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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL Adriano Borges Pires Análise de Viabilidade Econômica de um Sistema de Compostagem Acelerada para Resíduos Sólidos Urbanos Passo Fundo, 2011 1 Adriano Borges Pires Análise de Viabilidade Econômica de um Sistema de Compostagem Acelerada para Resíduos Sólidos Urbanos Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Ambiental, como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Engenheiro Ambiental. Orientador: Prof. Adalberto Pandolfo, Dr. Passo Fundo , 2011. 2 Adriano Borges Pires Análise da Viabilidade Econômica de um Sistema de Compostagem Acelerada para Resíduos Sólidos Urbanos Trabalho de Conclusão de Curso como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro Ambiental – Curso de Engenharia Ambiental da Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade de Passo Fundo. Aprovado pela banca examinadora: Orientador:_________________________ Prof. Dr. Adalberto Pandolfo Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF ___________________________________ Prof. Dra. Aline Ferrão Custódio Passini Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF ___________________________________ Prof. Msc. Eduardo Pavan Korf Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF Passo Fundo, 05 de dezembro 2011. 3 RESUMO Os resíduos sólidos urbanos estão no centro de uma das principais discussões sobre qualidade ambiental. O Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil de 2010 revelou que o país produziu 195 mil toneladas de resíduos por dia, sendo que a quantidade de matéria orgânica representa, em peso, mais de 50% deste total. As usinas de triagem e compostagem são alternativas dentro do contexto que envolve o gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). Estudos de viabilidade econômica voltados a compostagem de RSU ainda são pouco realizados no nosso país, mesmo porque esta prática somente ganhará força a partir do real cumprimento da Política Nacional de Resíduos Sólidos, sancionada pela Lei Federal 12.305/2010. Sendo assim este trabalho objetivou avaliar economicamente, através da construção de um fluxo de caixa, a implantação de um sistema de compostagem acelerada para resíduos sólidos orgânicos, buscando a redução destes resíduos na disposição final em aterros e produzindo um composto de valor agregado. Para esta análise determinou-se as estimativas de investimentos e gastos e receitas envolvidas no processo de implantação e operação de um sistema desta natureza. Com base na mensuração de valores para a implantação e operação de um sistema de compostagem acelerada para RSU, bem como nas pesquisas de mercado sobre o preço praticado na comercialização do composto, observou-se que este empreendimento é viável, sob o ponto de vista econômico, tendo o mesmo apresentado uma Taxa Interna de Retorno de 24,91%. O Valor Presente Líquido para este empreendimento foi de R$ 1.216.357,00 e o Valor Anual foi de R$ 165.264,00. Com base nos levantamentos realizados e construção do fluxo de caixa para implantação e operação de um Sistema de Compostagem Acelerada para Resíduos Sólidos Urbanos com capacidade para 30 toneladas diárias, o estudo demostrou-se viável do ponto de vista econômico e vantajoso do ponto de vista ambiental. Palavras-chaves: Viabilidade econômica. Compostagem acelerada. Resíduos sólidos urbanos. 4 ABSTRACT The solid wastes are at the heart of one of the main discussions on environmental quality. The Overview of Solid Waste in Brazil in 2010 revealed that the country produced 195.000 tonnes of waste per day, and the amount of organic matter is by weight more than 50% of this total. The sorting and composting plants are alternatives within the context that surrounds the management of solid waste (MSW). Economic feasibility studies aimed at MSW composting are still largely carried out in our country, even if only because this practice will gain strength from the actual enforcement of the National Solid Waste Policy, approved by Federal Law 12.305/2010. Therefore this study aimed to evaluated economically, by building a cash flow, the implementation of an accelerated composting system for organic solid waste, seeking to reduce the final disposal of these wastes in landfills and producing a compound value. For this analysis we determined the estimates ofrevenues and expenditures and investments involved in the implementation and operation of such a system. Based on the measurement of values for thedeployment and operation of a system for accelerated composting municipal solid waste as well as in market research on prices in the marketing of the compound, it was noted that this project is feasible from the point of view of economics , and the same presentedan Internal Rate Return of 24.91%. The Liquid Present Value for this project was R $ 1.216.357,00 and the Annual Value of R$ 165.264,00. It was concluded before the surveys and construction cash flow for the implementation of an Acelerated Composting System for municipal solid waste, the study demonstrates is viable economically advantageous and environmentally. Keywords: Economic viability. Accelerated composting. Municipal solid waste. 5 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente aos meus pais, Lauro Bertussi Pires e Beloni Borges Pires, aos quais faço questão de citar, eles que sempre motivaram, compreenderam, apoiaram e acima de tudo serviram de exemplo para que todo e qualquer passo dado fosse realizado de forma honesta e dedicada, esta conquista é graças a vocês. A minha irmã que é simplesmente um exemplo de organização e trabalho bem feito e me motiva, mesmo que de forma indireta. À minha namorada, a quem devo estes anos incríveis, agradeço a paciência, companheirismo, sabedoria, troca de valiosas experiência de vida e acima de tudo amor recíproco durante estes períodos de mudança e adaptações que enfrentamos. Aos professores, de uma forma geral, que passaram e deixaram suas experiências e conhecimentos e que com certeza nos ajudarão na longa jornada que enfrentaremos como profissionais da grande área de engenharia ambiental a ser conquistada e defendida e suas infinitas vertentes. Em especial, agradeço ao professor e orientador, Adalberto Pandolfo, que já anteriormente quando ministrou a disciplina de economia ambiental mostrou-se parceiro e profissional diferenciado e que desde o início das conversas sobre este trabalho dedicou-se e jamais se abdicou de me auxiliar, tenha certeza que ficou para mim um modelo profissional e pessoal. Aos amigos, que fiz nesta jornada inicialmente desconhecida, mas que nos mostra que a batalha somente fortalece aos que são de coragem e fé e nos proporcionam no final, alianças duradouras e verdadeiras. Por fim a agradeço a Deus e as positivas vibrações agregadoras que movem o universo, mostrando que os bons são mesmo maioria e a caminhada é construída de acordo com nossas decisões e atitudes e devemos esperar o melhor sempre, porém estando preparados para o que vier. 6 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 8 1.1 Considerações iniciais ............................................................................................ 8 1.2 Problema de pesquisa ............................................................................................. 9 1.3 Justificativa .......................................................................................................... 10 1.4 Objetivos ..............................................................................................................11 1.4.1 Objetivo geral ................................................................................................. 11 1.4.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 11 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................... 12 2.1 Resíduos sólidos ................................................................................................... 12 2.2 Compostagem ....................................................................................................... 13 2.2.1 Histórico ......................................................................................................... 13 2.2.2 Definição ........................................................................................................ 13 2.3 Classificação dos métodos de compostagem ......................................................... 14 2.3.1.1 Biologia ................................................................................................... 14 2.3.1.2 Temperatura ............................................................................................ 14 2.3.1.3 Ambiente ................................................................................................. 15 2.3.1.4 Processo .................................................................................................. 15 2.4 Métodos de compostagem .................................................................................... 16 2.4.1 Compostagem natural ..................................................................................... 16 2.4.1.1 Artesanal em leiras com revolvimento manual ou mecânico..................... 16 2.4.2 Compostagem acelerada ................................................................................. 17 2.4.2.1 Leiras estáticas com aeração forçada ........................................................ 