Projeto Aterro Sanitário para Município de Benjamin Constant - AM : Cálculo e Dimensionamento

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O MUNICÍPIO DE BENJAMIN CONSTANT/AM
Informações Gerais 
Benjamin Constant pertence à Região Sudoeste Amazonense localizado na microrregião do Alto Solimões, tem como municípios limítrofes os municípios de Tabatinga, Atalaia do Norte, São Paulo de Olivença, Ipixuna, Eirunepé, Jutaí e a República do Peru. 
Possui uma área total de 8785,320km² e é o segundo município mais populoso da mesorregião. 
Figura 1 - Localização de Benjamin Constant no Amazonas.
Fonte: Wikipédia, 2016. 
Distante de Manaus 1.118km em linha reta e a distância via transporte fluvial é de 1.638km subindo o Rio Solimões e o Rio Javari. O acesso ao município se dá por via fluvial e aéreo. Um acesso importantíssimo para o município seria pela Transamazônica, porém devido a barreiras ambientais e territórios indígenas o trecho entre Lábrea e Benjamin Constant não foi concluído. 
De acordo com o Censo 2010, o município de Benjamin Constant possuía uma população de 33.411 habitantes e a estimativa para 2016 é de 40.417 habitantes. A densidade demográfica era de 3,80hab/km².
Histórico da Destinação dos RSU em Benjamin Constant/AM 
A maior parte dos resíduos sólidos urbanos do município de Benjamin Constant tem como destinação final a incineração no próprio local gerador do resíduo. A segunda maior parte dos resíduos é colocada em caçambas de serviço de limpeza para posterior coleta e destinação final.
Figura 2 – Destinação Final do Lixo em Benjamin Constant. 
Fonte: IBGE, Censo Demográfico 2010. 
Caracterização Quantitativa dos RSU de Benjamin Constant/AM 
Estimativa Populacional 
As quantidades de RSU a serem geradas estão relacionadas diretamente à sua população, ao seu crescimento no período considerado e à qualidade de vida da comunidade. 
Para calculo de taxa de crescimento populacional de Benjamin Constant utilizou-se a seguinte equação: 
P = 
onde: 
P = população que se quer encontrar em certo ano;
P0 = população inicial;
j = taxa de crescimento;
t= diferença em anos do ano da população em P0 e da população em P. 
Para o presente trabalho têm-se os seguintes dados: 
P = 40.417 (2016)
P0 = 33.411 (2010)
t = 6 anos	
P = j = – 1 – 1 = 0, 0322 = 3,22%
Tabela 1 – Estimativa Populacional para a Vida Útil do Aterro em 20 anos.
Geração de RSU e Área Total do Aterro
Segundo Buscov, a geração diária de resíduos sólidos urbanos no Brasil é de 0,74 kg/hab/dia. Logo, adota-se 0,74 kg/hab/dia como geração de lixo diário para o município de Benjamin Constant. 
Segundo Obladen, o peso específico do lixo varia entre 350 kg/m³ à 900 kg/m³. Logo, admite-se um peso específico para o cálculo deste projeto de 0,8 t/m³. 
Pra o calculo do volume de lixo gerado durante a vida útil do aterro sanitário têm-se os seguintes dados: 
Vida útil: 20 anos
Produção do lixo atual: 30 ton/dia
Geração de lixo por pessoal atual: 0,74 kg/hab/dia 
Peso específico: 0,8 t/m³
Massa de lixo gerado por dia 
M = 40.417 hab * 0,74 kg/hab/dia 29.908,6 kg/dia 29,9 ton/dia
M = 30 ton/dia
Volume de lixo gerado por dia (compactado)
V = 30 ton/dia / 0,80 t/m³ 37,5 m³/dia 
Adotado, V = 38 m³/dia
Volume gerado em 20 anos 
V = 38 m³/dia x 365dias x 20 anos 277.400 m³
V = 277.400 m³
Assumindo um acréscimo de mais 20%, que corresponde à argila de cobertura das camadas de lixo, finalizadas as frentes diárias de trabalho. Tem-se: 
V = 277.400 m³ x 1,20 332.800 m³
Área total do aterro
Adotando solução por aterro em trincheira com altura útil de 5m: 
At = 332.800 m³ / 5m 66.576 m² ou 6,65 ha 
At = 6,65 ha 
SELEÇÃO DA ÁREA 
O aterro sanitário de Benjamin Constant será implantado com área total de 6,65ha, localizado na Rua Primeiro de Maio, no município de Benjamin Constant, no estado do Amazonas.
