma 960.02 da Association of Official 
Analytical Chemistry (AOAC, 1990) 
Proteínas 
Metodologia 960.52 – Microchemical 
determination of Nitrogen Micro-Kjeldahl Method, 
da AOAC International (AOAC, 1998) 
Fibrasde composição e de poder calorífico do biogás quando se utiliza 
sistemas projetados inicialmente para gás natural e processos de purificação do biogás. 
 E finalmente, o Cap. 10 discute questões ligadas à gestão, legislação e políticas 
públicas relacionadas ao tratamento de resíduos sólidos urbanos em conjunto com o 
aproveitamento de seu potencial energético. Nesse capítulo discutem-se formas de gestão, 
legislação, agências reguladoras do setor de saneamento e de energia, políticas públicas, 
indicadores de sustentabilidade e diagnóstico integrado. Apresentam-se as fontes de dados 
para se planejar consórcios intermunicipais de geração de energia a partir de RSU e diversos 
tipos de ferramentas para gestão, planejamento e condução estratégica. 
Como se vê, o livro trata de diferentes formas de como aproveitar a energia contida nos 
resíduos sólidos urbanos reduzindo impactos ambientais, emissão de poluição, emissão de 
gases do efeito estufa e viabilizando uma economia circular. Em outras palavras, apresenta um 
conjunto de tecnologias sustentáveis para o tratamento dos resíduos sólidos urbanos. Os 
autores desse livro, assim, buscam contribuir para estimular o aproveitamento energético 
sustentável dos resíduos sólidos urbanos no Brasil. Nos próximos capítulos o leitor vai 
 
vii 
 
encontrar discussões aprofundadas sobre tecnologias que viabilizam a realização dessa 
política pública no País. 
Finalmente, os autores expressam seu agradecimento pelo apoio financeiro da 
PETROBRAS S.A. efetivado através do Projeto intitulado “Arranjos Técnicos e Comerciais para 
Inserção da Geração de Energia Elétrica a partir do Biogás oriundo de Resíduos e Efluentes 
Líquidos na Matriz Energética Brasileira”, aprovado na Chamada de Projetos de P&D 
Estratégico n° 014/2012 da ANEEL, desenvolvido entre outubro de 2013 e junho de 2018, e 
que possibilitou a conclusão de várias dissertações de mestrado e teses de doutorado, cujos 
resultados são apresentados em vários capítulos dessa obra. 
 
João Manoel Losada Moreira 
 
 
 
SUMÁRIO 
viii 
 
SUMÁRIO 
PREFÁCIO ............................................................................................................................................ i 
1 INOVAÇÃO TECNOLÓGICA E SUSTENTABILIDADE ....................................................................... 1 
1.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 1 
1.2 RECURSOS NATURAIS, REJEITOS ECONÔMICOS E REJEITOS AMBIENTAIS .......................................... 2 
1.3 ECONOMIA CIRCULAR OU COM RECICLAGEM ............................................................................ 3 
1.4 REGRAS PARA UMA ECONOMIA CIRCULAR SUSTENTÁVEL............................................................. 4 
1.5 INOVAÇÃO TECNOLÓGICA PARA VIABILIZAR A SUSTENTABILIDADE ................................................. 6 
1.6 COMENTÁRIOS FINAIS ......................................................................................................... 7 
1.7 SÍNTESE DO CAPÍTULO ......................................................................................................... 8 
1.8 REFERÊNCIAS..................................................................................................................... 8 
2 RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS: AMOSTRAGEM, PREPARO E CARACTERIZAÇÃO PARA 
RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA........................................................................................................... 10 
2.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 10 
2.2 RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS ............................................................................................ 12 
2.2.1 Definição e Classificação ............................................................................... 12 
2.2.2 Resíduos Sólidos Urbanos como fonte de energia ........................................ 15 
2.3 COMPOSIÇÃO GRAVIMÉTRICA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS ................................................ 17 
2.3.1 Conceito de composição gravimétrica .......................................................... 17 
2.3.2 Variáveis de Influência .................................................................................. 22 
2.4 AMOSTRAGEM – COMO COLETAR AMOSTRAS REPRESENTATIVAS DA POPULAÇÃO .......................... 24 
2.4.1 Tipos de Amostragem ................................................................................... 26 
2.4.2 Parâmetros para a determinação do tamanho de amostras ........................ 27 
2.4.3 Coleta de amostras, registro de dados e duração do período de amostragem
 30 
2.4.4 Metodologia de amostragem para análise da composição gravimétrica .... 31 
2.4.5 Planejamento de amostragem de resíduos sólidos urbanos para 
determinação da sua composição gravimétrica ...................................................... 37 
2.4.6 Trabalho de campo ....................................................................................... 46 
SUMÁRIO 
ix 
 
2.5 CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS DOMICILIARES PARA RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA POR 
DIFERENTES ROTAS TECNOLÓGICAS: PARÂMETROS FUNDAMENTAIS .................................................... 56 
2.5.1 Rota Termoquímica: parâmetros fundamentais para caracterização dos 
resíduos .................................................................................................................... 58 
2.5.2 Rota Bioquímica: parâmetros fundamentais para a caracterização da fração 
orgânica dos resíduos (FORSU) ................................................................................ 74 
2.6 SÍNTESE DO CAPÍTULO ....................................................................................................... 86 
2.7 REFERÊNCIAS................................................................................................................... 87 
3 COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO .................................................................................... 95 
3.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ......................................................................................................... 95 
3.2 DEFINIÇÃO DE COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO ............................................................... 97 
3.3 TECNOLOGIAS DE PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS PARA OBTENÇÃO DE COMBUSTÍVEL DERIVADO DE 
RESÍDUO ............................................................................................................................... 100 
3.4 CARACTERIZAÇÃO DE COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO .................................................... 112 
3.5 APLICAÇÕES DO COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO ......................................................... 118 
3.6 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 125 
3.7 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 125 
4 POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS EM ATERRO SANITÁRIO: APROVEITAMENTO DE METANO 
– DESAFIOS, ESTRATÉGIAS E POTENCIALIDADES .......................................................................... 133 
4.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 133 
4.2 RESÍDUOS SÓLIDOS E ATERROS SANITÁRIOS .......................................................................... 135 
4.3 GERAÇÃO DE BIOGÁS E METANO EM ATERROS SANITÁRIOS ..................................................... 141 
4.4 OXIDAÇÃO DE METANO NA CAMADA DE COBERTURA EM ATERRO SANITÁRIO .............................. 145 
4.5 DISTRIBUIÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE METANO EM UM ATERRO SANITÁRIO ............................... 146 
4.6 MODELOS TEMPORAIS DE TAXA DE GERAÇÃO DE METANO EM ATERROS SANITÁRIOS .................... 154 
4.6.1Método n° 985.29 (AOAC, 1985) 
Carboidratos Por diferença 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 Nos próximos tópicos serão descritas, para cada uma das propriedades listadas no 
Quadro 2.6, as metodologias indicadas para sua determinação em laboratório e, ao final, serão 
apresentados os valores médios dessas propriedades, obtidos pelos autores em amostras 
estatisticamente representativas da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos do município 
de Santo André, localizado na Grande São Paulo. 
 A FORSU das amostras dos resíduos úmidos, bem como da CRAISA (Companhia 
Regional de Abastecimento Integrado de Santo André) e das feiras livres foram analisadas por 
Silva (2016) e Marana (2017) para determinação de suas propriedades físicas e químicas 
CAPÍTULO 2 
76 
 
visando o aproveitamento energético em processos bioquímicos. As amostras foram obtidas 
em campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016. 
2.5.2.1 Série de Sólidos 
A análise de série de sólidos compreende a determinação dos teores de sólidos totais, 
voláteis e fixos da FORSU. Os sólidos totais são definidos como o percentual de sólidos 
contidos na massa total do substrato e devem ser determinados para a FORSU na forma como 
ela chega ao aterro sanitário. A determinação é feita por meio da Equação 2.9, a partir da 
determinação da umidade, obtida conforme os procedimentos descritos no Tópico 2.5.1.1. 
𝑆𝑇(%) = 100 − 𝑈𝑏𝑢(%) (2.9) 
Em que: 𝑆𝑇 = Sólidos totais [
𝑘𝑔𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠
𝑘𝑔𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
%]; 𝑈𝑏𝑢 = Umidade em base úmida [
𝑘𝑔𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑘𝑔𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎
]. 
Os sólidos contidos no substrato podem ser quimicamente classificados como sólidos 
voláteis ou fixos. A fração biodegradável da FORSU, ou seja, aquela que pode ser decomposta 
pelos microrganismos no processo de biodigestão anaeróbia, é representada pela fração de 
sólidos voláteis (SV). A porção não biodegradável do substrato é composta pelos sólidos fixos 
(SF). 
Para a determinação da série de sólidos, primeiramente deve-se determinar a umidade 
de equilíbrio da amostra, ou seja, a umidade absorvida por ela durante o seu armazenamento. 
O procedimento a ser seguido é o mesmo descrito no Tópico 2.5.1.1, definido pela metodologia 
Standard Methods EPA 2540-B (EPA, 1997). 
Em seguida, conforme a metodologia Standard Methods EPA 2540-G (EPA, 1997), 
uma amostra de massa conhecida do substrato, após a secagem, deve ser levada a uma mufla 
à temperatura de 550°C± 25ºC, até que atinja peso constante. Ao final desse processo, a fração 
que permanece no cadinho corresponde aos sólidos fixos. Os sólidos voláteis são calculados 
por diferença, conforme a Equação 2.10. 
𝑆𝑉(%, 𝑏𝑠) = 100 − 𝑆𝐹(%, 𝑏𝑠) (2.10) 
Em que: 𝑆𝑉 = Sólidos voláteis [
𝑘𝑔𝑆𝑉
𝑘𝑔𝑆𝑇
%,𝑏𝑠]; 𝑆𝐹 = Sólidos fixos [
𝑘𝑔𝑆𝐹
𝑘𝑔𝑆𝑇
%,𝑏𝑠]. 
Os sólidos voláteis de uma amostra fornecem, a partir de uma metodologia simples e 
de baixo custo, uma primeira indicação da sua biodegradabilidade, ou seja, da possibilidade do 
seu tratamento por biodigestão anaeróbia. Adicionalmente, são uma propriedade fundamental 
CAPÍTULO 2 
77 
 
para o dimensionamento dos parâmetros desse processo, constituindo a base para cálculos 
essenciais, como a proporção entre substrato e inóculo e a avaliação do potencial de produção 
de metano. 
Na Figura 2.17 são apresentados os resultados médios correspondentes à umidade 
em base de trabalho e os sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV) e sólidos fixos (SF) das 
amostras da FORSU proveniente da coleta indiferenciada, das feiras livres e da CRAISA do 
município de Santo André 
 
Figura 2.17. Umidade e séries de sólidos de amostras da FORSU provenientes da coleta 
indiferenciada, CRAISA e feiras livres do município de Santo André/SP, coletadas durante a 
campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016. 
Fonte: Adaptado de Silva (2016). 
De acordo com os resultados apresentados na Figura 2.17, observa-se que quando se 
tem um resíduo com elevado teor de água em sua composição, como frutas, verduras e 
hortaliças, presentes principalmente nos resíduos de feira e CRAISA, maior será a umidade da 
fração orgânica. Além disso, os valores encontrados para as diferentes origens – rotas de coleta 
de resíduos úmidos domiciliares e comerciais, feiras livres e CRAISA – satisfazem o critério 
para uma biodigestão anaeróbia com bons resultados para geração de biometano (SILVA, 
2016). 
 Silva (2016) ainda destaca que os resíduos das feiras e da CRAISA apresentaram 
maiores teores de SV em relação às rotas (úmidos). Entretanto, sob a perspectiva dos valores 
CAPÍTULO 2 
78 
 
de SV, a fração orgânica dos resíduos provenientes de todas as fontes geradoras 
apresentaram características adequadas para a produção de biogás. 
2.5.2.2 Razão Carbono/Nitrogênio 
 A razão entre os teores de Carbono e Nitrogênio (razão C/N) do substrato é um dos 
parâmetros fundamentais para a estabilidade do processo de biodigestão anaeróbia. O carbono 
orgânico é a fonte de energia dos microrganismos, ao passo que o nitrogênio tem o papel 
essencial no seu metabolismo, atuando na formação das enzimas. A razão ideal entre esses 
nutrientes, no processo de biodigestão anaeróbia, situa-se entre 20 e 30. Elevadas razões C/N 
acarretam um baixo crescimento dos microrganismos, ao passo que baixos valores podem 
favorecer a produção de amônia. Para o cálculo da razão C/N, é necessário determinar os 
teores de Carbono Orgânico Total (COT) e Nitrogênio Kjeldahl. 
 O conhecimento da concentração de COT fornece também um indicativo da 
biodegradabilidade da amostra, pois, dentre os tipos de carbono presentes na composição da 
amostra, apenas o orgânico pode ser degradado via biodigestão anaeróbia. A determinação 
desse parâmetro segue as metodologias estabelecidas pela Standard Methods 5310B e EPA 
9060A (EPA, 2004). A análise é realizada em equipamento apropriado, no qual realiza-se uma 
combustão completa da amostra, à temperatura de 900ºC. A quantidade de Carbono Orgânico 
Total (COT) é determinada por diferença, a partir da medição de teores de carbono total e 
inorgânico, subtraindo-se a quantidade de carbono inorgânico da de carbono total. 
 O teor de nitrogênio é também fundamental na estimativa da quantidade de proteína 
que há na amostra avaliada. A sua determinação pode ser realizada pelo método de Kjeldahl, 
utilizando a metodologia 960.52 – Microchemical determination of Nitrogen Micro-Kjeldahl 
Method, da A.O.A.C. (AOAC, 1998). A concentração de nitrogênio obtida por esse método é 
denominada Nitrogênio Kjeldahl. Nesse método, primeiramente realiza-se a extração dos 
lipídios da amostra pelo método Soxhlet, que é, em seguida, digerida em meio ácido na 
presença de um agente catalisador, neutralizada em meio alcalino em um destilador e, por fim, 
titulada em meio ácido, resultando no teor de nitrogênio que compõe a amostra avaliada. 
 Na Figura 2.18 são observados os valores médios das concentrações mássicas de 
Carbono Total, Nitrogênio Kjeldahl e da razão C/N para as amostras de FORSU provenientes 
da coleta indiferenciada, da CRAISA e das feiras livres do município de Santo André/SP. 
CAPÍTULO 2 
79 
 
 
Figura 2.18. Teores médios de Nitrogênio Kjehdal, Carbono Orgânico Total e razão C/N nas 
amostras de FORSU oriundas da coleta indiferenciada, CRAISA e feiras livres do município 
de Santo André/SP, provenientes da campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e 
fevereiro/2016. 
Fonte: Adaptado de Silva (2016). 
 Considerando que a faixa ótima da razão C/N é de 20 a 30, de acordo com esse 
parâmetro, os valores apresentados na Figura 2.18 mostram que a FORSU dos resíduos do 
município de Santo André, independente da sua origem, demonstram um bom potencial para 
produção de biogás. As concentrações de Carbono e Nitrogênio também foram próximas, 
sendo que as amostras provenientes da coleta indiferenciada apresentaram maiores teoresde 
nitrogênio, indicando uma maior presença de material proteico (SILVA, 2016). 
2.5.2.3 Composição Centesimal 
 A fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos é composta, majoritariamente, por 
restos alimentares e resíduos de poda que têm, em sua composição, basicamente, uma 
combinação de carboidratos, proteínas, lipídios e fibras. A concentração mássica desses 
elementos é denominada composição centesimal. 
As metodologias utilizadas nesta etapa de caracterização são usualmente empregadas 
na caracterização de alimentos. As análises devem ser realizadas com amostras secas do 
substrato, para que os resultados sejam obtidos em base seca. 
CAPÍTULO 2 
80 
 
✓ Lipídios: os lipídios constituem uma parte importante de compostos dentro de uma 
classe que inclui os óleos, as gorduras e as ceras. A determinação de lipídios pode 
ser realizada a partir do Método de Soxhlet estabelecido na norma 960.02 da 
Association of Official Analytical Chemistry (AOAC, 1990). Nesta metodologia é 
realizada a extração a quente dos lipídios, utilizando éter de petróleo como 
solvente. O teor dos óleos e gorduras corresponde ao peso do resíduo 
remanescente após a evaporação do solvente. 
✓ Proteínas: a determinação da concentração de proteínas se dá a partir da 
metodologia 960.52 – Microchemical determination of Nitrogen Micro-Kjeldahl 
Method, da AOAC International (AOAC, 1998), realizada pelo método de Kjeldahl, 
após a retirada da fração lipídica da amostra. Nesta análise o teor de proteínas é 
determinado a partir da concentração de nitrogênio na amostra, multiplicado por 
um fator de correção que varia de acordo com a proteína avaliada. No caso da 
FORSU, recomenda-se utilizar o valor 6,25 que corresponde a carnes em geral e 
alimentos com mistura de proteína animal e vegetal – composição mais semelhante 
ao que é encontrado na FORSU durante o processo de gravimetria. 
✓ Fibras: a determinação do teor de fibra alimentar, composta pela fibra alimentar 
solúvel e a fibra alimentar insolúvel, é realizada tendo por base o método AOAC 
985.29 (1985) (enzimático-gravimétrico). 
✓ Carboidratos: após a realização de todas as análises de composição centesimal 
apresentadas até aqui, o teor de carboidratos das amostras pode então ser 
determinado por diferença entre a totalidade da amostra subtraindo-se os teores 
de lipídios, proteínas, fibras e cinzas – obtida a partir da análise imediata – ASTM 
E 830-87 (1996), em porcentagem mássica (base seca). 
 Para a composição centesimal, no trabalho de Silva (2016), foram realizadas as 
análises de lipídios e proteínas e os teores de carboidratos e fibras foram determinados por 
diferença. Os resultados podem ser visualizados na Figura 2.19 para a FORSU dos resíduos 
úmidos provenientes da coleta indiferenciada, feiras livres e CRAISA. 
 
CAPÍTULO 2 
81 
 
 
Figura 2.19. Teores médios de Lipídeos, Proteínas e Carboidratos+Fibras nas amostras de 
FORSU oriundas da coleta indiferenciada, CRAISA e feiras livres do município de Santo 
André/SP, provenientes da campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e 
fevereiro/2016. 
Fonte: Adaptado de Silva (2016). 
 De acordo com a Figura 2.19, nota-se que as FORSU oriundas das rotas de coleta 
indiferenciada apresentaram mais lipídios e proteínas que as provenientes da CRAISA e das 
feiras livres, como era esperado, dada a composição desses dois últimos, que é constituída, 
basicamente, por alimentos não processados e com baixos teores de lipídios, como frutas e 
hortaliças (SILVA, 2016). 
 Os dados da Figura 2.19 também mostram uma diferença de cerca de 20% no teor de 
carboidratos e fibras da fração orgânica dos resíduos domiciliares, quando comparada à das 
feiras livres e CRAISA. Essa diferença, além do maior teor de lipídios e proteínas, deve-se à 
maior concentração de material mineral (cinzas) nas amostras provenientes da coleta 
indiferenciada, possivelmente provocada pelo contato com materiais de composição variada. 
Pode-se atribuir essa diferença também à maior velocidade de decomposição dos carboidratos 
simples contidos nos restos alimentares processados, que pode ter ocorrido no trajeto dos 
caminhões até o aterro sanitário. 
CAPÍTULO 2 
82 
 
2.5.2.4 Estimativa do Potencial Bioquímico de Metano (PBM) 
 O Potencial Bioquímico de Metano (PBM) é uma medida do volume de metano que 
pode ser obtido por unidade de massa de sólidos voláteis de determinado substrato, em 
mLCH4/gSV, em um processo de biodigestão anaeróbia. Trata-se de uma informação 
imprescindível para a avaliação do potencial de produção de metano a partir da FORSU, bem 
como para o dimensionamento do sistema para aproveitamento do gás resultante desse 
processo. 
 Existem diferentes métodos para estimar o PBM. O potencial de produção de metano 
pode ser obtido experimentalmente submetendo-se as amostras de RSU ao processo de 
biodigestão anaeróbia, em condições laboratoriais, ou estimado teoricamente a partir dos 
dados resultantes das análises de caracterização das amostras de frações de RSU. 
 Os métodos teóricos são baseados em modelos empíricos que permitem estimar o 
PBM a partir de dados da composição química e bioquímica dos resíduos. A sua aplicabilidade 
é reconhecida por permitirem estimar a máxima produção de metano a partir do substrato em 
estudo, sob condições ideais, em função da sua composição. Na prática, entretanto, uma série 
de outros fatores interferem nessa produção. A presença de materiais lignocelulósicos, que são 
de difícil degradação, os parâmetros de processo e a adaptação dos microrganismos ao 
substrato interferem muito no valor do PBM encontrado na prática. Nesses casos, os métodos 
experimentais fornecem valores mais próximos dos que serão observados no processo. 
2.5.2.4.1 Métodos teóricos de determinação do Potencial Bioquímico de Metano 
 O PBM obtido por modelos empíricos fornece um parâmetro de referência para o 
projeto do sistema de biodigestão anaeróbia e até mesmo para a condução dos ensaios 
laboratoriais. A vantagem desses métodos é que os resultados podem ser obtidos por meio de 
análises mais rápidas e menos dispendiosas do que os ensaios laboratoriais. A estimativa do 
PBM pode ser realizada a partir de dados da composição elementar ou da composição 
centesimal dos substratos. 
Estimativa teórica do PBM pela composição elementar 
 A estimativa do PBM pela composição elementar tem como base a estequiometria da 
reação. Segundo Achinas e Euverink (2016), Boyle modificou a Equação da reação 
originalmente proposta por Buswell e Mueler (1952), incluindo os elementos Nitrogênio e 
Enxofre, de forma a predizer a formação da amônia e ácido sulfídrico. A reação proposta por 
CAPÍTULO 2 
83 
 
Boyle está descrita na Equação 2.11 (ACHINAS e EUVERENIK, 2016). Por esse motivo, é 
possível considerar o valor resultante como o potencial teórico máximo de conversão em 
metano a partir do substrato em estudo. 
𝐶𝑎𝐻𝑏𝑂𝑐𝑁𝑑𝑆𝑒 + (𝑎 −
𝑏
4
−
𝑐
2
+
3∙𝑑
4
+
𝑒
2
)𝐻2𝑂 → (
𝑎
2
+
𝑏
8
−
𝑐
4
−
3∙𝑑
8
−
𝑒
4
) 𝐶𝐻4 + (
𝑎
2
−
𝑏
8
+
𝑐
4
+
3∙𝑑
8
+
𝑒
4
) 𝐶𝑂2 + 𝑑 ∙ 𝑁𝐻3 + 𝑒𝐻2𝑆 (2.11) 
 A determinação da composição elementar do substrato deve ser realizada conforme o 
método descrito no Tópico 2.5.1.3. O cálculo do PBMelementar teórico a partir da Equação (2.11) 
pode, então, ser realizado segundo a Equação (2.12) (ACHINAS E EUVERINK, 2016) 
𝑃𝐵𝑀𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑟 =
22,4∙(
𝑎
2
+
𝑏
8
−
𝑐
4
−
3𝑑
8
−
𝑒
4
)
12,017𝑎+1,0079𝑏+15,999𝑐+14,0067𝑑+32,065𝑒
 (2.12) 
Em que: PBMelementar = o potencial teórico máximo de produção de metano a partir da 
composição elementar em [ml de CH4/g de SV adicionados]; a = número de átomos de Carbono 
(C); b = número de átomos de Hidrogênio (H); c = número de átomos de Oxigênio (O); d = 
número de átomos de Nitrogênio (N); e = o número de átomos de enxofre (S). 
 A estimativa do PBM máximo pela composição elementar não diferenciao material 
biodegradável do não biodegradável, considerando que o substrato será degradado pelos 
microrganismos em sua integridade. Pode-se afirmar, portanto, que esse método superestima 
o PBM (NIELFA et al, 2015). Nesse sentido, a estimativa do PBM teórico pela composição 
centesimal fornece resultados mais próximos dos valores reais. 
Estimativa teórica do PBM pela composição centesimal 
 A estimativa do Potencial Bioquímico de Metano (PBM) pode ser obtida a partir da 
composição centesimal do substrato, a qual é pode ser dividida em materiais facilmente 
biodegradáveis – carboidrato, proteínas e lipídeos – e os de pouca biodegradabilidade – 
materiais lignocelulósicos (fibras). A estimativa teórica do PBM pela composição centesimal 
considera a degradabilidade dos diferentes componentes, fornecendo um resultado inferior ao 
do PBMelementar, mais próximo do que seria atingido em condições de processo. 
 Lesteur et al. (2010) estimam, pela Equação de Bushwell, que a biodigestão anaeróbia 
dos carboidratos resulte em 415 LCH4/kgSV. A das proteínas é um pouco mais produtiva, 
apresentando um rendimento de 496 LCH4/kgSV. Porém, deve-se considerar que, em excesso, 
podem acarretar o aumento da concentração de amônia, que é tóxica aos microrganismos. 
Para as gorduras, os autores estimam que a degradação resulte em 1014 LCH4/kgSV, mas 
CAPÍTULO 2 
84 
 
destacam que, na prática, elevadas concentrações de gordura podem ser inibidoras do 
processo por serem prejudiciais à membrana bacteriana. Os carboidratos complexos, por sua 
vez, precisam primeiramente ser degradados em monômeros para posteriormente serem 
digeridos. A hemicelulose e a lignina não são facilmente degradadas sob condições anaeróbias 
 Considerando-se os parâmetros relatados por Lesteur et al. (2010), o potencial teórico 
máximo a partir da composição centesimal da FORSU pode ser obtido pela Equação 2.13): 
𝑃𝐵𝑀𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙 =
[(415∙%𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑖𝑑𝑟𝑎𝑡𝑜𝑠)+(496 ∙%𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎𝑠)+(1014 ∙%𝑙𝑖𝑝í𝑑𝑖𝑜𝑠)]
100
 (2.13) 
Em que: PBMcentesimal = potencial teórico de produção de metano a partir da composição 
centesimal em [ml de CH4/g de SV adicionados]; % carboidratos = teor de carboidratos 
presente na amostra em [%]; % proteínas = teor de proteínas presente na amostra em [%]; % 
lipídios = teor de lipídios presente na amostra em [%]. 
 Pode-se afirmar, entretanto, que o valor calculado pela Equação 2.13 ainda é 
superestimado, pois considera que haverá a degradação de todo o material orgânico presente 
no substrato. Os modelos teóricos não preveem a interferência de fatores como as condições 
de processo (por exemplo, temperatura, pH, agitação) e as necessidades nutricionais dos 
microrganismos, que afetam os resultados da biodigestão anaeróbia. Além disso, esses 
modelos desconsideram que parte do material biodegradável será utilizado para o crescimento 
e manutenção dos microrganismos. Nesse sentido, a obtenção do PBM de forma experimental 
fornece resultados mais precisos. 
2.5.2.4.2 Potencial de Produção de Biometano Experimental 
 O ensaio do Potencial Bioquímico do Metano, do termo em inglês Biochemical 
Methane Potential (BMP), determina, de forma experimental, a quantidade total de metano 
(Volume de CH4) que pode ser gerada por unidade de massa de sólidos voláteis de 
determinado substrato (massa de SV). 
 Diferentemente dos métodos que foram listados até o momento para a caracterização 
dos substratos, não existe uma norma única e específica para a determinação do PBMexperimental. 
Entretanto, a maior parte dos trabalhos desenvolvidos e publicados na área seguem os 
procedimentos para caracterização e quantificação do volume de metano contidos na 
recomendação da Associação Alemã de Engenheiros « Fermentation of organic materials – 
characterization of the substrate, sampling, collection of material data, fermentation tests - VDI 
4630 » (VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE, 2006). 
CAPÍTULO 2 
85 
 