17 2.4.2.2 Reatores fechados com aeração forçada ................................................... 18 2.5 Principais variáveis para controle na compostagem ............................................... 20 2.5.1 Matéria-prima ................................................................................................. 20 2.5.2 Organismos..................................................................................................... 20 2.5.3 Umidade ......................................................................................................... 22 2.5.4 Aeração .......................................................................................................... 23 2.5.5 Temperatura ................................................................................................... 24 2.5.6 Relação C/N e pH ........................................................................................... 25 2.5.7 Granulometria ................................................................................................. 26 2.6 Qualidade do composto ........................................................................................ 27 2.7 Benefícios e vantagens da utilização de composto orgânico .................................. 27 2.8 Considerações gerais na avaliação econômica de projetos ..................................... 28 2.8.1 Conceitos básicos da análise de investimentos ................................................ 28 2.8.1.1 Gasto ....................................................................................................... 29 2.8.1.2 Investimento ............................................................................................ 29 2.8.1.3 Despesa ................................................................................................... 29 2.8.1.4 Custo ....................................................................................................... 29 2.8.1.5 Receitas ................................................................................................... 30 2.8.1.6 Depreciação ............................................................................................. 30 2.8.1.7 Fluxo de caixa ......................................................................................... 31 2.8.1.8 Taxa Mínima de Atratividade (TMA) ...................................................... 32 7 2.9 Avaliação econômica de projetos .......................................................................... 34 2.9.1 Viabilidade econômica.................................................................................... 34 2.9.2 Método do Valor Presente Líquido (VPL) ....................................................... 34 2.9.3 Método do Valor Uniforme Anual (VA) ......................................................... 35 2.9.4 Método da Taxa Interna de Retorno ................................................................ 36 2.9.5 Tempo de retorno do investimento (Payback) ................................................. 37 3 METODOLOGIA ....................................................................................................... 39 3.1 Caracterização do município de Vacaria ............................................................... 39 3.2 Classificação da pesquisa ...................................................................................... 40 3.3 Procedimentos e métodos ..................................................................................... 41 4 RESULTADOS ............................................................................................................ 47 4.1 Determinação dos parâmetros de investimentos e gastos ....................................... 47 4.2 Levantamento das receitas e tributos ..................................................................... 51 4.3 Análise de viabilidade econômica ......................................................................... 53 4.3.1 Depreciação .................................................................................................... 53 4.3.2 Avaliação Econômica da Compostagem Acelerada de RSU ............................ 54 5 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 56 5.1 Conclusão do trabalho .......................................................................................... 56 5.2 Recomendações para trabalhos futuros ................................................................. 57 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 58 APÊNDICE A – Quadro do fluxo financeiro do SICA-RSU ............................................ 63 8 1 INTRODUÇÃO 1.1 Considerações iniciais No início do século XXI, um grande problema ambiental ainda vem assolando as cidades brasileiras – a questão da geração e destinação dos resíduos sólidos, originados das atividades humanas cotidianas. A geração desenfreada e a disposição inadequada dos resíduos constituem grande foco de poluição ambiental, ocasionando problemas nas áreas política, social, econômica, técnica e de saúde. Conforme o último Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil, divulgado em setembro de 2010, o Brasil gerou 60.868.080 toneladas de resíduos sólidos urbanos, representando um aumento de 6,8% em relação ao ano anterior. O estudo apresenta ainda que aproximadamente 23 milhões de toneladas/ano dos resíduos coletados no nosso país tem destinação final inadequada, sendo depositadas em lixões e aterros controlados. A Lei Federal nº 12.305, sancionada em 02 de agosto de 2010 e que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), trata em diversos artigos da reciclagem, incluindo-se em sua definição a compostagem. A PNRS cita a compostagemcomo destinação final ambientalmente adequada para os RSU cabendo ao titular dos serviços públicos de limpeza urbana implantar sistemas de compostagem para resíduos sólidos orgânicos e articular com agentes econômicos e sociais formas de utilização do composto produzido. A partir da vigência da Política Nacional de Resíduos Sólidos existe uma hierarquia a ser seguida na gestão e no gerenciamento dos resíduos sólidos, com uma ordem de prioridade de ações a serem seguidas. A reciclagem, que nos termos da lei, é o processo de transformação dos resíduos, envolve a alteração de suas propriedades físicas, físico-químicas ou biológicas, com vistas a transformação em insumos ou novos produtos, foi inserida dentre as ações prioritárias a serem executadas nesse processo de gestão de resíduos. As técnicas atualmente disponíveis para compostagem de RSU e já largamente utilizadas, principalmente na Europa, demonstram que se a questão for tratada de forma adequada, acompanhada e operada por profissionais qualificados, torna-se possível transformar um grave problema em uma atividade socioeconômica importante, contribuindo 9 positivamente na geração de trabalho e renda, recuperação de áreas degradadas e na preservação e conservação dos recursos naturais. 1.2 Problema de pesquisa Os resíduos sólidos urbanos estão, hoje, no centro de uma das principais discussões sobre qualidade ambiental. Eles representam um grande desafio porque demandam espaço físico adequado para sua disposição, apresentam riscos potenciais de contaminação de solos e águas subterrâneas e superficiais, através do percolado, e, na decomposição anaeróbica que ocorre nos aterros de RSU, existe a liberação de gases que contribuem para o agravamento do efeito estufa, como, por exemplo, o metano (CH4). No caso do Brasil, a população representa 3% da população mundial e é responsável por 6,5% da produção de resíduos sólidos no mundo. (SMA, 2003). Conforme o último Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil, divulgado em 2010 pela Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais - Abrelpe, o relatório revelou que o país produziu, em 2010, 195 mil toneladas de resíduos por dia, sendo que a quantidade de matéria orgânica representa, em peso, uma quantidade superior a 50% deste total. A pesquisa ainda aponta que aproximadamente 6,5 milhões de toneladas não receberam coleta e 42,4% não foram adequadamente destinadas, ou seja, acabaram em “lixões” ou aterros controlados. Conforme Ribeiro e Lima (2000), ao ser disposto no solo, os resíduos sólidos urbanos (RSU) estão sujeitos a sofrerem infiltrações de águas superficiais, que ao percolar através da massa de resíduos se soma à água resultante da umidade natural do lixo, à água de constituição de várias substâncias e aos líquidos que resultam da dissolução da matéria orgânica, pela ação de microrganismos. A questão dos RSU constitui problemas de ordem econômica, social, ambiental e cultural, exigindo a participação total da sociedade para o sucesso na implantação de soluções. Como exemplo, cita-se os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, através da Pesquisa Nacional de Saneamento Básico – IBGE/PNSB (2000), que indicam a presença de aproximadamente 24.340 pessoas trabalhando em lixões de municípios brasileiros, sendo 5.393 crianças com idade até 14 anos e, do total apontado, residem em lixões 7.274 pessoas, das quais 2.435 são crianças. Um dos principais desafios para a problemática dos resíduos sólidos urbanos no Brasil está no campo do gerenciamento. As usinas de triagem e compostagem são alternativas dentro 10 deste gerenciamento. As primeiras unidades deste tipo foram instaladas na década de 1960, mas devido a problemas de ordem gerencial e operacional, somente no fim da década de 1980, como resultado de um programa desenvolvido pelo Banco Nacional do Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), que tinha como objetivo solucionar os problemas existentes nos lixões, é que algumas unidades iniciaram operações. O foco principal da análise deste trabalho está no estudo da viabilidade econômica da um sistema de compostagem acelerada para resíduos sólidos, contribuindo com um tratamento diferenciado dos resíduos gerados no município de Vacaria-RS, no que se refere à redução do volume dos resíduos enviados ao aterro sanitário municipal e produzindo um composto de valor agregado. 