Revista Brasileira de Ciências Ambientais – Número 27 – março de 2013 71 ISSN Impresso 1808-4524 / ISSN Eletrônico: 2176-9478
Implantação de Estação de Transferência de Resíduos Sólidos
Urbanos utilizando Tecnologia SIG
Transfer Station of Municipal Solid waste implantation using GIS Technology
RESUMO
As estações de transferência fazem parte dos atuais sistemas de gestão em
resíduos sólidos urbanos, sendo que para analisar a viabilidade de implantação
é realizada uma avaliação econômica de redução do custo com o transporte
versus o gasto com a construção e manutenção da estação de transferência
(ET). Para realizar essa análise foram definidas metodologias, principalmente,
em situações onde é possível coletar grande quantidade de dados necessários
para as suas aplicações. Dessa forma, o presente estudo apresenta uma
metodologia prática a ser aplicada em países como o Brasil, que ainda possuem
poucos dados coletados, para a identificação da viabilidade de implantação e
do melhor local para a ET. Tomando como base o município de Florianópolis
em Santa Catarina foi identificada a região do município mais apta a possuir a
estação de transferência. A localização dos centros geradores de resíduos bem
como a localização da própria estação de transferência foram determinados a
partir dos centros de massa de produção de resíduos em cada região, através
do uso de tecnologia SIG. Na sequência, foi realizada uma avaliação do custo
para a implantação da ET e do custo com o transporte. Os resultados
permitiram identificar a distância a partir da qual ter a ET diminui o custo do
sistema, e notou-se que, com a utilização da ET proposta, pôde-se alcançar
uma redução de 24% nos custos totais com transporte de resíduo sólido
urbano no município de Florianópolis.
PALAVRAS-CHAVE: Resíduos Sólidos Urbanos; Coleta e Transporte; Estação de
Transferência de Resíduos Sólidos; Implantação; Análise Econômica.
ABSTRACT
Transfer stations are part of the current management systems in municipal
solid waste. Typically, to identify the viability of implementing the installation is
performed an economic evaluation, it analyzes the cost reduction with the
collection and transport compensates spending on construction and
maintenance of the transfer station (TS) over the life of the project. To perform
this analysis methodologies have been defined, particularly in situations, where
it is possible collect the large amount of data required for their applications. In
Brazil, the amount of transfer stations increased by around 80% over a period
of five years (Costa, 2005 and SNIS, 2010), but these deployments occurred
without it being done any studies to indicate their viabilities. The reason,
perhaps, is the lack of data collected by municipal solid waste, which prevents
the application of existing methodologies. In this way, the present study shows
a practical methodology to be applied in countries such as Brazil, which still
have little data collected to identify the viability of implementation and the
best location for the TS. Based on the city of Florianopolis in Santa Catarina was
identified in the municipality the region more apt to have the TS. The location
of the centers waste generators and the location of the own station transfer
were determined from the centers of mass of waste in each region by using GIS
technology. After, an evaluation was made of the cost to implement the TS and
the cost of transportation. The results showed the distance from which to have
the TS reduces the cost of the system, and it was noted that with the use of the
transfer station proposal, it was possible to achieve a 24% reduction in total
costs to collection and transportation of municipal solid waste in Florianópolis.
KEY WORDS: Municipal Solid Waste, Collection and Transportation; Transfer
Station of Solid Waste; Implementation; Economic Evaluation.
Claudia Diavan Pereira
Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Ambiental, Universidade
Federal de Santa Catarina (UFSC)
Florianópolis, SC, Brasil.
Davide Franco
Departamento de Engenharia Sanitária
e Ambiental, Universidade Federal de
Santa Catarina (UFSC)
Florianópolis, SC, Brasil.
Armando Borges de Castilhos Jr.
Departamento de Engenharia Sanitária
e Ambiental, Universidade Federal de
Santa Catarina (UFSC)
Florianópolis, SC, Brasil
armando.borges@ufsc.br
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INTRODUÇÃO
Estação de transferência é
uma instalação localizada próxima
ao centro gerador de resíduos
sólidos, onde esses são transferidos
de caminhões menores,
provenientes da coleta, para
caminhões de maior porte a fim de
realizar o transporte até o local de
eliminação final. Os estudos que
avaliam a viabilidade da implantação
de estações de transferência variam
entre si em relação aos critérios
analisados e aos métodos de análise
utilizados. Um estudo amplamente
reconhecido foi desenvolvido pela
Agência Norte Americana de
Proteção Ambiental (US EPA)
divulgado no ano de 2002. A agência
apresentou o “ponto de virada”,
representando a distância a partir da
qual a utilização de estação de
transferência no sistema é
economicamente vantajosa ao
transporte direto do resíduo até a
destinação final.
