III-090 - AVALIAÇÃO DE METODOLOGIA DE AMOSTRAGEM PARA CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS Bruno Maia Pyramo Costa Engenheiro Civil (UFMG, 1999). Mestre em Engenharia Sanitária e Ambiental (UFMG, 2002). Paulo Augusto Cunha Libânio Engenheiro Civil (UFMG, 1999). Mestre em Engenharia Sanitária e Ambiental (UFMG, 2002). Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (DESA/UFMG). Ilka Soares Cintra Engenheira Civil (UFMG, 1979). Mestre em Engenharia Sanitária e Ambiental (UFMG, 1994). Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos (DESA/UFMG). Professora Assistente do Departamento de Cartografia do Instituto de Geociências da UFMG. Carlos Augusto de Lemos Chernicharo (1) Engenheiro Civil e Sanitarista. Doutor em Engenharia Ambiental pela Universidade de Newcastle upon Tyne UK, Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG. Endereço (1) : Av. do Contorno, 842/701 Centro 30110-060 Belo Horizonte MG. Tel: (31) 3238.1020 Fax: (31) 3238.1879 E-mail: calemos@desa.ufmg.br RESUMO O presente trabalho apresenta uma avaliação comparativa entre metodologias de amostragem distintas, convencional e simplificada, na estimativa da composição gravimétrica dos resíduos sólidos urbanos de Belo Horizonte. Estas metodologias diferem quanto ao volume de resíduos amostrados e caracterizados. A metodologia simplificada se deu a partir da amostragem do lixo urbano de apenas uma das dez regionais de limpeza pública do município, determinando-se a composição gravimétrica em uma massa de resíduos bem inferior à preconizada na literatura. Posteriormente, realizou-se uma nova amostragem na qual todas as regionais, à exceção do centro da cidade, foram contempladas. Nesta segunda oportunidade, procedeu-se segundo a metodologia convencional, com a caracterização de amostras de maior volume. A metodologia alternativa mostrou-se válida quando da comparação dos resultados na mesma regional de limpeza e na extrapolação dos resultados para o município, considerando-se a variabilidade no perfil de geração de resíduos entre as regionais e, muitas vezes, entre o distritos de uma mesma regional. PALAVRAS-CHAVE: Metodologia de Amostragem, Caracterização Física, Resíduos Sólidos Urbanos. INTRODUÇÃO A estimativa dos volumes totais médios dos componentes do lixo urbano e da proporção destes no montante total, é imprescindível para a adequação das políticas públicas de gerenciamento de resíduos nos centros urbanos, seja no planejamento e implementação de medidas não-estruturais de incentivo à minimização da geração de resíduos, seja na definição da infra-estrutura e das tecnologias para tratamento e disposição final dos mesmos. Desta forma, a caracterização física dos resíduos sólidos urbanos, em especial no que diz respeito à determinação de sua composição gravimétrica, torna-se uma etapa essencial, possibilitando o reconhecimento de sua carga poluente e de suas potencialidades econômicas associadas à recuperação de alguns de seus materiais constituintes. Entretanto, devido à grande heterogeneidade de sua composição, os resíduos sólidos urbanos se mostram de difícil amostragem e caracterização, não havendo uma definição clara quanto aos procedimentos metodológicos a serem adotados, nem quanto aos critérios para a classificação dos diversos materiais constituintes da massa de resíduos. BARROS (1998) aponta diversos critérios para classificação dos resíduos, entre os quais pode-se citar aqueles referentes à tratabilidade (biodegradável, descartável, reciclável) e à biodegradabilidade (facilmente ou dificilmente degradável), cabendo ao pesquisador defini-los conforme o interesse maior do trabalho. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1
GOMES (1989) discursa acerca da falta de apresentação franca das metodologias de amostragem empregadas para determinação da composição física dos resíduos sólidos, apontando tal problema como um grande empecilho à realização de pesquisas futuras na área. O autor alerta ainda para a necessidade de uma maior normalização neste campo de estudo. Diversos autores se reportam a TCHOBANOGLOUS et al. (1993), o qual considera a carga total de um caminhão em um dia típico de coleta, uma amostra representativa do lixo urbano residencial, citando ainda outros estudos nos quais aferiram-se variações não significativas entre amostras de 90 kg até 770 kg (200 a 1700 libras). OBJETIVOS Avaliação comparativa de metodologias