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How to cite this paperAn. 5. Enc. Energ. Meio Rural 2004
Metodologia para avaliação da energia associada ao resíduo sólido industrial: aplicação à região metropolitana de Campinas
Tereza Rosana Orrico BatistaI; Eglé Novaes TeixeiraII; Ennio Peres da SilvaIII
IMestranda em Planejamento de Sistemas Energéticos - UNICAMP
IIProfessora Doutora - FEC/ UNICAMP
IIICoordenador do Laboratório de Hidrogênio e do NIPE / UNICAMP
RESUMO
Neste trabalho teve-se como objetivo a aplicação de metodologia para avaliação da energia associada ao resíduo sólido industrial (RSI) para a Região Metropolitana de Campinas (RMC). No roteiro metodológico propõe-se a caracterização da área de estudo e da produção e gestão do RSI; a classificação energética e o estudo quali-quantitativo da energia associada ao RSI; e, a avaliação da aplicabilidade dos mecanismos de aproveitamento energético propostos para a região. A aplicação da metodologia à RMC mostrou-se válida e resultou numa apresentação sintética da realidade sócio-ambiental, do setor industrial e da destinação de resíduo, bem como indicou as potencialidades quanto ao aproveitamento energético de RSI, na RMC. Os resultados obtidos indicaram a importância da questão da produção e destinação de RSI, na RMC, e o significado, em termos de potência elétrica, para os valores da energia associada aos resíduos com fator de conversão energética conhecido, presentes na amostra estudada.
Palavras-chave: resíduo sólido, resíduo sólido industrial, inventário de resíduo, aproveitamento energético.
ABSTRACT
The aim of this work is to the application of a methodology to evaluate the energy associated to the industrial solid wastes in the Metropolitan Region of Campinas. The methodological route proposed is: the characterization of the research area and the production/management of the industrial solid wastes; the energetic classification and the qualitative/quantitative research of the energy associated to the industrial solid wastes; and, the valuation of the applicability of the energetic utilization mechanisms proposed to the region. This methodology when apllied at the Campinas Metropolitan Region proved to be valid and it resulted in a synthetically presentation of the social and environmental reality of the industrial sector and the destination of the wastes, as well as it indicated the potentialities related to the energetic utilization of the industrial solid waste in the region. With the obtained results it was shown the importance of the the production and the destination of the industrial solid wastes in the Campinas Metropolitan Region , and the meaning, in terms of electric potency, of the values of the energy associated to the wastes with a known factor of energetic conversion shown in the researched sample.
1 Introdução
Uma característica marcante da vida humana, no mundo moderno, é a convivência com a complexidade dos resíduos. Há uma grande quantidade e diversidade de substâncias e materiais sendo lançados ao ambiente devido às atividades do homem.
As metrópoles destacam-se como grandes consumidores de energia e fontes geradoras de resíduo sólido, uma vez que abrigam as maiores densidades de população e de atividades urbano-industriais.
Quanto à gestão e gerenciamento de resíduo sólido industrial (RSI), no Brasil, observa-se: existência de poucos estudos sistemáticos sobre o tema (SCHNEIDER, BETTIN E PARISE JUNIOR, 2000); a quantidade e qualidade do resíduo gerado assume importância considerável no processo de degradação do ambiente; em algumas regiões não há oferta de unidades de tratamento e destinação final compatíveis com o grau de industrialização, ocasionando o lançamento inadequado de resíduo no ambiente (SCHNEIDER, BETTIN E PARISE JUNIOR, 2000); e, figuram, entre os principais geradores de resíduo industrial, o Estado de São Paulo, através da Região Metropolitana de São Paulo, Baixada Santista, Campinas, Sorocaba e Vale do Paraíba.
No caso do Estado de São Paulo, há 255 áreas contaminadas por RSI cadastradas pela CETESB, entre estas, 40 situam-se na Região Metropolitana de Campinas (CETESB, 2003a).
Diante deste quadro de inadequação, quanto à gestão e gerenciamento do RSI, e do potencial energético contido neste tipo de resíduo, concebeu-se o presente trabalho que tem como objetivo a aplicação de metodologia para avaliação da energia associada ao resíduo sólido industrial (RSI) na Região Metropolitana de Campinas (RMC).
2 Aspectos ambientais e energéticos relacionados ao RSI
Como apresentado por Brollo e Silva (2001), atualmente, são diretrizes prioritárias de políticas de resíduo: evitar ou, nos casos em que não for possível, diminuir a produção de resíduo; reutilizar ou, quando não for possível, reciclar resíduo; utilizar a energia contida no resíduo; tornar inertes o resíduo antes da disposição final.