Em 1995 Rahman e Kuby
desenvolveram um modelo de
múltiplos objetivos examinando as
compensações entre a minimização
dos custos em sistemas de manejo
de resíduos com a implantação de
estação de transferência e a
oposição pública à instalação. A
localização da estação de
transferência é definida através de
nós de origem (centróides
geográficos de cada uma das zonas
de coleta de resíduos), nós
intermediários (possíveis áreas para
a estação de transferência) e os nós
finais (aterros sanitários, que são
assumidas como locais fixos). Chang
e Lin (1997) desenvolveram e
aplicaram um modelo de gestão
operacional de resíduo sólido
através de uma abordagem
hierárquica. Nesse modelo, um
quadro de economia foi considerado
para minimizar os custos. Assim, foi
formulada uma função levando em
consideração os benefícios
quantificáveis do sistema bem como
os custos em um período de tempo
específico.
Komilis (2008) realizou uma
modelagem conceitual para
aperfeiçoar o trajeto e transferência
de resíduos sólidos urbanos. Dois
modelos lineares mistos foram
desenvolvidos. Um modelo baseado
na minimização do tempo, e outro
na minimização do custo total.
Ambos tiveram por objetivo calcular
o caminho ideal para transportar
resíduos sólidos a partir do já citado
conceito de nós. Chatzouridis e
Komilis (2012) desenvolveram uma
metodologia para designar se uma
estação de transferência deve ser
construída, otimizar a concepção e
escolher o local para instalação,
atavés da utilização de SIG e
programação binária. Também
utilizaram o sistema de nós de
origem, intermediários e finais.
Identificou-se que para a
aplicação da metodologia de
Rahman e Kuby (1995), Chang e Lin
(1997), Komilis (2008) e Chatzouridis
e Komilis (2012) precisa ter dados
detalhados sobre custos e distâncias
nas etapas de coleta, transporte,
estação de transferência e,
destinação final. Nas metodologias
de Rahman e Kuby (1995), Komilis
(2008) e Chatzouridis e Komilis
(2012) deve também ser conhecido
o número total de residências em
cada região de coleta de resíduos
sólidos.
No Brasil, ainda é difícil que
as companhias de resíduos sólidos
monitorem de forma ampla seus
sistemas, principalmente quando se
trata de dados detalhados de custos,
prejudicando a aplicação das
metodologias acima citadas. Para a
aplicação da metodologia de US EPA
(2002), no entanto, são necessários
somente os seguintes dados de
entrada: custo para construção,
operação e manutenção da estação
de transferência; capacidade de
carga por caminhão: do transporte
direto e do que realiza a
transferência; custo com o
transporte: direto e com a
transferência; distância da geração
até destinação final. Essa
metodologia é ideal para ser
aplicada em localidades que
possuam uma única região
homogênea considerando a
produção de resíduos sólidos. Nota-
se que em várias situações,
principalmente em cidades com
variação espacial na evolução da
produção de resíduos sólidos, essa
produção é heterogênea. Nesses
casos, é aconselhável primeiramente
dividir o município em regiões
limítrofes que sejam homogêneas
entre si, considerando a produção e
a taxa de crescimento anual de
resíduos sólidos.
Para o presente estudo foi
realizada essa adaptação com
relação à metodologia de US EPA,
sendo esta a sua principal
contribuição. Com a divisão do
município em regiões homogêneas,
foi possível identificar o centro de
massa de produção de resíduos de
cada uma das regiões consideradas
e só então calcular as distâncias
percorridas da geração até o destino
final – conferindo, dessa forma, uma
maior precisão nos resultados
obtidos. Com a adaptação proposta
conseguiu-se, também, apontar o
local ideal para a ET, o que não era
possível na metodologia original, e
ainda, verificar a viabilidade de
implantação de uma segunda
instalação no sistema estudado.