 De acordo com a VDI 4630, os ensaios devem ser conduzidos em triplicata, em 
reatores de batelada, sob condições controladas, por um período de pelo menos 21 dias ou até 
que se observe que a máxima produção de metano possível foi atingida. Com o objetivo de 
acelerar o início do processo, devem ser utilizados os inóculos - microrganismos provenientes 
de reatores de biodigestão anaeróbia que já estejam em operação contínua. Os inóculos são 
misturados ao substrato em proporções pré-definidas entre suas concentrações de sólidos 
voláteis (SVsubstrato/SVinóculode resíduos 
sólidos urbanos (RSU), com aumento da reciclagem e das tecnologias para tratamento, estão 
entre as principais metas dos países em desenvolvimento. No Brasil, cerca de 79 milhões de 
toneladas de lixo são geradas anualmente, das quais 55% são destinadas aos aterros 
sanitários e 45% ainda são depositadas em lixões ou aterros controlados (ABRELPE, 2019). A 
Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS/Lei no 12.305/2010), instituída em 2010, 
preconiza o tratamento dos resíduos antes da disposição final em aterros sanitários. As 
tecnologias de tratamento de RSU com recuperação energética (processos bioquímicos e 
termoquímicos) são desejáveis por reduzirem o volume destinado aos aterros e contribuírem 
com a diversificação da matriz energética. A escolha do processo mais adequado e o 
dimensionamento do sistema dependem de uma série de fatores, dentre eles, das propriedades 
físicas e químicas dos RSU. Entretanto, os resíduos apresentam composição heterogênea e 
variável em função das características de quem o produz e dos processos que compõem o 
sistema de gestão integrada. Dessa forma, é fundamental o conhecimento das propriedades 
CAPÍTULO 2 
87 
 
físicas e químicas dos resíduos locais a partir de amostras estatisticamente representativas. 
Propriedades como umidade, composição imediata, composição elementar, série de sólidos e 
poder calorífico permitem estimar o potencial teórico dos resíduos em processos 
termoquímicos e bioquímicos de conversão energética. O primeiro passo para possibilitar essa 
avaliação é a obtenção de uma amostra representativa e a determinação da sua composição 
gravimétrica, que permite dividir os RSU em categorias combustíveis, com composições 
homogêneas, tais como: orgânicos, sanitários, plásticos, têxteis, papel e papelão. Neste 
capítulo, foram discutidas e apresentadas as metodologias para obtenção de amostras 
estatisticamente representativas de resíduos sólidos urbanos, com o objetivo de prepará-las e 
caracterizá-las com vistas aos processos de recuperação energética. Foram apresentadas 
também as principais propriedades físicas e químicas que devem ser avaliadas para o 
dimensionamento dos sistemas, bem como as metodologias disponíveis para essas análises. 
Todos os métodos apresentados foram exemplificados a partir de dados reais coletados pelos 
autores em um estudo de caso realizado no município de Santo André (SP). 
2.7 REFERÊNCIAS 
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004. Resíduos Sólidos: 
Classificação – NBR 10004/2004a. 
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004. Amostragem de 
Resíduos Sólidos– NBR 10007/2004b. 
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2020. Resíduos Sólidos 
Urbanos para fins Energéticos – NBR 16849/2020. 
ABRELPE - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E 
RESÍDUOS ESPECIAIS. Recuperação Energética. Caderno Informativo, 2012. 
ABRELPE - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E 
RESÍDUOS ESPECIAIS. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil, 2019. 
ACHINAS, S.; EUVERINK, G.J.M. Theoretical analysis of biogas potential prediction from 
agricultural waste. Resour. Effic. Technol, v. 2, n. 3, p. 143–147, 2016. 
ADEME. Agence de L´Environnment et de la Maitrise de L´Energie. Metodologia de 
caracterização de resíduos. França: ADEME. 1998. 
AGUILAR-VIRGEN Q.; TABOADA-González P.; OJEDA-BENITEZ S. Seasonal analysis of the 
generation and composition of solid waste: potential use – a case study. Environ Monit 
Assess. v.185, n.6, p. 4633-4645, 2013. DOI: 10.1007/s10661-012-2893-5 
CAPÍTULO 2 
88 
 
ALCANTARA, A. J. de O. Composição Gravimétrica dos Resíduos Sólidos Urbanos e 
Caracterização Química do Solo da Área de Disposição Final do Município de Cáceres – 
MT.2010.- Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) – Universidade do Estado do Mato 
Grosso, Cáceres, 2010. 
ALKMIN, D. V.; RIBEIRO JUNIOR, L. U. Determinação da composição gravimétrica dos 
resíduos sólidos urbanos (RSU) do lixão do município de Maria da Fé, estado de Minas Gerais. 
Revista Caminhos de Geografia, v.18 n.61, 2016. Disponível em: 
http://www.seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/view/33905. Acesso em: 10 jun. 
2020.. 
AOAC - Association of analytical communities International - 985.29 Total dietary fiber in 
foods – Enzimatic-gravimetric method, 1985 
AOAC - Association of analytical communities International - 960.02 – Nitrogen (Nitrate) in 
fertilizers, 1990. 
AOAC - Association of analytical communities International - 960.52 – Microchemical 
determination of Nitrogen Micro-Kjeldahl Method, 1998. 
ARGUS. Development of a Methodological Tool to Enhance the Precision & 
Comparability of Solid Waste Analysis Data: Identification and Comparative Evaluation 
of Waste Analysis Methods. Comissão Europeia. Relatório Interno I. Elaborado por TU Berlin/ 
ic Consulenten, 1998. 
ASSUNÇÃO, J.V.; PESQUERO, C.R. Dioxinas e furanos: origens e riscos. Revista de Saúde 
Pública, v. 33, n. 5, São Paulo, 1999. 
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E870-82: ASTM. 
Standard Test Methods for Analysis of Wood Fuels. ASTM International, 2011. 
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM 5231: Standard Test 
Method for Determination of the Composition of Unprocessed Municipal Solid Waste. 
1992. 
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E1755: Standard Test Method 
for Ash in Biomass. West Conshohocken, 2007. 
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E830: Standard Test Method 
for Ash in the Analysis Sample of Refuse-Derived Fuel. West Conshohocken, 1996. 
BASU, P. Biomass gasification and pyrolysis practical design..Oxford: Elsevier, 2010. 
BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL (BEN). Brasília, 2021. Relatório Síntese. Disponível em: 
https://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-
abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-601/topico-596/BEN2021.pdf. Acesso 
em: 05 jan.2021. 
BOLFARINE, H.; BUSSAB, W.O. Elementos de amostragem. São Paulo: Blucher, 2005. 265 
p. 
http://www.seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/view/33905
CAPÍTULO 2 
89 
 
BORBA, S. M. P. – Análise de Modelos de Geração de gases em aterros sanitários: Estudo 
de Caso. 2006.Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). – Universidade Federal do Rio 
de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006. 
BRASIL, 2010. Lei n° 12.305, de 02 de agosto de 2010, que institui a Política Nacional de 
Resíduos Sólidos; altera a Lei n° 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. 
Brasil: 2010. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-
2010/2010/lei/l12305.htm. Acesso em: 27 abr. 2014. 
BRASIL, 2012. Plano Nacional de Resíduos Sólidos Urbanos - Política Nacional de 
Resíduos Sólidos. Disponível em: 
https://sinir.gov.br/images/sinir/Arquivos_diversos_do_portal/PNRS_Revisao_Decreto_28081
2.pdf, acessado em: 27/04/2016. 
BUSWELL, A.M.; MUELLER, H.F. Mechanism of methane fermentation, Ind.Eng. Chem., v.44, 
n.3, p.550–552, 1952. 
CAMARGO, J. M. O.; GALLEGO-RÍOS, J. M.; NETO, A. M. P.; ANTONIO, G. C.; MODESTO, 
M.; LEITE, J. T.C. Characterization of sugarcane straw and bagasse from dry cleaning system 
of sugarcane for cogeneration system. Renewable Energy, v. 158, p. 500-508, 2020. 
CAMPOS. R. F. F.; BORBA, T.; SARTOREL, A. Diagnóstico dos resíduos sólidos urbanos do 
munícipio de Iomerê-SC, através de uma análise quantitativa e qualitativa. Revista geográfica 
acadêmica, v.11 n.1, 2017. Disponível em: https://revista.ufrr.br/rga/article/view/4145. Acesso 
em: 10 jun. 2020. 
CEMPRE. VILHENA, A. (Org.). Lixo municipal: manual de gerenciamento integrado. 4. ed. 
São Paulo: CEMPRE – Compromisso Empresarial para Reciclagem, 2018. 316 p. 
CEWEP – Confederation of European Waste-to-Energy Plants, 2018. Disponível em: 
https://www.cewep.eu/municipal-waste-treatment-2018/. Acesso em 09 jun. 2020.. 
CHANG, N.B.; DAVILA, E. Siting and routing assessment for solid waste management under 
uncertainty usingthe grey mini-max regret criterion Environ. Manag., v.38, n.4, p.. 654-672, 
2006. 
CHANG, Y, F., LIN, C, J., CHYAN, J, M., CHEN, I, M., CHANG, J, E. Multiple regression models 
for the lower heating value of municipal solid waste in Taiwan. Journal of Environmental 
Management,v. 85, p. 891-899, 2007. 
CHRISTENSEN, T.H. Solid Waste Technology & Management ,volume ). Chichester: Wiley, 
2011. 
DMITRIJELAS, C. – Análise de Ecoeficiência de técnicas para tratamento e disposição de 
Resíduos sólidos urbanos. 2010. Dissertação (Mestrado em Ciências na área de tecnologia 
nuclear – materiais. – Instituto de pesquisas energéticas e nucleare (IPEN ), São Paulo, 2010. 
DRUDI K.C.R.; DRUDI, R.; MARTINS, G.; ANTONIO, G.C.; LEITE, J.T.C. Statistical model for 
heating value of municipal solid waste in Brazil based on gravimetric composition. Waste 
Manag., v.87, p. 782-790, 2019. 
https://sinir.gov.br/images/sinir/Arquivos_diversos_do_portal/PNRS_Revisao_Decreto_280812.pdf
https://sinir.gov.br/images/sinir/Arquivos_diversos_do_portal/PNRS_Revisao_Decreto_280812.pdf
https://revista.ufrr.br/rga/article/view/4145
https://www.cewep.eu/municipal-waste-treatment-2018/
CAPÍTULO 2 
90 
 
DRUDI, K. C. R. Modelo de predição de poder calorífico dos resíduos sólidos urbanos a 
partir de sua composição gravimétrica. Tese (Doutorado em Energia) -. Universidade 
Federal do ABC –(UFABC), Santo André, 2017. 
DRUDI, K.C.R.; DRUDI, R.; NETO, A. M. P.; MARTINS, G.; ANTONIO, G.C.; TONELI, J.T.C.L.; 
CENEDESE, C.H.S; SILVA, L. Physical analysis methods of Municipal Solid Waste of 
Santo André. WASTES 2015-Solutions, Treatments and Opportunities: Selected papers from 
the 3rd Edition of the International Conference on Wastes: Solutions, Treatments and 
Opportunities, Viana Do Castelo, Portugal, 14-16 September 2015. 
EPA - ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Municipal Waste Characterization, ISBN 
1 899965 32 7, Ireland, 1998. 
EPA – Standard Methods EPA 2540 G, Total, Fixed, and Volatile Solids in Solid and 
Semisolid Samples - Approved by SM Committee: 1997. 
EPA – Standard Methods EPA 9060 A, Total Organic Carbon - Approved by SM Committee: 
2004 
ERRA. Waste analysis procedure. Reference Multi-material recovery. European Recovery 
& Recycling Association,1993. 
European Biogas Association, Annual Report 2019. Disponível em 
https://www.europeanbiogas.eu/wp-content/uploads/2020/01/EBA-AR-2019-digital-
version.pdf, baixado em 23/03/2020. 
European Commission, 2004. Methodology for the Analysis of Solid Waste (SWATool) User 
Version (SWA-Tool, Development of a Methodological Tool to Enhance the Precision & 
Comparability of Solid Waste Analysis Data). SWA-Tool Consortium. 
FARIA, M. R. A. Caracterização do Resíduo Sólido Urbano da Cidade de Leopoldina - MG: 
Proposta de Implantação de um Centro de Triagem, Revista APS, Juiz de Fora, v.8, n.2, p. 
96-108, jul./dez, 2005. 
FEAM – Fundação Estadual do Meio Ambiente. Aproveitamento Energético de Resíduos 
Sólidos Urbanos: Guia de Orientações para Governos Municipais de Minas Gerais. 2012. 
FULLER, W.A. Sampling Statistics. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2009. 
GALDINO, S. J.; MARTINS, C. H. Composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos da 
coleta convencional de um município de pequeno porte. Revista Tecno-Lógica, Santa Cruz 
do Sul, v.20 n. 1, 2015. Disponível em: 
https://online.unisc.br/seer/index.php/tecnologica/article/view/6060.Acesso em: 10 jun. 2020. . 
GEOTECH – Geotecnia Ambiental. Caracterização gravimétrica dos resíduos sólidos 
urbanos domiciliares do município de Santo André. Relatório Técnico, 2013. 
GOMEZ, G.; MENESES, M.; BALLINAS, L.; CALSTELLS, F. Characterization of urban solid 
waste in Chihuahua, Mexic. Waste Manag.,v.28, n.12,p. 2465-2471, 2008. 
https://www.europeanbiogas.eu/wp-content/uploads/2020/01/EBA-AR-2019-digital-version.pdf
https://www.europeanbiogas.eu/wp-content/uploads/2020/01/EBA-AR-2019-digital-version.pdf
https://online.unisc.br/seer/index.php/tecnologica/article/view/6060
CAPÍTULO 2 
91 
 
GOMEZ, G.; MENESES, M.; BALLINAS, L.; CALSTELLS, F. Seasonal characterization of 
municipal solid waste (MSW) in the city of Chihuahua, Mexico. Waste Manag., 29, n.7, p. 2018-
2024, 2009. 
GUTIERREZ GOMEZ, A.C. Caracterização da fração combustível de resíduos sólidos 
urbanos úmidos do município de Santo André visando seu aproveitamento energético 
por processos termoquímicos. 2016. Dissertação (Mestrado em Engenharia em Energia). 
Universidade Federal do ABC, Santo André, 2016. 
HANC A.; NOVAK, P.; DVORAK M.; HABART, J.; SVEHLA, P. Composition and parameters of 
household bio-waste in four seasons. Waste Manag., v. 31, n.7, p.1450-1460. 
doi:10.1016/j.wasman.2011.02.016, 2011, 
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Guide pour 
l’établissement d’un bilan de production de déchets ménagers, Bruxelles, 1998. 
IBGE –. Contagem da População Brasileira 2015. Rio de Janeiro: IBGE. 2016 
JANSEN, C.J.; SPLIID, H.; HANSEN, T.L.; SVARD, A.; CHRISTENSEN, T.H. Assessment of 
sampling and chemical analysis of source-separated organic household waste. Waste 
Management. v.24. p. 541-549, 2004. 
JONES, J. M.; NAWAZ, M.; DARVELL, L. I.; ROSS, A. B.; POURKASHANIAN, M.; WILLIAMS, 
A.. 2006. Towards biomass classification for energy applications. In: Bridgwater, U. V., 
Booccock, D. G. B. (Eds). Science in Thermal and Chemical Biomass Conversion, v. 1 p. 
331-339, CPL Press, 2006. 
KALOGIROU, E.N. Waste-to-Energy Technologies and Global Applications Boca Raton: 
CRC Press, 2017. DOI: https://doi.org/10.1201/9781315269061, 2017. 
KATHIRAVALE, S.; YUNUS, M.N.M.; SOPIAN, K.; SAMSUDDIN, A. H. Modeling the heating 
value of Municipal Solid Waste,Fuel, v.82,n.9, p. 1119–1125, 2003. 
LEAL, M. R. L. V. Evolução Tecnológica do Processamento da Cana-de-Açúcar para Etanol e 
Energia Elétrica. In: CORTEZ, L. A. B. (Org.). Bioetanol de cana-de-açúcar: P&D para 
produtividade e sustentabilidade. São Paulo, SP, Brasil: Blucher: FAPESP, 2010. 
LEITE, J. T. C.; MARANA, K. B.B.; DRUDI, K. C. R; CENDEDESE, C. H. S; ANTONIO, G. C. 
Sampling composition for the low heat value evaluation of municipal solid wastes in 
Brazil. Advanced Technology for the Conversion of Waste Into Fuels and Chemicals, v. 
2, p.315-332, 2021. 
LESTEUR, M.; BELLON-MAUREL, V.; GONZALEZ, C.; LATRILLE, E.; ROGER, J, M.; 
JUNQUA, G.; STEYER, J. P. Alternative methods for determining anaerobic biodegradability: a 
review. Process Biochem, v.45, n.4 p. 431-440, 2010. 
MANN, P., S. Introdução à Estatística. Tradução:Teresa Cristina de Souza. 8. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2015. 
https://doi.org/10.1201/9781315269061
CAPÍTULO 2 
92 
 
MARANA, K. B. B. Caracterização da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos do 
Município de Santo André (SP) para avaliação do potencial de produção de biometano. 
2017.Dissertação (Mestrado em Engenharia). Universidade Federal do ABC, Santo André, 
2017. 
MARTINS, G. Notas de aula: Processos Termoquímicos para Energia. Santo André: UFABC, 
2016. 
MERAZ, L.; DOMINGUEZ, A.; KORNHAUSER, I.; ROJAS, F. A thermochemical concept-based 
equation to estimate waste combustion enthalpy from elemental composition. Fuel, v. 82, p. 
1499-1507, 2003. 
MODECOM. A Method for Characterization of Domestic Waste – Connaître pouragir. 
Agency for Environment and Energy Management. Paris: ADEME Éditions. Paris, 1994. 
MORETTIN, P.A.; BUSSAB, W. O. Estatística Básica. 6 ed. São Paulo: Saraiva, 2010. 
MOURA, A. A.; LIMA, W.S.; ARCHANJO, C.R. Análise da Composição Gravimétrica de 
Resíduos Sólidos Urbanos: Estudo de Caso – Município de Itaúna - MG, SynThesis 
Revista Digital FAPAM, Pará de Minas, n.3, p. 4-16, abr. 2012 
NIELFA, A.; CANO, R.; FDZ-POLANCO, M. Theoretical methane production generated by 
the co-digestion of organic fraction municipal solid waste and biological sludge. 
Biotechnology Reports 5, 14-21, 2015. 
NOGUÉS, F.S.; GALINDO-GARCIA, D.; REZEAU, A. Energia de la Biomasa ,volumen I. 
Zaragoza: Prensas Universitariasde Zaragoza.,2010 
NORDTEST - Nordtest Method NT ENVIR 001. Solid Waste Municipal: Sampling and 
Characterization. Nordtest Method. Espoo: Finlândia, 1995. 
NORDTEST - Nordtest Method NT TECHN REPORT 171. Recommended Methods for on site 
evaluation of the magnetization in MPI: Nordtest Method. Espoo: Finlândia 
ORIUM – Soluções Ambientais. Caracterização gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos 
domiciliares do município de Santo André. Relatório Técnico, 2016. 
PESSIN, N. CONTO.; S. M.; TELH, M.; CADORE, J.; ROVATTI, D.; BOFF, R. E. Composição 
Gravimétrica de Resíduos Sólidos Urbanos: Estudo de Caso – Município de Canela – RS. 
In: CONGRESO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL, 30., 2006, 
Punta del Este. Anais [...]. Punta del Este, 2006. 
PORTAL ACTION – Portal estatístico, 2017. Disponível em: 
http://www.portalaction.com.br/inferencia/intervalo-de-confianca. Acesso em 05 set. 2017.. 
PORTARIA n°. 851/2009. Especificações Técnicas sobre caracterização de resíduos 
urbanos. Diário da República n.º 152/2009, Portugal, p. 5143 - 5146, 2009. 
RAND, T.; HAUKOLHL, J.; MARXEN, U. Municipal Solid Waste Incineration. Requirements 
for a successful project. Washington, D.C. The World Bank, 105 p.,2000. 
https://diariodarepublica.pt/dr/detalhe/diario-republica/152-2009-129051
CAPÍTULO 2 
93 
 
RUSSO, M. A. T. Avaliação dos Processos de Transformação de Resíduos Sólidos Urbanos 
em Aterro Sanitário.2005.– Tese (Doutorado emEngenharia Civil)- Universidade do Minho, 
Braga, 2005. 
RYU, C.; SHIN, D. Combined heat and power from Municipal Solid Waste: Current status 
and issues in South Korea. Energies 6, pp. 45-57. MDPI, 2012. 
SÃO PAULO (Estado). Decreto nº 54645, de 5 de agosto de 2009. Regulamenta dispositivos 
da Lei n° 12.300 de 16 de março de 2006 e institui a Política Estadual de Resíduos Sólidos. 
Diário Oficial [do Estado de São Paulo]. São Paulo, SP. Disponível em: 
http://www.ambiente.sp.gov.br/cpla/files/2012/09/2006_Lei_12300.pdf. Acesso em: 15 jul. 
2015.. 
SBC, The Secretariat of the Basel Convention. Waste Without Frontiers II. 2018. Disponível em: 
http://www.basel.int/Portals/4/Basel%20Convention/docs/pub/WasteWithoutFrontiersII.pdf. 
Acesso em: 25 jun. 2020. 
SHI, H.; MAHINPEY, N.; AQSHA, A.; SILBERMANN, R. Characterization, thermochemical 
conversion studies, and heating value modeling of municipal solid waste. Waste Management, 
v. 48, p. 34-47,, 2016. 
SILVA, C.A. Caracterização da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos do aterro 
municipal de Santo André visando seu aproveitamento energético via biodigestão 
anaeróbia. Dissertação (Mestrado em Energia). –Universidade Federal do ABC, Santo André, 
2016. 
SOARES, E.L.S.F. Estudo da caracterização Gravimétrica e Poder Calorífico dos 
Resíduos Sólidos Urbanos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) –Universidade 
Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2011. 
STEVENSON, W.J. Estatística Aplicada à Administração. São Paulo: Harbra, 2001. 
TABALIPA, N. L.; FIORI, A. P. Caracterização e Classificação dos Resíduos Sólidos Urbanos 
do Município de Pato Branco, PR. Revista Brasileira de Ciências Ambientais, Rio de Janeiro, 
n.4, 2006. 
TCHOBANOGLOUS, G ; KREITH, F. Handbook of Solid Waste Management. Second 
Edition. United States of America: McGrawHill, 2002. 
TIBURCIO, R. S. Caracterização de resíduos sólidos urbanos secos provenientes do 
processo de triagem visando o aproveitamento energético através do seu uso como 
combustível derivado de resíduo. 2018.Tese (Doutorado em Energia).. Universidade Federal 
do ABC, Santo André, 2018. 
TIBURCIO, R.S.; GUTIERREZ-GOMEZ, A.; MALPELI, M.; NETO, A. M. P. Evaluation of the 
elemental composition of municipal solid waste bottom ash: a new methodology for sample 
preparation. Revista Brasileira de Energias Renováveis, 2018. 
UNEP Waste-to-Energy: Considerations for Informed Decision-Making, 2019. 
http://www.ambiente.sp.gov.br/cpla/files/2012/09/2006_Lei_12300.pdf
http://www.basel.int/Portals/4/Basel%20Convention/docs/pub/WasteWithoutFrontiersII.pdf
CAPÍTULO 2 
94 
 
US EPA. PROTOCOL – A Computerized Solid Waste Quantity and Composition 
Estimation System. United States Environmental Protection Agency. Research and 
Development – Risk Reduction Engineering Laboratory. Elaborado por Albert J. 
Klee.EPA/600/S2-91/005. Cincinnaty, 1992 
VALORSUL. Valorização e Tratamento de Resíduos Sólidos das Regiões de Lisboa e do 
Oeste, S.A. Disponível em https://www.valorsul.pt/pt/areas-de-negocio/tratamento-e-
valorizacao-de-residuos-urbanos/valorizacao-energetica/valorizacao-energetica/a-combustao/ 
VAN LOO, S.; KOPPEJAN, J. The Handbook of Biomass Combustion and Co-firing. 
London: Earthscan, 2008. 
VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE. VDI 4630: Fermentation of organic materials – 
characterization of the substrate, sampling, collection of material data, fermentarion tests. 
Berlin: Verlag des Vereins Deutscher Ingenieure, 92 p., 2006. 
ZHOU, H.; MENG, A.; LONG, Y.; LI, Q.; ZHANG, Y. An overview of characteristics of municipal 
solid waste fuel in China: Physical, chemical composition and heating value. Renewable and 
Sustainable Energy Reviews,v. 36, p. 107-122, 2014. 
 
 
https://www.valorsul.pt/pt/areas-de-negocio/tratamento-e-valorizacao-de-residuos-urbanos/valorizacao-energetica/valorizacao-energetica/a-combustao/
https://www.valorsul.pt/pt/areas-de-negocio/tratamento-e-valorizacao-de-residuos-urbanos/valorizacao-energetica/valorizacao-energetica/a-combustao/
CAPÍTULO 3 
95 
 
3 COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO 
Ana Maria Pereira Neto; Andrea Carolina Gutierrez Gomez; Rodolfo Sbrolini Tiburcio 
3.1 CONTEXTUALIZAÇÃO 
As práticas de reuso e reciclagem dos diversos produtos encontrados em resíduos 
sólidos urbanos (RSU) são preferíveis aos processos de recuperação energética através de 
rotas tecnológicas disponíveis e viáveis economicamente, como destacado na Lei nº 
12.305/2010, que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos, a qual destaca a disposição 
final ambientalmente correta de resíduos na forma de rejeitos, ou seja, resíduos sólidos que, 
esgotadas as possibilidades de tratamento e recuperação, não apresentam outra possibilidade 
senão a disposição em aterros sanitários (BRASIL, 2010). 
No entanto, parte dos produtos são recuperados através da reciclagem e outros são 
encaminhados aos aterros sanitários ou destinados a locais ambientalmente irregulares 
(vazadouros a céu aberto, fossas etc.), pois muitos encontram-se contaminados ou em estado 
físico comprometido ou, ainda, possuem baixo valor de mercado. Além disso, as configurações 
e a eficiência de tecnologias de coleta e separação de RSU desempenham um papel 
fundamental no potencial de recuperação de resíduos, pois podem amplificar a qualidade dos 
produtos segregados. 
Em cenários nos quais a reciclagem e o reuso são inviáveis, dependendo das 
propriedades físico-químicas e termofísicas dos produtos, estes podem ser processados e 
empregados como combustível derivado de resíduo (CDR), sendo este uma fonte alternativa 
para rotas termoquímicas de conversão energética (combustão, gaseificação, pirólise etc.), 
podendo ser utilizada integralmente ou de forma complementar em segmentos industriais 
como, por exemplo, cimenteiras, carvoarias, geradores de eletricidade e incineradores 
(PETRECCA, 2014; CHANDRASEKHAR & PANDEY, 2020). 
No contexto brasileiro, não há um mercado estruturado para processar CDR (produção, 
comercialização e uso), apesar de benefícios socioambientais e econômicos em se obter 
combustível a partir de RSU, em virtude da utilização de resíduos potencialmente interessantes 
ao aproveitamento energético e que são majoritariamente destinados aos aterros sanitários. 
Além disso, embora haja amplas linhas de pesquisa e entidades governamentais atuantes na 
área de resíduos, o desenvolvimento de normas técnicas nacionais específicas para 
CAPÍTULO 3 
96 
 
caracterização de RSU e CDR deve ser encorajado, buscando-se ampliara sustentabilidade 
de rotas de destinação de resíduos. Em contrapartida, no contexto internacional, destaca-se a 
existência de um conjunto de normas da American Society for Testing and Materials (ASTM – 
Tabela 3.5) e do European Committee for Standardization (CEN – Tabela 3.6). 
Em 2017, a Secretaria de Estado do Meio Ambiente de São Paulo instituiu a Resolução 
SMA nº 38/2017, onde são estabelecidas diretrizes gerais de licenciamento e operação de 
sistemas de recuperação energética de combustível derivado de resíduos sólidos urbanos 
(CDRU) em tecnologias de fornos de produção de clínquer, denotando a primeira legislação 
sobre CDR a nível nacional (SÂO PAULO, ,2017). 
Com relação às perspectivas futuras de uso de CDR no Brasil, destacam-se tendências 
estabelecidas no Plano Nacional de Resíduos Sólidos (PLANARES), previsto na Lei nº 
12.305/2010. De acordo com o PLANARES, a recuperação energética de CDR é indicada como 
promissora (Figura 3.1 – MMA, 2020; BRASIL, 2022). Além disso, para o ano 2050, com 
referência ao ano 2014, espera-se diminuir em 40% o uso de coque de petróleo a partir do 
emprego de resíduos industriais não perigosos, resíduos agrícolas e CDRU (SNIC, 2019). É 
importante destacar que a regulamentação da recuperação energética como uma das formas 
de destinação final ambientalmente adequada dar-se-á por intermédio da Portaria 
Interministerial nº 274/2019 (BRASIL 2019). 
 
