CENTRO DE TECNOLOGIA - UFAL XXIV Seminário de Integração PET Eng. Civil - 24/08/2007 Resíduos...

CENTRO DE TECNOLOGIA - UFAL

XXIV Seminário de Integração PET Eng. Civil - 24/08/2007

Resíduos sólidos na Resíduos sólidos na drenagem urbanadrenagem urbana

Marllus Gustavo F. P. das Marllus Gustavo F. P. das NevesNeves



Impacto nas Águas Urbanas



Os problemas no meio urbano são integrados

Impermeabilização excessivaContaminação dos cursos d’águaGeração de resíduos sólidos

Afetam vários sistemas (drenagem)

Gestão: não integrada e há parâmetros indefinidos



Resíduos sólidos



Sólidos: 2 fases

1 -predominância de sedimentos

2- predominância de lixo

Origens dos sólidos totais:• gerados pela população• sedimentos, vegetação, pedras ... gerados pela

erosão e transporte pelo escoamento



O resíduo sólido total num determinado período

Rt = C + L + D

RtRt total em uma bacia hidrográfica total em uma bacia hidrográficaCC é o total coletado pelos serviços públicos é o total coletado pelos serviços públicosLL é o total retirado através do sistema de é o total retirado através do sistema de limpezalimpezaDD é o total que acaba na drenagem pelo é o total que acaba na drenagem pelo escoamento escoamento Existe extensa bibliografia sobre C e algo sobre L, mas praticamente nada sobre D



•educação da população•cobertura da rede de coleta domiciliar e sua freqüência•freqüência e eficiência da limpeza das ruas•programação eficiente quanto à limpeza antes dos dias chuvosos•freqüência de limpeza em locais de eventos ou de grande movimentação•gestão de resíduos de construções, entre outros

A eficiência da gestão dos temos C e L depende do seguinte



Coleta O valor do primeiro termo, em kg.hab-1.dia-1, varia:

•renda da população•Sazonalidade•características regionais, entre outros

No Brasil há grande variedade e os números tendem a crescer em função do desenvolvimento econômico e social, principalmente com o aumento de renda



Em geral:

Maior desenvolvimento de países ou regiõesMaior diversidade econômica Maior Urbanização

Maior geração Per capita

Maior Padrão de vida

Mais material potencialmente reciclável



Limpeza urbana

Componente que mais tem relação com a rede de drenagem, pois está mais suscetível de atingi-la

Pesquisas recentes:•tentam suprir a deficiência de informação•reconhecem a importância do serviço de limpeza urbana no problema•Verifica-se que as áreas comerciais são as de maior contribuição com as carga



Na rede de drenagem

Experiências em quantificação na drenagem urbanaÁfrica do Sul: Springs 1990/91 – 4 meses de estudo 299 ha 85% Com/Ind e 15% Res.

Coleta em canal aberto

Cidade do Cabo 1999 – 3 meses de estudo – subbacias representativas

Com: 6,24 ha, Ind: 2,5 ha, Res: 4,7 ha

Bolsas no final dos condutos



Joanesburgo 1995/6 – 800 ha área urbana altamente desenvolvida com zonas Com, Ind e Res. Coleta em canal

abertoAustrália:Coburg/Melbourne 1994/95 – 12 meses – bacias representativas

Ind. Leve: 2,5 ha, Mista: 16 ha, Res: 20 ha

Toda a bacia: 150 ha.

Saídas das Subbacias



Coburg/Melbourne – 50 ha – 35% Comercial e 65% Residencial

Conduto na saída da BH

Nova Zelândia:Auckland 1996 – bacias representativas

Ind: 16 ha, Res: 8,5 e 5,4 ha e Com: 14,9 ha

Bolsas no final dos condutos

Sidnei – 1995/96 - 322,5 ha - área urbana altamente desenvolvida com zonas Com,Ind e Res.

Conduto na saída da BH



Local ComposiçãoSprings 62% plásticos, 11% poliestireno, 10% papel, 10% latas, 2% vidro e 5% outros

JohannesburgSedimentos, detritos suspensos (80% de bolsas de plástico), restos flutuantes e grandes objetos (pneus de trator e carcaças)

Melbourne 80% vegetação e o restante associados a atividades de pedestres e motoristas

Auckland*53% plástico rígido, 1,9% espuma de plástico, 10,5% forro/fibra de plástico, 0,3% vidro, 3,3% alumínio, 0,5% lata/aço, 26,8% papel/papelão, 3,5% outros

Cape Town** não fornecida

Cape Town***plásticos mais de 50%, em massa, em ambas as áreas industrial e comercial. Metal, madeira e borracha contribuíram significantemente para a massa de resíduos

Sidney 5,67 % material flutuante, 32,57% org. (tufos de folhas e gramas), 61,76% sedimentos*Há algumas distorções entre os resultados de Auckland publicados (ver tabela 2.11) por CORNELIUS et al. (1994) apud ARMITAGE et al. (1998) e os resultados de CORNELIUS et al. (1994). Este último texto não indica a densidade que foi utilizada, enquanto o primeiro texto assume 95 kg/m3.