Algumas considerações foram observadas para a escolha da área do aterro. A tabela abaixo mostra algumas restrições segundo o IPT. São informações relevantes do meio físico: a geologia, geomorfologia, geotecnia, hidrogeologia e condições climáticas; como tipo de solos e rochas, estruturas geológicas, posição do lençol freático, precipitação pluviométrica, evaporação, direção predominante dos ventos, entre outros.
Tabela 2 – Quadro síntese de critérios adotados para os meios Físico, Bióticos e Socioeconômicos para escolha de áreas. 
A área do aterro foi escolhida por estar situada próxima à Rua Primeiro de Maio, foi verificada a distância mínima de 500m dos núcleos urbanos e 200m de cursos d’água conforme indicado anteriormente. A ferramenta utilizada para análise foi o Google Earth (2016). 
Figura 3 – Delimitação da área do aterro e distância do curso d’água.
Fonte: Google Earth, 2016. 
Figura 4 – Distância do núcleo urbano até a área do aterro.
Fonte: Google Earth, 2016. 
A norma NBR 13896/97, Aterros de Resíduos Não Perigosos – Critérios para Projeto, Implantação e Operação, recomenda locais com declividade superior a 1% e inferior a 30%. 
A área do aterro se localiza nas proximidades da Latitude 4°24’08.7’’ S, Longitude 70°01’29.2’’W, cujo acesso se fará pela Rua Primeiro de Maio. 
Escolha do Método Construtivo do Aterro 
Há três fatores a considerar:
A topografia do terreno;
Tipo de solo;
Profundidade do lençol freático. 
A análise desses fatores determinará o método a empregar. Existem três tipos de métodos: 
Trincheira;
Rampa;
Área
Para este projeto adotou-se o método das trincheiras. No método das trincheiras as mesmas, são colocadas com dois a três metros de profundidade, chegando em alguns casos até a cinco metros, dependendo da profundidade do lençol freático. O material escavado serve para cobertura do próprio aterro. Os resíduos preciam ser compactados para que seja aumentada a vida útil do aterro. 
Esse tipo de aterro é empregado em terrenos que sejam planos ou poucos inclinados, e onde o lençol freático esteja situado a uma profundidade maior em relação à superfície. 
Cálculo da Área Média e Dimensões das Trincheiras 
Área média 
Adotando a profundidade de 5m: 
A = (volume m³/ano)/ profundidade trincheiras RSD
Largura
Largura Superior: 13m 
Largura Inferior: 7m
Comprimento 
Comprimento Superior: 42m 
Comprimento Inferior: 36m 
Volume da trincheira 
Volume = comprimento médio x largura média x altura trincheira RSD
Volume = 39m x 10 x 5m 1.950m³
Área superficial da trincheira
Área Superficial = comprimento superior x largura superior
As = 42m x 13m 546m²	
Área Total 
Área Total = área superficial x número de trincheiras
Área Total = 546m² x 10 trincheiras 5460m²
CHORUME E LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO 
Sistemas de Drenagem de Lixiviados
Devido às suas características, os lixiviados devem ser drenados e tratados adequadamente antes de serem devolvidos ao ambiente. 
Há as seguintes possibilidades para se construir um sistema de drenagem de lixiviados: 
Figura 5 – Sistemas de Drenagem de Lixiviados. 
Fonte: Cartilha RECEASA, 2008.
Dimensionamento do Volume de Chorume 
A vazão do chorume será determinada pelo Método Suíço, com parâmetros ajustados para o município de Benjamin Constant. 
A fórmula utilizada para encontrar a vazão do chorume é: 
Q = k x P x A
Onde:	
Q = vazão de chorume que se deseja determinar;
K = coeficiente de atribuição;
P = precipitação média;
A = área de contribuição. 	
A média anual de precipitação resulta no valor de 2751mm/ano, conforme mostra a tabela abaixo. 
Tabela 3 - Resumo da Precipitação e Temperatura no município de Benjamin Constant (2015).
Fonte: climate-data.org, 2016.