Figura 3.1. Tendências de uso de combustível derivado de resíduo no contexto brasileiro. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 3 
97 
 
3.2 DEFINIÇÃO DE COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO 
Mundialmente, duas terminologias são empregadas para CDR: refuse-derived fuel 
(RDF) e solid recovered fuel (SRF). RDF/SRF é produzido a partir de diversos tipos de resíduos 
(domésticos, comerciais, industriais, de construção e de demolição), de acordo com as 
demandas locais e tecnologias de processamento disponíveis nos países produtores. 
O RDF é obtido a partir de um processamento básico de um resíduo não específico para 
incrementar seu conteúdo energético e, portanto, refere-se à fração combustível segregada de 
RSU, após a remoção de produtos com qualidade para a reciclagem, matéria orgânica e 
produtos incombustíveis, tais como metais e vidros (BUEKENS, 2013). O termo SRF define um 
combustível oriundo de resíduos não perigosos que cumpre critérios de qualidade definidos em 
termos de origem e níveis de propriedades como combustíveis, a partir da aplicação de 
métodos analíticos que asseguram uma caracterização físico-química e termofísica confiável 
(MAIER et al., 2011). Portanto, trata-se de um CDR certificado e, neste sentido, destacam-se 
normas de processamento e caracterização elaboradas pelo European Committee for 
Standardization (CEN): CEN/TC 343 – Solid Recovered Fuels, a fim de garantir a produção de 
um combustível certificado. 
A norma ASTM E 856:2004 (Standard definitions of terms and abbreviations relating to 
physical and chemical characteristics of refuse-derived fuel) indica os tipos de RDF que podem 
ser produzidos, considerando-se parâmetros como presença de inertes, densificação dos 
resíduos, conversão em combustíveis líquidos/gasosos e dentre outros, conforme Figura 3.2. 
 
CAPÍTULO 3 
98 
 
 
Figura 3.2. Classificação de refuse-derived fuel (RDF) de acordo com a norma ASTM E 
856:2004 
Fonte: Elaborado pelos autores 
A Figura 3.3 indica, de modo simplificado, as etapas envolvidas na produção de SRF, 
considerando-se a classificação através da avaliação de suas propriedades e os objetivos de 
uso como combustível pelo segmento demandante. Os requisitos de classificação são 
estabelecidos na norma CEN EN 15359:2011 (Solid recovered fuels – Specifications and 
classes), levando-se em consideração o poder calorífico e os teores de cloro e mercúrio no 
combustível produzido, conforme apresentado na Tabela 3.1. Destaca-se que a norma não 
indica a base de trabalho (seca ou úmida). 
CAPÍTULO 3 
99 
 
 
Figura 3.3. Produção e comercialização de solid recovered fuel (SRF). 
Fonte: adaptado da norma CEN EN 15359:2011 
 
Tabela 3.1. Classificação de solid recovered fuels (SRF), conforme a norma CEN EN 
15359:2011. 
Propriedade 
Medida 
estatística 
Classes de SRF 
1 2 3 4 5 
Poder calorífico inferior 
(MJ/kg)a 
 
Média ≥ 25 ≥ 20 ≥ 15 ≥ 10 ≥ 3 
Cloro (% em massa)b Média ≤ 0,2 ≤ 0,6 ≤ 1,0 ≤ 1,5 ≤ 3,0 
Mercúrio (mg/MJ)c 
Mediana 
≤ 
0,02 
≤ 
0,03 
≤ 
0,08 
≤ 
0,15 
≤ 
0,50 
80º percentil 
≤ 
0,04 
≤ 
0,06 
≤ 
0,16 
≤ 
0,30 
≤ 
1,00 
aDeterminado através da norma CEN EN 15400:2011; bCEN EN 15408:2011; cCEN EN 15411:2011 
Fonte: CEN EN 15359 (2011) 
 
No Brasil, segundo a Resolução SMA nº 38/2017, o termo combustível derivado de 
resíduos sólidos urbanos (CDRU) foi proposto para resíduos sólidos urbanos processados com 
ou sem incorporação de resíduos sólidos industriais não perigosos (SÃO PAULO, 2017). A 
Resolução do Estado de São Paulo limita a aplicação energética em processos de 
coprocessamento em fornos de produção de clínquer e estabelece que o CDRU deverá atender 
as seguintes características: poder calorífico inferior (em base seca) com valor mínimo de 15 
MJ/kg; teor máximo de cloro de 1,0% (em massa de combustível); teor máximo de mercúrio de 
CAPÍTULO 3 
100 
 
0,5 mg/kg. Tais propriedades estão próximas ao SRF de classe 3 (Tabela 3.1). Adicionalmente, 
deve ser enquadrado como um resíduo não perigoso, de acordo com a norma ABNT NBR 
10004:2004 (Resíduos sólidos – Classificação). 
Destaca-se que os fornos de cimento possuem características favoráveis à queima de 
resíduos, incluindo longo tempo de residência em temperaturas acima de 1.450 ºC e 
degradação total dos componentes orgânicos. Com relação às emissões, os fornos de 
produção de clínquer possuem os seguintes limites: material particulado menor que 50 mg.Nm-
3 a 11% de O2; dioxinas e furanos máximo de 0,1 ng.Nm-3 a 11% de O2; SOx e NOx de 350 e 
800 mg.Nm-3 a 11% de O2, respectivamente. O coprocessamento, isto é, a produção de cimento 
com operação combinada à queima de resíduos, reaproveita o potencial energético e a fração 
mineral dos resíduos, em substituição a combustíveis fósseis (coque de petróleo, por exemplo), 
minimizando os passivos ambientais causados pela disposição inadequada de resíduos em 
ambientes terrestres e aquáticos (ABCP, 2019; SNIC, 2019). 
Com relação ao teor de cloro no combustível, este definirá o nível de substituição que 
as cimenteiras poderão atingir sem a necessidade de instalação de um by pass de cloro, 
buscando-se baixos níveis de cloro nos processos de produção de CDR, bem como ampliar 
seu uso em fornos (PLANSAB, 2020). A importância da quantificação de cloro está relacionada 
à previsão de problemas de corrosão e formação de depósitos em equipamentos empregados 
em sistemas de recuperação de energia, pois o cloro está sujeito à vaporização parcialmente 
devido às elevadas temperaturas de combustão e, após arrefecimento, pode ocasionar a 
formação de ácido clorídrico. Já o teor de mercúrio pode contribuir significativamente com 
emissões prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana, portanto, sua quantificação 
também é fundamental (CIEPLIK et al., 2011). 
3.3 TECNOLOGIAS DE PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS PARA OBTENÇÃO DE COMBUSTÍVEL 
DERIVADO DE RESÍDUO 
A Lei nº 12.305/2010 (Política Nacional de Resíduos Sólidos) destaca a importância da 
coleta seletiva como item obrigatório nos planos municipais de gestão integrada de RSU 
(BRASIL, 2010). Os programas de coleta seletiva são uma importante ferramenta de gestão 
integrada e gerenciamento de RSU, visando a recuperação de produtos, e podem contemplar 
estações de coleta (ecopontos), pontos de entrega voluntária (escolas, repartições públicas 
etc.) e coletas porta a porta (caminhões coletores). A qualidade dos resíduos recuperados 
depende, dentre outros fatores, da contribuição da população e, neste sentido,programas de 
CAPÍTULO 3 
101 
 
educação socioambiental são fundamentais na estruturação e manutenção de um plano de 
gerenciamento de resíduos (GUTBERLET, 2015). 
Os resíduos oriundos da coleta seletiva são encaminhados às centrais de triagem, onde 
são separados manual (Figura 3.4) ou mecanicamente, através de operações unitárias de 
segregação (Figura 3.5), em produtos reutilizáveis e recicláveis (papel, papelão, Tetra Pak®, 
plásticos etc.) que, posteriormente, são encaminhados aos processos de prensagem e 
enfardamento para estocagem e comercialização. Na ausência de coleta seletiva adequada na 
fonte, materiais com elevado valor agregado se misturam às demais frações de resíduos e seu 
aproveitamento em processos de recuperação ou reciclagem torna-se prejudicado ou mesmo 
impossibilitado, pois são formadas misturas de materiais de difícil separação e, como 
consequência, são majoritariamente descartadas. 
 
Figura 3.4. Sistema manual de segregação de resíduos de coleta seletiva. 
Fonte: adaptado de ECOLIFE (2020) 
CAPÍTULO 3 
102 
 
 
Figura 3.5. Sistema mecanizado de processamento de resíduo para obtenção de combustível 
derivado de resíduo (CDR). 
Fonte: Adaptado de NSWAI (2020) 
No Brasil, a implementação de sistemas de coleta seletiva ocorre com a atuação de 
cooperativas que possuem um papel crucial na reciclagem de produtos. Considerando-se os 
5.570 municípios brasileiros, 73% possuem iniciativas de coleta seletiva em seus planos de 
gestão (ABRELPE, 2019) e aproximadamente 15% detêm ao menos uma cooperativa. Por 
exemplo, nas cidades de Rio de Janeiro e Belo Horizonte, 5% de todo o resíduo produzido é 
destinado à reciclagem; em São Paulo, a proporção é de 7%; em Brasília e Cuiabá, a magnitude 
é de 3%; e com maior participação, encontram-se as cidades de Curitiba (16%) e Porto Alegre 
(10%) (ABRALATAS, 2020). O material com maior volume coletado em 2017/2018 foi o papel, 
representando em média 65% do total coletado, seguido de plásticos com média de 17% (LCA, 
2020). 
O tratamento mecânico e biológico (TMB) é um modelo tecnológico de gestão de 
resíduos, largamente empregados em países europeus (Portugal, Itália, Reino Unido etc.), 
Estados Unidos da América e Japão. De acordo com o escritório de estatística da União 
Europeia (EUROSTAT), o TMB constitui um sistema projetado para recuperar produtos para 
uma ou mais finalidades, concomitantemente à estabilização da fração orgânica, visando 
otimizar a segregação, reduzir o volume de resíduos nas cidades e ampliar a vida útil de aterros 
sanitários (EUROSTAT, 2020). Trata-se do processamento mecânico de RSU, objetivando-se 
a recuperação de produtos recicláveis/reutilizáveis, o tratamento bioquímico para conversão 
energética (uso de biogás) e/ou utilização pela agricultura (uso de fertilizante), e a produção de 
CDR, uma vez que possibilita a obtenção de uma fração de produtos rejeitados com elevado 
poder calorífico, conforme ilustrado na Figura 3.6 (KERDSUWAN & LAOHALIDANOND, 2020). 
CAPÍTULO 3 
103 
 
 
Figura 3.6. Esquema simplificado de uma planta de tratamento mecânico e biológico (TMB). 
Fonte: Elaborado pelos autores 
Em geral, as plantas de TMB incluem a separação de produtos recicláveis (garrafas 
plásticas, latas de alumínio etc.), fração orgânica, inertes (metais e vidros) e contaminantes 
(policloreto de polivinila – PVC, resíduos eletrônicos etc.), onde são empregadas sequências 
de operações unitárias, incluindo triagem preliminar de resíduos orgânicos e recicláveis, 
classificação por ar, separação magnética, separação de metais não ferrosos (alumínio, por 
exemplo), separação de vidro, redução de granulometria (trituração/moagem), tratamento 
biológico (reatores), dentre outras. As operações mecânicas unitárias podem ser integradas no 
projeto de uma planta de TMB em diversas configurações, o que depende da quantidade e 
composição dos RSU de alimentação, da qualidade da segregação na fonte geradora, da 
disponibilidade tecnológica e das decisões orientadas pelos operadores, a fim de obter os 
produtos desejados (CHANDRAPPA & DAS, 2012; FITZGERALD, 2013). 
Os diversos estágios de classificação e separação de produtos de uma planta de TMB 
são baseados na densidade, tamanho de partícula e propriedades magnéticas e ópticas dos 
produtos de alimentação. O Quadro 3.1 apresenta os principais equipamentos que podem ser 
utilizados em projetos de TMB, visando a recuperação de recursos. 
 
CAPÍTULO 3 
104 
 
Quadro 3.1. Equipamentos utilizados em plantas de tratamento mecânico e biológico (TMB). 
Equipamento Descrição 
Abre-sacos / 
Rasga-sacos 
Empregado na abertura de sacos de resíduos que entram em uma planta de 
TMB. 
Trommel / 
Tambor 
rotativo 
Opera com base no equilíbrio entre a força gravitacional e o momento angular 
para separar RSU por tamanho de partícula. A abertura da peneira pode variar 
de um projeto para outro. A eficiência de separação é determinada, 
considerando-se o ângulo de declinação do tambor rotativo, o tamanho da 
abertura da malha e a velocidade de rotação (10-20 rpm) do tambor. 
Classificador à 
ar / Separador 
óptico 
Processo de separação por diferença de densidade entre produtos leves 
(plásticos, papel, latas de alumínio etc.) e pesados (matéria orgânica e itens 
metálicos). Os resíduos de alimentação são submetidos a um fluxo de ar 
ascendente, onde a fração pesada cai e a fração leve é levada verticalmente 
para cima e coletada através de um sistema ciclone. Sistemas de separação 
mais avançados podem acoplar técnicas de separação de ar a novos 
dispositivos de classificação óptica que são capazes de separar produtos com 
base nas propriedades ópticas. 
Separador 
magnético 
Utilizado para extrair produtos ferromagnéticos de uma corrente de resíduos, 
empregando-se campos magnéticos promovidos por ímãs. 
Separador por 
corrente de 
Foucault 
Técnica de separação avançada utilizada para segregar produtos eletricamente 
condutores, mas não ferrosos (alumínio, latão e cobre), dos outros produtos 
inertes na corrente de RSU, a partir de correntes circulares induzidas e que 
produzem campos magnéticos nos produtos condutores. 
Separador 
balístico 
Utilizado para segregar resíduos finos (matéria orgânica) de resíduos planos 
(papéis, por exemplo) e rolantes (garrafas plásticas, por exemplo). 
Câmara de 
biodigestão 
Para realização da digestão anaeróbia da fração orgânica segregada. 
Câmara de 
compostagem 
Para realização da digestão aeróbica da fração orgânica segregada em 
ambiente quente, úmido e oxigenado, na presença de microrganismos. 
Gasômetro 
Empregado no armazenamento do biogás produzido em plantas de TMB que 
possuem câmara de digestão anaeróbia (60% de CH4 e 40% de CO2, em 
média). 
Unidade de 
densificação 
Empregada para densificar CDR para obtenção do RDF-5, por exemplo, 
conforme Figura 3.2. 
Triturador 
Trituradores e/ou moinhos são amplamente utilizados no processamento de 
RSU, visando obter uma uniformidade no tamanho de partícula, principalmente 
em função de parâmetros operacionais de equipamentos empregados na 
classificação mecânica de resíduos (tamanho máximo de partícula). Além disso, 
a trituração também pode ser empregada para processar o CDR, a fim de obter 
um produto mais homogêneo. 
Motogeradores Queima do biogás para conversão de energia elétrica. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 3 
105 
 
Com relação às configurações de plantas de processamento de RSU, visando a 
recuperação de resíduos, a Figura 3.7 exemplifica uma planta de tratamento mecânico de RSU 
com baixo teor de fração orgânica, o que inviabilizaria a instalação de reatores para digestão 
anaeróbia e câmaras de compostagem. 
 
Figura 3.7. Esquema simplificado de obtenção de CDR a partir do tratamento mecânico. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 
A Figura 3.8 indica a configuração de uma planta de TMB completa, destacando-se o 
uso dos diversos tipos de operações unitárias, reatoresde tratamento biológico e transporte 
dos produtos obtidos no processo (CDR, fertilizante e biogás). Ressalta-se que devido à 
presença de produtos volumosos nos resíduos de alimentação como, por exemplo, caixas de 
papelão e plásticos, as unidades de TMB podem contemplar uma etapa de separação manual, 
a fim de evitar eventuais paralisações. 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
106 
 
 
Figura 3.8. Planta de tratamento mecânico e biológico (TMB), Portugal. 
Fonte: adaptado de Valorização e Tratamento de Resíduos Sólidos, S.A. (VALNOR, 2015) 
1 – Recepção 
2 – Tratamento mecânico 
3 – Tratamento biológico 
4 – Tratamento de ar 
5 – Área de maturação 
6 – Área de afinação 
7 – Estoque de composto 
8 – Conversão de energia 
9 – Comercialização 
CAPÍTULO 3 
107 
 
No Brasil, a Resolução SIMA nº 47/2020 da Secretaria de Estado e Infraestrutura e Meio 
Ambiente de São Paulo, estabelece diretrizes para o licenciamento de unidades de preparo de 
CDR a partir de resíduos diversos, exceto resíduos perigosos e de recuperação de energia 
proveniente do uso deste combustível, conforme simplificado na Figura 3.9 (SÃO PAULO, 
2020). De acordo com a Resolução supracitada, o CDR preparado deverá atender aos critérios 
da Tabela 3.2, em função do tipo de fonte a ser empregada (caldeiras industriais, fornos, 
gaseificadores, pirolisadores e unidades de recuperação energética). A utilização de CDR em 
instalações já em operação estará condicionada ao atendimento dos requisitos legais 
estabelecidos em licença, incluindo os limites de emissão de gases. E para o uso em caldeiras 
e fornos industriais, o processo de licenciamento deverá ser solicitado à Companhia Ambiental 
do Estado de São Paulo (CETESB). Adicionalmente, a Resolução destaca que os resíduos 
líquidos e sólidos gerados com a utilização de CDR deverão ser registrados, controlados 
sistematicamente, acondicionados, armazenados, transportados e destinados de acordo com 
a legislação vigente. 
 
Figura 3.9. Preparo de combustível derivado de resíduo (CDR) e tipo de fonte utilizada, 
conforme estabelecido na Resolução SIMA nº 47/2020. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 
 
CAPÍTULO 3 
108 
 
Tabela 3.2. Critérios para utilização de combustível derivado de resíduo (CDR), conforme 
Resolução SIMA nº 47/2020. 
Tipologia de fontes 
Poder calorífico 
inferior (MJ/kg)* 
Cloro 
(% em massa)* 
Temperatura 
(ºC) 
Caldeiras industriais a 
biomassa, 50-100 t/h de 
vapor 
≥ 9,6a ≤ 0,3 ≥ 500 ºCc 
Caldeiras industriais a 
biomassa, > 100 t/h de vapor 
≥ 9,6a ≤ 0,6 ≥ 500 ºC 
Fornos de produção de 
clínquer 
≥ 11,6a ≤ 1,0 não aplicável 
Pirólise ≥ 9,6a não aplicável ≥ 400 ºCc 
Gaseificação ≥ 9,6a não aplicável ≥ 750 ºCc 
Unidade de recuperação 
energética 
não aplicável não aplicável ≥ 850 ºCc 
Fornos industriais com uso de 
biomassa e sem contato com 
a matéria-prima 
b ≤ 0,6 ≥ 500 ºCc 
*Dados em base seca; 
aAvaliado caso a caso, devendo ser superior ao poder calorífico da biomassa utilizada como combustível 
convencional; 
bDeverá ser igual ou superior ao combustível convencional utilizado, devendo comprovar a redução de 
consumo do combustível convencional; 
cTemperatura medida no interior da câmara de combustão ou em ponto equivalente. 
Fonte: Elaborado pelos autores 
Com relação ao uso de resíduos sólidos Classe I – Perigosos (conforme classificação 
estabelecida na norma ABNT NBR 10004:2004) para a produção de CDR para utilização em 
coprocessamento em fornos de clínquer, destaca-se a Resolução SIMA nº 84/2021, cuja 
nomenclatura estende-se para combustível derivado de resíduos sólidos perigosos – CDRP 
(SÃO PAULO, 2021). Os resíduos elegíveis para a produção de CDRP deverão ser 
submetidos, previamente, à separação de produtos recicláveis, e ter comprovação de 
incremento de energia, a fim de substituir os combustíveis convencionais empregados em 
fornos de clínquer, atendendo-se aos critérios de poder calorífico inferior ≥ 11,6 MJ/kg (base 
seca) e teor de cloro ≤ 1,0% (base seca, em massa). 
CAPÍTULO 3 
109 
 
Embora a composição e qualidade do CDR obtido através da tecnologia de TMB 
dependam das características dos resíduos de alimentação, do grau de complexidade da planta 
e da eficiência das operações mecânicas unitárias, o combustível obtido possui propriedades 
combustíveis importantes, incluindo elevado poder calorífico e baixos teores de cinzas e de 
umidade. Além disso, os impactos socioambientais e os custos de produção associados 
dependem da taxa de recuperação de produtos e do potencial combustível dos produtos 
presentes nos resíduos (UNEP, 2005; SARC & LORBER, 2013; EDO-ALCÓN et al., 2016). 
Um elevado teor de umidade em resíduos utilizados em plantas de recuperação de 
energia dificulta a ignição do combustível, pois retarda as etapas da combustão (secagem, 
volatilização e oxidação), uma vez que requer maior tempo na etapa de secagem. 
Consequentemente, a volatilização e oxidação também são prejudicadas, reduzindo-se, assim, 
a taxa de queima e a eficiência do processo. 
Produtos plásticos inviáveis à reciclagem (propriedades físicas danificadas, por 
exemplo) são sugeridos como potenciais produtos para compor CDR, em função do elevado 
poder calorífico, além de possuírem baixa aderência à umidade. Götze et al. (2016) destacam 
valores de poder calorífico inferior de alguns tipos de plásticos encontrados em RSU: 22,9 
MJ/kg para politereftalato de etileno (PET); 40,4 MJ/kg para polietileno de alta densidade 
(PEAD); 37,8 MJ/kg para polipropileno (PP); e 36,0 MJ/kg para poliestireno (PS). Dentre eles, 
PS e PP são os que possuem maiores teores de cinzas (10,3 e 6,0%, respectivamente), 
aspecto negativo quando pretende adotar rotas termoquímicas de conversão energética 
(CHIEMCHAISRI et al., 2010; GUG et al., 2015). 
A Tabela 3.3 apresenta a composição de três tipos de RDF obtidos a partir de diferentes 
unidades de TMB do Reino Unido. Por exemplo, o RDF obtido na Planta A possui 1/5 de 
resíduos finos e o menor poder calorífico (16,5 MJ/kg), quando comparado com os 
combustíveis da Plantas B (17,2 MJ/kg) e Planta C (17,4 MJ/kg), os quais não possuem 
resíduos finos em sua composição. Uma vez que a distribuição de produtos (papel/papelão, 
plásticos, têxteis etc.) nos combustíveis derivados é distinta, suas propriedades físico-químicas 
e termofísicas apresentarão diferenças, o que torna a caracterização laboratorial uma etapa 
crucial na avaliação do potencial energético de um CDR. 
 