OBJETIVOS
Agrupar os distritos municipais
em regiões de coleta de resíduo
e através da produção de
resíduos sólidos urbanos em um
determinado período de anos,
determinar a projeção na
geração de resíduos por região
bem como a região mais apta a
ter a estação de transferência;
Localizar o centro de massa de
produção de resíduos sólidos
em cada região, verificar as
distâncias percorridas no
transporte e os custos por
tonelada de resíduo
transportado, do sistema atual
e do sistema proposto;
Avaliar a aplicação da
metodologia adaptada de US
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EPA (2002) através do estudo de
cenários, comparando o sistema
atual e o proposto em função
da distância percorrida versus o
custo/massa;
Identificar os principais
parâmetros que interferem na
viabilidade da implantação de
estação de transferência de
resíduos sólidos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Descrição da área de estudo
Florianópolis é a capital do
Estado de Santa Catarina, localizada
na Região Sul do Brasil. O município
ocupa uma área de 672 Km² (IBGE,
2010), e está entre as coordenadas
UTM 6.968.969 m e 6.918.037 m de
latitude sul e; 736.353 m e 761.306
m de longitude oeste. Seu território
é constituído por uma parte insular
(ocupando 97% de sua área) e por
uma parte continental (3% da sua
área), a população residente do
município é de 421.240 habitantes
(IBGE, 2010). A ilha de Florianópolis
possui grande extensão latitudinal, e
contem ao longo de seu território
morros, lagoas, dunas, manguezais
etc. Tais características atuam como
barreiras naturais e colaboram para
tornar o município polinucleado e,
dessa forma, dividido em vários
distritos.
A Figura 1 apresenta o nome
e a localização dos 13 distritos que o
município possui, através de mapa
obtido junto ao Instituto de
Planejamento Urbano de
Florianópolis (IPUF), bem como a
relação entre a população do distrito
e a população total residente,
obtido através do Instituto Brasileiro
de Geografia e Estatística (Censo
IBGE, 2010). Florianópolis é uma
cidade turística e balneária e,
portanto, nos meses de verão,
recebe um grande número de
turistas. Esse fluxo de turistas
concentra-se principalmente nas
praias ao norte do município,
seguidas das praias do leste e sul. A
coleta de resíduos sólidos urbanos
Figura 1-Distritos do Município de Florianópolis
. Mapa modificado de IPUF (2010) e Tabela Censo IBGE (2010).
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no município é realizada pela
Companhia de Melhoramentos da
Capital (COMCAP), sendo dividida
nas seguintes categorias:
Coleta Convencional: recolhe os
resíduos domiciliares,
comerciais e públicos sem que
haja uma prévia segregação
durante a geração (corresponde
a mais de 90% do total
recolhido no município).
Coleta seletiva: recolhe os
resíduos secos domiciliares,
comerciais e públicos, contando
para isso, com a prévia
segregação durante a geração
(representa em torno de 5% do
total coletado).
Coleta com caixa brooks:
Acontece em morros e em ruas
de difícil acesso. Nesses casos,
os moradores levam os resíduos
produzidos até o local onde a
caixa brooks está estacionada
(representa em torno de 2,5%
do total coletado).
Coleta d’olho: recolhe os
resíduos provenientes de algum
evento ou feira, realizado pelo
município (não representa nem
1% do total recolhido).
A COMCAP organiza seus
roteiros da coleta convencional nos
distritos onde ocorre a maior
concentração de turistas no verão
em: roteiros de alta temporada (AT)
e roteiros de baixa temporada (BT).
O município já conta com uma ET,
localizada no distrito Sede Ilha, no
bairro Itacorubi (Figura 1) e foi
inaugurada no ano 2000. A
instalação tem capacidade de
operacionalizar 450 toneladas por
dia, sendo do tipo com compactação
e direta (sem acumulação de
resíduo). A destinação final dos
resíduos se dá no aterro sanitário
localizado no município de Biguaçu,
distante cerca de 40 km de
Florianópolis.
METODOLOGIA
Equações e hipóteses consideradas
De uma forma prática,
necessitando de poucos dados de
entrada, esse estudo propõe a
identificação da viabilidade de
implantação de ET, através da
comparação entre a distância
percorrida versus custo/massa (ton)
transportada, da situação atual e da
proposta, como mostra a Figura 2.
