Aula 6 Resíduos Industriais e Urbanos

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PHA 3001 – Engenharia e Meio Ambiente
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Aula 6 – Resíduos Sólidos –Industriais e Urbanos
José Carlos Mierzwa
Resíduos Sólidos
LIXO:
• Restos das atividades humanas, considerados inúteis, indesejáveis ou descartáveis pelos geradores;
• Mistura de materiais gerados:
oResidências, Comércio e Serviços, Atividades Públicas;
o Até de materiais perigosos, provenientes de Processos Industriais e Atividades Médico-Hospitalares.
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Definição Técnica
Pela Norma NBR 10.004/2004:
 Materiais nos estados sólido e semi-sólido;
 Resultam de atividades da comunidade, de origem Industrial, Doméstica, Hospitalar, Comercial, Agrícola, de Serviços e de Varrição.
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Classificação dos Resíduos
 Para os efeitos da NBR-10.004, os resíduos são classificados em:
◦ resíduos classe I - Perigosos;
◦ resíduos classe II – Não perigosos;
 resíduos classe II A – Não inertes.
 resíduos classe II B – Inertes.
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Classificação dos resíduos quanto à origem
RESÍDUOSSÓLIDOS
DOMICILIAR
PÚBLICO
SERVIÇOSDE SAÚDE
INDUSTRIAL
AGRÍCOLA
ENTULHO
TERMINAISDETRANSPORTE
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Resolução CONAMA n° 275/2001
Codificação de Cores para os Resíduos
 AZUL  Papel e Papelão
 VERMELHO  Plástico
 VERDE  Vidro
 AMARELO  Metal
 PRETO  Madeira
 LARANJA  Resíduos Perigosos
 Serviço de Saúde
 ROXO  Radioativos
 MARROM  Orgânicos
 CINZA  Diversos
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Fonte: IPT/CEMPRE - Lixo Municipal, 1998
VARIÁVEL DESCRIÇÃO IMPORTÂNCIA
TAXA DE GERAÇÃO
Quantidade de lixo gerada por unidade em um tempo específico
Fundamental para o planejamento e dimensionamento de instalações e equipamentos
COMPOSIÇÃO QUÍMICA Refere-se às várias frações do lixo Estudos de aproveitamento e reciclagem
DENSIDADE APARENTE Relação entre a massa e o volume Determina a capacidade dos meios de coleta, transporte e disposição final
UMIDADE Quantidade de água contida na massa de lixo Influência na tecnologia de tratamento do lixo
PODER CALORÍFICO
Quantidade de calor gerada pela combustão de 1Kg de lixo Avaliação para incineração
COMPOSIÇÃO QUÍMICA Análise da composição química do lixo Definição da forma mais adequada de tratamento e disposição final
Variáveis para Gerenciamento
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Resíduos Perigosos
 Podem ser nocivos no presente e no futuro, à saúde dos seres humanos, de outros organismos e ao meio ambiente.
 Devido a quantidade, concentração ou característica físico-química ou infecciosa pode:
◦ Causar ou contribuir para o aumento da mortalidade ou doenças;
◦ Significar um perigo presente ou potencial quando manipulado ou disposto de forma inadequada.
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Resíduos Perigosos
 Principais fontes de Resíduos Perigosos:
◦ Indústrias;
◦ Nucleares ou Radiativas;
◦ Atividades diversas, onde se manipulam substâncias perigosas.
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Exemplos da Geração de Resíduos Perigosos
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Setor Fonte Resíduos Perigosos
• Serviços,Comércioe Agricultura
VeículosAeroportosLavagem a SecoTransformadoresHospitaisFazendas, parques, etc
Resíduos oleososÓleos, fluídos hidráulicosSolventes halogenadosBifenilas policloradasResíduos patogênicosResíduos de pesticidas.
