III O USO DA INFORMÁTICA E A IMPORTÂNCIA DA MINIMIZAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS POR COMPOSTAGEM PARA VALORIZAÇÃO DA QUALIDADE AMBIENTAL

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1 III O USO DA INFORMÁTICA E A IMPORTÂNCIA DA MINIMIZAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS POR COMPOSTAGEM PARA VALORIZAÇÃO DA QUALIDADE AMBIENTAL Terezinha Rodrigues Chaves (1) Engenheira Química - Universidade Federal do Ceará (UFCE). Mestre em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Professora da Universidade de Fortaleza (UNIFOR). Assessora da Diretoria de Graduação/ Divisão de Assuntos Pedagógicos, Doutoranda em Engenharia Ambiental na UFRN. Josette Lourdes de Souza Melo Engenheira Química UFPE. Engenheira em Segurança do Trabalho - UFPE. Mestre Em Química Analítica UFPE. Doutora em Engenharia Ambiental INSA/Toulouse - France. Professora do PPGEQ do DEQ/UFRN. Pesquisadora do PROSAB/ PRONEX/RN. Chefe do Laboratório de Eng. Amb. e Contr. de Qual. do DEQ/UFRN. Vice Chefe do DEQ/UFRN. Henio Normando de Souza Melo Engenheiro Químico - UFPE. Mestre em Química Ambiental - UFPE. Doutor em Engenharia Ambiental - INSA/Toulouse - France. Professor do PPGEQ do DEQ/UFRN. Coordenador do PROSAB/PRONEX/RN. Vice Chefe do Lab. Eng. Amb. e Contr. Qual. do DEQ/UFRN. Endereço (1) : Dr. Joaquim Frota, casa Condominium Maison Blanche - Água Fria - Fortaleza - CE - CEP: Brasil - Tel: (85) / trc@unifor.br RESUMO O lixo urbano constitui em um dos maiores problemas da sociedade moderna. Este trabalho apresenta uma nova tecnologia para acompanhamento do gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos. Foi desenvolvido um software tendo como base científica dados técnicos gerados numa comunidade de pequeno porte com habitantes. Este software oferecerá aos administradores comunitários um instrumento computacional para avaliação de custos e benefícios financeiros associados a implantação de unidades de triagem e compostagem, além de subsidiar informações básicas sobre o gerenciamento integrado de resíduos sólidos. Neste sistema apresentam-se tecnologias com hipertextos, fluxograma, módulos integrados e sistema de dimensionamento de tratamento do lixo urbano. Através de um roteiro detalhado por método computacional foram registradas informações necessárias sobre o tipo de coleta, de imóvel, de resíduos e de veículos. Outros dados importantes que foram detalhados: as vias de transporte relacionadas com o tipo de veículo, a parametrização do sistema, as condições e descrição de lixeiras, a composição do lixo, as condições dos imóveis dos residentes, descrição e condições do lixo (espécie e densidade), condições de tráfego e a zona de coleta. O programa apresenta como resultados a abertura de uma matriz de inserção, exclusão, pesquisa e críticas relacionando condições gerais de coleta, transporte, aproveitamento e tratamento do lixo; matriz de processamento (otimização dos ciclos de coleta, determinação da distância ótima dos pontos de coleta seletiva); matriz de custos (custos com transporte, manutenção de frota, equipamentos e com pessoal); além da matriz de pós-processamento que apresenta relatórios diversos conforme a necessidade do usuário final. O teste preliminar do programa computacional evidencia dados de planejamento para o tratamento final dos resíduos sólidos, através da diferenciação do tipo do material coletado do banco de dados, portanto melhorando o nível de informações necessárias para tomadas de decisões sobre destino final ou tratamento dos resíduos sólidos. PALAVRAS-CHAVE: Resíduos Sólidos, Melhoria da Qualidade, Software de Resíduos Sólidos, Tecnologia, Gerenciamento Integrado. INTRODUÇÃO O presente trabalho enfatiza o controle da qualidade ambiental através de dados por computador, com vistas a planejar a minimização dos impactos de geração do lixo nas comunidades. O volume de resíduos sólidos tem crescido assustadoramente e sua composição tem-se modificado ao longo dos últimos dez anos. Esses ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 dois fatos associados têm criado uma necessidade urgente de buscar novos conceitos sobre o assunto, dentro de uma visão abrangente e comprometida com a proteção ambiental, tanto