Para serem determinadas as
inclinações das retas apresentadas
na Figura 2, primeiramente foram
identificados pontos
correspondentes a abcissa (distância
percorrida) e a ordenada (custo/ton)
do gráfico. Cada situação mostrada
na figura representa a distância
percorrida (em um sentido) e o
custo/ton para todo o município.
Como Florianópolis já possui uma ET
avaliou-se a viabilidade da
implantação de uma nova instalação
para atender uma única região de
coleta do município. Na situação
atual, os custos com a implantação
da ET já foram amortizados e os
custos com a sua operação estão
inclusos no custo total da coleta de
resíduo, portanto, o custo/ton inicial
é zero.
Nesse sistema, a inclinação
da reta deve ser maior do que nas
situações propostas. Isso ocorre,
pois com a utilização da instalação
proposta, esse custo/ton acaba
sendo menor do que no sistema
atual, visto a transferência dos
resíduos para caminhões com
capacidade de carga grande (CCg).
Também nesses casos, esse
custo/ton inicial é diferente de zero,
pois compreende o custo para
implantação e operação da estação
proposta, não dependendo da
distância percorrida. Na alternativa
2, a implantação da estação de
transferência é viável, pois a reta da
“situação atual” e da “situação
proposta- alternativa 2” se cruzam,
ou seja, a distância a partir da qual
Figura 2- Modelo de comparação entre o sistema atual e o proposto.
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ter uma ET na região analisada
existe. Na “situação proposta-
alternativa 1”, tem-se que a
implantação da instalação não é
viável, pois as retas não se cruzam. A
distância percorrida depende, entre
outros fatores, da distância viária
entre o ponto de produção de
resíduos sólidos com a ET. O ponto
de produção considerado foi o
Centro de Massa (CM) de cada
região. Para a análise do CM por
região, foram necessários os dados
do Centro Geográfico (CG) e da
massa de resíduo produzido por
distrito na alta e baixa temporada,
conforme pode ser identificado nas
equações abaixo:
Em que:
: CG do distrito no plano x - (km);
: CG do distrito no plano y- (km);
= massa de resíduo produzido
por dia em cada distrito na AT e BT
(ton/dia).
As seguintes hipóteses
simplificadoras foram utilizadas:
A produção de resíduo sólido
(RS) foi considerada uniforme
em cada distrito;
O centro de massa de cada
região permanece na mesma
posição com o passar do tempo;
A taxa de aumento anual da
produção de RS varia entre as
regiões, ou seja, o centro de
massa do sistema muda com o
passar do tempo;
O centro de massa da situação
atual e da proposta, para um
mesmo ano, não mudam,
variando somente o caminho
percorrido nas duas situações.
A distância percorrida, que
corresponde a abcissa do gráfico, é a
soma de dois percursos:
Percurso Interno: Trajeto
realizado pelos caminhões
pequenos, ou seja, os
caminhões da coleta. Esse
percurso é do centro de massa
da região até a estação de
transferência (Figura 3 e Figura
4- e ).
Percurso Externo: Trajeto
realizado pelos caminhões
grandes, ou seja, os caminhões
do transporte. Esse percurso é
realizado da estação de
transferência até o destino final
(Figura 3 e Figura 4-
).
Foi estabelecida como
situação atual, a opção em que o
sistema permanece sem mudanças,
ou seja, somente com uma ET no
município, tanto para início quanto
para o fim do projeto. A situação
proposta analisa a viabilidade da
implantação de uma segunda ET no
município (localizada na região do
município mais apta a tê-la) tanto
para o momento presente quanto
para o futuro. Para a determinação
da distância percorrida no percurso
interno e externo, considerando a
situação atual devem-se entender as
variáveis discriminadas na Figura 3 e
para o entendimento da situação
proposta a Figura 4. Conforme as
figuras indicam, os índices que
aparecem em algumas variáveis
representam:
Índice superior: região de
produção dos resíduos sólidos;
Índices inferiores: ponto de
partida (centro de massa da
região ou estação de
transferência) e o ponto de
destinação (aterro sanitário)
dos resíduos sólidos.
Assim, foi verificado que a
distância percorrida pelos veículos
depende do número de viagens
realizadas para transportar a massa
gerada de RS, do CM até a ET ou da
ET até o Destino Final. Na sequência,
foram formuladas equações para a
(1)
Figura 3-Esquema da distância percorrida na situação atual.