• Indústria de pequeno e Médio Portes
Tratamento de metais(galvanoplastia, etc)Fabricação de TintasCurtumes
Lodos contendo metais pesados.Solventes e borra de tintas.Lodos contendo cromo
• Indústria deGrande Porte
Processo de extraçãode bauxita, e fabrica-ção de alumínio.Refinarias de PetróleoProdução de CloroQuímica 
Resíduos do beneficiamentoda bauxita e produção doalumínio.Catalisadores e resíduos oleososLodos contendo mercúrioResíduos diversos.
Categorias de Resíduos Perigosos
 Resíduos Químicos:
◦ Materiais originadas nas indústrias e pelas nossas atividades diárias;
◦ Podem ser inorgânicos ou orgânicos, sendo estes persistentes ou degradáveis;
 Resíduos Biomédicos:
◦ São os resíduos provenientes de hospitais, clínicas, laboratórios de pesquisa e companhias farmacêuticas.
 Resíduos Radioativos:
◦ Materiais que contém substâncias capazes de emitir ondas eletromagnéticas ou partículas atômicas.
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Legislação relevante
 Federal:
◦ Lei nº 12.305, de 02/08/2010;
◦ Política Nacional de Resíduos Sólidos.
 Estadual:
◦ Lei nº 12.300, de 16/03/2006;
◦ Política Estadual de Resíduos Sólidos.
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Gestão dos Resíduos Perigosos
 Priorizar opções que visem minimizar a geração dos resíduos perigosos, como por exemplo:
◦ Substituição de materiais tóxicos por outros que apresentem um menor grau de toxicidade;
◦ Utilizar substâncias com maior grau de pureza, de forma a minimizar a geração de subprodutos;
◦ Reutilizar ou reciclar os resíduos perigosos ou não.
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Gestão dos Resíduos Perigosos (cont.)
 Esgotadas as opções para a redução da quantidade de resíduos perigosos, deve-se:
◦ Adotar procedimentos adequados de:
 Coleta;
 Acondicionamento;
 Tratamento;
 Disposição final.
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Tratamento de Resíduos
 A maioria das técnicas de tratamento disponíveis apenas transferem os contaminantes de um meio para outro;
 Podem ser gerados subprodutos potencialmente mais tóxicos do que aqueles inicialmente existentes;
 Em geral, procura-se reduzir o seu volume ao mínimo possível, para facilitar o gerenciamento.
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Objetivos gerais das técnicas de tratamento
 Recuperação de energia ou algum elemento de interesse;
 Separação dos contaminantes do resíduo;
 Destruição dos contaminantes ou do resíduo como um todo;
 Fixação do contaminante em uma matriz inerte;
 Redução de volume para disposição final.
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Recuperação de Energia de ResíduosUso de Pneus em Fornos de Cimento
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Utilização de Pneus como Combustível em Fornos de Cimento
 Poder calorífico inferior do pneu.
◦ 7.000 kcal/kg.
 Poder calorífico do combustível.
◦ 9.800 kcal/kg.
 Redução no consumo de combustível;
 As emissões atmosféricas devem ser devidamente monitoradas.
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Separação dos Contaminantes do Resíduo (Detoxificação)
 Promover a separação de pequenas quantidades de substâncias altamente tóxicas de um grande volume de resíduo;
 Isto pode possibilitar a descontaminação da maior fração do resíduo;
 As alternativas para o processo de detoxificação incluem:
◦ Técnica de lixiviação;
◦ Extração por solventes;
◦ Em alguns casos processos térmicos.
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Destruição dos Contaminantes ou do Resíduo como um todo
 Estes processos têm por objetivo destruir ou inativar as substâncias tóxicas presentes no resíduo;
 A destruição dos compostos tóxicos pode ser feita por processos físicos, químicos e/ou biológicos como:
◦ Incineração, plasma térmico e processamento com fluído supercrítico;
◦ Oxidação química;
◦ Compostagem e biopilhas;
◦ Calcinação.