CAPÍTULO 3 
110 
 
Tabela 3.3. Composição de refuse-derived fuel (RDF) processado a partir de três diferentes 
plantas de tratamento mecânico e biológico (TMB) localizadas no Reino Unido. 
Produtos (% em massa) 
Plantas de TMB 
A B C 
Papel/papelão 35,1 25,0 55,0 
Matéria orgânica 2,1 15,0 0,0 
Vidro 0,9 4,0 1,0 
Resíduos finos* 20,3 0,0 0,0 
Metal ferroso 2,2 1,0 0,0 
Plásticos densos 23,0 15,0 5,0 
Filme plástico 0,0 5,0 4,0 
Têxteis 14,0 0,0 5,0 
Combustíveis variados 1,6 30,0 30,0 
Não combustíveis variados 0,8 5,0 0,0 
Poder calorífico inferior (MJ/kg) 16,5 17,2 17,4 
*Em Portugal, por exemplo, produtos finos são aqueles com granulometriapelos autores 
 
A avaliação do comportamento do material densificado é indispensável para o 
armazenamento, transporte e manuseio do combustível, e sua utilização em alimentadores 
industriais de sistemas de recuperação energética. Nesse sentido, as seguintes análises 
podem ser empregadas para avaliação do comportamento de amostras combustíveis 
densificadas: expansão volumétrica (curva de dilatação), resistência mecânica à tração por 
compressão diametral (ABNT NBR 7222:2011), friabilidade (ABNT NBR 8740:1985), dentre 
outras. 
Dentre as análises indicadas, os ensaios de friabilidade (tamboramento) são 
empregados para determinar o índice de quebra e abrasão de combustíveis densificados para 
a quantificação da perda de massa no transporte e manuseio, o que possibilita uma avaliação 
do desperdício de recurso. Já a expansão volumétrica e a resistência mecânica à tração são 
análises importantes para determinar a capacidade máxima de empilhamento de briquete para 
armazenamento ou transporte. 
CAPÍTULO 3 
112 
 
Devido à impossibilidade da densificação de alguns tipos de CDR, em função do 
tamanho de partícula, umidade e dentre outros fatores (REZAEI et al., 2020), sugere-se o uso 
em sua forma de fluff ou, a fim de viabilizar a compactação, o emprego de blends (co-
densificação) é uma estratégia para aumentar a resistência mecânica do combustível. Uma 
alternativa a esta proposição é o emprego de biomassa lignocelulósica (bagaço, palha etc.) 
para compor um CDR verde e, nesse sentido, resíduos florestais e agroindustriais são 
potenciais matérias-primas. Nobre et al. (2020) avaliaram o uso de carvão de RDF como aditivo 
para pellets de resíduos de pinheiro e seu emprego em gaseificador de leito fluidizado 
borbulhante. 
O emprego de RSU como combustível na forma de CDR é uma importante oportunidade 
para valorar o conteúdo energético destes resíduos e diversificar a matriz combustível dos 
países, minimizando os passivos ambientais do acúmulo e disposição inadequada de resíduos 
nas cidades. No entanto, para chegar a este ponto de aproveitamento, é necessário realizar 
uma série de processos de padronização desse produto para aplicá-lo em sistemas de 
conversão de energia. 
3.4 CARACTERIZAÇÃO DE COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO 
A composição e as propriedades de um CDR variam de um local ao outro, pois estão 
relacionadas com condições socioeconômicas e culturais, sazonalidade e aplicação de 
legislações específicas relacionadas à gestão de resíduos. A obtenção de dados experimentais 
de caracterização físico-química e termofísica de CDR é uma etapa crucial para avaliar seu 
potencial de recuperação energética e sua utilização em tecnologias de conversão tradicionais 
ou inovadoras, visando o aprimoramento/desenvolvimento de rotas alternativas à destinação 
de resíduos. As principais análises combustíveis incluem: análise imediata (quantificação de 
materiais voláteis, carbono fixo e cinzas); análise elementar (carbono, hidrogênio, oxigênio, 
nitrogênio, cloro etc.); densidades a granel, real e aparente; análise termogravimétrica; poder 
calorífico e análise elementar de cinzas (GRAMMELIS et al., 2011; FERNANDEZ-ANEZ et al., 
2020; ODETOYE et al., 2020). 
O poder calorífico está relacionado à energia sob a forma de calor liberada pela 
combustão de uma quantidade mássica (J/kg) ou volumétrica (J/m3) de resíduos. 
Experimentalmente é determinado em calorímetro, sob atmosfera oxidante e condições 
específicas de operação, porém, modelos matemáticos são frequentemente empregados para 
CAPÍTULO 3 
113 
 
estimar indiretamente o poder calorífico através da composição elementar e/ou imediata da 
amostra combustível (CHANNIWALA & PARIKH, 2002). 
Em processos de combustão de resíduos, a formação de cinzas envolve vários 
mecanismos (devolatilização, fragmentação, condensação parcial etc.) que levam à 
transformação química do material formador de cinzas. Estes mecanismos dependem da 
distribuição dos constituintes inorgânicos e dos parâmetros do processo. A presença das cinzas 
em sistemas de conversão de energia interfere negativamente no poder calorífico e inibe 
notavelmente a combustão, pois absorvem calor, interferindo na transferência de calor por 
radiação (WANG, 2014). 
O material mineral que forma as cinzas é liberado do combustível sólido durante a 
combustão em temperaturas acima das temperaturas de fusão da maioria dos compostos do 
material mineral, sendo este liberado como um fluido fundido ou em estado plástico, podendo 
aderir nas paredes da fornalha e nas superfícies de aquecimento levando à formação de 
depósitos (slagging e fouling) (KITTO; STULTZ, 2005). 
Após arrefecimento, parte das cinzas voláteis (fly ashes) é arrastada com os gases de 
exaustão e pode promover a formação de depósitos nas partes internas de equipamentos 
térmicos e tubulações utilizadas em sistemas de conversão de energia, aumentando a 
espessura de parede e reduzindo a taxa de transferência de calor, o que minimiza a efetividade 
de um trocador de calor, por exemplo. Logo, a análise de composição elementar de cinzas é 
uma avaliação importante e complementar à determinação do poder calorífico. 
Os elementos que mais contribuem com a formação de escórias e incrustações incluem, 
dentre outros, sódio, sílica, cálcio, potássio e cloro, sendo os dois últimos e o enxofre também 
relacionados à corrosão. Destaca-se que a análise elementar de cinzas pode ser realizada 
através de diversas técnicas, tais como a espectrometria de massas com plasma indutivamente 
acoplado (ICP-MS) e a microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia 
dispersiva de raios-X (MEV-EDX). Tiburcio et al. (2018) destacam que dentre as vantagens em 
se empregar MEV-EDX, as amostras de cinzas não precisam ser digeridas, além da não 
necessidade do uso de padrões comerciais e construção de curvas de calibração, como ocorre 
para análises em ICP-MS. 
O teor de cinzas em amostras de CDR pode ser avaliado através da análise imediata, 
empregando-se normas específicas. Esta análise, além de quantificar o percentual de cinzas, 
também determina o teor de materiais voláteis e carbono fixo. Os materiais voláteis de uma 
amostra de resíduos constituem a fração de compostos voláteis de baixa massa molecular que 
CAPÍTULO 3 
114 
 
interferem diretamente no startup do processo de combustão, ou seja, um elevado teor de 
materiais voláteis indica uma potencial reatividade e ignição do combustível, enquanto que o 
teor de carbono fixo está atrelado à manutenção do processo de combustão. 
Para a quantificação de cinzas voláteis em combustíveis, visto que estas são arrastadas 
pelos gases de exaustão, as amostras a serem analisadas devem passar por processo de 
digestão ácida, necessário à fixação da composição química, obtendo-se, assim, as cinzas 
totais (cinzas sulfatadas). Dessa forma, as cinzas voláteis podem ser determinadas por 
diferença entre as cinzas determinadas sem e com o processo de fixação. Na incineração, por 
exemplo, o maior percentual de cinzas corresponde às cinzas de fundo (bottom ashes): de 15 
a 35% em massa de resíduos tratados (UNEP, 2005; ALLEGRINI et al., 2014). 
Outra propriedade fundamental é a densidade do CDR, pois contribui com o 
desenvolvimento de dispositivos utilizados em sistemas de recuperação de energia como, por 
exemplo, alimentadores de caldeiras, bem como seu uso em picadores para padronização do 
tamanho de partícula para sua utilização em tecnologias já estabelecidas no mercado. 
Vários requisitos influenciam o sucesso de uma unidade de tratamento de resíduos e 
dados de caracterização são cruciais para a tomada de decisões políticas e de investimento, 
visando um planejamento estável e confiável. Deliberações orientadas por dados experimentais 
maximizam a eficiência de custo e permitem a sua implementação bem-sucedida, 
especialmente com relação à implantação de tecnologias avançadas. AlémModelos de geração de metano de ordem zero ......................................... 155 
4.6.2 Modelos de primeira ordem ........................................................................ 158 
4.6.3 Modelos de segunda ordem ou mais complexos ........................................ 160 
4.6.4 Comentários sobre funções resposta de geração de metano e parâmetros 
cinéticos L e k.......................................................................................................... 161 
4.7 INSTALAÇÕES PARA O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO EM ATERROS SANITÁRIOS ......................... 163 
SUMÁRIO 
x 
 
4.7.1 Aplicação de um modelo para a geração de metano e aproveitamento 
energético no Aterro Sanitário Caieiras (SP) .......................................................... 166 
4.8 EMISSÕES FUGITIVAS DE METANO PELA CAMADA DE COBERTURA DOS ATERROS SANITÁRIOS .......... 170 
4.8.1 Monitoramento das emissões de metano................................................... 172 
4.8.2 Medições do escape fugitivo de metano com placa de fluxo ...................... 176 
4.9 QUESTÕES TÉCNICAS IMPORTANTES ................................................................................... 178 
4.10 COMENTÁRIOS FINAIS ..................................................................................................... 180 
4.11 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 182 
4.12 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 182 
5 PRODUÇÃO E PROCESSAMENTO DE BIOGÁS ATRAVÉS DA DIGESTÃO ANAERÓBIA DA FRAÇÃO 
ORGÂNICA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS .............................................................................. 188 
5.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 188 
5.2 O PROCESSO DE DIGESTÃO ANAERÓBIA (DA) ...................................................................... 189 
5.2.1 Fatores que afetam o processo ................................................................... 192 
5.3 CLASSIFICAÇÃO DOS REATORES DE DIGESTÃO ANAERÓBIA ....................................................... 197 
5.3.1 Teor de matéria seca na operação do reator .............................................. 198 
5.3.2 Temperatura do processo ........................................................................... 199 
5.3.3 Fluxo de alimentação .................................................................................. 199 
5.3.4 Regime hidráulico do reator........................................................................ 200 
5.3.5 Número de estágios .................................................................................... 201 
5.4 TECNOLOGIAS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA APLICADAS À FRAÇÃO ORGÂNICA DOS RESÍDUOS SÓLIDOS 
URBANOS .............................................................................................................................. 201 
5.4.1 Histórico do desenvolvimento da tecnologia de digestão anaeróbia ......... 202 
5.4.2 Desenvolvimento de reatores anaeróbios para digestão da FORSU ........... 208 
5.4.3 Reatores contínuos úmidos em uma fase: processo Waasa ....................... 210 
5.4.4 Reatores contínuos secos em uma fase ...................................................... 211 
5.4.5 Reatores extra-secos em batelada .............................................................. 214 
5.5 EXPERIÊNCIAS NO BRASIL COM A PRODUÇÃO DE BIOGÁS A PARTIR DA FRAÇÃO ORGÂNICA DE RSU EM 
REATORES ............................................................................................................................. 220 
5.5.1 Unidade de demonstração Itaipu em Foz do Iguaçu – PR ........................... 220 
5.5.2 Planta da CS Bioenergia em São José dos Pinhais – PR ............................... 222 
SUMÁRIO 
xi 
 
5.5.3 Planta de biodigestão do Eco Parque Jacareí – SP ...................................... 223 
5.5.4 Planta de biodigestão do Ecoparque das Palmeiras em Piracicaba- SP ...... 224 
5.5.5 Planta piloto de metanização de Bertioga – SP .......................................... 225 
5.5.6 Planta de metanização na Estação de Transbordo do Caju – Rio de Janeiro – 
RJ 226 
5.6 TECNOLOGIAS DE LIMPEZA E PURIFICAÇÃO DE BIOGÁS ............................................................ 227 
5.6.1 Tecnologias de limpeza do biogás............................................................... 228 
5.6.2 Tecnologias de purificação do biogás ......................................................... 231 
5.7 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 234 
5.8 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 234 
6 UTILIZAÇÃO DE GÁS POBRE .................................................................................................... 239 
6.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 239 
6.2 MOTORES COM GÁS POBRE .............................................................................................. 243 
6.2.1 Requisitos necessários de qualidade do biogás .......................................... 247 
6.2.2 Instalação e manutenção de motores utilizando biogás ............................ 253 
6.2.3 Aplicação de motores a biogás no Brasil .................................................... 256 
6.3 MICROTURBINAS ........................................................................................................... 263 
6.3.1 Princípio de operação e características ....................................................... 265 
6.3.2 Turbinas Disponíveis no Mercado e plantas instaladas .............................. 273 
6.4 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 274 
6.5 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 274 
7. COMBUSTÃO DE RSU COM RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA ....................................................... 278 
7.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 278 
7.2 CALDEIRAS PARA QUEIMA DE RSU E CDR ........................................................................... 284 
7.2.1 Caldeiras para queima direta (mass burning) ............................................. 284 
7.2.2 Caldeiras de Leito Fluidizado Borbulhante e Leito Fluidizado Circulante .... 288 
7.3 CARACTERÍSTICAS DAS CALDEIRAS PARA QUEIMA DE CDR ....................................................... 290 
7.3.1 Capacidade.................................................................................................. 291 
7.4 CORROSÃO EM CALDEIRAS DE RSU .................................................................................... 296 
7.4.1 Oxidação ativa ............................................................................................ 298 
7.4.2 Corrosão devida a depósitos de cloretos e sulfatos metálicos .................... 299 
SUMÁRIO 
xii 
 
7.4.3 Fatores que afetam a taxa de corrosão ...................................................... 300 
7.4.4 Métodos de proteção .................................................................................. 303 
7.5 CINZAS: MANUSEIO E DISPOSIÇÃO ..................................................................................... 304 
7.6 FORMAÇÃO DE POLUENTES .............................................................................................. 305 
7.6.1 Formação de dioxinas ................................................................................. 306 
7.7 TRATAMENTO PARA OS GASESdisso, a viabilidade 
econômica e o bom desempenho ambiental só podem ser almejados, a partir de uma eficiente 
recuperação de recursos de resíduos. 
Visando o preparo de amostras laboratoriais e a caracterização de RDF, o Quadro 3.2 
indica as normas da American Society for Testing and Materials (ASTM) que são utilizadas, 
incluindo as análises de poder calorífico (E 711), cinzas sulfatadas (E 2403), teor de umidade 
(E 790 e E 949) e densidade (E 1109). 
Com relação ao SRF, o Quadro 3.3 apresenta as normas do European Committee for 
Standardization (CEN), visando a padronização combustível, isto é, a obtenção de um CDR 
certificado. Assim como para a caracterização de RDF, as normas para SRF também 
contemplam procedimentos de preparo de amostras para análises laboratoriais. 
 
 
CAPÍTULO 3 
115 
 
Quadro 3.2. Normas ASTM para a caracterização de refuse-derived fuel (RDF). 
Norma Título 
E 711 
Standard test method for gross calorific value of refuse-derived fuel by the bomb 
calorimeter 
E 775 Standard test method for total sulfur in the analysis sample of refuse-derived fuel 
E 776 Standard test method for forms of chlorine in refuse-derived fuel 
E 777 
Standard test method for carbon and hydrogen in the analysis sample of refuse-
derived fuel 
E 778 Standard test method for nitrogen in the analysis sample of refuse-derived fuel 
E 790 
Standard test method for residual moisture in refuse-derived fuel analysis 
samples 
E 829 
Standard practice for preparing refuse-derived fuel (RDF) laboratory samples for 
analysis 
E 830 Standard test method for ash in the analysis sample of refuse-derived fuel 
E 856 
Standard definitions of terms and abbreviations relating to physical and chemical 
characteristics of refuse-derived fuel 
E 897 
Standard test method for volatile matter in the analysis sample of refuse-derived 
fuel 
E 949 Standard test method for total moisture in a refuse-derived fuel laboratory sample 
E 955 
Standard test method for thermal characteristics of refuse-derived fuel 
macrosamples 
E 1109 Standard test method for determining the bulk density of solid waste fractions 
E 1508 Standard guide for quantitative analysis by energy-dispersive spectroscopy 
E 2403 Standard test method for sulfated ash of organic materials by thermogravimetry 
Fonte: Elaborado pelos autores 
 
 
 
 
CAPÍTULO 3 
116 
 
Quadro 3.3. Normas do European Committee for Standardization (CEN) para caracterização 
físico-química e termofísica de solid recovered fuel (SRF). 
Classificação Norma Título 
CEN/TC 343 / WG 1 
Terminology and 
quality assurance 
EN 15357 
Solid recovered fuels – Terminology, definitions 
and descriptions 
EN 15358 
Solid recovered fuels – Quality management 
systems - Particular requirements for their 
application to the production of solid recovered 
fuels 
CEN/TC 343 / WG 2 
Fuel specifications 
and classes 
CEN/TR 15508 
Key properties on solid recovered fuels to be 
used for establishing a classification system 
EN 15359 
Solid recovered fuels – Specifications and 
classes 
CEN/TC 343 / WG 3 
Sampling, sample 
reduction and 
supplementary test 
methods 
CEN/TR 15591 
Solid recovered fuels – Determination of the 
biomass content based on the 14C method 
EN 15440 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of biomass content 
EN 15590 
Solid recovered fuels – Determination of the 
current rate of aerobic microbial activity using 
the real dynamic respiration index 
EN 15442 Solid recovered fuels – Methods for sampling 
EN 15443 
Solid recovered fuels – Methods for the 
preparation of the laboratory sample 
CEN/TC 343 / WG 4 
Physical/Mechanic
al tests 
CEN/TR 15716 
Solid recovered fuels – Determination of 
combustion behaviour 
EN 15415-1 
Solid recovered fuels – Determination of 
particle size distribution – Part 1: Screen 
method for small dimension particles 
EN 15415-2 
Solid recovered fuels – Determination of 
particle size distribution – Part 2: Maximum 
projected length method (manual) for large 
dimension particles 
EN 15415-3 
Solid recovered fuels – Determination of 
particle size distribution – Part 3: Method by 
image analysis for large dimension particles 
CEN/TR 15404 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of ash melting behaviour by using 
characteristic temperatures 
CEN/TS 15414-1 Solid recovered fuels – Determination of 
moisture content using the oven dry method – 
CAPÍTULO 3 
117 
 
Part 1: Determination of total moisture by a 
reference method 
CEN/TS 15414-2 
Solid recovered fuels – Determination of 
moisture content using the oven dry method – 
Part 2: Determination of total moisture content 
by a simplified method 
EN 15414-3 
Solid recovered fuels – Determination of 
moisture content using the oven dry method – 
Part 3: Moisture in general analysis sample 
CEN/TS 15401 
Solid recovered fuels – Determination of bulk 
density 
CEN/TS 15405 
Solid recovered fuels – Determination of density 
of pellets and briquettes 
CEN/TS 15406 
Solid recovered fuels – Determination of 
bridging properties of bulk material 
CEN/TS 15639 
Solid recovered fuels – Determination of 
mechanical durability of pellets 
EN 15400 
Solid recovered fuels – Determination of 
calorific value 
EN 15402 
Solid recovered fuels – Determination of the 
content of volatile matter 
EN 15403 
Solid recovered fuels – Determination of ash 
content 
CEN/TC 343 / WG 5 
Chemical tests 
EN 15410 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of the content of major elements 
(Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, Si, Ti) 
EN 15411 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of the content of trace elements 
(As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Mn, Ni, 
Pb, Sb, Se, Tl, V and Zn) 
EN 15413 
Solid recovered fuels – Methods for the 
preparation of the test sample from the 
laboratory sample 
CEN/TS 15412 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of metallic aluminium 
EN 15407 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of carbon (C), hydrogen (H) and 
nitrogen (N) content 
EN 15408 
Solid recovered fuels – Methods for the 
determination of sulphur (S), chlorine (Cl), 
fluorine (F) and bromine (Br) content 
Fonte: Elaborado pelos autores 
CAPÍTULO 3 
118 
 
A caracterização de um combustível permite avaliar parâmetros importantes no 
desenvolvimento e dimensionamento de equipamentos empregados em plantas de conversão 
energética, incluindo a temperatura de ignição do combustível, o comportamento e a 
manutenção do processo de combustão, a formação de escórias devido ao teor e à composição 
de cinzas etc. Por exemplo, a presença de cloro é uma das principais preocupações com a 
utilização de CDR, uma vez que pode causar corrosão em sistemas térmicos associados, 
devido à vaporização e condensação de cloretos alcalinos que se depositam no interior de 
dispositivos térmicos (VELIS et al., 2012; LU et al., 2019). 
Logo, através de dados experimentais da composição elementar das cinzas é possível 
sugerir indicadores de corrosão e incrustação, dependendo das características do resíduo em 
questão e, consequentemente, propor adequações ou novas tecnologias para melhoria de 
sistemas térmicos. 
Há um crescente desenvolvimento de pesquisas técnico-científicas em diversos países, 
associadas à caracterização de CDR e avaliação do seu potencial energético, com vistas à 
aplicação de tecnologias tradicionais ou integradas. Tiburcio et al. (2016) e Brás et al. (2017) 
propõem a produção de RDF a partir de rejeitos de triagem de coleta seletiva. Adicionalmente, 
a Resolução SIMA nº 47/2020 (diretrizes para o licenciamento de unidades de preparo e de 
recuperação energética de CDR) destaca a importância da caracterização do resíduo a partir 
da análise de amostras representativas, empregando-se metodologias analíticas de referência 
(SÃO PAULO, 2020). 
A obtenção de dados e resultados experimentais confiáveis relacionados ao potencialcombustível dos resíduos está atrelada ao parque de equipamentos disponível, à padronização 
das análises, à calibração dos equipamentos empregados e ao desempenho dos 
pesquisadores envolvidos. Logo, o envolvimento de instituições e centros de pesquisa, 
governos e empresas, buscando-se o conceito de triple helix, é considerado ponto estratégico 
na busca pela ampliação da sustentabilidade da cadeia de resíduos, objetivando-se a transição 
energética para uma economia verde. 
3.5 APLICAÇÕES DO COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO 
A gestão de resíduos surgiu com o objetivo de lidar com os desafios da higiene da 
população, minimizar a proliferação de doenças e reduzir o volume de resíduos nas cidades, 
empregando-se fornos de cimento e incineradores. Com o crescimento da população mundial 
e o aumento na geração de resíduos, o foco da gestão tornou-se o manejo adequado de 
CAPÍTULO 3 
119 
 
resíduos provenientes de atividades antropogênicas, com concomitante recuperação de 
recursos, empregando-se métodos de tratamento e disposição de resíduos baseados em 
parâmetros como tipo, quantidade e propriedade do resíduo; condições econômicas; normas 
ambientais locais; fatores específicos de projeto; entre outros. 
Quanto à conversão energética de RSU e CDR, destacam-se tecnologias associadas 
ao conceito waste to energy (WTE), amplamente utilizado na Europa, Estados Unidos da 
América e em países desenvolvidos da Ásia (Japão e Cingapura), que atende aos objetivos 
principais do tratamento térmico de resíduos (saneamento e redução de volume em centros 
urbanos), bem como à conversão energética e eliminação de substâncias perigosas que não 
podem ser recicladas ou recuperadas (GRILLO, 2013; BRUNNER & RECHBERGER, 2015; 
WEC, 2016). 
Os processos envolvidos em instalações WTE recuperam recursos energéticos através 
de rotas termoquímicas (gaseificação, pirólise, combustão etc.), bioquímicas (digestão 
anaeróbia e aeróbia) e de produção de CDR. Com relação às emissões, que podem conter 
concentrações significativas de metais pesados, material particulado, dióxido de enxofre, ácido 
clorídrico, dioxinas, monóxido e dióxido de carbono, plantas WTE modernas contam com 
sistemas de limpeza de gases de exaustão, contribuindo, assim, com o controle de emissões 
nocivas ao meio ambiente. 
Em especial, o CDR pode ser empregado como combustível alternativo em rotas 
termoquímicas, bem como em co-combustão, co-gaseificação ou co-pirólise, para obtenção de 
insumos energéticos (vapor de processo, energia elétrica, gás de síntese etc. – Figura 3.11), 
sendo utilizado como combustível principal ou complementar, a fim de reduzir custos 
operacionais, sem comprometer o conteúdo energético de outro combustível, uma vez que o 
CDR pode possuir menor valor agregado, a depender das características dos resíduos de 
origem (MANNINEN et al., 1997; KOBYASHI et al., 2005; GARG et al., 2007; HWANG et al., 
2014; HAYKIRI-ACMA, et al., 2017; PORSHNOV et al., 2020). E para que se defina a melhor 
rota a ser aplicada a potenciais produtos combustíveis, deve-se caracterizá-los de acordo com 
suas propriedades físico-químicas e termofísicas, conforme discutido anteriormente (Quadros 
3.2 e 3.3). 
 