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identificação das distâncias
percorridas e dos custos, da situação
atual e aquela proposta. A equação
2 representa a distância total
percorrida na situação atual.
Em que:
L0= distância percorrida em um
sentido (km);
mA= massa de RS da região que
descarregará na ET proposta (ton);
mB= massa de RS da região que
continuará a descarregar na ET atual
(ton);
ccP= capacidade do caminhão
pequeno (ton);
ccG= capacidade do caminhão
grande (ton);
= distância
viária- analisar índices superiores e
inferiores- (km).
Para a determinação da
ordenada do gráfico na situação
atual, ou seja, do custo/ton
referente ao percurso interno e
externo, foi considerada a equação:
Em que:
= custo por massa do percurso
interno e externo (R$/ton);
= custo por massa do percurso
interno (R$/ton);
=
custo
por
massa do percurso externo (R$/ton);
= distância percorrida no
percurso interno (km);
= distância percorrida no
percurso externo (km).
Na situação proposta, a
produção de resíduo sólido (PRS) da
região A já é encaminhada
diretamente para o destino final,
visto que está sendo proposta uma
ET no CM dessa região. Dessa forma,
a expressão correspondente a
distância percorrida interna em A é
nula, como mostra a equação 4.
Em que:
L0= Distância Percorrida (km);
Figura 4-Esquema da distância percorrida na situação proposta.
(2)
(3)
(4)
(5)
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mA= massa de RS da região que
descarregará na ET proposta (ton);
mB= massa de RS da região que
continuará a descarregar na ET
existente (ton);
ccP= capacidade do caminhão
pequeno (ton);
ccG= capacidade do caminhão
grande de transporte (ton);
= distância viária-
analisar índices superiores e
inferiores- (km).
A fim de determinar custos
na Situação proposta, a equação
utilizada foi a 5.
Em que:
= custo por massa do percurso
interno e externo (R$/ton);
= custo por massa para
implantação e operação da ET
proposta (R$/ton);
= custo por massa do percurso
interno (R$/ton);
= custo por massa do percurso
externo (R$/ton);
= distância percorrida no
percurso interno (km);
= distância percorrida no
percurso externo (km).
Coleta de dados e análise da
consistência dos dados
Considerando que a coleta
convencional, corresponde a mais
de 90% do total coletado, esse tipo
de coleta foi o escolhido para
análise. Optou-se por trabalhar com
planilhas de periodicidade mensal,
durante os anos de 2003 a 2010.
Para posterior análise dos dados,
somente o distrito Sede Ilha foi
separado em dois, a saber: Sede Ilha
bairro centro e Sede Ilha demais
bairros. Identificou-se que
aproximadamente 15% dos roteiros
percorrem mais de um distrito.
Nesses casos foi identificada a
porcentagem percorrida pelo roteiro
em cada distrito com base no roteiro
da coleta convencional. Após, esses
dados foram agrupados
mensalmente por distrito e não mais
por roteiro.
Definição das regiões de coleta e
projeção na geração de resíduo
sólido
Para a definição da
regionalização dos distritos
considerou-se a proximidade
geográfica e o andamento sazonal
dos valores de produção de resíduo
sólido de modo a definir regiões
relativamente homogêneas em seu
interior e diferentes entre si.
Maiores detalhes dessa etapa
podem ser verificados em Pereira
(2013). Com os dados da geração de
resíduo durante os anos de 2003 a
2010, foi realizada a projeção na
geração de resíduo sólido ao longo
do horizonte de projeto. Como já
mencionado, em distritos com fluxo
de turistas, a produção de resíduos
aumenta durante a alta temporada,
alcançando seu pico em janeiro.
Assim, os dados de entrada para as
projeções foram:
Baixa temporada: média diária
da produção de resíduo, por
distrito, durante os meses de
abril a novembro de cada ano.
Alta temporada: geração diária
de resíduo por distrito, no mês
de janeiro de cada ano. Após,
relação entre os meses de
dezembro, fevereiro e março e
o mês de janeiro do mesmo
ano.
A região mais apta a ter a
nova estação de transferência foi a
que apresentou os maiores valores
de PRS na projeção considerada ao
longo do horizonte de projeto
estabelecido. Foram considerados
principalmente os dados da projeção
na AT, visto representar o pico anual
na PRS da maioria das regiões.