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Representação Esquemática de um Incinerador para Resíduos 21
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Limitações Associadas ao Processo de Incineração
 Pode ocorrer problemas de poluição atmosférica e geração de efluentes líquidos;
 Possibilidade de formação de dioxinas e furanos;
 As condições ideais para a formação de dioxinas e furanos são:
◦ Presença de compostos contendo cloro;
◦ Temperaturas variando de 200 oC a 400 oC;
◦ Tempo de residência insuficiente.
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Plasma Térmico
 Processo de que utiliza a energia produzida por meio de descargas elétricas sobre um gás;
 Ao passar pelos eletrodos que formam um arco elétrico, o gás é aquecido e ionizado, gerando o plasma térmico;
 A temperatura na tocha de plasma formada é da ordem de 15.000°C, podendo chegar a 50.000°C;
 Pode ser utilizado para a volatilização de hidrocarbonetos presentes em solos contaminados e vitrificação de borras contendo metais pesados; 
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Vitrificação com Plasma Térmico
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Vantagens do Plasma Térmico
 A redução de volume do resíduo é significativa, podendo-se obter fatores de 100:1;
 Pode-se recuperar até 99,9 % do óleo contido no resíduo;
 Os metais são aprisionados em uma matriz cerâmica; O aproveitamento da energia gerada no plasma é de 85 %;
 Pode ser utilizado para tratamento de lodos industrial e galvânico, cinzas de incineradores e catalisadores exauridos, entre outras aplicações.
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Disposição Final dos Resíduos Perigosos
 Os resíduos perigosos também podem ser dispostos no solo, sendo as formas mais comuns de disposição:
◦ Aterros de armazenamento;
◦ Barragens Superficiais;
◦ Armazenamento em formações geológicas subterrâneas.
 As estruturas utilizadas para a disposição de resíduos perigosos devem ser projetadas de forma a evitar a dispersão dos contaminantes presentes no resíduo.
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Representação de um Aterro para Resíduos Perigosos
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Seleção de áreas para construção de aterros
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Gerenciamento dos resíduos urbanos
 Os procedimentos adotados para resíduos industriais, dificilmente são viáveis em áreas urbanas:
◦ Quantidade elevada de lixo em função da concentração populacional;
◦ Custo associado aos processos.
 Necessidade de um sistema público e comunitário que se incumba da coleta, tratamento e disposição dos resíduos urbanos. 
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Materiais Ano1927 1947 1965 1969 1990 1993 2003 a
Papel e Papelão 13,4 16,7 16,8 29,2 29,6 14,4 11,1
Trapo e Couro 1,5 2,7 3,1 3,8 3,0 4,5 3,9
Plástico --x-- --x-- --x-- 1,9 9,0 12,0 16,8
Vidro 0,9 1,4 1,5 2,6 4,2 1,1 1,8
Metais 1,7 2,2 2,2 7,8 5,3 3,2 2,2
Matéria Orgânica 82,5 76,0 76,0 52,2 47,4 64,4 57,5
Outros - - - - - - 6,8
Fonte: IPT/CEMPRE - Lixo Municipal, 1998
a – Caracterização Gravimétrica e físico-química dos resíduos sólidos domiciliares do município de São Paulo. LIMPURB, 2003.
Variação na Composição dos Resíduos em São Paulo
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Problemas associados aos resíduos sólidos
 Quando dispostos de forma inadequada no meio ambiente:
◦ Contaminação do Solo e da Água Subterrânea e Superficial;
◦ Proliferação de Vetores (Insetos, Roedores, entre outros), podendo trazer problemas relacionados à disseminação de doenças;
 Necessidade de um Gerenciamento adequado, de forma a proteger o Homem e o Meio Ambiente dos efeitos adversos causados pelo lixo.
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Reciclagem de Resíduos
 O sucesso dos programas de reciclagem depende:
◦ Existência de mercado para absorver os materiais recicláveis;
◦ Participação da população, que deve estar consciente das vantagens e dos custos associados à reciclagem, devendo estar motivadas para participar;
◦ Segregação adequada dos materiais a serem reciclados.
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3737Fonte: http://cempre.org.br/servico/mercado, acesso em 12/07/2016.