pelo controle da poluição, quanto pela economia de energia e de recursos naturais [Aloysio]. A nova abordagem técnica da questão do resíduos sólidos urbano preconiza a adoção de sistemas descentralizados dentro de um planejamento integrado, e dá ênfase às ações de minimização para solucionar o problema. Uma dessas ações diz respeito à maximização da reciclagem e ao reaproveitamento desses resíduos. A reciclagem tanto pode ser aplicada aos resíduos inerte (plásticos, vidros, metais etc.) como aos resíduos orgânicos (restos de frutas, legumes e de alimentos em geral, folhas, gramas, etc.). A forma mais eficiente de reciclagem dos resíduos orgânicos é por intermédio de processos de compostagem. Cerca de 65% do lixo urbano domiciliar produzido no país é constituído de matéria orgânica. Portanto, essa matéria pode ser tratada (estabilizada) e transformada em fertilizante orgânico (humificada) para uso agrícola, eliminando, dessa forma, os vários problemas ambientais e sanitários associados a eles, contribuindo decisivamente para a melhoria da qualidade de vida da população [J. Pereira Tinoco]. Baseados nos requisitos técnicos de João Tinôco Pereira Neto e Calderoni, este trabalho amplia as perspectivas de aplicabilidade da tecnologia da informática como forma de avaliar premissas para minimizar impactos decorrentes da disposição inadequada do lixo. Para melhor entendimento da importância deste trabalho é preciso mostrar que antecedendo a elaboração do programa computacional foi realizado uma pesquisa sobre trabalhos existentes na área, tendo como base os trabalhos de referência [Da Silva; Pereira Neto; Fernandes e Novais] e também um estudo sobre as preocupações de sustentabilidade que preconizavam a interação da ciência e da filosofia com a era da engenharia. Este estudo foi compartilhado através da educação ambiental na comunidade apresentando os dados específicos da interação do homem com a natureza, evidenciando o uso da informática na formação de banco de dados e no planejamento de ações, além de enfatizar a importância da minimização de resíduos sólidos por compostagem para valorização da qualidade ambiental. O trabalho foi executado em duas etapas. Na primeira, realizou-se o curso de educação ambiental na comunidade para investigação experimental de dados técnicos para compor o programa computacional. Posteriormente, investigou-se o efeito desses dados coletados com as várias alternativas de minimização de resíduos sólidos existentes (coleta seletiva, aterro sanitário, compostagem, reciclagem, dentre outros). Na segunda etapa foi criado um software para resolução de problemas sanitários e estéticos relacionados com o planejamento de ações para minimizar a problemática de geração dos resíduos sólidos urbanos. METODOLOGIA Através de um roteiro detalhado no curso de educação ambiental e do teste computacional foram registradas e apresentadas as informações necessárias para identificar os fatores que influenciam nas características quantitativas e qualitativas dos resíduos gerados na área de implantação do projeto de compostagem, tais como: Estimativas da quantidade de lixo gerado; Avaliação da composição gravimétrica (caracterização do lixo); Avaliação da dinâmica de crescimento populacional (população residente e flutuante); Poder aquisitivo; Condições climáticas; Hábitos de consumo; Taxas de incrementos da geração de lixo e limpeza; Caracterização das áreas de influência. Estes dados serviram, inclusive, para definir o número de multiplicadores que receberam o Curso de Formação em Educação Ambiental numa determinada área de influência. Também foi indicado um possível dimensionamento de toda a infra-estrutura necessária para operacionalização da coleta seletiva. Ao final desta etapa foi elaborado um relatório de avaliação do projeto, considerando todos os dados, gráficos e ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 registros em acervo técnico, com a finalidade de orientar e dar prosseguimento as atividades de criação de um sistema computacional que informasse sobre a minimização dos resíduos sólidos. As etapas de trabalho serão descritas a seguir: PROCESSOS DESENVOLVIDOS Inicialmente foram realizados estudos sobre a operação de um sistema de