Pré-dimensionamento da estação
de transferência
Inicialmente, para o pré-
dimensionamento da instalação, o
estudo de Costa (2005), indicou que
instalações com compactação e
indireta (acumulação do resíduo) é o
mais utilizado no Brasil. Assim, no
presente estudo foi utilizada esta
configuração e compactação por
pistão. Para determinar a
capacidade operacional da ET, foi
usado o resultado da projeção na
PRS, utilizando-se o maior valor de
produção diária de resíduo ao longo
do horizonte de projeto (2011-
2025).
Para a identificação dos
custos unitários, tanto na
implantação como na operação da
ET, tomou-se como base o estudo de
Poloni e Reichert (2011). A fim de
projetar o custo versus tonelada
referente à implantação da
instalação foi verificada a massa
total de resíduo que será
transbordada ao longo dos 15 anos
projetados. Para a operação da
estação de transferência foi
considerada a produção de resíduo
sólido do primeiro ano do horizonte
de projeto (2011). Esse valor foi
considerado constante para os
outros anos (2012 a 2025), pois se
acredita que os custos irão
aumentar (no mínimo a inflação),
porém a quantidade de resíduo
recebida na instalação também
aumentará, o que resulta em um
quase estacionário custo por massa.
Identificação dos centros
geométricos dos distritos, dos
centros de massa das regiões e das
distâncias percorridas
Trabalhou-se com o mapa
digital do município de Florianópolis
em programa SIG. Foi identificado o
centro geométrico de cada distrito
em coordenadas UTM (WGS 84). Em
seguida, foram localizados os
centros de massa das regiões, na
alta e baixa temporada.
Determinou-se, como ponto de
partida para uma análise mais
detalhada, que o melhor local para a
ET é no CM de produção de resíduo
da região apta a ter a instalação. As
informações contendo a localização
espacial do CM foram exportadas
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para o programa Google Earth, onde
foram identificadas distâncias viárias
entre: os centros de massa das
regiões e a ET; CM da região apta a
ter instalação e o destino final e; ET
e o destino final.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
O resultado do
agrupamento dos distritos em seis
regiões de coleta de RS pode ser
visualizado na Tabela 1. A sigla de
cada região corresponde a sua
localização espacial. Após, foi
realizada a projeção na PRS, para tal,
identificou-se em cada região a
regressão linear, o nível de
significância (p-level) e o coeficiente
de determinação (R2). Na regressão
linear, os valores da variável x são
expressos em ano e y ton/dia. Os
valores obtidos para a BT podem ser
verificados na Tabela 2. Identifica-se
que as regiões SL, CO e NT
apresentam as melhores correlações
entre as variáveis x e y. Nota-se que
todos os valores encontrados são
considerados estatisticamente
significativos. Para a AT (Tabela 3),
pode ser identificado que todos os
resultados ficaram dentro do
aceitável estatisticamente, exceto
nas regiões CO e CN. Como já
esperado, nessas regiões, não vem
ocorrendo aumento expressivo na
produção de resíduos sólidos no
mês de janeiro, somente variações
em torno do valor médio.
Dessa forma, nessas regiões
não serão utilizados os valores
encontrados na regressão linear e
sim o valor da média da região. A
média da região ND é de 87 ton/dia
com desvio padrão de 8 ton/dia, já a
região CO apresentou média de 122
ton/dia e desvio padrão de 7
ton/dia. Na sequencia, os dados
foram extrapolados e pôde-se
realizar a projeção na PRS ao longo
dos 15 anos de projeto. Assim,
considerando a projeção de resíduos
para a AT (Tabela 4), tem-se que a
região NT terá a maior produção de
RS no município em todos os anos
do horizonte de projeto, ficando
com o terceiro lugar na BT (Tabela
5). Nota-se que, tanto na alta
quanto na baixa temporada, a sua
participação na PRS aumenta com o
tempo. Dessa forma, essa é a região
mais apta a ter uma ET para os
resíduos sólidos ali gerados. Embora
a região ND não apresente os
mesmos padrões de sazonalidade
anual na geração de resíduos, são
regiões limítrofes. Assim, os resíduos
gerados na região ND estarão mais
próximos da ET da região NT do que
da ET atual. Dessa forma,
dimensionou-se uma estação para
atender essas duas regiões. Como
resultado desse dimensionamento,
Tabela 1-Agrupamento dos distritos em regiões homogêneas
Sigla Distritos
LE Lagoa da Conceição e Barra da Lagoa.