LocalCarga

(kg/ha/ano) Vol (m3/ha/ano)Tamanho mínimo capturado (mm)

Springs 82 0,86 -Johannesburg 48 0,5 20Auckland 2,76 0,029 19Cape Town 18 0,189 6Melbourne (sem a parte orgânica) 6 0,08 5

Resumo: quantidades e Resumo: quantidades e composiçõescomposições



Cidade do Cabo – África do SulCidade do Cabo – África do Sul



Gestão dos Resíduos



A gestão dos sólidos envolve medidas para minimizar o total gerado. Este total, entretanto, tem que ser conhecido

Isto exige medidas de controle:Estruturais e não estruturais

Intervenções no meio

Mudanças de atitude



Medidas Estruturais



Estruturas de Estruturas de RetençãoRetençãoAutolimpant

es

Em geral precisam de altas cargas

Outras Estruturas:Colocadas nas bocas-de-lobo

Diminuem a freqüência de limpeza



Estruturas flutuantes: alguma eficiência em locais com velocidades baixas

Redes: Também são em um programa de gerenciamento mais presente



Medidas Não-Estruturais



Melhoria dos Serviços urbanos

Regulação dos empreendimentos

Mecanismos para redução das fontes de produção

Exemplo: eliminação do uso de sacolas de plástico para supermercados

O exemplo de Auckland

Alguns resíduos tiveram redução de mais de 50% na carga

Aplicação conjunta de medidas Estruturais e Não Estruturais



Na área específica de resíduos sólidos

Gerenciamento IntegradoMinimizaçã

o

Cada resíduo no seu lugarRedução, Reuso e

Reciclagem, nesta ordem



Estudo de caso: quantificação em uma bacia hidrográfica

urbana



Metodologia



Diferença entre Carga Potencial e Carga Medida

Balanço de Massa

Caracterização do resíduo de

varrição

Dados de varrição e

chuva

Carga Potencial

Quantificação Indireta

Carga Medida

Quantificação Direta

Caracterização do resíduo

medido

Dados de coletas domiciliares e

varrição



Área de estudo



•A bacia situada inteiramente em Porto Alegre•área de drenagem de 1,92 km2

•Uso do solo:21% comercial (duas das principais

avenidas)42% de área residencialrestante com áreas verdes com grande

declividade Porto Alegre

Sistema de Gerenciamento Integrado - 1990Coleta seletiva, Resíduos Ind., Serviços de Saúde, Aterros San.e de Inertes



Domiciliar e VilasSeletivoComercialIndustrial

VarriçãoFocosCaliçaRSSS (infectante ou comum),...

Tipos Coletados

Espacialmente:

9 seções de limpeza urbana, 1 de coleta seletiva e 1 de coleta especial - DMLU

Coleta domiciliar terceirizada em toda a cidade



Coleta em Vilas sob responsabilidade das seções

seçõeseçõess

Domiciliar propriamente dito – setores:



5 drenam para a BR do parque - uma diretamente para a CB12

6 Subbacias: cabeceiras - 20% de declividade e parte inferior plana



Coletas e Limpeza UrbanaSeletiva, Domiciliar sem Vilas, Varrição

VarriçãVarriçãoo

71% sob responsabilidade da SUDESTE

29% sob responsabilidade da CRUZEIRO



Setores de coleta domiciliar e seção sudeste de varrição

0,4 0,4 km/hakm/ha

0,24 km/ha em média observados

8 meses8 meses

0,52 0,52 kg/hab/diakg/hab/dia



Coleta

0,16 0,16 km/hakm/ha

Freq. de Varrição, Bairros e Coleta da Varrição

Pesagem na Estação de Transbordo



Canal da José de Alencar e Bacia de Retenção

Qmáx de projeto 16,159 Qmáx de projeto 16,159 mm33/s/s

Vol de projeto 12.619 mVol de projeto 12.619 m33



Casa de Bombas

4 bombas -Qmáx de projeto 5 m3/s



Materiais, Métodos e Observações de Campo

Foram realizadas visitas a CB12 no período de estudo, pesando e caracterizando o material que atingia o poço

Freqüência de visitas: pelo menos 2 vezes por semana



O resíduo que atingiu o poço foi retirado e posto para secar. No poço, a malha é de 5 cm.

O resíduo chega ao poço por efeito do escoamento ou pela sucção das bombas

Retiram material menor que 5 cm, aumentando a eficiência

Comum a presença de aguapés

Eficiência: 65% e 100%



Caracterização: Plásticos 1, PET, Plásticos 2, MADT, vidro, papéis, longa vida, isopor, trapos, espuma, ALA, outros

ResultadosLixo: 195,74 kg (balança) – correção = 287,81 kg, resultando em 68,01% de eficiência no período. 1,5 kg/ha em 8 meses (2,25

kg/ha/ano)



Peso do lixo x Precipitação: Tendência sempre de uma relação crescente linear, sobretudo com o intervalo quinzenal

Número médio de dias anteriores secosNúmero médio de dias anteriores secosinversamente prop. ao valor coletado mensalinversamente prop. ao valor coletado mensalQuinzenal: semelhanteQuinzenal: semelhanteSemanal: a relação não fica clara.Semanal: a relação não fica clara.