Considerando iniciativas de gestão ambiental pública na área de RSI, destaca-se as resoluções nº 06/88 (CONAMA, 2003a) e nº 313 / 2002 (CONAMA, 2003b), propostas, visando à realização de Inventários Estaduais e, a partir daí, formulação do inventário nacional e definição de uma política de redução da produção e destinação inadequada de resíduo (MMA, 2003).
A norma NBR-10.004:04 (ABNT, 2004) agrupa o resíduo sólido em duas classes: Resíduo classe I - perigoso e Resíduo classe II - não perigoso; sendo este subdividido em Resíduo classe IIA - não inerte e Resíduo classe IIB - inerte. Esta norma apresenta anexos com códigos para auxiliar na identificação dos resíduos considerados perigosos e inertes. Segundo esta norma, o resíduo que não se enquadra nestas classes são considerados não inertes. A Resolução 313:02 (CONAMA, 2003a) acrescentou uma nova listagem, contendo código e descrição para resíduo sólido inerte e não-inerte, comumente encontrado nas atividades industriais.
A caracterização do resíduo compreende a determinação de características quantitativas e qualitativas do mesmo e pode envolver as seguintes análises: umidade, pH, nitrogênio, fósforo, potássio, hidrogênio, enxofre, poder calorífico superior, matéria orgânica, sólidos voláteis e fixos,, relação C/N, cloro, peso específico e composição gravimétrica, entre outras (CETESB, 1997; IPT/CEMPRE, 2000; IBAM, 2001).
De acordo com Teixeira (2000), a recuperação energética a partir de resíduo sólido pode ser obtida, principalmente, através de: incineração, pirólise, aterro sanitário, digestores anaeróbios, reciclagem, compostagem e vermicompostagem.
A produção de energia, a partir de resíduo, constitui-se uma forma direta de aproveitamento energético (OLIVEIRA, 2000). A reinserção de RSI no processo produtivo, através do reuso/reciclagem, interna ou externa, constitui-se numa forma indireta de aproveitamento energético, evitando o consumo de energia.
São apresentados, na TAB. 1, os fatores de conversão energética estimados para alguns materiais.
3 Metodologia para avaliação do potencial energético associado ao RSI
No roteiro metodológico a ser aplicado na RMC propõe-se a caracterização da área de estudo e da produção e gestão do RSI; a classificação energética e o estudo quali-quantitativo da energia associada ao RSI; e, avaliação da aplicabilidade dos mecanismos de aproveitamento energético propostos para a região.
O esquema geral da metodologia proposta para uma dada área (cidade, região, estado, etc.) está apresentado na FIGURA 1.
4 Aplicação da metodologia à RMC
Para testar a metodologia, foi considerado o parque industrial localizado na Região Metropolitana de Campinas (RMC), Estado de São Paulo e observada a seqüência de procedimentos propostos, considerando-se as limitações referentes à disponibilidade de dados, recursos financeiros, materiais e de tempo para aplicação da metodologia. A caracterização da região, sob os aspectos locacional, sócio-econômico e físico-ambiental, foi realizada através de pesquisa bibliográfica. As informações referentes à geração e manejo de resíduo sólido industrial, na RMC, foram obtidas a partir de relatórios de inventário de resíduo sólido industrial, fornecidos pelas Agências Regionais Piracicaba I e Piracicaba II da CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB, 2003b; CETESB, 2003c).
Quanto ao estudo energético, verificou-se o tipo de energia aproveitada (análise qualitativa) para a totalidade dos resíduos presentes na amostra, de modo a obter-se um panorama da situação do tratamento energético de resíduo na RMC. Para avaliação quantitativa da energia, considerou-se o RSI não perigoso, com fatores de conversão energética amplamente conhecidos. Para a reciclagem, utilizou-se fatores de conversão para papel, plásticos, metais-ferrosos, etc. No caso da conversão através do biogás, utilizou-se os fatores para lixo e esgoto. No caso da incineração utilizou-se os dados de poder calorífico da madeira, papel, entre outros (Tabela 1).
O procedimento, apresentado no item 3.1.10 não foi efetuado, pois seria necessária a realização de estudos econômicos, ambientais, entre outros, que demandariam equipes multidisciplinares, recursos financeiros e tempo incompatíveis com a natureza deste estudo.
4.1 Caracterização da RMC
A RMC apresenta riqueza econômica, representada por alto PIB e renda per capita duas vezes maior que a média brasileira, e intensa industrialização com uso de tecnologia de ponta (Tabela 2). Ao mesmo tempo, revela problemas sócio-ambientais graves como o desemprego, violência urbana, déficit habitacional, poluição hídrica, destinação inadequada de resíduo sólido urbano e industrial, entre outros ( FERNANDES, BRANDÃO e CANO, 2002; GONÇALVES e SEMEGHINI, 2002; BUENO MACHADO e SILVA FILHO, 2002).