CAPÍTULO 3 
120 
 
 
Figura 3.11. Rotas tecnológicas de conversão de combustível derivado de resíduo (CDR). 
Fonte: adaptado de Demirbas (2011) 
No contexto brasileiro, apesar da incipiência de plantas de tratamento térmico de RSU 
para obtenção de energia elétrica, destacam-se iniciativas em processo de implantação, como 
é o caso da Unidade de Recuperação Energética de Barueri - SP (URE Barueri), projetada para 
tratar diariamente cerca de 825 toneladas de resíduos dos municípios de Barueri, Carapicuíba 
e Santana do Parnaíba, localizados na Região Metropolitana de São Paulo. Estima-se que este 
montante será capaz de converter uma potência nominal de 17 MW (SGW-SERVICES, 2012). 
A Licença Ambiental Prévia da URE Barueri foi emitida em 2012 pela Companhia Ambiental do 
Estado de São Paulo (CETESB), o que atesta a viabilidade ambiental e estabelece os requisitos 
básicos e condicionantes a serem atendidos nas fases de implementação, conforme Resolução 
CONAMA nº 237/1997 (CONAMA, 1997). 
De acordo com a Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), há 24 grupos 
cimenteiros atuantes no Brasil, 100 fábricas e capacidade instalada de produção total de 102 
CAPÍTULO 3 
121 
 
Mt/ano, sendo que 38 plantas (70% da capacidade) possuem fornos licenciados para o 
coprocessamento de resíduos, o que inclui CDRU, pneus usados, resíduos do agronegócio, 
óleos usados, resíduos plásticos etc.). O uso de CDRU para o coprocessamento em fornos de 
cimento foi iniciado no ano 2018 na unidade de Salto de Pirapora - SP da empresa Votorantim 
Cimentos, onde parte dos resíduos coletados em Piracicaba e Sorocaba é convertida em 
energia para a produção de cimento. A licença ambiental do empreendimento foi outorgada em 
2019 para uma capacidade de processamento de 65 mil t/ano (ABCP, 2019; PLANSAB, 2020; 
VOTORANTIM, 2020). 
No Estado do Rio Grande do Sul, destaca-se a produção de CDR pela Unidade de 
Energia da Fundação Proamb (planta de blendagem), localizada no município de Nova Santa 
Rita, capaz de processar aproximadamente 5 mil t/mês de resíduos de origem industrial. Em 
colaboração com a indústria de cimento InterCement, o CDR produzido é empregado no 
coprocessamento, substituindo o uso de coque de petróleo em 40%, em média (PROAMB, 
2020a; PROAMB, 2020b). 
No Japão, devido à disponibilidade limitada de território para disposição final de cinzas, 
principal resíduo do aproveitamento energético de CDR, e à legislação estrita sobre medidas 
especiais contra as emissões de dioxinas, foi desenvolvido o processo de gaseificação e fusão 
denominado Thermoselect, no qual são produzidas cinzas vitrificadas, conforme exigência da 
legislação, embora promovam emissões em escalas superiores aos processos convencionais 
de combustão de resíduos (REDDY, 2016). 
A tecnologia Thermoselect está disponível na planta Fukuyama Recycle Power Co. Ltd. 
(Tabela 3.4), estabelecida em 2004, onde são tratados os RSU gerados nos municípios de 
Fukuyama, Hatsukaichi, Fuchu, Otake, Shobara, Sera-cho, Jinseki Kogen-cho, Onomichi e 
Mihara. Os resíduos gerados são convertidos em CDR em forma de pellets (10–20 mm de 
diâmetro e 30–50 mm de comprimento) e apresenta as seguintes características médias: teor 
de umidade de 3,6–5,5% (em massa); fração combustível de 80,5–85,1% (em massa); teor de 
cinzas de 10,6–14,6% (em massa); poder calorífico de 18,2 MJ/kg (REDDY, 2016; FRPC, 
2020). 
O CDR é alimentado no forno de um gaseificador com coque e calcário (Figura 3.12). O 
coque ajuda a manter a trajetória do fluxo de gás e a pedra calcária é utilizada para formar 
escória fluida que pode ser descarregada pela parte inferior do forno. A planta opera a pressão 
de vapor de 60 bar e temperatura de 450 ºC, resultando em uma eficiência elétrica de 
aproximadamente 27% (WSP, 2013; REDDY, 2016). 
CAPÍTULO 3 
122 
 
Tabela 3.4. Descrição geral da planta Fukuyama Recycle Power Co. Ltd., localizada no 
Japão. 
Parâmetros 
Capacidade de tratamento 314 t forno/dia 
Método de tratamento Forno de fusão de gás de alta temperatura 
Potência de saída 21,6 MW 
Eficiência final 28,1% 
Armazenamento de CDR 2 x silo de 10.000 m3 
Fonte: adaptado de FRPC (2020) 
 
 
Figura 3.12. Tecnologia de gaseificação com emprego de CDR. 
Fonte: adaptado de FRPC (2020) 
 
CAPÍTULO 3 
123 
 
Outra alternativa para o aproveitamento energético do CDR é a tecnologia de combustão 
em leito fluidizado, na qual os resíduos requerem processos de pré-tratamento, tais como, 
trituração, segregação ou remoção de material não combustível, visando a obtenção de um 
combustível mais homogêneo e com propriedades requeridas pela fluidização. Normalmente, 
o combustível é alimentado na câmara de combustão atravésde seções de entrada localizadas 
nas paredes do combustor, o qual é composto por um leito de material inerte como areia, por 
exemplo (WSP, 2013). Os sistemas de leito fluidizado operam em faixas de temperaturas de 
750-850 ºC e com 30-40% de excesso de ar (DUAN et al., 2013). 
 
Figura 3.13. Tecnologia de combustão de CDR em leito fluidizado. 
Fonte: adaptado de WSP (2013) 
 
CAPÍTULO 3 
124 
 
Há dois tipos de caldeiras empregadas como reatores de leito fluidizado: leito fluidizado 
borbulhante (LFB) e leito fluidizado circulante (LFC). Em sistemas que envolvem a tecnologia 
LFC, desenvolvida pela EBARA Corporation, a velocidade do ar é muito maior ao ser 
comparado com o sistema LFB, resultando em uma circulação do material do leito, das cinzas 
e do combustível em combustão, em um circuito constituído pela câmara de combustão e um 
ciclone primário, conforme ilustrado na Figura 3.13 (WSP, 2013). 
Na Europa, existem cerca de 450 plantas WTE instaladas, sendo que 30 unidades 
utilizam tecnologia de leito fluidizado (REDDY, 2016). A maioria das instalações empregam 
misturas de lodo de esgoto, CDR, resíduos industriais ou cavacos de madeira. 
Quadro 3.4. Plantas de recuperação energética a partir do CDR e respectivos processos e 
produtos de conversão. 
Planta País 
Início da 
operação 
Processo Produto 
DE, Erfut Erfut, Alemanha 2006 Combustão 
vapor, energia 
elétrica 
DE, Witzenhausen 
Witzenhausen, 
Alemanha 
2008 
Combustão 
(leito fluidizado) 
vapor, energia 
elétrica 
Kymijärvi II Lahti, Finlândia 2012 Gaseificação 
energia 
elétrica 
APP-Albano 
Albano Laziale, 
Itália 
2013 Gaseificação 
energia 
elétrica 
GB, Ferrybridge 
West Yorkshire, 
Reino Unido 
2015 Combustão 
vapor, energia 
elétrica 
GB, Edinburgh 
Edimburgo, 
Reino Unido 
2018 Combustão 
energia 
elétrica 
CN, Changsha Changsha, China 2018 Combustão 
energia 
elétrica 
GB, Ferrybridge 
Multifuel 2 
West Yorkshire, 
Reino Unido 
2019 Combustão 
energia 
elétrica 
Advanced Biofuels 
Solutions Ltd. 
(ABSL) 
Swindon, Reino 
Unido 
2021 
Gaseificação a 
plasma 
assistido (em 
dois estágios) 
energia 
elétrica 
Fonte: adaptado de HZI (2020) & JFE (2020) 
 
Tecnologias tais como combustão, combustão em leito fluidizado, gaseificação, pirólise 
e processos integrados, estão disponíveis em plantas de recuperação de energia a partir de 
CAPÍTULO 3 
125 
 
CDR. No Quadro 3.4 são apresentadas algumas instalações e o tipo de produto útil convertido 
(energia elétrica e vapor). 
3.6 SÍNTESE DO CAPÍTULO 
Combustível derivado de resíduo (CDR) é uma fonte alternativa para rotas 
termoquímicas de conversão em substituição aos combustíveis de origem não renovável. Há 
duas terminologias empregadas para CDR: refuse-derived fuel (RDF) e solid recovered fuel 
(SRF). Em cenários nos quais a reciclagem e o reuso são inviáveis, dependendo das 
propriedades físico-químicas e termofísicas dos produtos encontrados em resíduos, estes 
podem ser processados e empregados como CDR. Este capítulo abordou as tecnologias de 
processamento de resíduos para obtenção de CDR, as normas técnicas empregadas em sua 
caracterização físico-química e termofísica, as principais tecnologias de conversão energética, 
os tipos de plantas de recuperação de energia em operação no mundo e um panorama 
brasileiro de produção e uso de CDR. 
3.7 REFERÊNCIAS 
ABCP, Associação Brasileira de Cimento Portland. Panorama do coprocessamento 2019 – 
Ano base 2017. São Paulo, Brasil: ABCP, 2019. 
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 8740: Carvão vegetal - Determinação 
do índice de quebra e abrasão. Rio de Janeiro, Brasil: ABNT, 1985. 
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10004: Resíduos sólidos – 
Classificação. Rio de Janeiro, Brasil: ABNT, 2004. 
ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7222: Argamassa e concreto - 
Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos. 
Rio de Janeiro, Brasil: ABNT, 2011. 
ABRALATAS, Associação Brasileira dos Fabricantes de Latas de Alumínio. Site oficial: A 
reciclagem no Brasil em números. Disponível em: http://www.abralatas.org.br/a-reciclagem-do-
brasil-em-numeros/. Acesso em: set.2020. 
ABRELPE, Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. 
Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil (2018/2019). São Paulo, Brasil: ABRELPE, 2019. 
CAPÍTULO 3 
126 
 
ALLEGRINI, E.; MARESCA, A.; OLSSON, M. E.; HOLTZE, M. S.; BOLDRIN, A.; ASTRUP, T. 
F. Quantification of the resource recovery potential of municipal solid waste incineration bottom 
ashes. Waste Management, v. 34, p. 1627-1636, 2014. 
ASTM, American Society for Testing and Materials. E 856: Standard definitions of terms and 
abbreviations relating to physical and chemical characteristics of refuse derived fuel. West 
Conshohocken, United States of America: ASTM, 2004. 
BRÁS, I.; SILVA, M. E.; LOBO, G.; CORDEIRO, A.; FARIA, M.; LEMOS, L. T. Refuse derived 
fuel from municipal solid waste rejected fractions – A case study. Energy Procedia, v. 120, 
p.349-356, 2017. 
BRASIL. Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; 
altera a Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências. Diário Oficial da 
União, Poder Executivo, Brasília, Página 3, Seção 1, 03 de agosto de 2010. 
BRASIL. Portaria Interministerial nº 274, de 30 de abril de 2019. Disciplina a recuperação 
energética dos resíduos sólidos urbanos referidos no 1º do art. 9º da Lei nº 12.305 de 2010 e 
no art. 37 do Decreto nº 7.404 de 2010. Diário Oficial da União, Ministério do Meio 
Ambiente/Gabinete do Ministro, Brasília, Página 57, Seção 1, 02 de maio de 2019. 
BRASIL. Decreto nº 11.043, de 13 de abril de 2022. Aprova o Plano Nacional de Resíduos 
Sólidos. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília, Página 2, Seção 1, 14 de abril de 
2022. 
BRUNNER, P. H.; RECHBERGER, H. Waste to energy – Key element for sustainable waste 
management. Waste Management, v.37, p. 3-12, 2015. 
BUEKENS, A. Refuse-derived fuel. In: BUEKENS, A. Incineration technologies. New York, 
United States of America: Springer Publishing, 2013. 
CEN, European Committee for Standardization. EN 15359: Solid recovered fuels – 
Specifications and classes. Brussels, Belgium: CEN, 2011. 
CEN, European Committee for Standardization. EN 15400: Solid recovered fuels – 
Determination of calorific value. Brussels, Belgium: CEN, 2011. 
CEN, European Committee for Standardization. EN 15408: Solid recovered fuels – Methods for 
the determination of sulphur (S), chlorine (Cl), fluorine (F) and bromine (Br) content. Brussels, 
Belgium: CEN, 2011. 
CAPÍTULO 3 
127 
 
CEN, European Committee for Standardization. EN 15411: Solid recovered fuels – Methods for 
the determination of the content of trace elements (As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Mn, Ni, 
Pb, Sb, Se, Tl, V and Zn). Brussels, Belgium: CEN, 2011. 
CHANDRAPPA, R.; DAS, D. B. Materials recovery and recycling. In: CHANDRAPPA, R.; DAS, 
D. B. Solid waste management: Principles and practice. London, United Kingdom: Springer 
Publishing, , 2012. 
CHANDRASEKHAR, K.; PANDEY, S. Co-processing of RDF in cement plants. In: GHOSH, S. 
K. Energy recovery processes from wastes. Singapore: Springer Publishing, 225 p., 2020. 
CHANNIWALA, S. A.; PARIKH, P. P. A unified correlation for estimating HHV of solid, liquid 
and gaseous fuels. Fuel, v.8, p. 1051-1063, 2002. 
CHIEMCHAISRI, C.; CHARNNOK, B.; VISVANATHAN, C. Recovery of plastic wastes from 
dumpsite as refuse-derived fuel and its utilization in small gasification system. Bioresource 
Technology, v.101, p.1522-1527, 2010. 
CIEPLIK, M. K.; FRYDA, L. E.; VAN DE KAMP, W. L., KIEL, J. H. A. Ash formation, slagging 
and fouling in biomass co-firing in 127haracteri-fuel boilers. In: GRAMMELIS, P. Solid biofuels 
for energy – A lower greenhouse gas alternative. London: Springer Publishing,2011. 
CONAMA, Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 237, de 19 de dezembro de 
1997. Dispõe sobre a revisão e complementação dos procedimentos e critérios utilizados para 
o licenciamento ambiental. Diário Oficial da União, DOU nº 247, páginas 30.841-30.843, Seção 
1, 22 de dezembro de 1997. 
DEMIRBAS, A. Waste management, waste resource facilities and waste conversion processes. 
Energy Conversion and Management, v. 52, p. 1280-1287, 2011. 
DUAN, F.; LIU, J.; CHYANG, C. S.; HU, C. H.; TSO, J. Combustion behavior and pollutant 
emission characteristics of RDF (refuse derived fuel) and sawdust in a vortexing fluidized bed 
combustor. Energy, v. 57, p.421-426, 2013. 
ECOLIFE, Soluções Ambientais. Site oficial: O que é uma usina de triagem e compostagem? 
Disponível em: https://ecolifesa.com.br/o-que-e-uma-usina-de-triagem-e-compostagem/. 
Acesso em: set. 2020. 
EDO-ALCÓN, N.; GALLARDO, A.; COLOMER-MENDOZA, F. J. Characterization of SRF from 
MBT plants: Influence of the input waste and of the processing technologies. Fuel Processing 
Technology, v.153. p. 19-27, 2016. 
CAPÍTULO 3 
128 
 
EUROSTAT, European Commission. Official website: Glossary – Mechanical biological 
treatment (MBT). Disponível em:http://ec.europa.eu/eurostat/statistics-
explained/index.php/Glossary:Mechanical_biological_treatment_(MBT). Acesso em: set.2020. 
FERNANDEZ-ANEZ, N.; SOMOZA, B. C.; ARENILLAS, I. A.; GARCIA-TORRENT, J. 
Composition and characteristics. In: FERNANDEZ-ANEZ, N.; SOMOZA, B. C.; ARENILLAS, I. 
A.; GARCIA-TORRENT, J. Explosion risk of solid biofuels. Cham, Switzerland: Springer 
Publishing, 2020. 
FITZGERALD, G. C. Pre-processing and treatment of municipal solid waste (MSW) prior to 
incineration. In: KLINGHOFFER, N. B.; CASTALDI, M. J. Waste to energy conversion 
technology. Philadelphia, United States of America: Woodhead Publishing, 2013. 
FRPC, Fukuyama Recycle Power Generation Co., Ltd. Official website: RDF using power 
generation. Disponível em:http://www.frpc.co.jp/en/rdf.html. Acesso em: set.2020. 
GARG, A.; SMITH, R.; HILL, D.; SIMMS, N.; POLLARD, S. Wastes as co-fuels: The policy 
framework for solid recovered fuel (SRF) in Europe, with UK implications. Environmental 
Science Technology, v. 41, p. 4868-4874, 2007. 
GÖTZE, R.; PIVNENKO, K.; BOLDRIN, A.; SCHEUTZ, C.; ASTRUP, T. F. Physico-chemical 
128haracterization of material fractions in residual and source-segregated household waste in 
Denmark. Waste Management, v.54, p. 13-26, 2016. 
GRAMMELIS, P.; KARAMPINIS, E.; NIKOLOPOULOS, A. Fluidized bed combustion of solid 
biomass for electricity and/or heat generation. In: GRAMMELIS, P. Solid biofuels for energy 
– A lower greenhouse gas alternative. London, United Kingdom: Springer Publishing, 2011. 
GRILLO, L. M. Municipal solid waste (MSW) combustion plants. In: KLINGHOFFER, N. B.; 
CASTALDI, M. J. Waste to energy conversion technology. Philadelphia, USA: Woodhead 
Publishing, , 2013. 
GUG, J.; CACCIOLA, D.; SOBKOWICZ, M. J. Processing and properties of a solid energy fuel 
from municipal solid waste (MSW) and recycled plastics. Waste Management, v.35, p. 283-
292, 2015. 
GUTBERLET, J. Cooperative urban mining in Brazil: Collective practices in selective household 
waste collection and recycling. Waste Management, v.45, p. 22-31, 2015. 
CAPÍTULO 3 
129 
 
HAYKIRI-ACMA, H.; KURT, G.; YAMAN, S. Properties of biochars obtained from RDF by 
carbonization: influences of devolatilization severity. Waste and Biomass Valorization, v. 8, 
p. 539–547, 2017. 
HWANG, I.; KOBAYASHI, J.; KAWAMOTO, K. Characterization of products obtained from 
pyrolysis and steam gasification of wood waste, RDF, and RPF. Waste Management, v. 34, p. 
402-410, 2014. 
HZI, Hitachi Zonen Inova. Official website: Thermal treatment of waste – An efficient, 
environmentally sound solution for modern cities. Disponível em:http://www.hz-
inova.com/cms/en/home?page_id=230. Acessoem: set. 2020. 
JFE, Engineering Corporation. Official website: JFE Engineering Group Company receives 
order for waste-to-energy power plant in Scotland, U.K. – Supply of high operation capacity 
plant in full-turnkey project. Disponível em:http://www.jfe-
eng.co.jp/en/news/2018/20180209.html.. Acesso em: set.2020. 
KERDSUWAN, S.; LAOHALIDANOND, K. Green and clean upgraded fuel from old landfill 
dumpsites for sustainable development. In: Gupta, A. K.; De, A.; Aggarwal, S. K.; Kushari, A.; 
Runchal, A. Innovations in sustainable energy and cleaner environment. Singapore: 
Springer Publishing, Parte II, 2020. 
KITTO, J. B.; STULTZ, S. C. Steam its generation and use. Charlotte, United States of 
America: The Babcock and Wilcox Company, 1106 p., 2005. 
KOBYASHI, N.; ITAYA, Y.; PIAO, G.; MORI, S.; KONDO, M.; HAMAI, M.; YAMAGUCHI, M. The 
behavior of flue gas from RDF combustion in a fluidized bed. Powder Technology, v.151, p. 
87-95, 2005. 
LCA, Consultores. Anuário da reciclagem 2017-2018. São Paulo, Brasil: LCA Consultores, 
[2019 ou 2020]. 
LU, P.; HUANG, Q.; BOURTSALAS, A. C.; THEMELIS, N. J.; CHI, Y.; YAN, J. Review on fate 
of chlorine during thermal processing of solid wastes. International Journal of Environmental 
Science and Technology, v. 78, p. 13-28, 2019. 
MAIER, J.; GERHARDT, A.; DUNNU, G. Experiences on co-firing solid recovered fuels in the 
coal power sector. In: GRAMMELIS, P. Solid biofuels for energy – A lower greenhouse gas 
alternative. London, United Kingdom: Springer Publishing, 2011. 
CAPÍTULO 3 
130 
 
MANNINEN, H.; PELTOLA, K.; RUUSKANEN, J. Co-combustion of refuse-derived and 
packaging-derived fuels (RDF and PDF) with conventional fuels. Waste Management & 
Research, v.15, p. 137-147, 1997. 
MARSH, R.; GRIFFITHS, A. J.; WILLIAMS, K. P.; WILCOX, S. J. Physical and thermal 
properties of extruded refuse derived fuel. Fuel Processing Technology, v.88, n.7, p. 701-706, 
2007. 
MMA, Ministério do Meio Ambiente. Plano Nacional de Resíduos Sólidos (Proposta). Brasília: 
MMA, 2020. Disponível em:http://consultaspublicas.mma.gov.br/planares/. Acesso em: 
set.2020. 
NOBRE, C.; LONGO, A.; VILARINHO, C.; GONÇALVES, M. Gasification of pellets produced 
from blends of biomass wastes and refuse derived fuel chars. Renewable Energy, v.154, p. 
1294-1303, 2020. 
NSWAI, National Solid Waste Association of India. Official website: Production of refuse 
derived fuel. Disponível em:http://www.nswai.com/production_fuel.php. Acesso em: set. 2020. 
ODETOYE, T. E.; IBARHIAM, S. F.; TITILOYE, J. O. Thermochemical Characterization of 
biomass residues and wastes for bioenergy. In: Daramola, M. O.; A. O. Augustine. Valorization 
of biomass to value-added commodities – Current trends, challenges, and future prospects. 
Cham, Switzerland: Springer Publishing, 2020. 
PETRECCA, G. Waste and energy recovery. In: PETRECCA, G. Energy conversion and 
management – Principles and applications. Cham, Switzerland: Springer Publishing, 2014. 
PLANSAB, Plano Nacional de Saneamento Básico. Site oficial: Caderno temático 3 – 
Recuperação energética de resíduos sólidos urbanos. Disponível em 
:https://antigo.mdr.gov.br/images/stories/ArquivosSNSA/Arquivos_PDF/plansab/3-
CadernotematicoRecuperacaoEnergeticadeRSU.pd>. Acesso:set. 2020. 
PORSHNOV, D.; OZOLS, V.; KLAVINS. M. Thermogravimetric analysis as express tool for 
quality assessment of refuse derived fuels used for pyro-gasification. Environmental 
Technology, v. 41, n.1, p. 29-35, 2020. 
PROAMB, Fundação PROAMB. Site oficial: Ambiente produtivo – Ideias que funcionam – 
Intercement. Disponível em:http:// https://www.proamb.com.br/Noticias/Exibir/26. Acesso em: 
set. 2020. 
https://www/
CAPÍTULO 3 
131 
 
PROAMB, Fundação PROAMB. Site oficial: Unidade de energia – Coprocessamento, Nova 
Santa Rita (RS). Disponível em:https://proamb.com.br/Pagina/Index/46. Acesso em: set.2020. 
REDDY, P. J. Energy recovery from municipal solid waste by thermal conversion 
technologies. London, United Kingdom:Taylor & Francis Group, 2016. 
REZAEI, H.; YAZDANPANAH, F.; LIM, C. J.; SOKHANSANJ, S. Pelletization properties of 
refuse-derived fuel – Effects of particle size and moisture content. Fuel Processing 
Technology, v. 205, 2020. 
SÃO PAULO, Estado. Resolução SMA nº 38, de 31 de maio de 2017. Estabelece diretrizes e 
condições para o licenciamento e a operação da atividade de recuperação de energia 
proveniente do uso de Combustível Derivado de Resíduos Sólidos Urbanos - CDRU em Fornos 
de Produção de Clínquer. Diário Oficial do Estado de São Paulo, Secretaria de Estado do Meio 
Ambiente, São Paulo, Página 48/49, Seção I, 02 de junho de 2017. 
SÃO PAULO, Estado. Resolução SIMA nº 47, de 06 de agosto de 2020. Estabelece diretrizes 
e condições para o licenciamento de unidades de preparo de Combustível Derivado de 
Resíduos Sólidos - CDR e da atividade de recuperação de energia proveniente do uso de CDR. 
Diário Oficial do Estado de São Paulo, Secretaria de Estado de Infraestrutura e Meio Ambiente, 
São Paulo, Página 32/34, Seção I, 29 de agosto de 2020. 
SÃO PAULO, Estado. Resolução SIMA nº 84, de 09 de agosto de 2021. Estabelece 
procedimento para análise do processo de licenciamento da atividade de preparo de resíduos 
para coprocessamento em fornos de clínquer. Diário Oficial do Estado de São Paulo, Secretaria 
de Estado de Infraestrutura e Meio Ambiente, São Paulo, Página 59, Seção I, 10 de agosto de 
2021. 
SARC, R.; LORBER, K. E. Production, quality and quality assurance of refuse derived fuels 
(RDFs). Waste Management, v.33, p. 1825-1834, 2013. 
SNIC, Sindicato Nacional da Indústria do Cimento. Site oficial: ROANDMAP tecnológico do 
cimento – Potencial de redução das emissões de carbono da indústria do cimento brasileira 
até 2050. Disponível em: http://snic.org.br/noticias-ver.php?id=28. Acesso em set. 2020. 
SGW-SERVICES, Consultoria Ambiental. Estudo de impacto ambiental da Usina de 
Recuperação de Energia de Barueri. Barueri, Brasil: SGW-Services, 2012. 
CAPÍTULO 3 
132 
 
TIBURCIO, R. S.; GUTIERREZ, A. C. G.; MALPELI-JUNIOR, M.; NETO, A. M. P. Evaluation of 
the elemental composition of municipal solid waste bottom ash: A new methodology for sample 
preparation. Revista Brasileira de Energias Renováveis, v. 7, n.2), p. 244-256, 2018. 
TIBURCIO, R. S.; MALPELI JUNIOR, M.; TONELI, J. T. C. L.; NETO, A. M. P. Evaluation of 
refuse-derived fuel composition about its energy recovery potential in Santo André, SP, Brazil. 
In: EUROPEAN BIOMASS CONFERENCE AND EXHIBITION – EUBCE, 24th, 2016, 
Amsterdam, Netherlands. Proceedings (ISSN 2282-5819). Florence, Italy: ETA-Florence 
Renewable Energies, 2016. 
UNEP, United Nations Environment Programme. Solid waste management (volume I). Osaka, 
Japão: UNEP, 2005. Disponível em: http://hdl.handle.net/20.500.11822/30733. Acesso em:set. 
2020. 
VALNOR, Valorização e Tratamento de Resíduos Sólidos, S.A. Material disponibilizado. Avis, 
Portugal: VALNOR, 2015. 
VELIS, C.; WAGLAND, S.; LONGHURST, P.; ROBSON, B.; SINFIELD, K.; WISE, S.; 
POLLARD, S. Solid recovered fuel: Influence of waste stream composition and processing on 
chlorine content and fuel quality. Environmental Science & Technology, v. 46, p., 923-1931, 
2012. 
VOTORANTIM, Cimentos. Site oficial: Resíduos urbanos como fonte de energia para nossas 
fábricas. Disponível em :https://www.votorantimcimentos.com.br/noticia/residuos-urbanos-
como-fonte-de-energia-para-nossas-fabricas/. Acesso em: set.2020. 
WANG, G.; SILVA, R. B.; AZEVEDO, J. L. T.; MARTINS-DIAS, S.; COSTA, M. Evaluation of 
the combustion behaviour and ash characteristics of biomass waste derived fuels, pine and coal 
in a drop tube furnace. Fuel, v.117, p. 809-824, 2014. 
WEC, World Energy Council. World Energy Resources 2016. London: United Kingdom, 2016. 
Disponível em :https://www.worldenergy.org/assets/images/imported/2016/10/World-Energy-
Resources-Full-report-2016.10.03.pdf. Acesso em:set.2020. 
WSP, Environmental Limited. Review of state-of-the-art waste-to-energy technologies 
(Report, Project number 31427). London, United Kingdom: WSP, 2013.
CAPÍTULO 4 
133 
 