de amostragem simplificada e convencional na caracterização física de resíduos sólidos urbanos. MATERIAIS E MÉTODOS Metodologia Simplificada A metodologia simplificada de amostragem consistiu, inicialmente, na determinação de uma divisão de limpeza pública, referente a uma dada região de Belo Horizonte, na qual o lixo coletado fosse representativo da geração média dos resíduos do município. Isto foi possível a partir do trabalho de MERCEDES (1997), o qual apresenta os valores médios dos parâmetros amostrados nas 10 divisões de limpeza do município e a estimativa global, utilizando-se a técnica da amostra estratificada proporcional. Analisando-se tais dados, observou-se uma elevada aproximação dos valores médios da divisão de limpeza pública da regional noroeste e a média global ponderada de Belo Horizonte no que diz respeito a alguns constituintes da massa de lixo urbano, conforme apresentado na Tabela 1. Tabela 1: Comparação entre os percentuais médios em peso de algumas das categorias amostradas, referentes à Regional Noroeste e Belo Horizonte (Mercedes, 1997). Material % Peso (DV-LPNO) % Peso (Belo Horizonte) Restos de Alimentos 63,07 63,42 Papel Fino 6,81 6,82 Plástico Mole 8,89 9,08 Metal Não Ferroso 0,30 0,38 Vidro Branco 1,32 1,36 Assim, objetivando-se constituir uma amostra representativa do lixo domiciliar da capital mineira, realizou-se a amostragem dos resíduos a partir do volume total transportado por caminhão tipo domiciliar até o aterro sanitário municipal, após coleta na divisão de limpeza pública da regional noroeste. Após o despejo dos resíduos nas proximidades de uma das frentes de serviço do aterro, devido ao grande volume inicial de lixo, fez-se necessário o emprego de uma pá-mecânica para espalhamento e quarteamento (Figuras 1 e 2). Figura 1: Descarga dos resíduos coletados na Regional Noroeste de Belo Horizonte. Figura 2: Quartiamento mecanizado do grande volume inicial de amostra. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2
A determinação da massa de lixo urbano inicialmente amostrada foi possível a partir da pesagem do caminhão de coleta antes e após o despejo dos resíduos, aferindo-se uma massa equivalente a 7,4 toneladas. Ao final do quarteamento mecanizado, tornou-se possível e adequado o quarteamento manual da amostra, o que se repetiu até obtenção de um volume final correspondente a 21,0 kg, significativamente menor ao recomendado pela literatura especializada (TCHOBANOGLOUS et al., 1993). Metodologia Convencional Em um segundo momento, quando do início do preenchimento de reatores anaeróbios com resíduos sólidos urbanos para avaliação da influência da recirculação do chorume na biodegradação dos mesmos, optou-se, como já mencionado, por um procedimento de amostragem convencional. Assim, apesar dos procedimentos de quarteamento terem sido semelhantes aos da metodologia simplificada, a determinação da composição gravimétrica do lixo urbano se deu em um volume maior de amostra, nunca inferior a 90 kg. Ademais, neste trabalho de caracterização do lixo urbano, realizou-se a amostragem dos resíduos coletados em todas as regionais de limpeza pública, à exceção da regional centro, onde a coleta é noturna e o lixo é predominantemente de origem comercial. A seleção dos veículos de coleta seguiu um critério aleatório, evitando-se apenas aqueles provenientes de trechos atípicos, em cuja extensão encontravam-se notadamente estabelecimentos comerciais. Maiores detalhes sobre os procedimentos empregados são descritos por LIBÂNIO (2002). RESULTADOS E DISCUSSÃO Apesar dos resultados da caracterização física do lixo urbano amostrada conforme a metodologia padrão, compreenderem um amplo conjunto de informações, entre elas a determinação da composição gravimétrica em diferentes regionais, serão apresentados neste trabalho somente àquelas referentes à regional noroeste e ao conjunto das regionais amostradas. Desta forma, a fim de se comparar os resultados obtidos através dos dois procedimentos, são apresentados na Tabela 2 os percentuais em peso úmido das diversas categorias de materiais. Tabela 2: Comparação entre os resultados obtidos na caracterização dos resíduos sólidos urbanos da regional noroeste e de Belo Horizonte. Local Regional NO Regional NO Regionais (1) Amostradas Período de amostragem 13/12/2000 9/5/2001 7 a 17/5/2001 Metodologia Simplificada Convencional Convencional Categoria Peso %Peso Peso %Peso Peso %Peso (kg) (%) (kg) (%) (kg) (%) Vidro 0,38 1,84 2,68 2,77 22,26 2,66 Metal 0,51 2,44 2,20 2,27 20,56 2,46 Plástico fino 2,09 10,10 9,58 9,90 91,86 10,99 Plástico duro e PET 0,43 2,05 4,34 4,49 39,22 4,69 Entulho 0,21 1,03 0,86 0,89 18,62 2,23 Outros 1,03 4,95 4,96 5,13 50,50 6,05 Papel (2) 3,99 19,27 14,52 15,01 150,70 18,03 Tecidos e Espuma 0,55 2,64 2,10 2,17 17,76 2,12 Madeira 0,20 0,98 1,18 1,22 8,40 1,00 Matéria Orgânica Putrescível (3) 10,32 49,82 50,32 52,01 358,94 42,94 Ossos 0,38 1,85 0,52 0,54 5,90 0,71 Material Particulado 0,63 3,02 3,50 3,62 51,16 6,12 TOTAL 20,71 100,00 96,76 100,00 835,88 100,00 (1) Todas as regionais de limpeza pública de Belo Horizonte, à exceção do Centro. (2) Referente às categorias de papel reciclável, não reciclável, papelão e tetra pak. (3) Incluindo a categoria podas. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3
Observa-se uma satisfatória coerência dos resultados obtidos para a regional noroeste quando se leva em consideração que os trabalhos se reportam a épocas distintas e os volumes amostrados e caracterizados são significativamente diferentes 21, 97 e 836 kg, respectivamente. Deve-se notar que, em ambas metodologias, a caracterização desta regional foi feita no mesmo dia da semana (4 a feira), procurando-se, assim, eliminar um das inúmeras variáveis responsáveis por alterações na composição do lixo urbano. É interessante observar que, através de ambas as metodologias, aferiu-se as mesmas categorias como as três maiores por ordem percentual em peso matéria orgânica, papel e plástico fino (Figura 3). O percentual de matéria orgânica, determinado pela metodologia simplificada nas amostras de lixo proveniente da regional Noroeste, é bem próximo daquele obtido para esta regional através da metodologia convencional. Entretanto, a extrapolação do percentual de matéria orgânica putrescível para as demais regionais do município de Belo Horizonte não se mostrou válida. Porcentagem em peso úmido (%) 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Matéria Orgânica Papel Plástico fino Outros Material Particulado Tecidos e Espuma Regional NO - Dezembro/2000 Regional NO - Maio/2001 Regionais Amostradas - Maio/2001 Metal Plástico duro e PET Ossos Vidro Entulho Madeira Figura 3: Determinação da composição gravimétrica do lixo urbano amostrado segundo diferentes metodologias. CONCLUSÕES O presente trabalho pretendeu contribuir para futuros estudos de caracterização física de resíduos sólidos, no que diz respeito à determinação de sua composição gravimétrica, uma vez que o mesmo apresenta uma metodologia relativamente simples, rápida e com resultados satisfatórios. Por sua vez, a hipótese assumida na metodologia simplificada, de que os percentuais em peso úmido dos diversos componentes do lixo urbano coletado na regional noroeste são bem próximos àqueles das demais regionais do município, não se mostrou válida para a extrapolação dos resultados, especialmente ao observamos o percentual de matéria orgânica putrescível. Desta forma, não se pode afirmar que a metodologia simplificada é suficientemente capaz de aferir com precisão as percentagens em peso dos diversos materiais constituintes da massa heterogênea de lixo, mas sim que, existindo um estudo prévio, amplo e confiável, pode-se pressupor verdadeiros os resultados de inferências mais sucintas, tal como relatado neste texto. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BARROS R.T.V. (1998) Resíduos Sólidos. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Escola de Engenharia da UFMG. 2. GOMES L.P. (1989). Estudo da Caracterização Física e da Biodegradabilidade dos Resíduos Sólidos Urbanos em Aterro Sanitário. Departamento de Hidráulica e Saneamento da USP, São Carlos, 167p. (Tese de Doutorado). 3. LIBÂNIO P. A. C. (2002). Avaliação da Eficiência e Aplicabilidade de um Sistema Integrado de Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos e de Chorume. Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFMG. 4. MERCEDES S. S. P. (1997). Perfil de Geração de Resíduos Sólidos Domiciliares no Município de Belo Horizonte no Ano de 1995. Anais do XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Foz do Iguaçu. 5. TCHOBANOGLOUS G., THEISEN H. e VIGIL S. A. (1993). Integrated Solid Waste Management: Engineering Principles and Management Issue, McGraw-Hill International Editions, 978p. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5