De acordo com a tabela abaixo e sabendo que o peso especifico dos resíduos é de 0,8 t/m³, o coeficiente k corresponde a k = 0,25. 
Tabela 4 – Coeficiente K. 
Fonte: Cartilha RECEASA, 2008. 
A área de contribuição para fins de cálculo é de 66.576,00 m² e a precipitação média anual de 2.751mm/ano. 
Vazão Média Anual
Q = k x P x Ac
Q = 0,25 x 2,751 x 66576 45.787,64 m³/ano	
Q = 45.787,64 / 31.536 1,45 l/s
Logo, a vazão média anual de chorume produzido é de Q =1,45 l/s.
Dimensionamento dos Drenos de Chorume
Dreno Coletor de Chorume
Para o dimensionamento dos drenos coletores de chorume adotou-se a vazão calculada com base na maior área de fluxo que apresenta a condição mais desfavorável. 
Assim, considerando para o caso mais desfavorável para os drenos coletores de chorume (área de influência de 74.745 m²), tem-se a vazão: 
Qd1 = k x Pp x Adp
Qd1 = 0,50 x 
Figura 6 – Detalhe do dreno coletor de chorume na fundação. 
Dreno de Chorume Principal
Para o dimensionamento dos drenos principais de chorume adotou-se a vazão calculada com base na maior área de fluxo que apresenta a condição mais desfavorável e com a vazão de pico de chorume. 
Assim, considerando para o caso mais desfavorável para os drenos de chorume principal, com área de influência de 41.801m², tem-se a seguinte vazão máxima: 
Q = k x Pp x A
Q = 0,50 x 
Figura 7 – Detalhe do dreno de chorume principal na fundação. 
Lagoas de Estabilização
Os tipos de lagoas de estabilização existentes são de dois tipos: sem aeração artificial e as com aeração artificial. 
As lagoas sem aeração artificial podem ser: lagoas facultativas, lagoas anaeróbicas, lagoas de maturação, lagoas de polimento, lagoas de alta taxa. As lagoas com aeração artificial podem ser do tipo aeradas facultativas e aeradas de mistura completas. 
Para este trabalho, será dimensionada uma do tipo anaeróbica seguida de uma facultativa, como mostra a figura a seguir. 
Figura 8 – Esquema das Lagoas de Estabilização sem aeração artificial. 
Fonte: Notas de Aula (UFC), 2016. 
Dimensionamento das Lagoas de Estabilização 
Dimensionamento da Lagoa Anaeróbica
Como base de cálculo, serão considerados os seguintes dados: 
No de Habitantes: 40.417 hab
Cota per Capita: 3,1 L/hab.dia (adotado)
Coeficiente de Retorno: 82% (adotado)
DBO afluente: BDOaf = 350mg/L (adotado)
Calculo da vazão média total (Qt)
Qt = 3,1 * 40.417 125,3 m³/dia
Calculo da carga na alimentação (entrada da lagoa anaeróbica) 
Carga (L) = 350 * 125,3 L = 43,85 DBO/dia
Adoção da carga volumétrica (Lv)
Lv = 0,15 kg DBO/m³.dia
Calculo do Volume Requerido 
V = Carga / taxa aplicação volumétrica 
V = L / Lv 43,85/0,15 V = 292,3 m³
Determinação da área requerida e dimensões 
Adotando uma profundidade H = 4,5m 
Área = Volume/Profundidade 292,3/ 4,5 65 m²
Para uma lagoa quadrada de 65m², teremos os lados de aproximadamente 8,1m de lado com 4,5m de profundidade.
Dimensionamento da Lagoa Facultativa 
O valor adotado para o DBO da entrada da lagoa facultativa é de DBOs = 140 mg/L
Cálculo da Carga (L) 
Carga (L) = Qt * Conc. DBO ou So 125,3 * 140 17,5 kg/dia
Adoção da taxa de aplicação superficial (Ls) 
Segundo Marcos Von Sperling, 1986: para regiões com inverno quente e elevada insolação temos: Ls = 240 a 350 kg DBO/hab*dia 
Adotar: 300 kg DBO/hab*dia
Cálculo da área requerida (A)
A = L/Ls 17,5/300 0,06 há
Logo, A = 585 m²
Adotar um valor para profundidade (H) entre 1,5 a 2,0m 
H = 1,5m 
Calculo do volume liquido resultante (V) 
V = A*H 585 * 1,5 877,5 m³
Dimensões da Lagoa
Adotando uma relação comprimento largura (L/B) de 2,5, temos: 
A = L * B (2,5 * B) * B 2,5 B²
Largura B = 15,3 m e comprimento de L = 38,3 m 
EQUIPAMENTOS, MÃO-DE-OBRA E INSUMOS
Mão-de-Obra
Tabela 5 – Mão-de-Obra mínima para operação em Aterros Sanitários
	MÃO-DE-OBRA (mínima)
	ATRIBUIÇÕES
	