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Índices de Reciclagem (2011)
Fonte: CEMPRE, 2013 (www.cempre.org.br)
Material Índice de Reciclagem (%)
Alumínio 98
Plásticos 22
Papel de escritório 29
Papel ondulado 73
Latas de aço 47
Embalagens de vidro 47
Pneus 85
PET (embalagens) 57
Embalagem longa vida 27
Resíduos orgânicos (Composto) 5
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http://cempre.org.br/ciclosoft/id/8Fonte adicional para consulta: http://www.abrelpe.org.br/estudo_apresentacao.cfm
Compostagem do Lixo
 Utilizado para a estabilização aeróbia da matéria orgânica presente no lixo;
 Realizado em duas fases distintas:
◦ Fase Termófila
 Temperatura  70 °C;
 Duração  2 a 4 semanas;
 Destruição de organismos patogênicos.
◦ Fase Mesófila
 Temperatura  30 °C;
 Duração  2 a 4 meses.
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Representação esquemática do processo de compostagem (fonte: http://www.tratolixo.pt/QAS/Monitorizacoes/Paginas/TratamentoMecanicoBiologico.aspx 41
Disposição do Lixo
 Lançamento em áreas desocupadas, geralmente afastadas dos centros urbanos:
◦ Encostas de morros, margens de rios e córregos e outros locais impróprios, dando origem aos chamados lixões;
 Aterro Sanitário:
◦ Estrutura mais indicada para a disposição dos resíduos domésticos;
◦ Sua implantação, construção e operação é fundamentada em critérios de engenharia e normas específicas
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Esquema da Operação de um Aterro Sanitário 43
Esquema da coleta de percolados e drenagem de gases em um aterro sanitário 44
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Situação 1997 2005 2011t/dia % t/dia % t/dia %
Inadequada 5.598 30,7 2.299 8,2 737 2.8
Controlada 10.644 58,4 3.249 11,6 3.779 14.4
Adequada 1.987 10,9 22.423 80,2 21.773 82.8
Total 18.232 100,0 27.971 100,0 26.249 100,0
Fonte: http://www.cetesb.sp.gov.br/solo/publica%C3%A7%C3%B5es-e-Relat%C3%B3rios/1-Publica%C3%A7%C3%B5es-/-Relat%C3%B3rios
Situação geral do Estado de São Paulo, quanto às quantidades de resíduos sólidos domiciliares e à faixa de enquadramento do IQR
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Estimativa da Geração de Resíduos Sólidos Urbanos
População (habitantes) Produção (kg/hab.dia)
Até 25.000 0,7
25.001 a 100.000 0,8
100.001 a 500.000 0,9
Maior que 500.000 1,1
Fonte: CETESB, 2014 (Inventários estadual de resíduos sólidos, 2013) 
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Estimativa de viagens, para a coleta de resíduos em São Paulo/SP.
 Dados:
◦ População: 11.446.275 habitantes (SEADE);
◦ Índice de coleta de lixo: 99,91% (2010) – (SEADE);
◦ Capacidade do caminhão: 8.000 kg (LIMPURB);
◦ Taxa de geração: 1,1 kg/hab.dia;
◦ Custo para coleta = R$ 90,82/ton (2008) - (IPEA, 2012)
◦ Custo para disposição = R$ 33,06/ton (2008) – (IPEA, 2012)
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Atividade 3 (Individual)
 Com base nas informações apresentadas, estimar os gastos com coleta e disposição de resíduos no Município de São Paulo;
 Considerando-se a composição média dos resíduos urbanos no Brasil, slide 36, os dados sobre custo da coleta seletiva, slide 39 (atualizar os valores pela inflação do período), e os dados sobre os preços dos materiais recicláveis, slide 37, avalie, dos pontos de vista técnico e econômico, os benefícios dos programas de reciclagem de resíduos defendidos por vários setores da sociedade;
 Proponha ações de engenharia que pudessem contribuir para o problema.
 Data de entrega – 30/09/2016.
 O trabalho deve ter, no máximo, três páginas.