1.3 Justificativa Segundo Zaneti (2003), a questão dos resíduos sólidos urbanos constitui uma das maiores preocupações e fonte de despesas das administrações municipais na atualidade. Algumas soluções técnicas isoladas têm resolvido parcialmente o problema, mas com o passar do tempo, a quantidade e a complexidade dos resíduos vêm crescendo transformando-se em ameaça ao meio ambiente e à saúde pública. Tränkler et al (2002) afirma que, quando a compostagem antecede o aterramento de resíduos, a demanda química oxigênio (DQO) e os compostos nitrogenados do percolado do aterro podem ser reduzidos em, respectivamente, 77% e 89%. Além disto em 20 anos a formação de gás pode ser reduzida em mais que 35%, e o aquecimento global potencial abatido em mais que 63%. O impacto será ainda menor se, ao invés ser aterrado, o composto for aplicado no solo. A compostagem pode ser utilizada como alternativa para transformação de resíduos sólidos orgânicos, integrada a um sistema de reciclagem de materiais ou como único sistema de tratamento da fração orgânica dos resíduos aliando a isto a valoração com um produto de valor agregado. Como afirma Bley Jr. (2001), a grande justificativa de se construir unidades de triagem e compostagem reside nas vantagens diretas de saneamento com redução de volumes a aterrar, tornando-se uma opção essencial dos administradores públicos, pois através da adoção do processamento em usina de triagem e compostagem configurasse como uma alternativa segura e de longo prazo. 11 A proposta de implantação de uma unidade de compostagem com aeração forçada propicia a transformação dos resíduos orgânicos em um composto com valor agregado em um tempo médio de aproximadamente 40 dias, resultando na redução significativa do volume de rejeito destinado ao aterro sanitário, a inativação de patógenos presentes na massa de resíduo, a redução dos impactos hídrico, atmosférico e do solo, entre outros benefícios. (BLEY JR, 2001) Sob outra ótica, esta abordagem sobre a análise de viabilidade econômica de um sistema de compostagem acelerada para resíduos sólidos urbnaos justifica-se pelo fato da necessidade de buscar informações que venham a contribuir na vida profissional do engenheiro ambiental, aliando a busca de alternativas no campo do gerenciamento de resíduos e agregando os fatores sociais e ambientais ao estudo econômico de viabilidade, a fim de promover desta forma os preceitos do desenvolvimento sustentável. 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo geral Tem-se como objetivo geral: avaliar economicamente a implantação de um sistema de compostagem acelerada para resíduos sólidos orgânicos no município de Vacaria, buscando a redução destes resíduos na disposição final em aterros e produzindo um composto de valor agregado. 1.4.2 Objetivos específicos O presente trabalho tem como objetivos específicos: 1. determinar os parâmetros de investimentos e gastos para implantação do sistema de compostagem acelerada de resíduos sólidos urbanos; 2. realizar o levantamento dos parâmetros para determinação das receitas envolvidas na implantação do sistema de compostagem acelerada; 3. verificar a viabilidade econômica da compostagem acelerada de resíduos sólidos urbanos. 12 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Resíduos sólidos Os resíduos sólidos podem ser classificados de acordocom sua natureza física (seco ou molhado), sua composição química (orgânico e inorgânico) e sua fonte geradora (domiciliar, industrial, hospitalar, etc.). Uma classificação que se sobrepõe a todas as demais é aquela que considera os riscos potenciais dos resíduos ao ambiente, dividindo-os em perigosos, inertes e não inertes, segundo a norma da ABNT, NBR 10.004 de 2004 existem as seguintes classes de resíduos: Classe I – Perigosos: apresentam periculosidade ou uma das características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade; Classe II A – Não perigosos e não inertes: não se enquadram nas classificações de resíduos classe I - Perigosos ou de resíduos classe II B – Inertes. Podem ter propriedades, tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água; Classe II B – Não perigosos e inertes: quando submetidos a um contato dinâmico e estático com água destilada ou desionizada, à temperatura ambiente, não possuem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), por meio da Norma Brasileira Regulamentadora (NBR) 10004 de 2004, define resíduos sólidos como: Resíduos nos estados sólidos e semissólidos, que resultam de atividades da comunidade de origem: industrial, domiciliar, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos, cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos d’água ou exijam para isso soluções técnicas e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível. 13 2.2 Compostagem 2.2.1 Histórico Uma das referências mais antigas de uso de composto na agricultura aparece nas placas de argila no Vale da Mesopotâmia, 1000 anos antes de Moisés. Os romanos, os gregos e tribos de Israel já conheciam a compostagem, textos medievais religiosos e a literatura Renascentista apresentam também comentários a respeito do composto. Os chineses sistematicamente aplicavam os princípios da compostagem (OWEN, 2003). No Brasil foi Dafert, diretor do Instituto Agronômico de Campinas, que entre 1888 e 1893, apresentou relatórios explicando como preparar e incentivando o uso de composto orgânico. Trinta anos mais tarde, no mesmo Instituto, D´Utra, desenvolveu trabalhos que fomentava o preparo no meio agrícola. Em 1945, os resultados dos trabalhos de Aloisi Sobrinho indicavam uma técnica para inoculação do composto com água e estrumes animais. Em 1950, Luiz de Queiroz, da Escola Superior de Agricultura, passou a fomentar o uso do composto (KIEHL, 1985). 2.2.2 Definição Conforme Pereira Neto (1996), o termo “composto orgânico” tem sido utilizado para designar o material orgânico, rico em carbono, produzido através da decomposição aeróbia de resíduos da preparação de alimentos e de atividades de manutenção de parques, praças e jardins públicos ou particulares. O resultado final do processo de compostagem é a humificação quase total da matéria orgânica, que poderá desta forma, ser utilizada na agricultura. O composto é, portanto, o resultado de um processo controlado de decomposição microbiológica, de uma massa heterogênea de matéria orgânica no estado sólido e úmido, em presença de oxigênio, passando pelas fases de (1) fitotoxidade ou composto cru ou imaturo, (2) semicura ou bioestabilização, (3) cura, maturação ou humificação, acompanhada da mineralização de determinados componentes da matéria orgânica (compostagem). O processo de transformação da matéria orgânica através da compostagem acelerada é semelhante ao que ocorre na natureza com a diferença que naquele são oferecidas condições para facilitar e reduzir o tempo de decomposição (JARDIM et. al., 1995; PEREIRA NETO, 1996; KIEHL, 1998; FERNANDES e SILVA, 1999, HICKMANN, 2004). 14 A definição mais correta para a compostagem é uma decomposição controlada, exotérmica e bio-oxidativa de materiais de origem orgânica por microrganismos autóctones, num ambiente úmido, aquecido e aeróbio, com produção de dióxido de carbono, água, minerais e uma matéria orgânica estabilizada, definida como composto (HUTCHINSON e RICHARDS 1922; GRAY et al. 1971; DE BERTOLDI et al. 1983; ZUCCONI e DE BERTOLDI 1986; SENESI 1989; LOPEZ-REAL 1990; PARR e HORNICK 1992; DIAZ et al. 1993; KIEHL 1998). 2.3 Classificação dos métodos de compostagem De acordo Pereira Neto (1996) e Kiehl (1998), a compostagem pode ser classificada, de forma geral, quanto aos seguintes aspectos: biologia, temperatura, ambiente e processo. 2.3.1.1 Biologia No que se refere à classificação da compostagem no aspecto do campo da biologia, os processos são classificados da seguinte maneira: 1. processo anaeróbio: a fermentação é realizada por microrganismos que podem viver em ambientes isentos de oxigênio; 2. processo aeróbio: o processo ocorre com a presença de microrganismos que necessitam de oxigênio para seu desenvolvimento; 3. processo misto: é simplesmente o processo resultante da associação dos dois processos anteriores. 2.3.1.2 Temperatura A temperatura é um dos principais fatores para controle e eficiência da compostagem. O valor da temperatura varia conforme a fase em que se apresenta o processo de compostagem, alterando de acordo com a curva-padrão da variação da temperatura mostrada na Figura 1. 15 Fonte: Fernandes (1999) Figura 1: Curva padrão da variação da temperatura durante o processo de compostagem 2.3.1.3 Ambiente Segundo Kiehl (1998) quanto ao ambiente da compostagem, a classificação geral é dividida em dois eixos principais: 1. aberto: o processo ocorre em pátios descobertos, a céu aberto; 2. fechado: a compostagem ocorre em locais como digestores, reatores, torres tanques, silos, ou seja, locais e/ou equipamentos fechados com a possibilidade de revolvimento mecânico da matéria orgânica e/ou aeração da mesma. 