tratamento e destino final de resíduos sólidos [Schalch e Rezende]. Dos parâmetros de qualidade analisados na compostagem, foi necessário requerer dados científicos sobre as medidas relacionadas aos aspectos biológicos e de engenharia que proporcionaram as condições de otimização e desempenho do processo por computador. Avaliou-se teoricamente, os seguintes dados: a fase de degradação ativa nos processos acelerados e artesanais; a fase de maturação e o monitoramento da leira. Assim, também por cálculo foram identificados os seguintes parâmetros: umidade, temperatura, ciclo de reviramento, sólidos voláteis, produção do composto, controle dos impactos associados ao processo, emanação de odores, proliferação de vetores, produção de chorume, produção de rejeitos e aplicação do composto. Analisando-se essas atividades acima citadas, foram programadas fórmulas específicas para freqüência da coleta domiciliar, horário da coleta e transporte, visando definir um melhor caminho de ação no tratamento evitando o desperdício no processo de maturação e formação do composto mais puro para fins agrícola. SEGUNDA ETAPA: CRIAÇÃO E APLICAÇÃO DO SOFTWARE O levantamento de dados realizado na comunidade e a formação das bases de dados teóricos e de cálculos, permitiram apresentar a aplicação de módulos específicos de um programa computacional, descrito a seguir: - Tipo de coleta: define o tipo de coleta - normal, hospitalar e/ou especial relacionando-se a descrição e as condições de coleta; - Tipo de imóvel: define o tipo de imóvel casa, hospital, comércio, etc., relacionando-se as condições do imóvel e a descrição e condição dos resíduos sólidos; - Tipo de resíduos sólidos: define o tipo de resíduos sólidos - orgânico, inorgânico, hospitalar, relacionandose as condições do lixo, espécie e densidade; - Tipo de trafego: define as vias de transporte - condições de trafego, descrição e comprimento; - Tipo de veículos: define o tipo de veículo - modelo, capacidade, potência, nome, condições do veículo e consumo médio; - Parametrização: define a parametrização do sistema número de lixeiras, velocidade do veículo coleta, tempo de descarga, comprimento da via e densidade do lixo; - Outros custos: define variáveis diversas - pneus, lubrificante, combustível, condições do veículo, IPVA, licenciamento, seguro e ano; - Lixeiras: define os tipos de lixeiras - condições da lixeira, capacidade e descrição do tipo de lixeira; - Bairro: define a região de coleta; - Composição dos resíduos sólidos: define a caracterização - vidro, papel, orgânico, relacionando-se as condições dos resíduos, caracterização e condições de caracterização. - Zona de coleta: define a área onde o lixo será coletado - condições do bairro, logradouro, condições do logradouro, comprimento do logradouro, condições das lixeiras, número das lixeiras, número de imóveis, tempo de coleta na rua e condições de trafego. - Otimização dos ciclos de coleta; determinação da distância ótima dos postos de coleta seletiva; determinação da quantidade de lixeiras por logradouro; custos com transporte, manutenção da frota, equipamentos e com pessoal. - Matriz de saída de resultados e relatórios conforme a necessidade do usuário final. Dessa forma, testou-se os melhores resultados obtidos na comunidade procurando assim aplicar, dentro do possível, as condições favoráveis estudadas para o software e sua aplicabilidade a outras comunidades. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 RESULTADOS Como resultado a versão final do software foi assim estruturada em: cinco módulos: 1. Módulo de tabelas 2. Módulo de coleta 3. Módulo de Transporte 4. Módulo de compostagem 5. Módulo financeiro O módulo de tabelas possibilita toda a parte de manutenção da base de dados inserção, exclusão e pesquisa de dados. O correto preenchimento destas tabelas possibilita uma melhor utilização dos módulos seguintes. Este módulo é básico uma vez que trata dos dados diretamente na base de consulta. O módulo de coleta trabalha com as informações contidas na base de dados atualizadas pelo módulo tabelas. Neste item são tratadas todas as informações sobre a coleta cálculos (quantidade de lixo gerado, quantidade de imóveis, tempos de coleta, tempo perdido na coleta, potência