4 POTENCIAL DE GERAÇÃO DE BIOGÁS EM 
ATERRO SANITÁRIO: APROVEITAMENTO 
DE METANO – DESAFIOS, ESTRATÉGIAS E 
POTENCIALIDADES 
Giovano Candiani; João Manoel Losada Moreira 
4.1 INTRODUÇÃO 
O aterramento de resíduos sólidos urbanos é uma técnica de disposição final de 
resíduos no solo que utiliza critérios de engenharia para não causar danos à saúde pública e 
ao meio ambiente. Esta técnica de disposição de resíduos é uma das mais utilizadas no mundo 
por ser confiável do ponto de vista da engenharia, economicamente viável e ambientalmente 
adequada se os critérios de engenharia são obedecidos (TEIXEIRA; PINHEIRO, 2018). Um 
aterro sanitário é uma instalação industrial com sistemas de engenharia complexos para 
recebimento e classificação dos resíduos, disposição nos locais definidos conforme normas 
estabelecidas, processamento de lixiviados formados, conhecidos popularmente como 
chorume, processamento de gases formados pela biodegradação da matéria orgânica por 
microrganismos metanogênicos, o biogás, e exige cuidados específicos para minimizar a 
ocorrência de impactos ambientais. 
Os possíveis impactos ambientais causados pelos aterros sanitários estão relacionados 
ao local de implantação, problemas de saúde pública devido a presença de material orgânico 
e materiais perigosos e tóxicos entre os resíduos sólidos encaminhados para o aterro, 
contaminação do solo e de águas subterrâneas devido a percolação de lixiviado e emissão 
fugitiva de gases nocivos à saúde e gases de efeito estufa como o metano e CO2 (BOSCOV, 
2008). Para serem instalados, os aterros sanitários dependem de licenciamento ambiental que 
requer a elaboração de um estudo de impacto ambiental (CETESB, 2014), entre outros 
documentos, sendo estes implantados somente depois de constatada sua viabilidade ambiental 
pelo órgão público licenciador (BARROS, 2012). 
Projetos mais recentes de aterros sanitários apresentam sistemas de captação de gás 
para aproveitamento de um de seus produtos de biodegradação, o metano, para diversos fins 
como a geração de eletricidade, comercialização direta do gás, iluminação, combustível 
CAPÍTULO 4 
134 
 
veicular e produção de calor (CANDIANI; MOREIRA, 2015). Para o caso da geração de 
eletricidade em aterros sanitários, o biogás produzido é coletado por meio de drenos via 
extração forçada utilizando-se sistemas de exaustão e encaminhado para pequenas 
instalações que produzem energia elétrica por meio da queima do gás metano em 
motogeradores (TEIXEIRA JUNIOR, 2016). O biogás de aterro é composto principalmente pelo 
CO2 (40 %), CH4 (55 %) e outros gases como NH3, H2S, O2, CO, N2 etc., perfazendo cerca de 
5 %. Dada sua composição variada, o biogás deve ser processado e os motogeradores 
adaptados para conseguir uma eficiente geração de energia (CANDIANI; MOREIRA, 2015). 
No Brasil existem 23 aterros sanitários (ANEEL, 2020) realizando o aproveitamento 
energético do biogás, gerando cerca de 193,4 MW. O Capítulo 10 apresenta mais informações 
sobre os vários projetos no país. 
No estado de São Paulo (ANEEL, 2020), se todo o resíduo disposto em aterros fosse 
aproveitado para a geração de energia elétrica (por meio da queima do biogás em motores), 
estima-se que a potência instalada atingiria 495 MW. Entretanto, somente 7 aterros sanitários 
no estado contemplam instalações de geração, produzindo cerca de 95,1 MW. Os principais 
projetos são: Aterro Caieiras, Essencis (29,5 MW), Aterro São João, cidade de São Paulo (21,5 
MW), Aterro Guatapará, Estre (5,7 MW), Aterro Bandeirantes, município de São Paulo (4,6 
MW), Aterro Santana de Parnaíba, Tecipar (5,7 MW), Aterro Tremembé (4,3 MW) e Aterro 
Cabreúva (2,7 MW). Os aterros sanitários, portanto, possibilitam a instalação de unidades de 
geração de eletricidade de pequeno porte (ver nos capítulos 7 e10). 
O aproveitamento do metano para a geração de energia elétrica apresenta efeitos 
benéficos do ponto de vista ambiental e econômico. A combustão do metano (CH4) produz 
calor, água e CO2. Do ponto de vista ambiental, a combustão do metano para gerar energia 
reduz a emissão de gases do efeito estufa devido ao potencial de aquecimento global do 
metano ser cerca de 21 vezes mais elevado que o do CO2 (IPEA, 2012). Embora emita CO2, a 
queima do metano no processo de geração de energia é sustentável do ponto de vista de gases 
do efeito estufa, pois reduz substancialmente as emissões de CO2-equivalente para a 
atmosfera. 
Do ponto de vista econômico, o aproveitamento de energia em um aterro sanitário pode, 
adicionalmente, gerar recursos devido à comercialização da energia elétrica e de créditos de 
carbono por evitar a emissão de gases do efeito estufa. A emissão para a atmosfera de metano 
em aterros sanitários sem aproveitamento de energia ocorre por meio de drenos de exaustão 
passivos (não forçada) e também a partir da interface aterro sanitário com a atmosfera e são 
CAPÍTULO 4 
135 
 
normalmente denominadas de emissões fugitivas. Nem todo o metano produzido no aterro 
escapa para a atmosfera devido ao processo de oxidação do metano mediado por 
microrganismos existentes na terra utilizada como cobertura e proteção dos aterros. A 
maximização do processo de oxidação de metano na cobertura dos aterros sanitários também 
reduz as emissões fugitivas de metano para a atmosfera que pode ser contabilizada e 
proporcionar créditos de carbono quando regulamentado (BOSCOV, 2008). 
Neste capítulo são discutidas as questões ligadas ao aproveitamento energético do 
metano e à redução de emissões de metano para atmosfera em aterros sanitários. Desta forma, 
são apresentadas as características dos resíduos sólidos urbanos, os aterros sanitários, o 
processo de biodegradação da matéria orgânica que leva à produção de metano, a oxidação 
de metano nas coberturas de aterros sanitários e instalações para a geração de eletricidade. 
Em seguida, são analisados os modelos de geração de metano existentes na literatura, a 
emissão de metano para a atmosfera a partir de aterros sanitários, técnicas de monitoramento 
de emissões de metano e um exemplo de aproveitamento de energia elétrica em um aterro 
sanitário paulista. 
4.2 RESÍDUOS SÓLIDOS E ATERROS SANITÁRIOS 
Os resíduos sólidos urbanos constituem-se nos resíduos domiciliares e resíduos de 
limpeza urbana e quando bem gerenciados, são encaminhados para os aterros sanitários, 
embora a PNRS advogue que devam ser aterrados apenas os rejeitos dos processos de 
tratamento de RSU. Os resíduos industriais e da construção civil devem ser encaminhados 
para outros aterros específicos que não os sanitários. Os resíduos domiciliares são aqueles 
originários de atividades domésticas nas residências urbanas. Os resíduos de limpeza urbana 
são os resíduos procedentes da varrição, limpeza de vias públicas e demais serviços de 
limpeza urbana. Os resíduos sólidos urbanos são compostos por resíduos putrescíveis 
(resíduos alimentares, resíduos de jardinagem e varrição e demais materiais que apodrecem 
rapidamente), papéis e papelões, plásticos, metais, vidros e outros (entulhos, borrachas, couro, 
tecidos etc.). Os resíduos orgânicos produzem gases (biogás) e líquidos (lixiviado) por meio da 
biodegradação mediada pelos microrganismos aeróbios ou anaeróbios. Devido ao processo de 
biodegradação, os aterros sanitários não são sistemas estáveis e requerem décadas para se 
estabilizarem, isto é, para concluírem a transformação da fração putrescível dos resíduos 
sólidos em gases ou líquidos, restando apenas o biossólido estabilizado (BOSCOV, 2008). 
CAPÍTULO 4 
136 
 
 A composição gravimétrica (em peso) dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é expressa 
pelo percentual de cada componente em relação ao peso total da amostra. A composição 
gravimétrica varia com o local, em função dos hábitos alimentares, padrão de consumo, 
condição social, desenvolvimento econômico e industrial da sociedade. Nas cidades 
brasileiras, a porcentagem de resíduos putrescíveis é elevada, apresentando cerca de 50 %. 
Esta característica favorece a utilização de processos de compostagem e biodigestão para a 
sua estabilização. No processo de compostagem ocorre a transformação de resíduos 
orgânicos, através de processos de biodegradação físicos, químicos e biológicos, em um 
material mais estável, denominado composto, um condicionador orgânico do solo. Na 
biodigestão anaeróbia, o processo ocorre em sistemas fechados ou biodigestores onde a 
biodegradação dos resíduos orgânicos produz o biogás formado essencialmente pelo dióxido 
de carbono e o gás metano. 
 A questão dos resíduos sólidos e de sua gestão não é um problema ambiental recente 
no Brasil. Até 2010 não existia uma política nacional em relação à disposição final de resíduos 
e uma parcela significativa era disposta de maneira inadequada em sistemas denominados 
lixões e aterros controlados. Do ponto de vista sanitário, estes sistemas não estão em 
conformidade com as melhores práticas em termos ambientais, provocando poluição do ar, dos 
solos e das águas superficiais e subterrâneas, além de impactos na flora, fauna e aos seres 
humanos, devido à proliferação de vetores causadores de doenças. 
 A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), Lei Federal n.º 12.305 de 2010, 
incorpora novas concepções em relação à gestão dos resíduos sólidos urbanos. Destaca-se a 
ideia da valorização ambiental e energética dos resíduos sólidos, priorizando possibilidades de 
recuperação e reaproveitamento. O Brasil gera por ano cerca de 80 milhões de toneladas de 
resíduos sólidos urbanos e uma parte ainda significativa são dispostos de maneira inadequada. 
A condição adequada para a disposição final de resíduos refere-se aos aterros sanitários. 
Infelizmente ainda em 2020 ocorre disposição de RSU de forma inadequada em vários locais 
do País. 
 A implantação de um aterro sanitário, que é uma instalação industrial com vários 
sistemas e operações complexas, inicia-se pela seleção de um local adequado e aceito pela 
população. A Figura 4.1 mostra uma vista do Aterro Sanitário Caieiras em São Paulo onde se 
vê no topo a direita um maciço de RSU, no topo à esquerda uma área em preparação para 
receber o maciço de RSU e na parte de baixo da figura, instalações queimadoras de metano. 
A implantação deve estar de acordo com o zoneamento ambiental do local, localizado a 
CAPÍTULO 4 
137 
 
distância adequada de residências, mananciais, unidades de conservação e aeroportos. É 
desejável que o subsolo apresente solo argiloso, com coeficiente de permeabilidade menor ou 
igual a 10-7 m/s para reduzir possível contaminação. O tempo de vida de um aterro é variável, 
podendo durar décadas, considerando-se o período que ele se mantém operacional recebendo 
resíduos, o período para biodegradação dos resíduos e o período de monitoramento ambiental 
(TCHABANOGLOUS et al., 1993). 
 
Figura 4.1 – Aterro Sanitário Caieiras (SP). 
Fonte: Acervo pessoal dos autores. 
 
 As atividades iniciais no local são a realização da cava e a impermeabilização do solo 
realizada por meio da compactação de camadas de argila e pela aplicação de geomembrana 
(produto polimérico sintético de baixíssima permeabilidade). A Figura 4.2 mostra o perfil de um 
aterro sanitário e salienta a base construída para impermeabilizar e evitar a contaminação do 
solo. A construção das camadas de resíduos é realizada pelo descarregamento dos caminhões 
(devidamente pesados) e tratores que empurram e compactam os resíduos. Os resíduos 
compactados são recobertos diariamente com uma camada de solo, com espessura 
aproximada de 50 cm. O aterro é constituído de células, com altura de cerca de 5 m, sendo 
CAPÍTULO 4 
138 
 
estas sobrepostas sucessivamente formando seções de aterro ou maciço de RSU.Ao se 
completar uma seção de aterro este recebe em seu topo uma cobertura final composta por solo 
e grama (CANDIANI; MOREIRA, 2015). No aterro são construídos sistemas de drenagem para 
águas pluviais, lixiviados e gases e drenos verticais para gases (BORBA et al. 2018). 
 
(A) 
 
(B) 
Figura 4.2 – Perfil vertical de um aterro sanitário mostrando desde a preparação da base 
visando a impermeabilização do aterro e impedir contaminação do solo, a parte de 
recebimento de RSU (A) e a cobertura junto a atmosfera (B) 
Fonte: CANDIANI e MOREIRA (2018). 
CAPÍTULO 4 
139 
 
 O RSU depositado nos aterros pode ser considerado um meio poroso no qual o biogás 
ocupa os volumes vazios (porosidade) e há também materiais líquidos. O sistema de drenagem 
de um aterro compreende drenos verticais e horizontais interligados. Na Figura 4.1 vê-se esses 
drenos horizontais na parte superior à esquerda onde a seção de aterro está em preparação. 
Para se manter a estabilidade mecânica e estrutural do aterro deve se garantir um equilíbrio 
entre as pressões internas ao aterro e a da atmosfera. Isto é garantido com a distribuição de 
drenos verticais, mostrado na Figura 4.3, instalados ao longo de toda área ocupada pelo aterro, 
aliviando a pressão interna (MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). Os drenos verticais são 
constituídos de tubulações de concreto perfuradas e envoltas por materiais granulares. Os 
gases fluem do maciço sanitário até os drenos verticais, por onde sobem à superfície e podem 
ter dois destinos (CANDIANI; MOREIRA, 2015). Podem ser queimados em queimadores 
(flares) evitando-se a emissão de gás metano para a atmosfera ou podem ser extraídos e 
direcionados para tratamento ou aproveitamento energético (ABREU, 2014). A Figura 4.3 
apresenta dois tipos de drenos verticais: (A) drenos com extração passiva (o biogás é extraído 
de forma natural sem uso de exaustores) e (B) drenos de extração forçada (o biogás é extraído 
por meio de exaustores) para aproveitamento energético. 
 
(A) 
 
(B) 
Figura 4.3 – Dois tipos de dreno vertical de extração de biogás em aterro sanitário. (A) Dreno 
de extração passiva para queima do biogás em aterro sanitário (sistema passivo). (B) Dreno 
de extração forçada adaptado para encaminhamento do biogás para aproveitamento 
energético (sistema ativo). 
Fonte: Acervo pessoal dos autores. 
CAPÍTULO 4 
140 
 
 
(A) 
 
(B) 
Figura 4.4 – Vistas de uma seção de aterro sanitário e de uma célula de aterro. (A) Vista de 
uma seção de aterro sanitário mostrando-o como um conjunto de células compostas de um 
dreno vertical e a região de RSU a seu redor de onde é coletado o biogás. (B) Vistas superior 
e lateral de uma célula de aterro. Na vista lateral vê-se que próximo ao dreno o fluxo de 
metano é maior na direção radial no sentido do dreno e que distante do dreno o fluxo de 
metano é maior na direção z no sentido da atmosfera. 
Fonte: Elaborada pelos autores. 
CAPÍTULO 4 
141 
 
A Figura 4.4-a mostra uma vista superior de uma seção de um aterro sanitário 
mostrando-o como um conjunto de células compostas de um dreno vertical e a região de RSU 
a seu redor de onde é coletado o biogás. O círculo maior representa o raio de alcance de 
extração do dreno, pois a uma distância muito grande o sistema não consegue captar o biogás. 
A distância entre os drenos é normalmente de 30 a 50 m e depende da capacidade de exaustão 
do sistema instalado. Na Figura 4.4-b veem-se as vistas superior e lateral de uma célula de 
aterro. Na vista lateral, as setas indicam sentido e magnitude dos fluxos de metano nas direções 
vertical e radial. Vê-se que próximo ao dreno o fluxo de metano é maior na direção radial no 
sentido do dreno e que, distante do dreno, o fluxo de metano é maior na direção vertical no 
sentido da atmosfera. 
Os sistemas de extração forçados visando aproveitamento energético do metano 
impede que o metano encaminhado para ao dreno vertical seja emitido para a atmosfera. Nesta 
situação, somente o metano que flui na direção vertical e chega a atmosfera é emitido. No caso 
de não aproveitamento do metano, todo o metano gerado no aterro pode eventualmente ser 
emitido para atmosfera. Moléculas de metano que chegam à cobertura dos aterros podem ser 
oxidadas por microrganismos metanotróficos aeróbios, pois a região próxima à interface com 
atmosfera é rica em oxigênio e permite a reação de oxidação do metano intermediada por 
esses microrganismos. 
 As regiões fora do alcance dos drenos (fora dos círculos maiores) não seriam afetadas 
pelos drenos. Nessas regiões o fluxo de moléculas de biogás na direção radial seria nulo 
havendo somente fluxo de moléculas na direção vertical rumo à atmosfera. 
4.3 GERAÇÃO DE BIOGÁS E METANO EM ATERROS SANITÁRIOS 
O processo de biodegradação anaeróbia do resíduo sólido urbano (RSU) e a 
consequente emissão de biogás no aterro varia ao longo do tempo (ABREU, 2014), pois 
depende de uma sequência de etapas envolvendo complexas interações com fatores físico-
químicos e biológicos, critérios do projeto de engenharia e parâmetros, como característica e 
idade do resíduo, sistema operacional do aterro sanitário, camada de cobertura, localização 
geográfica e condições climáticas (GONZALEZ-VALENCIA et al. 2016). 
O processo de biodegradação anaeróbia em um aterro pode ser representado 
esquematicamente conforme a Figura 4.5 em 4 fases ao longo do processo 
(TCHOBANOGLOUS et al., 1993): aeróbia (fase I), anaeróbia não metanogênica ou ácida (fase 
II), anaeróbia metanogênica não estabilizada (fase III) e anaeróbia metanogênica estabilizada 
CAPÍTULO 4 
142 
 
(fase IV). Na fase I existe oxigênio na proporção existente na atmosfera entremeado ao resíduo 
depositado no aterro e, consequentemente, microrganismos aeróbios predominam e 
consomem moléculas de oxigênio (O2). Concomitantemente, ocorre a hidrólise dos resíduos 
que se tornam passíveis de consumo pelos micro-organismos metanogênicos. Na fase II 
ocorrem processos de acidificação (acidogênese) e continua a hidrólise dos resíduos e o 
ambiente no aterro se torna anaeróbio. Nas fases III e IV ocorre a formação de gás carbônico 
(CO2) e metano (CH4), inicialmente de forma instável e posteriormente em condições estáveis. 
Na fase IV a composição do biogás no aterro é aproximadamente CO2 (40%), CH4 (55 %) e 
outros gases como NH3, H2S, O2, CO, N2 etc. (5%). 
 
Figura 4.5 – Evolução da composição do biogás em um aterro sanitário. 
Fonte: TCHOBANOGLOUS et al. (1993). 
O processo de biodegradação anaeróbia da fração orgânica do RSU pode ser 
representado simplificadamente por uma equação química estequiométrica mediada por 
microrganismos (BOSCOV, 2008). 
 
𝐶𝑛𝐻𝑎𝑂𝑏 + (𝑛 −
𝑎
4
−
𝑏
2
)𝐻2𝑂 
 𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑠𝑚𝑜
 
→ (
𝑛
2
−
𝑎
8
+
𝑏
4
)𝐶𝑂2 + (
𝑛
2
+
𝑎
8
−
𝑏
4
)𝐶𝐻4 (4.1) 
 
CAPÍTULO 4 
143 
 
Onde: a fração orgânica dos RSU é representada por uma biomassa e se produz H2O 
e biogás (CO2 e CH4), o processo é mediado por microrganismos anaeróbios metanogênicos, 
e as letras n, a e b representam números inteiros (TCHOBANOGLOUS et al. 1993). Este 
biogás, composto principalmente de metano e gás carbônico, tem um poder calorífico que está 
diretamente associado à quantidade do metano presente nesta mistura (BOSCOV, 2008). 
A composição dos resíduos é importante para biodegradação. A composição típica dos 
resíduos sólidos urbanos no Brasil é matéria orgânica (65 %), plásticos (16 %), papel e papelão 
(13 %) e outros materiais como vidros, metais ferrosos, solo, entulho, tecidos, couros, podas e 
madeira (CANDIANI; MOREIRA, 2015). Alguns desses materiais apresentam biodegradação 
rápida (1 a 5 anos) como a matéria orgânica (restos de comida etc.), outros como papel, 
papelão, madeira, podas, tecidos apresentam biodegradação lenta (entre 5 anos e décadas) e 
finalmente outros não se biodegradam. Alguns plásticos são biodegradáveis eoutros 
praticamente não se biodegradam permanecendo na natureza por centenas de anos. 
 A Figura 4.6 mostra os resultados de vazão de metano no dreno vertical de uma célula 
experimental de aterro sanitário construída no Aterro Sanitário de Caieiras situado nas 
cercanias da cidade de São Paulo (CANDIANI; MOREIRA, 2018). A célula de aterro sanitário 
tinha 30 m por 35 m, altura de resíduos de 5 m totalizando 3786 toneladas de RSU, um dreno 
central e todos os requisitos técnicos. Os resíduos foram depositados em 12 dias, praticamente 
de uma só vez, considerando o tempo de monitoramento que foi de 1000 dias (2,7 anos). 
Considerando esta deposição de RSU como uma aproximação de um pulso temporal, a vazão 
obtida ao longo do tempo é proporcional a função resposta temporal de geração de metano da 
célula ou aterro devido a deposição de resíduos sólidos urbanos. 
 A célula foi monitorada por 2,7 anos e, portanto, representa o comportamento cinético 
ou temporal da componente de materiais de biodegradação rápida de geração de metano em 
um clima subtropical. De acordo com as observações feitas nesse experimento, somente após 
quase 200 dias ou 6 meses inicia-se uma vazão de metano mensurável que atinge valores 
máximos entre 350 dias e 550 dias, isto é, ~ 1 ano após a deposição de resíduos no aterro. O 
tempo de latência do resíduo é, portanto, de ~ 6 meses, o período de grande geração de 
metano tem duração de cerca de 200 dias e após inicia-se a queda da geração de metano até 
um valor residual 1000 dias após a deposição do resíduo. 
CAPÍTULO 4 
144 
 
 
Figura 4.6 – Vazão de metano no dreno central da célula experimental construída no Aterro 
Sanitário de Caieiras de clima subtropical. A incerteza média das medidas é 8,2 %. Devido a 
forma de deposição do RSU (um pulso), esta curva é proporcional a função resposta temporal 
de geração de metano devido aos resíduos. Devido ao período de observação (2,7 anos) este 
resultado representa a geração de metano dos materiais de mais rápida biodegradação. 
Fonte: (CANDIANI; MOREIRA, 2018) 
 
 (Estes resultados mostram que a taxa de geração de metano pelo RSU na região de 
São Paulo ocorre rapidamente após a deposição do resíduo sólido devido aos resíduos de 
rápida biodegradação. Após esse período a vazão de metano cabe principalmente a 
biodegradação de resíduos de média e longa duração que pode se estender por 70 ou mais 
anos (CANDIANI; MOREIRA, 2015). 
A geração de metano envolve várias variáveis, como granulometria do meio, 
composição, idade do RSU, umidade, temperatura, disponibilidade de nutrientes, condições do 
maciço sanitário etc. (BOSCOV, 2008). As estimativas ocorrem por meio de modelos 
matemáticos desenvolvidos, programas computacionais, experimentos laboratoriais, células 
experimentais de resíduos e medições em campo nos aterros sanitários (CANDIANI; 
MOREIRA, 2018). A seção 4.6 discute vários desses modelos. 
CAPÍTULO 4 
145 
 