2.3.1.4 Processo Em relação ao processo, a compostagem poderá receber duas classificações principais: 1. estático/lento: é o processo natural, ocorre de forma passiva uma vez que as leiras de compostagem ficam sobre pátios. O período, neste caso, para obtenção de um composto geralmente supera os 100 dias. 2. dinâmico/rápido: é o processo acelerado da compostagem, onde são oferecidas condições especiais tais como adição de enzimas, aeração forçada ou mesmo revolvimento mecânico. Existem casos de compostos finalizados no período de 35 a 40 dias. 16 2.4 Métodos de compostagem Os métodos de compostagem podem, de modo geral, ser divididos em método natural e método acelerado (KIEHL, 1998; PEREIRA NETO, 1996). 2.4.1 Compostagem natural 2.4.1.1 Artesanal em leiras com revolvimento manual ou mecânico Neste método, a compostagem consiste em formar pilhas com a matéria orgânica a ser degradada, conforme a Figura 2, com aproximadamente 1 m de altura e 2 m de largura de base, para revolvimento manual, e 2 m de altura e 4 m de base para revolvimento mecânico. A mistura deve conter a proporção de Carbono e Nitrogênio entre 25:1 e 35:1. Em virtude das reações metabólicas dos microrganismos, em alguns dias, a temperatura se eleva para aproximadamente 70 ºC. Fonte: Kiehl (1998) Figura 2: Leiras de compostagem natural Quanto ao fornecimento de oxigênio à massa em compostagem, o ideal deve ser o revolvimento a cada três dias, após isso atemperatura atingirá novamente a temperatura de 70 ºC, e assim sucessivamente até o 70º dia, quando o material estará semicurado e a temperatura estará estabilizada em torno da temperatura ambiente. Como consequência, pode-se dizer que 17 o composto estará pronto para uso entre 90 e 120 dias (McKINNEY, 1962, PEREIRA NETO, 1996; KIEHL, 1998; CEMPRE, 2001). A compostagem natural apresenta alguns problemas como a necessidade de grandes áreas para a formação da leira e o revolvimento. Outros impactos ambientais inerentes ao processo, tais como a formação de líquidos percolados (chorume), produção de gases, geração de odores e a proliferação de vetores são de difícil controle (KNEER, 1978). 2.4.2 Compostagem acelerada 2.4.2.1 Leiras estáticas com aeração forçada O processo com aeração forçada foi desenvolvido nos Estados Unidos, pelo Departamento de Pesquisa Agrícola de Beltsville, Maryland, como pilhas estáticas aeradas. Desenvolvido originalmente para compostar lodo de esgoto, pode, contudo, ser usado para uma variedade de resíduos orgânicos, entre eles resíduo doméstico e resíduo de poda vegetal (TCHOBANOGLOUS, 1993). O processo de aeração de pilhas estáticas consiste em um sistema de tubos perfurados para aeração ou exaustão sobre os quais é depositada a fração orgânica a ser decomposta. Uma pilha pode ter de 2 a 2,5 m de altura e, geralmente, é coberta com uma camada de composto curado e peneirado, para reduzir os odores característicos. Cada pilha tem um soprador ou exaustor individual para melhor controlar a aeração, conforme Figura 3. O ar é introduzido para prover de oxigênio a transformação biológica que ocorre dentro da pilha. O tempo de compostagem é de três a quatro semanas, e depois mais quatro a cinco semanas para a cura do material. Cavacos de madeira podem ser utilizados para melhorar e controlar a granulometria e a temperatura do material a ser compostado (TCHOBANOGLOUS, 1993; KIEHL, 1998) . 18 Fonte: Kiehl (1998) Figura 3: Leiras estáticas aeradas No processo de compostagem em leira estática existem três modos de aeração: modo positivo ou com injeção de ar, modo negativo ou com sucção de ar, modo híbrido, que é a combinação dos dois modos anteriores (NÓBREGA, 2001). 2.4.2.2 Reatores fechados com aeração forçada Para este caso, além da aeração forçada, tem-se uma construção fechada que abriga a matéria orgânica a ser compostada. Um número grande de formas pode ser usado como reator neste sistema: torres verticais, horizontais (retangulares ou circulares), e tanques rotativos circulares (TCHOBANOGLOUS, 1993; USEPA, 1989). A Figura 4 apresenta um biorreator de alimentação vertical para compostagem de RSU em pequena escala. 19 Fonte: Kiehl (1998) Figura 4: Modelo de reator para compostagem de RSU No processo acelerado confinado, a geração de líquidos percolados, a exalação de gases e a exposição dos materiais à biodiversidade do meio podem ser mais bem controladas, sendo que o controle de parâmetros importantes, como a umidade e a temperatura, pode ser realizado através de instrumentos precisos e são controlados continuamente através da aeração forçada, assegurando condições seguras para o desenvolvimento da compostagem e ainda reduzindo em pelo menos 50% a área utilizada (KNEER, 1978). Como característica mais importante o método por confinamento em reatores permite um maior controle das condições ambientais, com extrema redução no tempo de compostagem, de 120 dias para 30 dias, enquanto os demais estão sujeitos às variações climáticas (KNEER, 1978). A Figura 5 apresenta um sistema fechado de compostagem acelerada. Fonte: Pereira Neto (1996) Figura 5: Sistema fechado de compostagem com aeração forçada 20 2.5 Principais variáveis para controle na compostagem 2.5.1 Matéria-prima O resíduo sólido urbano pode ser usado como matéria-prima na compostagem devido à quantidade de matéria orgânica presente, desde que precedida de uma triagem dos resíduos sólidos. A matéria orgânica do resíduo doméstico é constituída de carboidratos, como amidos e açúcares, e de um grande número de proteínas. A qualidade do composto está relacionada com uma boa decomposição da matéria orgânica e com a retirada de materiais não degradáveis ou pouco degradáveis (metal, vidro, inertes). As substâncias orgânicas presentes podem ser classificadas quanto à degradabilidade como: • Facilmente degradáveis (carboidratos e proteínas); • Pouco degradáveis ou resistentes à degradação (celulose, gordura); • Não degradáveis ou lentamente degradáveis (ligninas, queratinas). 2.5.2 Organismos A decomposição ou estabilização da matéria orgânica é um processo microbiológico conduzido por bactérias, fungos e actinomicetos. Estes microrganismos apresentam capacidade de degradar vários compostos orgânicos e se revezam durante as fases da compostagem de acordo com fatores específicos que lhes permitem ser ativos na degradação de um ou outro tipo de partícula ou matéria orgânica. A substância química, a umidade, a disponibilidade de oxigênio, a temperatura e a relação carbono/nitrogênio são alguns destes fatores (KIEHL, 1985; PEREIRA NETO, 1996). Na primeira fase predominam as bactérias e fungos mesófilos, em seguida, com o aumento de temperatura, na fase termófila (Figuras 1 e 6), os microrganismos predominantes passam a ser os actinomicetos, bactérias e fungos termófilos. Após esta fase, quando a temperatura pode atingir 70º C, a massa em compostagem retorna à fase mesófila, mais longa que a primeira, porém, com outra composição química, devido ao consumo de açúcares e amido (KIEHL, 1985). A Figura 6 apresenta as fases da compostagem de acordo com o tempo e variação da temperatura. 21 Fonte: Bidone (2003) Figura 6: Fases da compostagem (Temperatura x Tempo) Na fase final, encontram-se protozoários, nematoides, formigas, vermes e o mais variado número de insetos. O fornecimento de oxigênio para a mistura favorece a multiplicação dos microrganismos, bactérias, fungos e actinomicetos. Os actinomicetos, que estarão presentes na fase final do processo, são visíveis a olho nu, graças aos micélios esbranquiçados em forma de finos fios como teia de aranha ou parecendo pó de giz (KIEHL, 1985). O Quadro 1 apresenta algumas características dos principais grupos de microrganismos envolvidos no processo de compostagem. 22 Quadro 1: Características dos principais grupos de microrganismos Discriminação Bactérias Actinomicetos Fungos Substrato Carboidratos, amidos, proteínas e outros compostos orgânicos de fácil decomposição Substratos de difícil decomposição Substratos de difícil decomposição Umidade Regiões secas Oxigênio Menos necessidade Regiões bem aeradas Regiões bem aeradas Condições do meio Neutro até levemente ácido Neutro até levemente alcalino Ácido à alcalino Faixa de valores de pH 6,0 a 7,7 2,0 a 9,0 Revolvimento Não interfere Desfavorável Desfavorável Temperatura Até 75°; redução da capacidade de degradação quando essa temperatura for ultrapassada Supõe que o limite seja de 65° Limite de 60° Função Decompor a matéria orgânica, animal ou vegetal, aumentar a disponibilidade de nutrientes, agregar partículas no solo e fixar nitrogênio. Decomposição dos resíduos resistentes de animais e vegetais, formação de húmus, decomposição em alta temperatura de adubação verde, feno, composto, etc.. E fixação do nitrogênio Decomposição dos resíduos resistentesde animais e vegetais, formação de húmus, decomposição em alta temperatura de adubação verde, feno, composto, etc.. E fixação do nitrogênio Fonte: Adptado de Nassu (2003) citado por HEIDEMANN (2005) 2.5.3 Umidade Também considerado um importante parâmetro para controle do processo de compostagem, seu valor pode variar em torno de 55%. Misturas com umidade abaixo de 40% poderão ter taxa