	
	Engenheiro Civil/ Sanitarista
	Coordena o funcionamento do aterro
	
	
	Encarregado Geral
	Coordena a execução e manutenção das obras e serviços de campo
	
	
	Operador de Máquinas
	Responsável pela operação das máquinas pesadas
	
	
	Fiscal
	Fiscalização, vistoria e liberação dos caminhões de resíduos
	
	
	Balanceiro
	Pesagem de veículos coletores transportadores de lixo
	
	
	Sinalizador
	Auxílio a motoristas e operadores na frente de serviço
	
	
	Vigia
	Vigilância e segurança no aterro
	
	
	Servente
	Serviços diversos
	
	
Para o bom funiconamento do aterro sanitário é imprescindivel a permanencia do encarregado, devidamente treinado e capacitado para o controle operacional da unidade; a designação de um técnico de segurança do trabalho; o uso correto dos EPIs – Equipamentos de Proteção Individual, como máscaras, luvas, botas e uniformes adequados às suas atividades. Esse procedimento é regulamentado pelo Ministério do Trabalho. 
Deve-se dar também atenção à vacinação dos funcionáriospara prevenir doenças como tétano, hepatite A e B, difteria e febre amarela dos trabalhadores expostos a riscos de acidentes na coleta e manuseio de resíduos sólidos. 
Equipamentos e Insumos
As máquinas, como ferramentas fundamentais, executam as atividades mecânicas. 
Tabela 6 – Máquinas e Equipamentos necessários para operação em Aterros Sanitários
	MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS
	ATRIBUIÇÃO 
	
	
	Trator de Esteira
	É usado para a disposição, compactação e cobertura do lixo, bem como para abertura e manutenção de acessos provisórios e outros serviços eventuais
	
	
	Retro-Escavadeira
	É um equipamento fundamental para a abertura de drenos, podendo ser utilizada também para escavação de solopara cobertura e para o carregamento do caminhão basculante. 
	
	
	Caminhão basculante
	É utilizado para o transporte do solo de cobertura e demais materiais necessários durante a operação 
	
	
	Motoniveladora e rolo compactador
	Para compactação da base impermeabilizante eda camada de capeamento final do aterro, bem como para a conservação das vias internas
	