de equipamento, definição de equipamento e de rota de coleta). Este módulo faz o tratamento dos dados definidos pelo usuário a partir da definição de um certo projeto e mapeia toda a região definida fazendo os cálculos necessários ara a saída dos relatórios. O módulo de transporte utiliza informações dos módulos anteriores e, através da definição da frota trata os dados desta fase de modo a comportar os volumes de resíduos tratados versus a coleta apontando o custo real com a tarefa determinada. O módulo compostagem trabalha com os dados dos módulos anteriores calculando um mini projeto de compostagem em função do volume de resíduo tratado. Define a quantidade de leiras suas dimensões altura da pilha de compostagem e tempos de maturação do resíduo acumulado. O módulo financeiro analisa cada situação e exibe um custo detalhado quando da execução do projeto definido. Este módulo só funciona quando as variáveis do projeto estão totalmente definidas. A simplificação do software atende os requisitos de qualidade sendo considerado como uma ferramenta de auxílio na tomada de decisão sobre a implantação de um determinado projeto, possibilitando a tomada de decisões estratégicas na definição de metas quando da implantação de um projeto de campo. Através dos resultados obtidos com o programa computacional ora apresentado, concluiu-se que pode-se avaliar as premissas da produção de dados e a interrelação das necessidades de acompanhamento para destino final e/ou tratamento do lixo urbano. Depois de se verificar a aplicação de dados e os possíveis arranjos das unidades ou módulos, as dimensões do software e de posse dos valores, tomamos como exemplo: Num município piloto de (sete mil) habitantes com produção total de lixo de 670g/hab/dia (considerando valores médios mensais em alta estação turística), observou-se que esta base de dados aplicada no desenvolvimento de atividades do programa computacional indicou os seguintes resultados: software aplica-se ao dimensionamento do sistema para atender o momento atual de geração de resíduos sólidos, permitindo escolher um caminho para planejamento de ações voltadas para o tratamento de resíduos sólidos, no caso a compostagem; método computacional aponta a freqüência da coleta domiciliar, determinando três dias úteis de limpeza por semana para uma população de habitantes como tempo necessário à fermentação e putrefação de resíduos gerados nesta comunidade; Considera-se que a coleta em dias alternados é melhor, pois possibilita maior economia de transporte e mão de obra; ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 No módulo de coleta, a situação ideal, num município piloto de habitantes, é aquela em que o horário da coleta, na grande maioria, ocorre entre 6 e 10 horas da manhã. Esse resultado foi baseado na quantidade máxima de lixo a coletar num dia, avaliada em toneladas; o comprimento de ruas a servir e a distância média do centro de gravidade da cidade ao ponto de vazamento de veículos; tempo utilizado para a coleta completa (em horas); o número de veículos utilizados; a carga útil do veículo; o número de viagens de cada veículo e o número total de viagens. Para esses parâmetros definimos 0,5kg de lixo/dia para cada habitante. Ao determinar a frota de veículos necessárias não devem as administrações visar exclusivamente o critério econômico (custos), já que os fatores técnicos e higiênicos devem ser igualmente considerados. A frota de veículos deverá ser determinada pela potência de transporte. A potência de uma frota é aqui definido como a soma das potências do veículos que a compõe. O interesse será sempre aumentar a potência do transporte, atuando na capacidade do veículo e na velocidade diretriz. Nesse parâmetro foi estudado e constatado que o volume de lixo per capita cresce enquanto o peso específico do lixo diminui, devido ao aumento do consumo de plástico e papel. Gerar histórico (banco de dados) nos municípios; Os dados cadastrados em computador poderão subsidiar outros programas e estudos de acompanhamento para destino final do lixo. Permitir a criação de controles e indicadores de qualidade, custos, eficiência operacional e resultados para gerenciamento do projeto. A aplicação do software é de suma