4.4 OXIDAÇÃO DE METANO NA CAMADA DE COBERTURA EM ATERRO SANITÁRIO 
A oxidação biológica do gás metano em um aterro sanitário ocorre por meio da ação de 
microrganismos metanotróficos que são capazes de utilizar o metano como fonte de carbono 
e energia, principalmente quando próximos à superfície da cobertura do aterro, onde existe um 
aporte maior de oxigênio (TEIXEIRA et al. 2009). O gás metano que atravessa a camada de 
solo de cobertura no aterro sanitário é parcialmente consumido pelos microrganismos 
metanotróficos, que o convertem em água, dióxido de carbono, biomassa e energia (MOREIRA; 
CANDIANI, 2016). 
O uso do metano pelos microrganismos metanotróficos como fonte de carbono e energia 
ocorre devido à ação da enzima metano monooxigenase, que oxida o metano e produz o 
metanol e água. O metanol é transformado em formaldeído e consumido em diferentes rotas 
metabólicas. O processo de oxidação biológica do metano depende de diferentes fatores físico-
químicos, que envolvem tanto características geotécnicas quanto microbiológicas da camada 
de cobertura, destacando-se ainda parâmetros relacionados à umidade do solo de cobertura, 
concentração de nutrientes e de inibidores. O grau de saturação de água é um dos parâmetros 
mais importantes para a oxidação do CH4, devido à influência de espaço disponível para a 
circulação de gás (TEIXEIRA et al. 2009). 
Os microrganismos metanotróficos estão presentes naturalmente no solo. Estes são 
classificados em dois tipos principais: as microrganismos ou bactérias do tipo I são aquelas 
encontradas em locais onde a concentração de CH4 é baixa e a concentração de O2 é elevada; 
os microrganismos ou bactérias do tipo II são favorecidas quando a concentração de CH4 é alta 
e a concentração de O2 é baixa. O tipo I é formado por: Methylomonas, Methylocaldum, 
Methylosphaera, Methylomicrobium e Methylobacter e o tipo II é composto por: Methylocystis 
e Methylosinus (TEIXEIRA et al. 2009). 
A oxidação de metano é estudada em amostras de solos de cobertura em aterros 
sanitários e em escala laboratorial utilizando diferentes substratos em ensaios de coluna, 
simulando as camadas de cobertura em aterros sanitários. Teixeira et al. (2009) estudaram 
amostras de cobertura de três aterros sanitários (Aterro Sanitário de São Giácomo, Caxias do 
Sul-RS, Célula Experimental da Universidade de Caxias do Sul-RS e Aterro Bandeirantes-SP), 
relatando crescimento positivo de microrganismos metanotróficos. Os resultados deste estudo 
sugerem que existe uma relação entre o estado do solo (representado pelo grau de saturação) 
e o desenvolvimento de microrganismos metanotróficos. Para reduzir emissões fugitivas os 
CAPÍTULO 4 
146 
 
autores sugerem neste estudo a instalação nos aterros sanitários de coberturas eficientes para 
oxidação de metano 
Salim (2011) estudou as taxas de oxidação de metano com diferentes substratos, solo 
de cobertura de aterro sanitário, solo com lodo e acréscimo de 15 % e 30 % de cal, em ensaios 
laboratoriais em coluna simulando a camada de cobertura em aterros sanitários. Nos ensaios, 
a taxa de oxidação máxima de CH4 variou entre 19,3 e 107,6 gm-²dia-1, representando ganhos 
de eficiência de 52,28 e 73,35%, respectivamente. Estes resultados demonstram a viabilidade 
da utilização da técnica de oxidação na superfície dos aterros sanitários para evitar as emissões 
de metano para a atmosfera. 
Moreira e Candiani (2016) utilizaram os resultados obtidos na célula de aterro sanitário 
para estimar a fração de metano oxidado na sua cobertura por meio de um balanço de metano. 
Os resultados referem-se a uma região com clima subtropical próximo a São Paulo. Medições 
e cálculos foram realizados para obter a emissão total de metano para a atmosfera, a taxa de 
oxidação do metano na cobertura e a taxa total de geração de metano na célula de aterro 
sanitário (MOREIRA; CANDIANI, 2016). A taxa de oxidação foi obtida através de um esquema 
de cálculo baseado no transporte unidimensional vertical de metano na região de cobertura. 
Os fluxos medidos de CH4 máximo e médio para a atmosfera foram 124,4 e 15,87 gm−2d−1, 
respectivamente. A taxa total de geração de metano obtida para a célula de teste foi de 3,06 ± 
0,61 Nm3/h. Os resultados mostraram que 69 % do metano emitido ocorreu através do dreno 
vertical e 31 % através da interface de cobertura com a atmosfera. As avaliações da 
percentagem de oxidação do metano na superfície da célula variaram. Na região lateral 
inclinada da célula onde a cobertura é menos uniforme e compacta a percentagem de oxidação 
chegou a 36 ± 11 %, enquanto para a célula inteira a percentagem de oxidação média foi de 
15 ± 10 %. Esses resultados explicam diferenças de observações localizadas e globais de 
oxidação em aterros sanitários relatadas na literatura (MOREIRA; CANDIANI, 2016). 
4.5 DISTRIBUIÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE METANO EM UM ATERRO SANITÁRIO 
A região de RSU depositada no aterro e as coberturas de terra ou solo feitas diariamenteconstituem um meio poroso por onde metano e outros gases podem migrar 
(TCHOBANOGLOUS et al., 1993). O metano gerado na região onde está disposto o RSU, 
migra por difusão através da cobertura de solo antes de chegar à atmosfera (STEIN et al., 2001; 
PERERA et al., 2002). Perto da interface com a atmosfera, a presença de altas concentrações 
de oxigênio permite a oxidação do metano mediada por microrganismos metanotróficos 
CAPÍTULO 4 
147 
 
reduzindo as emissões de metano (DE VISSCHER; VAN CLEEMPUT, 2003; CETESB, 2006). 
A porosidade, ou volume vazio não ocupado por matéria sólida ou líquida das regiões de um 
aterro sanitário é grande (HETTIARACHCHI et al., 2007). Após a compactação inicial, a 
porosidade da região ocupada pelo RSU é normalmente em torno de 30 %, enquanto na região 
de cobertura de terra, em torno de 20% (SILVA, 2010; MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). 
Este volume, inicialmente ocupado por ar atmosférico, tem uma pressão também próxima à da 
atmosfera. À medida que os processos descritos na seção 4.3 ocorrem, produz-se gás devido 
à biodegradação do resíduo sólido depositado. A composição do gás, que ocupa os volumes 
vazios dentro do aterro, se altera. Como mencionado anteriormente, para se manter a 
estabilidade mecânica e estrutural do aterro a pressõe interna ao aterro deve ser semelhante 
a da atmosfera. Isto é garantido com a distribuição de drenos verticais, mostrado nas Figuras 
4.3 e 4.4, instalados ao longo de toda área ocupada pelo aterro, aliviando a pressão interna 
(MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). Ocorre também escape de metano pela superfície do 
aterro em contato com a atmosfera. Desta forma, devido à similaridade entre as pressões dos 
gases interna e externa, o processo de transporte de gases dentro do aterro é normalmente 
descrito por meio da difusão de moléculas de gás no meio poroso (TCHOBANOGLOUS et al., 
1993; STEIN et al., 2001; PERERA et al., 2002; DE VISSCHER; VAN CLEEMPUT, 2003; 
CETESB, 2006; HETTIARACHCHI et al., 2007). No modelo adotado para a migração e as 
emissões de metano dos aterros sanitários assumem-se parâmetros médios de transporte para 
diferentes regiões de aterro e a condição de que o maciço de RSU esteja operando na fase IV 
(metanogênica estável) (MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). 
É possível identificar três processos bem distintos relacionados à migração de metano 
dentro de um aterro sanitário: a geração de metano pelo processo de biodegradação, o 
transporte do metano pelo interior do aterro e os processos de desaparecimento ou remoção 
de metano normalmente chamados de oxidação de metano por microrganismos 
metanotróficos. A taxa de geração de metano pode ser estimada por meio de diferentes 
modelos sendo um dos mais populares os modelos de primeira ordem. Há uma grande 
dependência dos parâmetros de geração de metano com a composição dos RSU, condições 
de solo e clima do aterro. Aterros em regiões tropicais e subtropicais apresentam taxas de 
biodegradação de RSU mais rápidas que regiões temperadas e frias. A taxa de oxidação é 
objeto de pesquisa visando minorar taxas de emissões para a atmosfera (MOREIRA; SILVA; 
CANDIANI, 2015). 
A distribuição da concentração de metano em regime permanente dentro do aterro 
sanitário pode ser obtida a partir de uma equação de balanço de metano em um elemento de 
CAPÍTULO 4 
148 
 
volume do aterro, isto é, a taxa de produção de metano é igual à taxa de desaparecimento de 
metano devido a remoção por oxidação e a taxa de escape líquida de metano do elemento de 
volume (saída menos entrada de metano pela superfície do elemento de volume). Para uma 
situação em que o termo de advecção seja insignificante, isto é, quando a diferença de pressão 
dentro do aterro e da atmosfera é pequena o fluxo de metano pode ser descrito pela lei de Fick 
de difusão de gases (TCHOBANOGLOUS et al., 1993; STEIN et al., 2001; PERERA et al., 
2002; DE VISSCHER; VAN CLEEMPUT, 2003; CETESB, 2006; HETTIARACHCHI et al., 2007). 
Para um problema restrito a uma célula de aterro, como mostrada na Figura 4.4, e assumindo 
simetria azimutal, o fluxo de metano dado pela lei de Fick é 
 𝑱(𝒓) = −𝐷𝛁𝐶(𝒓) = −𝐷
𝜕𝐶(𝑟, 𝑧)
𝜕𝑟
𝒆𝒓 − 𝐷
𝜕𝐶(𝑟, 𝑧)
𝜕𝑧
𝒆𝒛 (4.2) 
Onde: C(r,z) é a concentração de metano (g m-3), D é o coeficiente de difusão (m2 d-1) 
do metano no meio poroso (RSU ou cobertura) e J(r) é o fluxo de metano (gm-2d-1). A Eq. 4.2 
estabelece que o fluxo de metano em uma dada direção é proporcional ao gradiente da 
concentração de metano no meio, mas da direção de maior concentração para a de menor 
concentração devido ao sinal negativo. 
A Figura 4.7 mostra um modelo de aterro sanitário uniforme, homogêneo e 
unidimensional (direção vertical) onde z representa a altura do aterro e z = 0 está na sua base. 
Este modelo unidimensional na direção vertical representa uma seção do aterro razoavelmente 
distante de drenos verticais (ver Figura 4.4) e em regime permanente. A equação de balanço 
de metano na direção vertical e desprezando o fluxo na direção radial pode ser escrita como 
(TCHOBANOGLOUS et al., 1993; SILVA, 2010; MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015) 
−𝐷
𝑑2𝐶
𝑑𝑧2
+ 𝜎(𝑧)𝐶(𝑧) = 𝑅(𝑧) , (4.3) 
Onde o primeiro termo no lado esquerdo representa a fuga líquida de metano na direção 
z (
𝑑𝐽
𝑑𝑧
), tendo J sido substituído pela Eq. 4.2, σ(z) é o coeficiente de remoção de metano do 
meio via oxidação ou outros processos (d-1), o segundo termo representa a taxa de remoção 
de metano por oxidação e outros processos (mol m-3 d-1) e R(z) representa a taxa de geração 
de metano via biodegradação do RSU (mol m-3 d-1). 
CAPÍTULO 4 
149 
 
 
Figura 4.7 – Modelagem unidimensional vertical de um aterro sanitário com duas 
configurações: A – aterro sem cobertura no qual o RSU faz interface direta com a atmosfera; 
B – aterro com cobertura no qual o RSU está protegido na parte superior por uma cobertura. 
A origem está na base do aterro. 
Fonte: MOREIRA; SILVA; CANDIANI (2015). 
 
Em seções de aterro onde existem drenos verticais passivos ou ativos (para a extração 
e aproveitamento do gás), ocorre a migração transversal (na direção radial) de gás em direção 
a eles que reduzem a concentração de CH4 na região de RSU do aterro. Isso reduz a 
concentração de CH4 no meio poroso e, consequentemente, reduz o fluxo de metano via 
difusão para a atmosfera (MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). Neste modelo, a migração de 
gás transversal é contabilizada com um termo de remoção de metano transversal fictício, σT, 
de modo que o coeficiente de remoção total de metano é dado por 
𝜎 = 𝜎𝑜𝑥 + 𝜎𝑇 , (4.4) 
onde σox é o coeficiente de remoção de metano por oxidação. 
A Eq. 4.3 deve ser resolvida com condições de contorno adequadas aos problemas em 
estudo: na base (z = 0) J(0) = 0; na interface com a atmosfera, C(H) = 0 (para a configuração 
A), C(H+L) = 0 (para configuração B). No fundo do aterro, onde existem membranas e argila 
para impermeabilização assume-se que o fluxo de metano seja igual a zero. As moléculas de 
metano, colidem na membrana inferior e retornam para dentro do aterro. Assim o fluxo de 
metano nesta interface é nulo. Na interface com a atmosfera, é admitida a condição de contorno 
sugerida por De Visscher; Van Cleemput (2003). Nessas interfaces, a concentração de metano 
pode ser 10 a 20 % maior do que os valores atmosféricos (cerca de 8x10-5 mol m-3), mas ainda 
CAPÍTULO 4 
150 
 
muito pequena comparada com as concentrações típicas de metano no aterro (cerca de 15 mol 
m-3). Assim, a condição de contorno assumida é que a concentração de metano seja 
desprezível (nula) na interface com a atmosfera. Para a interface RSU-cobertura foi imposto 
que o fluxo de metano e a concentração de metano sejam contínuos na interface entre o RSU 
e as regiõesde cobertura de solo (z = H). 
Se o problema visasse obter a distribuição da concentração de metano na direção radial 
as condições de contorno seriam parecidas: na interface com o dreno a condição de contorno 
seria J(r0) A = vazão de metano no dreno onde r0 é o raio do dreno e A é a área externa do 
dreno; no limite externo da célula do aterro, re, a condição de contorno seria J(re) = 0, pois 
nessa região as moléculas estariam submetidas ao alcance dos drenos vizinhos e ação de um 
seria contrabalanceda pela do outro. 
Neste modelo assume-se que a taxa de geração de metano R(z) seja constante ao longo 
do maciço, isto é, R(z) = R0. Para uma idade dos RSU depositados nesta seção de 
aproximadamente 4 anos a taxa de geração de metano R0 = 2,45 X10-5 mol m-3 s-1 (MOREIRA; 
CANDIANI, 2016). 
A Tabela 4.1 apresenta os dados do modelo que representam o aterro de Caieiras. O 
maciço tem uma altura H = 60 m, a cobertura de solo no topo do maciço tem espessura L = 0,5 
m e ocorre migração transversal de metano em direção aos drenos verticais localizados a 
distâncias em torno de 15 m do ponto em estudo. 
 A Figura 4.8 mostra a distribuição vertical da concentração de metano para a seção 
de aterro em duas configurações: configuração A – maciço de RSU de altura H = 60 m e sem 
cobertura. Assim o RSU está diretamente exposto à atmosfera; configuração B – maciço de 
RSU de altura H = 60 m e cobertura de espessura L = 0,5 m. Assim a altura total dessa 
configuração é 60,5 m e o maciço de RSU não está exposto à atmosfera, mas protegido pela 
cobertura. Nota-se que a distribuição em pontos cerca de 6 m para dentro do aterro a partir da 
superfície atinge o valor máximo e que este valor se estende até o fundo do aterro. A colocação 
da cobertura faz com que a concentração se torne mais elevada na região de RSU próxima à 
interface retendo mais moléculas de metano dentro do aterro sanitário. 
 
CAPÍTULO 4 
151 
 
Tabela 4.1 – Dados representando o modelo unidimensional de uma seção de aterro o 
simulando o Aterro Sanitário de Caieiras (MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). 
Parâmetros Valor 
• Porosidade do RSU 0,3 
• Porosidade da terra de cobertura 0,2 
• Massa específica do RSU 600 kg m-3 
• Taxa de geração de metano estimada 
• Idade do RSU 
2,45x10-5 mol m-3 s-1 
4 anos 
• D (RSU) – coeficiente de dispersão no RSU 3,14x10-6 m-2 s-1 
• D (COB) – coeficiente de dispersão na cobertura 1,36x10-6 m-2 s-1 
• σox (COB) – coeficiente de remoção devido à oxidação 
de metano na cobertura 
3x10-6 s-1 
• σT (RSU) – coeficiente de remoção devido à migração 
transversal de metano na região de RSU 
1,1x10-6 s-1 
• Dimensões da seção do aterro sanitário 
o Altura do maciço de RSU 
o Espessura da cobertura de terra 
 
60 m 
0,5 m 
Fonte: Elaborada pelos autores. 
 O metano é gerado no maciço de RSU e migra por difusão em direção a atmosfera 
porque lá a concentração de metano é muito menor. Próximo à base a concentração é uniforme 
em relação a altura z e à medida que se aproxima da superfície, moléculas de metano escapam 
para a atmosfera. Da base do aterro até a altura 54 m a concentração é praticamente uniforme. 
A altura do maciço de RSU é tão grande que a concentração de metano não varia nesta região. 
A concentração cai a medida que se aproxima da interface com a atmosfera pois há um fluxo 
de metano para a atmosfera e oxidação do metano por microrganismos metanotróficos próximo 
atmosfera. 
CAPÍTULO 4 
152 
 
 
Figura 4.8 – Distribuição da concentração de metano na seção de aterro sanitário para 
configurações: a (sem cobertura) e b (com cobertura e coeficiente de oxidação σox = 3x10-6 s-
1). 
Fonte: MOREIRA; SILVA; CANDIANI (2015). 
 
A Figura 4.9 apresenta a distribuição do fluxo de metano na direção vertical dentro da 
seção de aterro para 3 diferentes valores de coeficiente de remoção de oxidação, σox. Os 
valores variam em ordens de magnitude: 7x10-7, 3x10-6, 4,5x10-5 s-1. Esses valores são 
encontrados em diferentes tipos de cobertura com tratamentos específicos para maximizar a 
taxa de oxidação do solo e dependem de condições de microclima, população de 
microrganismos metanotróficos e do fluxo de metano na base da cobertura (MOREIRA; SILVA; 
CANDIANI, 2015; SPOKAS et al., 2006; SCHEUTZ et al., 2009). 
Da base do aterro até a altura 54 m, onde a concentração de metano é uniforme (Figura 
4.8) o fluxo líquido de metano é praticamente nulo pois o gradiente é nulo. Isto significa que o 
número de moléculas viajando para cima e para baixo nessa região é a mesma. À medida que 
se aproxima da superfície do aterro o fluxo líquido aumenta. Os valores na interface de fluxo 
de metano representam as emissões fugitivas para a atmosfera. Nota-se o forte impacto da 
CAPÍTULO 4 
153 
 
cobertura para a redução das emissões e os fluxos e a importância do coeficiente de oxidação 
para abatê-las. 
Uma cobertura com coeficiente de oxidação de 4,5x10-5 s-1 (maior valor de σox) reduz as 
emissões em cerca de 90% quando compara-se com as emissões do maciço de RSU sem 
qualquer cobertura. 
 
 
Figura 4.9 - Distribuição do fluxo de metano na seção de aterro sanitário para configurações: 
A (sem cobertura) e B (com 3 valores de coeficiente de oxidação, σox). 
Fonte: MOREIRA; SILVA; CANDIANI (2015). 
 
A cobertura é um impedimento para moléculas escaparem para a atmosfera por duas 
razões: é mais uma espessura a mais para as moléculas atravessarem para atingir a atmosfera; 
também tem microrganismos metanotróficos que consomem o metano (oxidação) nessa região 
reduzindo a quantidade de moléculas que atingem a atmosfera. Assim, esses dois efeitos 
fazem com que menos metano atinge a atmosfera. A diferença de fluxo de metano para 
CAPÍTULO 4 
154 
 
atmosfera entre as situações com cobertura e sem cobertura na Figura 4.9 representa a 
quantidade de emissões evitadas. A concentração de metano dentro do aterro tende a ser 
maior para a situação com cobertura que tem um menor fluxo para a atmosfera conforme vê-
se na Figura 4.8. 
4.6 MODELOS TEMPORAIS DE TAXA DE GERAÇÃO DE METANO EM ATERROS SANITÁRIOS 
Voltemos novamente para o problema da biodegradação temporal de RSU por 
microrganismos metanogênicos mostrados nas Figuras 4.5 e 4.6. Vários modelos foram 
propostos para descrever o fenômeno temporal de biodegradação a partir da observação de 
emissões totais de seções de aterro. A complexidade destes modelos é grande se for 
considerado que nem todo o metano produzido em um aterro sanitário é emitido e/ou captado, 
pois parcelas são oxidadas ou aprisionadas no maciço de RSU. Deve-se ainda estimar as 
perdas de metano, associadas às emissões fugitivas pela camada de solo da cobertura na 
superfície do aterro e ainda a eficiência do sistema de captação de gás do aterro, formado 
pelos drenos verticais e sistema operacional, que pode ser passivo ou ativo, com o uso de 
motores elétricos para fazer a sucção dos gases (BOSCOV, 2008). 
Nesse contexto, os modelos temporais de geração de biogás em aterros sanitários e de 
emissão de gases do aterro para a atmosfera normalmente seguem uma premissa 
fundamental: estimam o volume de gás gerado em um determinado tempo considerando o 
percentual de matéria orgânica presente inicialmente em uma massa de resíduo e um fator de 
conversão da massa de resíduo em volume de gás (BOSCOV, 2008; PINÃS et al. 2016; 
SANTOS; ROMANEL; VAN ELK, 2017). 
Normalmente os modelos apresentam uma função resposta de geração de metano 
devido à deposição de uma massa de RSU. Esses modelos são categorizados de ordem zero, 
primeira ordem, segunda ordem ou multifásicos. Existem vários softwares para previsão da 
geração de biogás em um aterro sanitário, sendo possível mencionar (BARROS, 2013): 
• Biogás, geração e uso energético – aterros, versão 1.0 (CETESB, 2006); 
• E-PLUS – Gás de aterro, versão 1.0 (USEPA, s.d.); 
• INPCC – National Greenhouse Gas Inventories ProgrammeDE EXAUSTÃO ....................................................................... 307 
7.7.1 Material particulado e metais pesados (Cd, Pb e Hg) ................................. 308 
7.7.2 Gases ácidos (SO2, HCl e HF) ....................................................................... 315 
7.7.3 Compostos orgânicos voláteis, dioxinas e furanos...................................... 320 
7.7.4 Óxidos de nitrogênio (NOx) ......................................................................... 324 
7.8 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 329 
7.9 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 330 
8 TECNOLOGIAS DE CONVERSÃO TERMOQUÍMICA: GASEIFICAÇÃO E PIRÓLISE ....................... 337 
8.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 337 
8.2 GASEIFICAÇÃO ............................................................................................................... 339 
8.2.1 Gaseificação: tecnologia para aproveitamento energético de RSU ............ 341 
8.2.2 Gaseificador de leito móvel (também chamados de leito fixo) ................... 342 
8.2.3 Gaseificador de leito fluidizado ................................................................... 343 
8.2.4 Gaseificador de grelha móvel ..................................................................... 344 
8.2.5 Gaseificador a plasma ................................................................................. 345 
8.2.6 Exemplos de gaseificadores de resíduos sólidos urbanos instalados .......... 348 
8.3 PIRÓLISE DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS .......................................................................... 360 
8.4 CONSIDERAÇÕES FINAIS .................................................................................................. 364 
8.5 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 367 
8.6 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 367 
9 ESTUDO DE CONFIGURAÇÕES EMPREGADAS EM INSTALAÇÕES DE GERAÇÃO EM CICLO 
COMBINADO A PARTIR DE BIOGÁS E RESÍDUOS SÓLIDOS ............................................................ 371 
9.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 371 
9.2 BASE DOCUMENTAL ACADÊMICA ....................................................................................... 371 
9.3 BASE DOCUMENTAL TÉCNICA ............................................................................................ 396 
9.4 ANÁLISE TÉCNICA DAS CONFIGURAÇÕES - OPORTUNIDADES E BARREIRAS ................................... 402 
SUMÁRIO 
xiii 
 
9.5 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 404 
9.6 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 404 
10 GESTÃO, LEGISLAÇÃO E GERAÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS NO 
BRASIL ........................................................................................................................................... 407 
10.1 PANORAMA BRASILEIRO .................................................................................................. 407 
10.1.1 Gestão e Legislação..................................................................................... 407 
10.1.2 Fonte de Dados ........................................................................................... 412 
10.1.3 Consórcios Públicos Intermunicipais ........................................................... 417 
10.1.4 Geração de Energia ..................................................................................... 420 
10.1.5 Instrumentos e Políticas .............................................................................. 426 
10.2 FERRAMENTAS PARA O PLANEJAMENTO ESTRATÉGICO DA GESTÃO DE RSU ............................... 429 
10.2.1 Indicadores de sustentabilidade ................................................................. 430 
10.2.2 Ferramentas de gestão ............................................................................... 439 
10.3 SÍNTESE DO CAPÍTULO ..................................................................................................... 449 
10.4 REFERÊNCIAS................................................................................................................. 449 
ÍNDICE REMISSIVO ........................................................................................................................ 459 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
xiv 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 – Organização geral do livro. ............................................................................................... ii 
Figura 1.1 – Economia circular (com reciclagem dos rejeitos econômicos) para ............................. 4 
minimizar a geração de rejeitos ambientais. As setas pretas ........................................................... 4 
representam uma economia linear sem preocupação ..................................................................... 4 
com a reciclagem. ............................................................................................................................. 4 
Figura 2.1. Definição de Resíduos Úmidos e Resíduos Secos ......................................................... 15 
Figura 2.2 - Matriz Elétrica Brasileira em 2020, segundo dados do Balanço Energético Nacional 
(2021) .............................................................................................................................................. 16 
Figura 2.3. Definição de composição gravimétrica, frações e categorias de resíduos sólidos 
urbanos ........................................................................................................................................... 18 
Figura 2.4. Principais categorias da composição gravimétrica de resíduos sólidos urbanos.......... 19 
Figura 2.5. Categorias da composição gravimétrica dos RSU no município de Santo André/SP .... 20 
Figura 2.6. Composição gravimétrica para avaliação do potencial energético de resíduos sólidos 
urbanos ........................................................................................................................................... 22 
Figura 2.7. Variáveis de influência sobre a composição gravimétrica de resíduos sólidos urbanos
 23 
Figura 2.8. Fatores a serem considerados na análise da população para elaboração de um plano 
de amostragem ............................................................................................................................... 26 
Figura 2.9. Etapas do planejamento de amostragem de resíduos sólidos urbanos para 
determinação da sua composição gravimétrica ............................................................................. 37 
Figura 2.10. Dados dos geradores de resíduos que devem ser determinados para definição do 
tamanho de amostra ...................................................................................................................... 39 
Figura 2.11. Fluxograma para seleção de amostras aleatoriamente .............................................. 46 
Figura 2.12. Etapas do trabalho de campo para coleta e preparo de amostras de resíduos sólidos 
úmidos do município de Santo André ............................................................................................ 47 
Figura 2.13. Sequência do procedimento de quarteamento para obtenção das amostras para 
análise da composição gravimétrica ...............................................................................................do Painel 
Intergovernamental sobre Mudança Climática (IPCC, 2006); 
• LandGEM, versão 3.02 da Agência Ambiental Americana (USEPA, 1998); 
• Modelo Scholl Canyon do Banco Mundial (2003). 
CAPÍTULO 4 
155 
 
Embora já mencionamos que a Figura 4.6 representa uma observação experimental da 
função resposta temporal de geração de metano de um aterro sanitário, antes de continuar 
vamos defini-la com exatidão. A função resposta de geração de metano, R(0,t), expressa no 
instante t a taxa de geração de metano em (mol/s) ou (Nm3/h) devido a uma deposição de 1 
tonelada de RSU no instante t = 0. Tomando a segunda escolha de unidades, a unidade de 
R(0,t) é Nm3 h-1 ton-1. A seguir são apresentados alguns modelos de função resposta de 
geração de metano descritos na literatura. 
4.6.1 Modelos de geração de metano de ordem zero 
Nos modelos de ordem zero o comportamento da função resposta R(0,t) (metano 
gerado) é aproximado como constante ou com variação linear em determinados intervalos de 
tempo. Exemplos de formas de R(0,t), isto é, da taxa de geração de metano por unidade de 
tempo em t e por unidade de massa de resíduo (RSU) depositada em t = 0, são mostradas 
nas Figuras 4.10 a 4.12. Nestes modelos R(0,t) tem a forma de retângulos, triângulos ou outras 
figuras geométricas. No caso retangular, R(0,t) é uniforme conforme mostrado na Figura 4.10, 
a taxa de geração do gás no aterro é constante ao longo do tempo e não depende da idade 
dos resíduos (SWANA, 1998; USEPA, 1998). 
 
Figura 4.10 - Função resposta para taxa de geração de metano uniforme no tempo. 
Fonte: CANDIANI (2011). 
 