	
Os insumos necessários para operação em aterro são os seguintes: 
Solo em disponibilidade para o recobrimento das células diárias de resíduos compactados, a ser progressivamente escavado durante a abertura da plataforma de base do aterro ou proveniente de jazidas de empréstimo; 
Solo argiloso para a impermeabilização das plataformas de base e para o capeamento final do aterro sanitário, selecionado e adequadamente estocado durante as operações prévias de corte ou proveniente de jazidas de empréstimo previamente definidas;
“Terra Vegetal” proveniente da operação de raspagem preliminar e limpeza das áreas a terraplenar e convenientemente estocada em locais adequados do empreendimento, como substrato para plantio de gramíneas na superfície acabada do aterro; 
Gramíneas em sementes, mudas ou placas, para proteção da superfície acabada do aterro;
Estacas e piquetes de madeira, para demarcação dos serviços de terraplenagem. 
PROGRAMAS E PROPOSTAS DE REDUÇÃO DE RESÍDUOS
As práticas de minimização de despejos podem geralmente ser divididas em três categorias: 
Eliminação da maior quantidade possível de despejos na fonte de geração; 
Reciclagem de despejos visandosua recuperação e/ou formação de sub-produtos rentáveis; 
Sistemas de tratamento, na fonte geradora, objetivando reduzir seu volume ou toxicidade no tratamento final. 
Redução na fonte
É a redução ou eliminação da geração de despejos na fonte. Medidas de reduçãopodem incluir: sistemas de tratamento locais, modificações de processo, substituição de matérias-primas e práticas de gerenciamento ambiental. A redução na fonte, portanto, implica em qualquer ação que reduza a quantidade de despejos gerados por um dado processo. 
Reciclagem
Refere-se ao uso e reuso de um despejo como substituto efetivo de um produto comercial, ou como ingrediente ou matéria-prima num processo industrial. Trata-se, também, da possibilidade de utilização de frações de componentes úteis presentes num dado despejo, ou a remoção de contaminantes que permitam seu reuso. 
Como exemplo de reutilização teríamos a volta das embalagens reutilizáveis, como as garrafas de vidro, uso de sachês para recarga e sacolas de pano para compras. É uma medida que diminuiria custos com matérias-primas para as empresas e, ao mesmo tempo, a quantidade de resíduos sólidos produzidos pela população. 
Tratamento 	
Seus métodos, técnicasou processos concebidos para mudar física, química ou biologicamente características de um despejo/resíduo perigoso, de maneira a torná-lo não perigoso ou menos perigoso. Implica em ações que tornam despejos/resíduos mais seguros para transporte, disposição ou armazenamento. 
Programa de Educação Ambiental
O programa busca atingir o público infantil, que será o futuro da população de Benjamin Constant. Palestras podem ser promovidas para todos os públicos em escolas com a finalidade de promover a educação ambiental a esse público, tornando a separação dos resíduos sólidos um hábito na sociedade e não uma obrigação. 
O programa pode ser composto de palestras que enfatize problemas advindos da má disposição dos resíduos sólidos e ao incentivo à separação adequada dos resíduos explicando os benefícios da coleta seletiva e reciclagem. 
Método da Cobrança para Disposição 
Em cidades dos EUA utiliza-se um sistema de cobrança por lixo. Cada morador deve pagar uma determinada quantia por container delixo recolhido. Em Seattle, por exemplo, cada container de 135 litros coletado uma vez por semana custa US$ 13.75, cada container adicional custa US$ 9.00. quando o número de containeres utilizados por mês é reduzido, significa uma diminuição na geração de resíduos reduzido, e então os moradores são premiados com a diminuição do preço dos serviços de coleta e disposição dos resíduos. Essa experiência mostra que a eficiência deste sistema aumenta quando a cobrança é instituída paralelamente a um programa de coleta seletiva de resíduos sólidos. 
Para o município de Benjamin Constant propõe-se a introdução de uma taxação sobre o quilo do lixo gerado. A taxa seria cobrada de maneira que, quem produz mais paga uma alíquota maior do que quem produz menos. 
Para ter um mesmo impacto na população de baixa e alta renda, a taxa seria variável deacordo com o IPTU. Regiões mais valorizadas pagariam mais pelo quilo do lixo do que regiões mais pobres. 
Além da taxa, seria cobrada uma multa de valor elevado para quem não colocasse o lixo em local apropriado, inibindo qualquer tentativa de burlar a cobrança de taxa. 
O lixo seria depositado em contêiner, no caso de prédios e vilas, e em latões, no caso de residências. Esses latões e contêineres teriam os pesos padronizados e descontados na hora da taxação. 
O lixo devidamente selecionado seria isento de taxação, com o objetivo de estimular a coleta seletiva e a reciclagem.