de compostagem lenta, sendo que a lentidão do processo resulta na redução da atividade biológica (KIEHL, 1985, TCHOBANOGLOUS, 1993, PEREIRA NETO, 1996). Umidades elevadas podem levar à anaerobiose com produção de gases e o desenvolvimento de maus odores (FONSECA, 2003). O conteúdo de umidade ótimo na compostagem varia conforme o estado físico do resíduo, tamanho das partículas e o sistema de compostagem usado, sendo imprescindível 23 para as necessidades fisiológicas dos organismos. Ainda que esse parâmetro varie muito com a natureza do material a ser compostado, a literatura sugere que o conteúdo de umidade para otimização dos resultados deva estar entre 50% e 70%, não excedendo 75% (RODRIGUES et al. 1995). Em geral, os autores sugerem que a umidade não exceda 75%, pois acima desse valor os poros no interior da matriz sólida começam a ser preenchidos com água livre, impedindo a difusão de oxigênio o que permite que condições anaeróbias se desenvolvam (GRAY et al. 1973; DE BERTOLDI et al. 1983; KIEHL 1985; LOPEZREAL 1990). Entretanto, teores de umidade abaixo de 40% retardam o processo por inibir a atividade microbiológica, sendo o valor 55% de umidade considerado ótimo para o processo de compostagem (LOPEZ-REAL 1990, KIEHL 1998). Os valores, em porcentagem, no processo de compostagem e no produto acabado são apresentados na Figura 7. Fonte: D’almeida e Vilhena (2000) Figura 7: Umidade no processo de compostagem e no produto acabado 2.5.4 Aeração No que diz respeito à aeração, a compostagem é definida como sendo um processo predominantemente aeróbio (LOPEZ-REAL 1990), embora alguns autores utilizam o termo “composto” referindo-se ao produto final gerado por ambas: decomposição aeróbia e anaeróbia de resíduos orgânicos. No entanto, a escola prevalecente propõe que compostagem refere-se unicamente ao processo aeróbio (STENTIFORD 1986). Um ambiente aeróbio proporciona uma decomposição mais rápida da matéria orgânica, sem cheiro e sem proliferação de insetos, além de ser um fator limitante para a eficiência do processo. O consumo de oxigênio durante a compostagem é diretamente 24 proporcional à atividade microbiológica, portanto há uma direta relação entre o consumo de oxigênio e a temperatura. A aeração também depende da umidade e da granulometria bem como da intensidade dos revolvimentos. Segundo Kiehl (1985), os revolvimentos devem ser feitos quando a temperatura estiver muito elevada (acima de 70°C), quando a umidade estiver acima de 55 ou 60%, quando há presença de moscas e maus odores, ou em intervalos pré-fixados. O revolvimento do composto no pátio, ao mesmo tempo em que introduz ar novo, rico em oxigênio, libera o ar contido na leira, saturado de gás carbônico gerado pela respiração dos organismos. O teor de gás carbônico existente no interior da leira pode chegar a concentrações cem vezes maiores que seu conteúdo normal no ar atmosférico, o que levará a formação e acúmulo de dióxido de carbono e metano, componentes característicos da fermentação anaeróbia (KIEHL 1998). Para que ocorram as reações metabólicas a literatura indica que deve ser fornecido de 0,6 a 1,8 m3 de ar/kg de sólidos voláteis (McKINNEY, 1962). Por outro lado, PEREIRA NETO (1996) indica 0,3 a 0,6 m3 de ar/kg de sólidos voláteis. 2.5.5 Temperatura Quanto à temperatura, a compostagem caracteriza-se por ser um processo exotérmico de degradação de resíduos orgânicos, porque gera calor e aumenta a temperatura da leira, devido principalmente a multiplicação bacteriana. Os organismos que decompõem a matéria- prima têm uma faixa de temperatura ótima de desenvolvimento, a qual é estimulada pela atividade metabólica e consequente aumento da população (LIMA 1981). As faixas de temperatura que definem a predominância de determinados grupos de organismos podem ser classificadas em: criófilas (temperatura ambiente), mesófilas (até 55°C) e termófilas (acima de 55°C). Acima de 70°C a atividade dos microrganismos torna-se reduzida, resultando na paralisação do processo e, consequentemente, no declínio da temperatura (KIEHL 1998). A temperatura é também um fator muito importante quando se tem o intuito de eliminar patógenos. Todavia, níveis de temperaturas em torno de 80°C, no início do processo de decomposição, contribuem para a ilusão do “quanto mais quente melhor”. O que ocorre é que altas temperaturas iniciais causam a debilitação da microfauna que tem como consequência uma decomposição mais demorada, resultando numa estabilização incompleta do material (LOPEZ-REAL 1990). 25 Da observação desse fenômeno, pode-se concluir que o controle da temperatura é fator de extrema importância para a maximização da decomposição, eliminação de patógenos prejudiciais à saúde humana e para todo o processo de compostagem (RAMEH 1981). Para o melhor entendimento do que ocorre no processo, tem-se a sequência dos estádios da temperatura na leira de compostagem que, inicialmente, parte de um material na temperatura ambiente. Com o aumento da atividade microbiana e conseqüente aumento de temperatura, inicia-se a fase mesófila, com atuação de microrganismos mesófilos que utilizam os componentes solúveis e rapidamente degradáveis da matéria orgânica. Com esse aumento, a temperatura se eleva e os organismos mesófilos tornam-se menos competitivos, sendo substituídos pelos termófilos, atingindo assim, a fase termófila (RODRIGUES 2004). No final da degradação da matéria orgânica, quando a temperatura se iguala a do ambiente, a fase é criófila. O tempo para atingir essas fases e sua duração varia de acordo com fatores como composição química da matéria-prima a ser tratada, granulometria, dimensões da leira, teor de umidade reinante e outros (KIEHL 1998). A mudança de temperatura nas diversas fases de maturação do composto é apresentada na Figura 8. Fonte: D’ALMEIDA e VILHENA (2000) Figura 8: Mudança de temperatura nas fases da maturação do composto 2.5.6 Relação C/N e pH A relação Carbono/Nitrogênio é comumente usada para determinar a taxa de decomposição da matéria-prima a ser compostada, além de ser fator limitante do processo. O 26 carbono, entre outras funções, fornece energia para as atividades dos microrganismos, enquanto o nitrogênio é fonte para a reprodução protoplasmática. Conforme Pereira Neto (1996) para uma alta eficiência nos processos de compostagem, a literatura apresenta como valor ótimo para a relação C/N a variação em torno de 25 a 35 para 1, em torno de 18:1 para o composto semicurado ou bioestabilizado, e 8:1 a 12:1 para composto humificado. Uma relação C/N inicial elevada, em torno de 60 a 80:1, fará com que o tempo de compostagem seja maior, devido à deficiência de nitrogênio para os microrganismos, enquanto o carbono será eliminado na forma de gás carbônico. Por outro lado, para uma relação inicial baixa, em torno de 6:1, os microrganismos eliminarão o nitrogênio na forma de amônia, que pode ser identificada pelo aparecimento de odores característicos. A eliminação do nitrogênio do meio poderá causar alterações, elevando a relação até 30:1, e assim o processo passa a ocorrer de maneira ideal (PEREIRA NETO, 1996). Uma relação C/N baixa, próxima de 6:1, apresenta níveis de pH mais elevados, em virtude da liberação de nitrogênio na forma de amônia(FERNANDES e SILVA, 1999). O pH da mistura deve ser cuidadosamente controlado. Apesar de a literatura indicar uma faixa entre 6,5 e 8,0 (KIEHL, 1998), algumas experiências realizadas por PEREIRA NETO (1996), apresentaram uma faixa mais ampla, de 4,5 a 9,5. Ao final do processo, o composto orgânico apresenta, normalmente, pH entre 7,5 e 9. (McKINNEY, 1962; PEREIRA NETO, 1996). 2.5.7 Granulometria Outro fator que interfere de maneira bastante intensa no processo de compostagem é o tamanho das partículas. O tamanho da partícula recomendado pela literatura é entre 1 e 4 cm. Como consequência do controle da granulometria recomendada, o resultado pode ser a obtenção de massa mais homogênea, melhor porosidade e menor compactação (McKINNEY, 1962; PEREIRA NETO, 1996). Quanto mais fina é a granulometria, maior é a área exposta à atividade microbiana, o que promove o aumento das reações bioquímicas, visto que aumenta a área superficial em contato com o oxigênio. 27 2.6 Qualidade do composto A utilização do composto produzido através da fração orgânica de resíduos sólidos e sua qualidade dependem diretamente da matéria-prima empregada no processo. O composto pode, também, ser utilizado “in natura”, fornecendo nutrientes e melhorando as condições físicas do solo (PEREIRA NETO, 1996; KIEHL, 1999; AGUILAR, 2002). A Instrução Normativa nº. 15, em seu Anexo III apresenta as especificações, garantias e características dos fertilizantes orgânicos para aplicação no solo conforme Quadro 2 (MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, 2004): Quadro 2: Especificações, garantias e características dos fertilizantes orgânicos Garantia Misto/Composto Classe A Classe B Classe C Classe D Umidade (máx.) 50 50 50 70 N total (mín.) 1 Carbono Orgânico (mín.) 15 CTC 300 600 pH (mín.) 6 6,5 6 Relação C/N (máx.) 18 Fonte: MAPA, 2004 Conforme a Instrução Normativa supracitada o composto orgânico resultante da compostagem de resíduos sólidos urbanos enquadra-se na Classe C dos resíduos orgânicos compostos, sendo por tal normativa denominado composto de lixo. 2.7 Benefícios e vantagens da utilização de composto orgânico Stevenson (1982) e Monteiro (1999) relatam que dentre os benefícios e vantagens da utilização do composto orgânico, merecerem destaque: 1. melhora da estrutura do solo, tornando-o poroso e agregando suas partículas que se transformam em grânulos; 2. incrementa de 20 a 70 % a capacidade de troca catiônica (CTC) do solo; 3. aumento da capacidade de absorção e armazenamento de água no solo; 4. reduz radicalmente a erosão, evitando o deslocamento violento de água e amortece o impacto das gotas de chuva na superfície dos solos; 5. aumenta a estabilidade do pH do solo; 6. aumento da retenção dos macronutrientes, impedindo seu arraste pela chuva; 28 7. fornece nutrientes às plantas, como nitrogênio, fósforo, potássio, enxofre, cálcio e magnésio, quantidade total em torno de 6% de seu peso; 8. aumenta a aeração do solo, necessária à oxigenação das raízes; 9. melhora a drenagem de água no solo; 10. aumento da retenção do nitrogênio no solo; 11. estimula a vida microbiana, aumentando a homeostase do solo, reduzindo o risco de pragas e doenças. 