importância, pois verifica-se que não há uniformidade nas práticas existentes de serviço de limpeza urbana. Há uma razão lógica para isso, porém essa pesquisa visa mostrar a estratégia de uso das variáveis população, topografia, clima e situação econômica da municipalidade. O objetivo é escolher o caminho ótimo de aplicação por computador na limpeza de resíduos sólidos urbanos, utilizando fórmulas para definir a coleta do lixo e o transporte. CONCLUSÕES Com base no trabalho realizado, concluiu-se que: - É possível melhorar a qualidade da adoção de medidas de minimização, controle do desperdício, reaproveitamento e reciclagem através do software que tem a meta de planejar dados de diferenciação do tipo de coleta, de transporte e de equipamentos; - O software é uma solução moderna que preconiza a adoção de medidas como minimização, controle do desperdício, reaproveitamento e reciclagem de uma forma didática, pois foi criado a partir de um curso de educação ambiental em comunidades; - Este software terá a função de subsidiar enfoque técnico e pára-didático de uma forma clara e objetiva e ao mesmo tempo simples, para subsidiar líderes comunitários; - O software permite avaliar de uma forma geral o melhor processo de destino final e/ou tratamento dos resíduos sólidos, haja visto que nele temos os dados de composição e características do lixo, noções básicas de acondicionamento, da eficiência do serviço através do planejamento da coleta, da características do sistema viário, dados populacionais e dados sobre tipos de coleta. Como a compostagem é, principalmente, um processo de tratamento e deve gerar um produto final estabilizado e seguro para o uso, o diagnóstico da coleta e transporte com antecedência garantirá o tempo e a distância necessária ao destino final sem que haja uma degradação prematura e portanto a formação de um produto final sem controle de tratamento. - A medida que se utiliza os processos computacionais no controle ambiental, pode-se diagnosticar também com antecedência a relação custo / benefício de um referido projeto e a possibilidade ou não de aplicabilidade de um processo de tratamento - compostagem, e não simplesmente um destino final aterro, tendo como parâmetro principal a qualidade de vida de uma população.. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ALOYSIO, M. S., COSTA, C. F.. Caracterização de resíduos sólidos domiciliares de Porto Alegre: descrição dos aspectos mais importantes. IN: II Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental, Gerenciamento de Resíduos e Certificação Ambiental., 1998, Porto Alegre. Anais... Rio Grande do Sul, out., p. 490, AMARAL, L. H.. Número de lixões ilegais cresce 25%. Jornal Folha de São Paulo. São Paulo, 18 de set BERRIOS, M. R.. O lixo domiciliar: a produção de resíduos sólidos residuais em cidade de porte médio e a organização de espaço, caso de Rio Claro. Universidade Estadual de São Paulo, UNESP. Rio Claro, p. 4. CALDERONI, S.. Os bilhões perdidos no lixo. São Paulo: Editora Humanista, FFICH, USP, 1997, 238 p. 5. CHAVES, T. R., MELO, J. L.S. Programa de despoluição ambiental através do gerenciamento do sistema de coletas e tratamento de resíduos sólidos na comunidade de Pitangui RN, Rio Grande do Norte, proposta de tese junto a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, janeiro, CHAVES, T. R., MELO, J. L.S. Novas tecnologias da informática aplicada ao gerenciamento integrado de resíduos sólidos na comunidade de Pitangui RN, Rio Grande do Norte, projeto de tese junto a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, novembro, PEREIRA NETO, J. T.. Manual de compostagem. Viçosa: SLU/PBH, UNICEF. Belo Horizonte, p. 8. PEREIRA NETO, J. T.. Quanto vale nosso lixo. Viçosa: IEF, UNICEF. Projeto Verde Vale. Belo Horizonte, Minas Gerais, p. 9. SCHALCH, V., REZENDE, M. O.. O processo de compostagem do lixo e sua relação com a qualidade do adubo formado. Revista BIO, Rio de Janeiro, n.º. 4, out./dez., DA SILVA, C. A. B., PEREIRA NETO, J. T., FERNANDES, A..R., NOVAIS, F. V.. Reciclon 2.0: um sistema de apoio à implantação de pequenas unidades de reciclagem de resíduos sólidos, Revista Agrosoft, v. 12, [s. n.}, p. 10, out., ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6