MensalMensal

QuinzenalQuinzenal

SemanalSemanal



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19Plásticos 1PETPlásticos 2Vidropapéislonga vidaIsoporTraposLatasAlumíniooutros

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37Plásticos 1PETPlásticos 2Vidropapéislonga vidaIsoporTraposLatasAlumíniooutros

Resíduo

Número da coletaResíduo

Número da coletaOs plásticos Os plásticos (todos os (todos os tipos)tipos)

apareceramapareceram

em todas as em todas as visitas,visitas,

praticamentepraticamente

Caracterização: Caracterização: Plásticos com Plásticos com 77,2% na 77,2% na composição composição globalglobal, em peso, em peso



Plásticos 1, PET, Plásticos 2, MADT, vidro, papéis, longa vida, isopor, trapos, pedras, ALA, VAMO, outros

Tipos:

Composição na varrição da BH quanto há de lixo na

varrição ?



Composição média da BH 23% de lixo

Resultados da Caracterização em peso

40% de plásticos, em peso



Variação no Armaz. = Entradas - SaídasVariação no Armaz. é pequena em relação às

entradas e saídas

Desprezando as coletas de alguns tipos de resíduos

Td = Déficits de Coleta + Prod. De Sed. - VarriçãoTotal de resíduos drenados pela

redeMétodo proposto: O déficit médio de varrição por causa da chuva faz as vezes dos demais déficits

Td = DF + E onde E é a margem de erro na estimação do valor esperado



Objetivo: carga na drenagem com base na precipitação, separando o grupo de dados de varrição em dois

valores coletados em período chuvoso

valores coletados em período seco Após a análise dos dados

A separação dos grupos foi mudada

G 1 : 0,0 ≤ P < 0,5 mmG 2 : P > 0,5 mm



Aplicação preliminar da separação dos grupos:

DF = 32.712 kg na seção SE

)( L2L1nd.DF No de dias que P > 0,5 mm

AplicaçãoDados: Varrição diária (DMLU)

P diária (DEP – INMET)

Período entre novembro/2003 e junho/2004



Os dados de varrição são utilizados dizem respeito à seção SETransferir para a BH: massa

específica (kg/km2)

Amostra para os métodos: dados em quilogramas somente



Transferência para a bacia Hidrográfica

Participação média do lixo nos sacos de varrição



Ajustam-se Dist. Estatísticas para os gruposGeram-se DF aleatórios

diáriosEstes são somados

Tomando-se 100 amostras: Dist. Amostral de DF esperado (ou das médias)

Repetir 1.000 vezes: uma amostra de 1.000 DFs

Uma média dos 1.000 DFs

Incorporar incertezas



Para a seção sudeste de varrição:

Transferência para a bacia Hidrográfica:



Estimativa para finais de semana (FDS)

Período: Coleta média = 4.632,88 kgNos FDS, 26,5% a menos que este valorNas segundas-feiras, 37,7% a mais que este valor e 87,3% a mais que nos finais de semana

A pouca coleta do FDS é compensada pela segunda-feira

Em geral:

Houve FDS com pouca coleta e segundas-feiras também – fora do que se espera

Entretanto:



Do mesmo modo que foi feito anteriormente:

No de dias que ocorre o que não se espera

Verifica-se se no FDS houve coleta inferior a 0,735 . média e segunda-feira com coleta inferior a 1,377 . média.

2 grupos com médias LFDS e LS



Indicadores e Balanço de Massa



Diferença entre Carga Potencial e Carga Medida

Balanço de Massa

Caracterização do resíduo de

varrição

Dados de varrição e

chuva

Carga Potencial


Carga Medida


Caracterização do resíduo

medido

Dados de coletas domiciliares e

varrição



Coleta domiciliar203,70 kg . hab-1 . ano-1

Coleta da varrição4,97 kg . hab-1 . ano-1

Deixa-se de coletar (quantificação indireta)108,3 g . hab-1 . ano-1

Esta quantidade entra na bacia hidrográfica ou sistema de drenagem

Da quantidade acima, parte sai da rede(quantificação direta)33,2 g . hab-1 . ano-1Retido na rede

75,1 g . hab-1 . ano-1 (quase 1 tonelada por ano)



TipoEntrada na drenagem% do total

Saída da detenção% do total

Plásticos, PET e Polipropeleno

42,1 81,77

Papel 39,1 0,76

Tecidos, sapatos, etc 2,6 9,97

Vidros 5,4 2,00

Latas 6,5 2,25

Outros 4,3 3,25

Caracterização sacos de varrição x lixo que vem pela rede

Pode-se estimar o que fica retido por tipo



Papel na entrada42,3 g . hab-1 . ano-1

Papel na saída2,5 g . hab-1 . ano-1

O papel se dilui na rede

Total produzido: Rt = C + L + DDeixa-se de coletar 0,05% de Rt ou 2,1% de L

Ordem de grandeza de alguns locais da literatura (Nova Zelândia e Austrália)

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