2.8 Considerações gerais na avaliação econômica de projetos Avaliação de investimentos é conceituada por Kunhen e Bauer (2001, p. 386) como “um conjunto de técnicas que permitem a comparação entre os resultados de tomada de decisões referentes a alternativas diferentes de uma maneira cientifica", optando-se sempre pela alternativa mais econômica. Para Lindemeyer (2008) a análise econômica de um projeto permite fazer estimativas de todo o gasto envolvido com o investimento inicial, operação e manutenção e receitas geradas durante um determinado período de tempo, para assim montar-se o fluxo de caixa relativo a esses investimentos, custos e receitas e determinar as estimativas dos indicadores econômicos do projeto. Há diferentes formas de medir o mérito ou a rentabilidade de um projeto, Buarque (2004), cita: o tempo de retorno do capital, a Taxa Interna de Retorno e o Valor Presente Líquido. A Taxa interna de retorno (TIR) e o Valor Presente Líquido, ambos baseados no conceito de atualização, são os dois melhores instrumentos para determinar a viabilidade econômica. O critério de decisão deve reconhecer o valor do dinheiro no tempo, o que significa que é necessário igualar o tempo de vida ou de utilização das alternativas. O fluxo de caixa constitui as entradas e saídas de dinheiro ao longo do tempo (indispensável em estudos de viabilidade econômica de projetos e investimentos) (PUCCINI, 2004). 2.8.1 Conceitos básicos da análise de investimentos De acordo com Lindemeyer (2008) para se estruturar o processo de análise da viabilidade econômica de um negócio, é necessário compreender alguns conceitos básicos acerca deste assunto. Estes termos e conceitos serão apresentados nos itens a seguir. 29 2.8.1.1 Gasto É o sacrifício econômico da empresa ou de um projeto para a obtenção de um produto ou serviço qualquer. O sacrifício é representado por entrega ou promessa de entrega de dinheiro ou outros ativos. Engloba, portanto, investimento, custo, despesa e perda. 2.8.1.2 Investimento É o gasto ativado em função da vida útil ou de benefícios atribuíveis a futuros períodos. Pode-se citar como exemplos: estoques, aplicações, máquinas e equipamentos, construções civis, marcas e patentes, ações de outras empresas. 2.8.1.3 Despesa É o gasto relativo a bens ou serviços consumidos direta ou indiretamente na obtenção de receitas, podendo ou não transitar pelo custo. No momento da venda dos produtos ou serviços, todos os seus custos transformam-se em despesas; outros gastos transformam-se, automaticamente, em despesas sem passar pelo custo, como gastos administrativos, financeiros e de vendas; outros ainda só se transformam em despesas se forem vendidos, como é o caso dos terrenos, que não estão sujeitos à depreciação. 2.8.1.4 Custo É o gasto relativo a produtos e serviços utilizados na produção de outros bens (produtos e serviços). Os custos são compostos por três elementos básicos: a matéria-prima (MP), a mão-de-obra direta (MOD) e os custos indiretos de fabricação (CIF). (COHEN e FRANCO, 2000). Os custos são classificados de diversas formas, destacando-se a classificação baseada na facilidade de alocação a qual resulta em duas categorias (COHEN e FRANCO, 2000): 1. custos diretos: são aqueles cuja alocação aos produtos pode ser feita de forma direta, sem necessidade de estimativas. Os custos diretos são aqueles enfrentados para adquirir os insumos necessários para a geração dos bens e serviços que compõe o 30 produto de um projeto. Incluem - se os salários do pessoal e os preços dos insumos básicos de todo tipo. 2. custos indiretos: são aqueles que não oferecem condição para uma apropriação objetiva aos produtos, em que a alocação só pode ser feita com base em estimativas. Os custos indiretos não se traduzem em insumos visíveis para a geração de uma unidade de produto do projeto, porém constituem o suporte que permite sua implementação. 3. custos fixos: permanecem constantes dentro de certas escalas de operação do projeto. Enquanto não são superados tais patamares, o projeto pode incrementar seus produtos sem modificar seus custos fixos; como exemplo pode-se citar os custos de equipamentos, salários do pessoal permanente. 4. custos variáveis: são função da quantidade de bens ou serviços que o projeto produz e são formados basicamente pelos custos dos insumos de tais serviços ou bens. 2.8.1.5 Receitas Receita é a entrada bruta de benefícios econômicos durante o períodoque ocorre no curso das atividades ordinárias de uma empresa quando tais entradas resultam em aumento do patrimônio líquido, excluídos aqueles decorrentes de contribuições dos proprietários, acionistas ou cotistas. (COHEN e FRANCO, 2000). A receita inclui a entrada bruta dos benefícios econômicos recebidos e a receber pela empresa em transações por conta própria. 2.8.1.6 Depreciação É um método de forma sistemática e racional para alocação de custos perante períodos de recebimento de benefícios (HENDRIKSEN, VAN BREDA, 1999). No Balanço Patrimonial os elementos do Ativo Imobilizado serão registrados pelo custo de aquisição, deduzido o saldo da respectiva conta de depreciação, amortização ou exaustão. A diminuição de valor dos elementos do Ativo Imobilizado será registrada periodicamente nas contas de depreciação, quando corresponder à perda do valor dos direitos que tenham por objeto bens físicos sujeitos a desgaste ou perda de utilidade por uso, ação da natureza ou obsolescência (PAMPLONA, MONTEVECHI, 1994). 31 As depreciações vão sendo registradas a cada ano em contas específicas acumuladoras de saldo e em contrapartida esses valores serão computados como custo ou despesa operacional, em cada exercício social. (HENDRIKSEN, VAN BREDA, 1999). Quando o bem chega a 100% de depreciação e ainda existir fisicamente (caso normal nas empresas) deixa de ser depreciado. O Ativo é baixado contabilmente quando for vendido, doado ou quando cessar sua utilidade para a empresa. Do ponto de vista econômico, este é o conceito que deve ser adotado em estudos de investimentos, a depreciação não é considerada como um custo, mas como uma fonte de recursos para as operações da firma que poderá ser utilizada a critério da administração. A depreciação é um custo ou despesa operacional sem desembolso. 2.8.1.7 Fluxo de caixa Definem-se fluxos de caixa como valores monetários que representam as entradas e saídas dos recursos e produtos por unidade de tempo, os quais compõem uma proposta ou um projeto de investimento. São formados por fluxos de entrada e fluxos de saída, cujo diferencial é denominado fluxo líquido (NORONHA 2006). O fluxo de caixa é útil para se organizar e calcular a rentabilidade de qualquer negócio quer seja um empréstimo, uma aplicação financeira ou um investimento num projeto de produção (DANTAS, 1996). Segundo Bruni e Famá (2003), o conceito e análise de fluxo de caixa é o ponto principal do processo de tomada e compreensão das decisões financeiras. Representa o volume de recursos alocados no investimento ou que poderiam ser retirados do investimento ao longo dos anos. Para construir a estimativa de fluxos de caixa basta analisar as entradas e saídas de recursos. O objetivo do fluxo de caixa é representar os elementos econômicos independentemente das obrigações contratuais e, por isso, incluir somente entradas e saídas efetivas. Trata-se de uma contabilidade líquida com valor econômico (DANTAS, 1996). Segundo Cohen e Franco (2000) um projeto implica em fluxos de receitas ou benefícios (valores positivos) e de saídas ou custos (valores negativos) que irão ser gerados nas sucessivas etapas de seu ciclo. Segundo Kassai et al (2000), os fluxos de caixa das alternativas de investimento podem apresentar-se expressos sob diferentes formas: 32 1. fluxos de caixa nominais: encontram-se expressos em valores correntes da época de sua realização; 2. fluxos de caixa constantes: os valores são apresentados no mesmo padrão monetário, ou seja, estão referenciados em moeda de mesma capacidade aquisitiva; 3. fluxos de caixa descontados: os valores encontram-se todos descontados para a data presente por meio de uma taxa de desconto definida para o investimento; 4. fluxos de caixa convencionais: o padrão convencional de fluxo de caixa consiste numa saída inicial de caixa seguida por uma série de entradas, ou seja, com apenas uma inversão de sinais; 5. fluxos de caixa não convencionais: um padrão não convencional de fluxo de caixa ocorre quando uma saída inicial não é seguida por uma série de entradas, mas de forma alternada e não uniforme, com várias entradas e/ou saídas. 