Um exemplo deste tipo é o modelo holandês de geração de metano em um aterro 
sanitário, podendo ser classificado de ordem zero e baseado em Hoeks (1983). Este modelo 
de ordem zero representado pela Figura 4.10 é dado por 
CAPÍTULO 4 
156 
 
𝑅(0, 𝑡) =
𝐿0
(𝑡0−𝑡𝑓)
 (4.5) 
 
onde L0 (mol CH4/t RSU) é o potencial de geração de metano em volume de massa, t0 é 
o tempo (anos) inicial e tf é o tempo (anos) final de geração de gás. 
A biodegradação ocorre em taxas diferentes para diferentes materiais 
(TCHOBANOGLOUS et al. 1993). A Figura 4.11 mostra um modelo para descrever a 
biodegradação rápida e lenta por meio de comportamentos da função resposta na forma de 
triângulos. Para o caso da biodegradação rápida, a taxa de geração de metano cresceria 
linearmente até um pico em torno de 1 ano e depois decresceria até completar 5 anos após a 
deposição. Para o caso da biodegradação lenta, ela cresceria até atingir um pico em torno de 
5 anos e depois decresceria até se tornar desprezível em 15 anos após a deposição, isto é, 
 
𝑅 (0, 𝑡) = {
𝑎𝑡, 𝑡50 
LISTA DE FIGURAS 
xv 
 
Figura 2.14. Composição gravimétrica média das frações combustíveis dos resíduos sólidos 
urbanos úmidos oriundos de coleta indiferenciada, feiras livres e CRAISA do município de Santo 
André/SP, na campanha gravimétrica realizada entre set/2015 e fevereiro/2016 ........................ 53 
Figura 2.15 - Etapas do preparo de amostras para envio ao laboratório para caracterização ....... 55 
Figura 2.17. Umidade e séries de sólidos de amostras da FORSU provenientes da coleta 
indiferenciada, CRAISA e feiras livres do município de Santo André/SP, coletadas durante a 
campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016 ................................... 77 
Figura 2.18. Teores médios de Nitrogênio Kjehdal, Carbono Orgânico Total e razão C/N nas 
amostras de FORSU oriundas da coleta indiferenciada, CRAISA e feiras livres do município de 
Santo André/SP, provenientes da campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e 
fevereiro/2016. ............................................................................................................................... 79 
Figura 2.19. Teores médios de Lipídeos, Proteínas e Carboidratos+Fibras nas amostras de FORSU 
oriundas da coleta indiferenciada, CRAISA e feiras livres do município de Santo André/SP, 
provenientes da campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016. ....... 81 
Figura 3.1. Tendências de uso de combustível derivado de resíduo no contexto brasileiro. ......... 96 
Figura 3.2. Classificação de refuse-derived fuel (RDF) de acordo com a norma ASTM E 856:2004 98 
Figura 3.3. Produção e comercialização de solid recovered fuel (SRF). .......................................... 99 
Figura 3.4. Sistema manual de segregação de resíduos de coleta seletiva. ................................. 101 
Figura 3.5. Sistema mecanizado de processamento de resíduo para obtenção de combustível 
derivado de resíduo (CDR). ........................................................................................................... 102 
Figura 3.6. Esquema simplificado de uma planta de tratamento mecânico e biológico (TMB). .. 103 
Figura 3.7. Esquema simplificado de obtenção de CDR a partir do tratamento mecânico. ......... 105 
Figura 3.8. Planta de tratamento mecânico e biológico (TMB), Portugal. .................................... 106 
Figura 3.9. Preparo de combustível derivado de resíduo (CDR) e tipo de fonte utilizada, conforme 
estabelecido na Resolução SIMA nº 47/2020. .............................................................................. 107 
Figura 3.10. Combustível derivado de resíduo (CDR) não densificado produzido pela empresa 
Valorização e Tratamento de Resíduos Sólidos, S.A. – VALNOR, Portugal. .................................. 111 
Figura 3.11. Rotas tecnológicas de conversão de combustível derivado de resíduo (CDR). ........ 120 
Figura 3.12. Tecnologia de gaseificação com emprego de CDR.................................................... 122 
Figura 3.13. Tecnologia de combustão de CDR em leito fluidizado .............................................. 123 
Figura 4.1 – Aterro Sanitário Caieiras (SP). ................................................................................... 137 
LISTA DE FIGURAS 
xvi 
 
Figura 4.2 – Perfil vertical de um aterro sanitário mostrando desde a preparação da base visando 
a impermeabilização do aterro e impedir contaminação do solo, a parte de recebimento de RSU 
(A) e a cobertura junto a atmosfera (B) ........................................................................................ 138 
Figura 4.3 – Dois tipos de dreno vertical de extração de biogás em aterro sanitário. (A) Dreno de 
extração passiva para queima do biogás em aterro sanitário (sistema passivo). (B) Dreno de 
extração forçada adaptado para encaminhamento do biogás para aproveitamento energético 
(sistema ativo). ............................................................................................................................. 139 
Figura 4.4 – Vistas de uma seção de aterro sanitário e de uma célula de aterro. (A) Vista de uma 
seção de aterro sanitário mostrando-o como um conjunto de células compostas de um dreno 
vertical e a região de RSU a seu redor de onde é coletado o biogás. (B) Vistas superior e lateral de 
uma célula de aterro. Na vista lateral vê-se que próximo ao dreno o fluxo de metano é maior na 
direção radial no sentido do dreno e que distante do dreno o fluxo de metano é maior na direção 
z no sentido da atmosfera. ........................................................................................................... 140 
Figura 4.5 – Evolução da composição do biogás em um aterro sanitário. ................................... 142 
Figura 4.6 – Vazão de metano no dreno central da célula experimental construída no Aterro 
Sanitário de Caieiras de clima subtropical. A incerteza média das medidas é 8,2 %. Devido a 
forma de deposição do RSU (um pulso), esta curva é proporcional a função resposta temporal de 
geração de metano devido aos resíduos. Devido ao período de observação (2,7 anos) este 
resultado representa a geração de metano dos materiais de mais rápida biodegradação. ........ 144 
Figura 4.7 – Modelagem unidimensional vertical de um aterro sanitário com duas configurações: 
A – aterro sem cobertura no qual o RSU faz interface direta com a atmosfera; B – aterro com 
cobertura no qual o RSU está protegido na parte superior por uma cobertura. A origem está na 
base do aterro. ............................................................................................................................. 149 
Figura 4.8 – Distribuição da concentração de metano na seção de aterro sanitário para 
configurações: a (sem cobertura) e b (com cobertura e coeficiente de oxidação σox = 3x10-6 s-1).
 152 
Figura 4.9 - Distribuição do fluxo de metano na seção de aterro sanitário para configurações: A 
(sem cobertura) e B (com 3 valores de coeficiente de oxidação, σox). ......................................... 153 
Figura 4.10 - Função resposta para taxa de geração de metano uniforme no tempo. ................ 155 
Figura 4.11 - Função resposta para a taxa de geração de metano com variação linear no tempo. 
Degradação rápida e lenta (TCHOBANOGLOUS et al. 1993). ........................................................ 156 
LISTA DE FIGURAS 
xvii 
 
Figura 4.12 - Função resposta para taxa de geração de metano com variação linear no tempo, 
mostrando a biodegradação rápida e lenta (LIMA, 2004). ........................................................... 157 
Figura 4.13 - Função resposta para a taxa de geração de metano de modelos de segunda ordem 
com a fase de latência, crescimento linear e decaimento exponencial. ...................................... 161 
Figura 4.14 – Sistema de captação de biogás no Aterro Sanitário Caieiras (SP). .......................... 163 
Figura 4.15 - Exautores para sucção do biogás. Unidade de captação de biogás no Aterro Sanitário 
Caieiras (SP). ................................................................................................................................. 164 
Figura 4.16 – Filtros para remoção de condensado. Unidade de captação de biogás no Aterro 
Sanitário Caieiras (SP). .................................................................................................................. 164 
Figura 4.17 – Motogeradores a biogás para geração de energia elétrica no Aterro Sanitário 
Caieiras (SP). ................................................................................................................................. 165 
Figura 4.18 – Motogeradores a biogás para geração de energia elétrica no Aterro Sanitário 
Salvador (BA). ............................................................................................................................... 165 
Figura 4.19 – Conjunto de motogeradores elétricosda termelétrica no Aterro Sanitário Caieiras 
(SP). ............................................................................................................................................... 166 
Figura 4.20 – Estimativa da taxa de geração de metano no Aterro Sanitário Caieiras. ................ 168 
Figura 4.21 – Potência máxima disponível estimada para o Aterro Sanitário Caieiras ao longo dos 
anos. O aproveitamento desta potência disponível depende da motorização realizada no aterro 
ao longo dos anos. ........................................................................................................................ 169 
Figura 4.22 - Principais métodos diretos de medição das emissões fugitivas de metano em aterro 
sanitário. ....................................................................................................................................... 171 
Figura 4.23 – Principais tipos de placas de fluxo para medir o escape fugitivo de metano em 
aterro sanitário. ............................................................................................................................ 173 
Figura 4.24 - Estudos termográficos em aterro sanitário ............................................................. 176 
Figura 5.1: Rotas metabólicas e respectivos grupos de micro-organismos .................................. 190 
Figura 5.2: Representação esquemática da influência da temperatura sobre a taxa de crescimento 
das arqueas metanogênicas ......................................................................................................... 194 
Figura 5.3: Vista tridimensional, em corte, do biodigestor modelo indiano. ............................... 203 
Figura 5.4: Vista frontal, em corte, do biodigestor modelo chinês .............................................. 204 
Figura 5.5: Esquema de um reator CSTR....................................................................................... 205 
Figura 5.6: Esquema de um reator anaeróbio de contato ............................................................ 205 
LISTA DE FIGURAS 
xviii 
 
Figura 5.7: Esquema de um filtro anaeróbio de fluxo ascendente. .............................................. 206 
Figura 5.8: Esquema de reatores UASB (esquerda) e EGSB (direita). ........................................... 208 
Figura 5.9: Representação esquemática do processo Waasa. ...................................................... 211 
Figura 5.10: Representação esquemática do processo Dranco. ................................................... 212 
Figura 5.11: Representação esquemática do processo Kompogas............................................... 213 
Figura 5.12: Representação esquemática do processo Valorga. .................................................. 214 
Figura 5.13: Representação esquemática do reator de batelada de um estágio. ........................ 215 
Figura 5.14: Representação esquemática de reatores em batelada sequencial .......................... 216 
Figura 5.15: Representação esquemática do reator de batelada híbrido seco/contínuo úmido. 217 
Figura 5.16: Representação esquemática tecnologia Bekon. ....................................................... 218 
Figura 5.17: Pátio de carregamento da Planta Bioferm de Sogliano, Itália .................................. 219 
Figura 5.18: Planta demonstrativa de biometano no complexo de Itaipu. .................................. 221 
Figura 5.19: Imagem aérea da planta da CS Bioenergia e São José dos Pinhais – PR. .................. 222 
Figura 5.20: Túnel de metanização do Eco Parque de Jacareí ...................................................... 224 
Figura 5.21: Vista geral da planta piloto de metanização em Bertioga – SP. ............................... 225 
Figura 5.22: Vista geral da planta de metanização da estação de transbordo do Caju- Rio de 
Janeiro. ......................................................................................................................................... 226 
Figura 6.1 – Opções tecnológicas para utilização de gás de aterro .............................................. 239 
Figura 6.2 – Faixa de operação de plantas em função da quantidade de metano ....................... 247 
Figura 6.3 – Esquema de instalação típica de geração de energia elétrica utilizando motor a gás
 252 
Figura 6.4 Número de empreendimentos e potência total das usinas termelétricas classificadas 
pela matéria prima utilizada para produção de biogás ................................................................ 263 
Figura 6.5: Principais componentes de uma Microturbina de 30 kW Capstone. ......................... 264 
Figura 6.6: Detalhe do eixo principal de Microturbina de 30 kW Capstone. ................................ 265 
Figura 6.7: Desenho esquemático de uma microturbina. ............................................................ 265 
Figura 6.8: Microturbina com um único eixo. ............................................................................... 267 
Figura 6.9: Microturbina com dois eixos. ..................................................................................... 267 
Figura 7.1: Diagrama do processo de combustão com recuperação energética da planta ASM – 
Brescia – Itália. .............................................................................................................................. 282 
LISTA DE FIGURAS 
xix 
 
Figura 7.2 a) Caldeira utilizando grelha do tipo Reverse Acting Grate Vario®; b) Caldeira utilizando 
grelha do tipo Reverse Acting Grate SITY 2000®; c) Caldeira utilizando grelha do tipo horizontal 
(Traveling Grate) ........................................................................................................................... 285 
Figura 7.3: (a) Caldeira de grelha para resíduos sólidos, projeto Kawasaki (2013). ..................... 285 
Figura 7.4: (a) Fornalha de tipo fluxo intermediário (Convencional) e (b) do tipo Fluxo paralelo 
(projeto Kawasaki). ....................................................................................................................... 287 
Figura 7.5: Caldeira de leito fluidizado. ........................................................................................ 288 
Figura 7.6: Caldeira de leito fluidizado circulante. ....................................................................... 289 
de grelha ....................................................................................................................................... 291 
Figura 7.8: Número de plantas WtE nos países da Europa. .......................................................... 295 
Figura 7.9: Quantidade de RSU tratado em 2017 nas plantas WtE (milhões de toneladas) ........ 295 
Figura 7.10: Típicos problemas de corrosão em caldeiras de queima de resíduos. ..................... 297 
Figura 7.11: Condições de trabalho em caldeiras de biomassa e resíduos, em função da corrosão.
 301 
Figura 7.12: Mapeamento de incrustações e corrosão na caldeira com a queima de biomassa 
e/ou resíduos. ............................................................................................................................... 302 
Figura 7.13 – Esquema de um filtro de mangas. .......................................................................... 309 
Figura 7.14 - Tipos de sistemas de limpeza dos filtros de mangas: a) limpeza por fluxo reverso de 
gás, b) limpeza por sacudimento mecânico, c) limpeza por jato pulsante. .................................. 310 
Figura 7.15 - Precipitador eletrostático. ....................................................................................... 311 
Figura 7.16 - Precipitador eletrostático de placa e arame. ........................................................... 312 
Figura 7.17 - Disposição dos eletrodos no coletor de placas. ....................................................... 313 
Figura 7.18 - Esquema de um precipitador eletrostáticotipo úmido indicando a disposição dos 
bocais de nebulização da água. .................................................................................................... 314 
Figura 7.19- Câmara de spray. ...................................................................................................... 316 
Figura 7.20 - Configuração esquemática de um lavador de bandejas: a) bandeja com bubblecaps 
(borbulhadores), b) bandeja perfurada. ....................................................................................... 316 
Figura 7.21 - Torre com leito empacotado. .................................................................................. 317 
Figura 7.22: Spray dryer. ............................................................................................................... 318 
Figura 7.23: Eficiência de redução de VOCs.................................................................................. 320 
Figura 7.24 - Incineração térmica para destruição de VOCs. ........................................................ 321 
LISTA DE FIGURAS 
xx 
 
Figura 7.25 - Incineração catalítica. .............................................................................................. 322 
Figura 7.26: Adsorção para a destruição de VOCs ........................................................................ 323 
Figura 7.27: LNBs (a) de ar estagiado e (b) de combustível estagiado. ........................................ 326 
Figura 7.28: Recirculação do gás de escape (FGR). ....................................................................... 327 
Figura 7.29: Redução seletiva catalítica (SCR). ............................................................................. 328 
Figura 7.30: A SNCR ocorre em temperaturas maiores do que as da SCR. ................................... 329 
Figura 8.1: Influência da razão de equivalência nos processos de conversão da energia. ........... 337 
Figura 8.2: Apresentação das etapas individuais e total do processo de conversão do Resíduo 
Sólido Urbano e os usos finais dos produtos intermediários. ...................................................... 339 
Figura 8.3: Composição dos gases produzidos a partir de diferentes conceitos. ......................... 341 
Figura 8.4: Gaseificadores de leito móvel em fluxo co-corrente (esquerda) e contra-corrente 
(direita) ......................................................................................................................................... 343 
Figura 8.5: Gaseificador de leito fluidizado borbulhante ............................................................. 344 
Figura 8.6: Gaseificador de grelha móvel. .................................................................................... 345 
Figura 8.7 – Esquema típico de gaseificador a plasma de arco não transferido. .......................... 346 
Figura 8.8: Esquema do processo de gaseificação em grelha fixa da Energos. ............................ 349 
Figura 8.9: Esquema do processo de gaseificação da empresa Lahti II. ....................................... 350 
Figura 8.10: Esquema de gaseificador de material fundido ......................................................... 351 
Figura 8.11: Fluxograma do processo WtE da Nippon Steel ......................................................... 352 
Figura 8.12: Fluxograma do processo de WtE com gaseificador de fusão direta. ........................ 353 
Figura 8.13: Detalhe do reator de leito fluidizado internamente circulante da Ebara. ................ 354 
Figura 8.14: Fluxograma da planta de gaseificação apresentado pela WEG e ELB....................... 358 
Figura 8.15: Concepção da planta de gaseificação em Boa Esperança - MG ................................ 359 
Figura 8.16: Diagrama esquemático do processo RWE-Contherm ............................................... 363 
Figura 9.1 – Ciclo a vapor (sistema de referência) ........................................................................ 372 
Figura 9.2 – Ciclo combinado água/vapor com motor de combustão interna. ............................ 374 
Figura 9.3 – Ciclo combinado orgânico com motor de combustão interna: (a)com circuito de óleo 
intermediário (b) troca direta de calor. ........................................................................................ 375 
Figura 9.4 – Ciclo combinado com fluido térmico orgânico (ORC) ............................................... 376 
Figura 9.5 – Unidade de processamento do gás de esgoto .......................................................... 377 
Figura 9.6 - Módulo de geração elétrica com célula combustível ................................................ 378 
LISTA DE FIGURAS 
xxi 
 
Figura 9.7- Caso 1 de Korobitsyn et al. (1999). ............................................................................. 379 
Figura 9.8 - Caso 2 de Korobitsyn et al. (1999). ............................................................................ 380 
Figura 9.9- Caso 3 de Korobitsyn et al. (1999). ............................................................................. 381 
Figura 9.10- Caso 4 de Korobitsyn et al. (1999). ........................................................................... 382 
Figura 9.11- Proposta de Udomsri et al. (2010). ........................................................................... 383 
Figura 9.12 – Proposta de Poma et al. (2010). .............................................................................. 384 
Figura 9.13 – Uma das configurações avaliadas em Branchini (2012). ......................................... 385 
Figura 9.14 – Proposta de Balcazar et al. (2013). ......................................................................... 386 
Figura 9.15 – Ciclo combinado com estrutura de pirólise de resíduos sólidos ............................. 387 
Figura 9.16 - Ciclo Rankine com gaseificação HTGG ..................................................................... 388 
Figura 9.17 - Ciclo Rankine com gaseificação LTFBG .................................................................... 389 
Figura 9.18 – Ciclo Rankine com gaseificação de RDF .................................................................. 390 
Figura 9.19 – Ciclo Rankine com gaseificação de RDF e resfriamento recuperativo. ................... 391 
Figura 9.20 – Ciclo combinado com gaseificação de RDF e resfriamento recuperativo. .............. 391 
Figura 9.21 – Ciclo combinado com gaseificação de RDF, resfriamento recuperativo e injeção de 
vapor. ............................................................................................................................................ 392 
Figura 9.22 – Ciclo combinado com gaseificação de RDF associada à tecnologia de plasma e 
resfriamento recuperativo. ........................................................................................................... 393 
Figura 9.23 – Ciclo IPGCC, proposto. ............................................................................................ 394 
Figura 9.24 – Ciclo combinado SOFC-GT com gaseificação de resíduo sólido .............................. 395 
Figura 9.25 – Ciclo IPGFC proposto por Galeno, Minutillo e Perna (2011) ................................... 396 
Figura 9.26 - Ciclo combinado gás/vapor de Bay View, Estados Unidos ...................................... 397 
Figura 9.27 – Ciclo híbrido da unidade Von Roll, Holanda ............................................................ 398 
Figura 9.28 – Diagrama típico de corrosão em incineradores ...................................................... 399 
Figura 9.29 – Ciclo híbrido de Zabalgarbi ...................................................................................... 401 
Figura 9.30 – Ciclo híbrido de Takahama, Japão. .......................................................................... 402 
Figura 10.1- Marcos das principais legislações aplicáveis aos RSU ...............................................410 
Figura 10.2 - Marcos da gestão de resíduos e geração de energia a partir de fontes renováveis 411 
Figura 10.3 – Evolução da quantidade total e per capita de RSU no Brasil (1981-2015).............. 413 
Figura 10.4 - Etapas para a formação de consórcios públicos ...................................................... 418 
Figura 10.5 - Localização da URE Barueri ...................................................................................... 424 
LISTA DE FIGURAS 
xxii 
 
Figura 10.6 - Diagnóstico integrado a partir dos indicadores de sustentabilidade ...................... 437 
Figura 10.7 - Ferramentas para a gestão dos resíduos ................................................................. 440 
Figura 10.8 - Etapas do benchmarking ......................................................................................... 441 
Figura 10.9 - Benefícios da aplicação da análise SWOT ................................................................ 446 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
xxiii 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 2.1. Composição gravimétrica média dos RSU no Brasil ..................................................... 19 
Tabela 2.2. Parâmetros estatísticos mínimos indicados por normas internacionais para 
determinação do tamanho de amostras de resíduos sólidos urbanos ........................................... 29 
Tabela 2.3. Definições básicas sobre o sistema de gestão de resíduos do município de Santo 
André .............................................................................................................................................. 40 
Tabela 2.4. Parâmetros estatísticos utilizados para calcular o tamanho da amostra de resíduos 
sólidos no estudo de caso aplicado ao município de Santo André ................................................. 44 
Tabela 2.5. Simulação do tamanho de amostras para diferentes combinações de erros e níveis de 
confiança......................................................................................................................................... 44 
Tabela 2.6. Composição imediata das categorias combustíveis dos resíduos úmidos do município 
de Santo André em amostragem realizada na campanha gravimétrica realizada entre 
setembro/2015 e fevereiro/2016 ................................................................................................... 62 
Tabela 2.7. Composição elementar das categorias combustíveis dos resíduos úmidos do 
município de Santo André em amostragem realizada na campanha gravimétrica realizada entre 
setembro/2015 e fevereiro/2016 ................................................................................................... 65 
Tabela 2.8. Óxidos encontrados nas cinzas de fundo com respectiva abundância para as 
categorias combustíveis dos RSU do município de Santo André/SP obtidas na campanha 
gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016. .................................................... 68 
Tabela 2.9. Valores de umidade, PCS e PCI das categorias combustíveis dos resíduos do município 
de Santo André/SP obtidas na campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e 
fevereiro/2016 ................................................................................................................................ 70 
Tabela 2.10. Comparação entre os valores do 𝑷𝑪𝑰𝒖 experimental e predito por modelos da 
literatura para os resíduos sólidos urbanos do município de Santo André, considerando-se a 
composição gravimétrica da campanha realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016 .......... 73 
Tabela 2.11. Potencial Bioquímico de Metano Médio teórico e experimental para amostras de 
FORSU oriundas da coleta indiferenciada, feiras livres e CRAISA do município de Santo André, em 
campanha gravimétrica realizada entre setembro/2015 e fevereiro/2016 ................................... 86 
Tabela 3.1. Classificação de solid recovered fuels (SRF), conforme a norma CEN EN 15359:2011. 99 
LISTA DE TABELAS 
xxiv 
 
Tabela 3.2. Critérios para utilização de combustível derivado de resíduo (CDR), conforme 
Resolução SIMA nº 47/2020. ........................................................................................................ 108 
Tabela 3.3. Composição de refuse-derived fuel (RDF) processado a partir de três diferentes 
plantas de tratamento mecânico e biológico (TMB) localizadas no Reino Unido. ....................... 110 
Tabela 3.4. Descrição geral da planta Fukuyama Recycle Power Co. Ltd., localizada no Japão. ... 122 
Tabela 4.1 – Dados representando o modelo unidimensional de uma seção de aterro o simulando 
o Aterro Sanitário de Caieiras (MOREIRA; SILVA; CANDIANI, 2015). ............................................ 151 
Tabela 4.2 – Dados técnicos sobre o Aterro Sanitário Caieiras .................................................... 167 
Tabela 4.3 - Emissão fugitiva de metano com placa de fluxo em diferentes aterros sanitários. . 177 
Tabela 6.1 – Capacidade instalada de sistemas de geração de energia elétrica utilizando biogás: 
mundial e regional ........................................................................................................................ 241 
Tabela 6.2 – Quantidade de sistemas, capacidade instalada e de operação de geração de energia 
elétrica utilizando biogás nos Estados Unidos .............................................................................. 242 
Tabela 6.3 – Características das tecnologias utilizadas com gás de aterro .................................. 243 
Tabela 6.4 Classificação dos empreendimentos por faixa de geração de potência. .................... 263 
Tabela 6.5 – Custos de investimento e operacional na geração com microturbina e motor. ...... 272 
Tabela 6.6 – Participação do custo de componentes e subsistemas no custo total de um sistema 
operando com microturbinas. ...................................................................................................... 272 
Tabela 6.7 - Principais fabricantes americanos de microturbinas. ............................................... 273 
Tabela 7.1 - Plantas de referência para RSU que utilizam combustores de leito fluidizado em 
Japão e Europa .............................................................................................................................. 294 
Tabela 7.2 Plantas com elevados parâmetros de pressão e temperatura do vapor gerado ........ 296 
Tabela 7.3: Pressões de vapor de cloretos metálicos a 450°C, em equilíbrio com óxidos metálicos.
 299 
Tabela 7.4: Emissões atmosféricas de diferentes fontes combustíveis em termos de dióxido de 
carbono equivalente. .................................................................................................................... 305 
Tabela 7.5 - Eficiências de redução de alguns contaminantes pelo processo de absorção com 
spray dryer .................................................................................................................................... 319 
Tabela 7.6 - Faixa de eficiência de queimadores de baixo NOx. ................................................... 326 
Tabela 8.1: Condições de operação e classificação dos processos de pirólise ............................ 361 
LISTA DE TABELAS 
xxv 
 
Tabela 9.1 – Perfil de temperaturas nas seções da caldeira de incineração (gases de exaustão em 
°C a 100% de carga com média incrustação). ............................................................................... 400 
Tabela 10.1 - Evolução das pesquisas referente aos resíduos sólidos urbanos pelo Sistema 
Nacional de Informação sobre o Saneamento do Brasil - 2002-2018 .......................................... 415 
Tabela 10.2 - Panorama dos RSU no Brasil – 2019 ....................................................................... 416 
 
 
 
LISTA DE QUADROS 
xxvi 
 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 2.1 Recomendações sobre os tempos de amostragem indicados por normas 
internacionais