A RMC é grande geradora de RSI e constitui-se numa exportadora de resíduo para outras regiões ou estados. Não conta com infra-estrutura compatível com a produção de RSI (SEVÁ FILHO et alii., 1997; BIZZO, 2003).
O setor industrial caracteriza-se pela diversificação e pela presença de empresas de alta tecnologia. Há mais de 25 especializações produtivas na RMC, segundo classificação adotada pela FIESP (FIESP, 2002) e 7.756 estabelecimentos, segundo a SEADE (2003). Verifica-se desde indústrias alimentícias a material elétrico e comunicação. Os municípios com maior número de estabelecimentos são Campinas e Americana, que concentram, aproximadamente, 50% dos estabelecimentos da Região.
4.2 Inventário de Resíduo sólido industrial
Os inventários de resíduo sólido industrial, realizados pela Cetesb (CETESB, 2003b; CETESB, 2003c), abrangem 229 indústrias de 21 diferentes ramos industriais distribuídos, nos 19 municípios da região. Destacam-se os principais resultados: há 51 tipos de resíduos identificados nos inventários, totalizando uma produção anual de 411.053,5 toneladas; o resíduo perigoso representa 10,7% da amostra pesquisada; o município de Paulínia concentra 66,3% do resíduo perigoso inventariado; no conjunto de indústrias pesquisadas, predomina a produção de resíduo não perigoso não especificado, sucata de metais ferrosos e lodo com material biológico não tóxico; identifica-se 23 tipos de armazenamento, tratamento e destinação; e, a maior parte do resíduo inventariado vai para algum tipo de destinação adequada, contudo, encontra-se 10% do resíduo perigoso armazenado ou com destinação inadequada.
Quanto à produção de resíduo sólido industrial, na RMC, destaca-se a expressiva quantidade de resíduo verificada nos inventários, o que caracteriza a região como grande geradora de resíduo sólido de origem industrial. Observa-se que a quantidade total de resíduo inventariado quase iguala-se à quantidade de resíduo sólido produzido pela população da RMC que, segundo dados da CETESB (2002a), está em torno de 465.375 t/ano.Apresenta-se, na tabela 3, a distribuição da geração de resíduo sólido industrial, por tipo, na RMC.
4.3 Energia associada ao resíduo sólido industrial na RMC
Para a avaliação da energia associada ao resíduo sólido industrial inventariado, na RMC realizou-se o estudo energético qualitativo e quantitativo.
Identificou-se no estudo qualitativo 2 tipos de energia aproveitada e 3 tipos de energia passível de aproveitamento. Quanto à energia aproveitada, verificou-se: energia evitada com a reciclagem e a energia térmica decorrente da queima em fornos e caldeiras. No caso da energia potencial, tem-se: energia potencial do biogás, energia potencialmente evitável e energia da incineração.
O estudo energético quantitativo abrangeu os resíduos com fator de conversão energética conhecidos
Apresenta-se, na TAB. 4, o resultado do estudo energético quantitativo para a RMC, com os valores da energia associada ao RSI, por forma de energia.
Verifica-se, para energia aproveitada, um valor de potência média de 43 MW médios. Este valor é maior do que a potência média de uma PCH - pequena central hidrelétrica.
Observa-se, ainda, que o valor médio de 6 MW, obtido para energia potencial, na amostra pesquisada, representa, aproximadamente, o potencial de aproveitamento energético para o aterro Delta A, em Campinas, verificado por Cunha (2003), que encontrou valores entre 3 a 6 MW.
Avaliando os resultados de potência média encontrados para energia aproveitada e energia potencial, em termos de consumo energético médio residencial médio, verifica-se que a energia aproveitada equivale, aproximadamente, ao consumo anual de cerca de 600.000 habitantes e que a energia potencial equivale ao consumo de 80.000 habitantes.
Para efeito de interpretação do significado dos resultados obtidos para energia associada a resíduo sólido industrial, na RMC, por município, agrupou-se, na TAB. 5, os valores de energia associada a resíduo industrial, na amostra pesquisada pela Cetesb, e os valores de energia evitada associada ao resíduo sólido domiciliar produzido nos municípios da RMC, determinados por Streb (2001) e Piunti (2001).
CONCLUSÕES
Verificou-se a necessidade de estudo e desenvolvimento de ações que resultem em maior sustentabilidade ambiental para o processo de desenvolvimento da RMC. Neste sentido, a aplicação da metodologia contribuiu para o conhecimento da realidade sócio-ambiental e das potencialidades energéticas do resíduo sólido industrial da região, bem como para identificação de soluções integradas referentes aos setores energético e ambiental, através da conservação de energia, uso de fontes renováveis e gestão de resíduo.
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