2.8.1.8 Taxa Mínima de Atratividade (TMA) É a taxa mínima a ser alcançada em determinado projeto; caso contrário, o mesmo pode ser rejeitado. É também a taxa utilizada para descontar os fluxos de caixa quando se usa o método do Valor Presente Líquido (VPL) e o parâmetro de comparação para a TIR (Taxa Interna de Retorno) (KASSAI et al, 2000). Na visão de Gaslene et al. (1999), a TMA refere-se à rentabilidade mínima exigida dos investimentos pelos dirigentes da empresa como parte de sua política de investimentos. Ou seja, a Taxa Mínima de Atratividade é a taxa a partir da qual o investidor considera que está obtendo ganhos financeiros. Para um investidor, o custo de colocar certa quantidade do capital (custo de oportunidade do capital) num projeto corresponde ao que ele deixa de ganhar ao não aproveitar alternativas de investimentos viáveis. Para o investidor o custo do capital, é o lucro que teoricamente perde por utilizar o capital nesse projeto. Assim o custo de oportunidade do capital pode ser definido como a taxa de rentabilidade que o capital pode ganhar na melhor alternativa de utilização, além do projeto. Nesse caso, para atualizar os fluxos do projeto, o avaliador deve utilizar como taxa de descontos a taxa de rentabilidade da melhor alternativa de investimento disponível (BUARQUE, 2004). Bruni e Famá (2003) conceituam os custos de capital como a taxa de retorno em que uma empresa precisa para obter sobre seus projetos de investimentos, para manter o valor de mercado de suas ações e atrair os recursos necessários para a empresa. Comumente representa 33 o custo médio ponderado das fontes de financiamento futuras da empresa. Quando as estimativas futuras não estão disponíveis, os dados passados ou atuais são empregados. Para Mannarino (1991), a Taxa Mínima de Atratividade representa a mínima rentabilidade pretendida nos novos projetos da empresa e é determinada em função das alternativas de emprego extensivo dos capitais da empresa. A taxa mínima varia com a época e até com a natureza do projeto, mas não pode ser inferior ao custo do dinheiro para a empresa. Outro enfoque dado à TMA é a de que deve ser o custo de capital investido na proposta em questão, ou ainda, o custo de capital da empresa mais o risco envolvido em cada alternativa de investimento. Assim haverá disposição de investir se a expectativa de ganhos, já deduzido o valor do investimento, for superior ao custo de capital. Por custo de capital, entende-se a média ponderada dos custos das diversas fontes de recursos utilizadas no projeto em questão. A TMA é um indicador sujeito a mutação em função do tempo, em decorrência de variações nos recursos e nos projetos em carteira. Em princípio, porém, não será inferior ao custo do financiamento recebido no caso em que a empresa estiver desenvolvendo o projeto com recurso de terceiros. Uma TMA elevada pode significar que a empresa é muito seletiva, discriminado os projetos de pequena rentabilidade; se elevada demais, porém, a empresa pode tornar-se pouco competitiva em determinados mercados (MANNARINO, 1991). O autor ainda esclarece que a escolha da TMA tem a ver com a limitação de fundos disponíveis, em face do grande número de projetos potenciais que surgem em função do progresso tecnológico e das condições gerais do sistema econômico. Conforme Casarotto Filho e Kropittke (1998), ao se analisar uma proposta de investimento deve ser considerado o fato de se estar perdendo a oportunidade de auferir retornos pela aplicação do mesmo capital em outros projetos. A nova proposta para ser atrativa deve render, no mínimo,a taxa de juros equivalente à rentabilidade das aplicações correntes e de pouco risco. No Brasil, pode-se utilizar como base a rentabilidade da caderneta de poupança. Dessa forma, qualquer investimento que proporcione uma rentabilidade igual ou superior ao rendimento da poupança, será viável (PEREIRA, 2009). 34 2.9 Avaliação econômica de projetos 2.9.1 Viabilidade econômica Segundo Moura (2000), a avaliação de investimentos necessitará considerar o valor do dinheiro no tempo. Além disso, existem alguns índices utilizados em engenharia econômica que nos permitirão concluir sobre qual será a melhor escolha. De acordo com Helfert (2000), investimento é a força motriz básica da atividade empresarial. É a fonte de crescimento que sustenta as estratégias competitivas explicitas da administração. Para análise de investimentos podem-se adotar alguns tipos de métodos de análises, tais como Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Valor Presente Líquido (VPL) e Valor anual (VA). 2.9.2 Método do Valor Presente Líquido (VPL) O Valor Presente Líquido (VPL) ou Liquid Present Value (LPV) é um dos instrumentos mais utilizados para se avaliar propostas de investimentos de capital. Reflete a atratividade, em valores monetários, do investimento medida pela diferença entre o valor presente das entradas de caixa e o valor presente das saídas de caixa, a uma determinada taxa de desconto. É considerado atraente todo o investimento maior ou igual a zero (KASSAI et al., 2000). De acordo com Lapponi (2000) o VPL é o método de avaliação que mostra a contribuição do projeto de investimento no aumento do valor da empresa. Segudo Gitman (2001, p. 302) “VPL é determinado pela subtração do valor do investimento inicial de um projeto, do valor presente dos fluxos de entrada de caixa, descontados a uma taxa igual ao custo do capital da empresa”. Yeo e Qiu (2002) definem VPL como sendo a diferença entre o valor presente da estimativa líquida das entradas de caixa e o valor presente das saídas de caixa. Quanto maior o VPL, maior a atratividade do projeto, porque as entradas são maiores que as saídas de caixa. Considerando que alternativas de investimento são analisadas com base na mesma TMA, a melhor opção será aquela que apresentar o maior valor presente (LINDEMEYER, 2008). A análise do VLP é baseada na utilização do custo de capital, que consiste em descontar os fluxos de caixa futuros, aceitando assim o projeto cujo valor de VLP for positivo, 35 e rejeitando os projetos com valor negativo. Para a obtenção do VLP é necessária a aplicação de matemática financeira, consistindo em trazer para o momento presente o fluxo de caixa dos “n” períodos de um projeto, a uma taxa de juros conhecida e descontar o valor do investimento inicial, chegando-se com isto ao VLP. O cálculo do valor presente líquido (VPL) está apresentado na equação (1), ele consiste em transferir para o instante atual todas as variações de caixa esperadas, descontá-las a uma determinada taxa de juros, e somá-las algebricamente. t t n t i FC IVPL )1(1 + += ∑ = (1) Em que VPL é o valor presente líquido; “I” é o investimento de capital na data zero, “FCt” representa o retorno na data t do fluxo de caixa; “n” é o prazo de análise do projeto; e, “i” é a taxa mínima para realizar o investimento, ou custo de capital do projeto de investimento (PONCIANO et al., 2004). O Valor Presente Líquido (VPL) é um bom coeficiente para a determinação do mérito do projeto, uma vez que ele representa, em valores atuais, o total de recursos que permanecem em mãos da empresa ao final de toda a sua vida útil, ou seja, o VPL representa o retorno líquido atualizado gerado pelo projeto (BUARQUE, 2004). Para Bruni e Famá apud Fonseca (2003), as principais vantagens do VPL são: 1. identificar se há aumento ou não do valor da empresa; 2. analisar todos os fluxos de caixa; 3. permitir a adição de todos os fluxos de caixa na data zero; 4. considerar o custo de capital; 5. embutir o risco no custo de capital. A principal dificuldade deste método seria a definição da taxa de atratividade do mercado, principalmente quando o fluxo é muito longo. 2.9.3 Método do Valor Uniforme Anual (VA) O método do Valor Anual (VA) consiste em achar a série uniforme anual equivalente ao fluxo de caixa dos investimentos à Taxa Mínima de Atratividade, ou seja, encontra-se a série uniforme a todos os custos e receitas para cada projeto utilizando-se a TMA. O melhor projeto é aquele que tiver o maior saldo positivo (FILHO E KOPITTKE, 1988). 36 O Valor Uniforme Anual determina o quanto este investimento lucraria, anualmente, a mais que a TMA, se o VA for positivo, este investimento é recomendado economicamente. Através do Método do Valor anual, o empreendedor irá saber qual o retorno financeiro anual do seu empreendimento. 2.9.4 Método da Taxa Interna de Retorno De acordo com Motta e Calôba (2002), a Taxa Interna de Retorno (TIR) é um índice relativo que mede a rentabilidade do investimento por unidade de tempo, necessitando para isso, que haja receitas envolvidas, assim como investimentos. A Taxa Interna de Retorno (TIR) ou Internal Rate Return (IRR) é uma das formas adequadas para se avaliar propostas de investimentos de capital. Representa segundo Cohen e Franco (2000), a rentabilidade média do dinheiro utilizado no projeto durante toda a sua duração. A Taxa Interna de Retorno (TIR), na equação (2), de um projeto é a taxa que torna nulo o VPL do fluxo de caixa do investimento. Logo, é a taxa que torna o valor presente dos lucros futuros equivalentes aos dos gastos realizados com o projeto, caracterizando, assim, a taxa de remuneração do capital investido. Pode ainda ser entendida como a taxa de remuneração do capital. t t n t TIR FC I )1(0 1 + +−= ∑ = (2) É considerado rentável o investimento que apresentar TIR > TMA. Ela iguala o Valor Presente Líquido a zero, e é uma das formas mais completas de analisar as propostas de investimentos de capital (PEREIRA, 2009). O Quadro 3 apresenta as condições de viabilidade levando-se em conta a Taxa Interna de Retorno e a Taxa Mínima de Atratividade: Quadro 3: Condições de viabilidade de projetos TIR Condição TMA Viabilidade do Projeto TIR > TMA Economicamente Viável TIR < TMA Economicamente Inviável TIR = TMA Indiferente considerando realizar o investimento ou aplicar o dinheiro na poupança Fonte: Motta e Calôba (2002, apud VANZIN et al., 2009) 37 O caráter rentável ou não de um projeto depende, no caso em que seja o critério escolhido, da posição relativa da TIR do projeto e da taxa mínima de rentabilidade que o tomador de decisão exige para seus investimentos. Todo o projeto cuja taxa interna de retorno seja superior a TMA é considerado rentável. Entre as diversas variantes comparáveis e rentáveis de um mesmo projeto de investimento que utiliza este critério de rentabilidade escolhe-se aquela cuja taxa interna de retorno seja maior (GALESNE et al., 1999). A Taxa Interna de Retorno (TIR) é calculada a partir dos próprios dados do fluxo de caixa do projeto, sem necessidade de arbitrar-se uma taxa de desconto (BUARQUE, 2004). Segundo Buarque (2004) a TIR é um dos principais instrumentos na determinação do mérito do projeto, devido a semelhança entre o conceito de taxa interna de retorno e o conceito tradicional de rentabilidade de um investimento. Assim, uma taxa interna de 10% de um projeto pode ser facilmente comparada com muitos outros tipos de rentabilidade, tais como a rentabilidade de 10% em títulos, rentabilidade de 6% em depósitos de poupança, etc. Porém, para Buarque (2004), a TIR apresenta algumas desvantagensque não lhe permitem ser o instrumento absoluto na seleção e classificação de projetos, uma vez que no caso de projetos com grandes diferenças entre os valores de investimentos, podem ocorrer contradições entre os critérios de TIR e VPL. Isso ocorre porque a um pequeno projeto (baixo investimento) pode apresentar uma alta taxa interna de retorno, mas ainda assim ter um reduzido Valor Presente Líquido. Para análise entre alternativas de um mesmo projeto e entre projetos sem grandes diferenças de investimentos, a TIR, é, segundo Buarque (2004), geralmente aceita como o melhor instrumento na determinação do mérito comparativo de projetos. Bruni et al. (1998) citam como vantagens desse método: o resultado é uma taxa de juros fácil de ser entendida e comparada com outras alternativas de investimento. 2.9.5 Tempo de retorno do investimento (Payback) O tempo de retorno do investimento indica quando será recuperado o investimento realizado, ou seja, em quanto tempo (meses ou anos) o dinheiro investido retornará. É realizado analisando o fluxo de caixa e quando os investimentos (fluxos negativos) se anularem com as entradas de caixa (receitas), então se terá o período de Payback. Não há um período mínimo ou máximo pré-estabelecido, pois este varia de acordo com o ramo de atividade e o montante investido (PEREIRA, 2009). 38 O método do Payback é uma forma simples de estimar o prazo necessário para se recuperar o investimento realizado. Para se obter o Payback na forma simples de um projeto de investimento, é preciso verificar o tempo necessário para que o saldo do investimento (soma dos fluxos de caixa colocados e gerados pelo investimento) seja igual a zero. Como o Payback simples não considera o custo de capital, a soma dos saldos do investimento pode ser feita com base nos valores nominais (BRUNI, FAMÁ, 2003). O Payback pode ser calculado conforme a equação (3), em que se divide o Valor do Investimento Inicial pela média do Fluxo de caixa anual: ∑ = anoFC toInicialInvestimenPB (3) De acordo com Lindemeyer (2008), para minimizar os riscos de se utilizar um método que não leva em consideração o fator tempo, o Payback é utilizado juntamente com os métodos do VPL e TIR no processo de tomada de decisão. 39 3 METODOLOGIA 3.1 Caracterização do município de Vacaria O município de Vacaria localiza-se na região dos Campos de Cima da Serra, mais precisamente à latitude de 28º 30' 44" Sul e à longitude de 50º 56' 02" oeste, estando a uma altitude de 971 metros. A área total do município é de 2105,6 km² e sua população em 2010 era estimada em 61.342 habitantes. (IBGE, 2010a). O clima do município é subtropical (ou temperado), de verões amenos, com temperatura máxima média 25°C e mínima média 15°C. No inverno, mais frio pela altitude, a temperatura máxima média está em torno de 16°C e a mínima média em torno de -7°C. A economia do município está baseada na pecuária, agricultura, transporte rodoviário, floricultura e fruticultura. Vacaria é o maior produtor de maçã do estado e o segundo maior do país, o município ainda se destaca na produção de pequenos frutos como amora, mitilo, physalys, morango e framboesa. A Figura 9 apresenta a localização do município de Vacaria-RS no mapa do estado do Rio Grande do Sul. Fonte: IBGE (2011) Figura 9: Localização de Vacaria 40 Conforme levantamento realizado pelo Departamento Municipal de Limpeza Urbana (DMLU) os resíduos sólidos gerados no município de Vacaria têm sua origem nas residências, no comércio e prestadores de serviços, sendo recolhidos pelo sistema de coleta regular e seletiva. Ainda, são coletados separadamente os resíduos complementares de limpeza urbana como os de varrição, capina, poda e aqueles referentes as demolições da construção civil. Segundo registros do DMLU obtidos em levantamentos durante 05 (cinco) dias no mês de novembro de 2009, foram coletadas 69,3 toneladas de resíduos da coleta regular no centro do município e 155,7 toneladas nos bairros. Durante a coleta seletiva foram coletadas 14 toneladas no centro do município e 7,5 toneladas nos bairros, gerando um total de 21,5 toneladas, o que equivale a 8,7% de resíduos recicláveis coletados. Gerou-se aproximadamente 35,2 toneladas de resíduos por dia no município, dos quais aproximadamente 23 toneladas correspondem a resíduos orgânicos. (DMLU, 2009) Com base no levantamento realizado pelo DMLU de Vacaria, o município tem a classificação gravimétrica dos resíduos definida conforme demostra a Tabela 1. Tabela 1: Composição gravimétrica dos RSU em Vacaria Componente % em Peso Plástico duro 2,8 Plástico mole 6,2 Papel 10,1 Papelão 3,0 Lata 4,2 Vidro 2,9 Madeira, borracha, trapo, pedra 4,8 Matéria orgânica e outros 66,0 Total 100 3.2 Classificação da pesquisa De acordo com Silva e Menezes (2005), a presente pesquisa classifica-se como: Aplicada, sob o ponto de vista da natureza, pois objetiva gerar conhecimentos para aplicação prática dirigida à solução de problemas específicos, envolvendo verdades e interesses locais (SILVA e MENEZES, 2005), sendo que o pesquisador é movido pela necessidade de contribuir para fins práticos, buscando soluções para problemas concretos 41 (CERVO e BERVIAN, 2002). Nesta pesquisa são analisados dados relacionados ao tratamento dos resíduos sólidos orgânicos do município de Vacaria. A forma de abordagem da pesquisa pode ser quantitativa ou qualitativa (GIL, 1991). A natureza do problema ou o seu nível de aprofundamento irão determinar a escolha entre os métodos. Neste sentido a pesquisa é classificada como quantitativa, pois fará uso de recursos, técnicas e procedimentos estatísticos para traduzir em números as informações obtidas em estudos de caso realizados sobre o tema de interesse e correlacionados, visando aplicar e adequar a realidade do município de Vacaria. A pesquisa, quanto aos objetivos, é classificada como exploratória, sendo que a mesma envolverá levantamento bibliográfico, entrevistas com pessoas que tiveram experiências práticas com o problema pesquisado, ou seja, compostagem acelerada de resíduos sólidos urbanos, e análise de exemplos que estimulem a compreensão. Esta classificação também está de acordo com Köche (1997), que afirma que o objetivo fundamental de uma pesquisa exploratória é o de descrever ou caracterizar a natureza das variáveis que se quer conhecer. No que se trata de procedimentos práticos, o trabalho caracteriza-se como um estudo de caso, pois envolve o estudo profundo de um objeto de maneira que se permita o seu amplo e detalhado conhecimento referente à viabilidade econômica da compostagem acelerada de resíduos sólidos urbanos. De acordo com Yin (2001), o estudo de caso é uma estratégia de pesquisa abrangente, na qual o pesquisador tem pouco controle sobre os eventos e o foco se encontra em fenômenos contemporâneos inseridos em algum contexto da vida real. 3.3 Procedimentos e métodos Para o desenvolvimento do trabalho foi realizado um estudo em três etapas, correspondentes aos três objetivos específicos. As etapas foram subdivididas para um melhor detalhamento dos procedimentos adotados. A Figura 10 apresenta o fluxograma da estrutura metodológica para o desenvolvimento da pesquisa. 42 Figura 10: Fluxograma de procedimentos e desenvolvimento Na sequência são descritas as etapas e respectivas fases que compõe a metodologia para atendimento dos objetivos específicos propostos. Etapa 1 – Determinação dos investimentos, custos e despesas para implantação do sistema de compostagem acelerada de resíduos sólidos urbanos Nesta etapa relacionaram-se todos os investimentos e os
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