ND Rio Vermelho.
NT Ingleses, Cachoeira do Bom Jesus e Canasvieiras.
CN Santo Antônio de Lisboa, Ratones e Sede Ilha: demais
bairros.
CO Sede Continente e Sede Ilha: bairro centro.
SL Campeche, Ribeirão da Ilha e Pântano do Sul.
Tabela 2-Estimativa linear dos valores de PRS na BT, por região nos anos de
2003 a 2010.
Região Regressão Linear (ton/dia)
p-
level R²
LE y=0,942x -1.871,8 0,0003 0,90
ND y=0,476x - 949,9 0,0039 0,78
NT y=3,418x - 6.808,2 0,0000 0,99
CN y=2,698x - 5.332,6 0,0016 0,83
CO y=2,663x - 5.223,1 0,0000 0,95
SL y=1,922x - 3.817,0 0,0000 0,99
Tabela 3-Estimativa linear dos valores de PRS em janeiro, por região nos
anos de 2003 a 2010.
Região Regressão Linear (ton/dia) p-level R²
LE y=0,625x - 1.221,4 0,0007 0,87
ND y=0,417x - 829,5 0,0006 0,88
NT y=4,604x - 9.107,1 0,0003 0,90
CN* y=2,667x - 5.264,6 0,0359 0,55
CO* y=2,621x - 5.138,0 0,0102 0,70
SL y=2,479x - 4.918,4 0,0010 0,85
*= valores não utilizados
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identificou-se que a instalação
proposta irá receber em 15 anos,
aproximadamente 640 mil toneladas
de RS, e o custo para a sua
implantação será em torno de
R$2.600.000 (Tabela 6), resultando
em R$4 o custo por cada tonelada. O
custo/ton anual da operação da ET é
próximo de R$622.000 e a
quantidade de resíduo é próxima de
32 mil toneladas, resultando em
R$19/ton. Assim, o custo/ton
referente a implantação e operação
da instalação será de R$23/ton.
Tabela 5-Projeção na PRS até 2025 em Janeiro
Região
2011 2015 2020 2025
t/dia % t/dia % t/dia % t/dia %
LE 35,8 7,5 37,6 7,3 41,4 7,4 44,5 7,3
ND 9,6 2,0 11,3 2,2 13,4 2,4 15,5 2,5
NT 153,0 31,9 171,4 33,2 194,4 34,5 217,4 35,7
CN 86,9 18,1 86,9 16,9 86,9 15,4 86,9 14,3
CO 122,0 26,7 122,0 25,6 122,0 24,6 122,0 23,6
SL 66,3 13,8 76,2 14,8 88,6 15,7 101,0 16,6
Total 478,9 100,0 515,5 100,0 562,8 100,0 609,3 100,0
Tabela 4-Projeção na PRS até 2025 na BT
Região
2011 2015 2020 2025
t/dia % t/dia % t/dia % t/dia %
LE 23,2 6,3 26,9 6,4 31,6 6,6 36,4 6,7
ND 8,4 2,3 10,3 2,5 12,7 2,7 15,1 2,8
NT 65,6 17,7 79,3 19,0 96,4 20,1 113,5 21,0
CN 93,9 25,4 104,7 25,0 118,2 24,7 131,7 24,4
CO 131,4 35,5 142,0 34 155,3 32,4 168,6 31,3
SL 47,3 12,8 55,0 13,2 64,6 13,5 74,2 13,8
Total 369,8 100,0 418,2 100,0 478,8 100,0 539,5 100,0
Tabela 6- Custo de Implantação da ET Proposta
ITEM SERVIÇOS UNI QNTD
CUSTO
UNIT(R$)
CUSTO TOTAL(R$)
1 ÁREA
1.1 Compra da Área m² 7.000 80 560.000
1.1.1 Serviços Preliminares
1.1.1.1 Remoção de Vegetação m² 7.000 0,21 1.470
1.1.1.2 Limpeza da Área m² 7.000 0,23 1.610
1.1.1.3 Terraplanagem m² 7.000 0,48 3.360
1.1.2 Licenciamentos Ambientais vb 188.583
1.2 UNIDADE DE CONTROLE E PESAGEM
1.2.1 Balança unid. 1 44.000 44.000
1.3 UNIDADE DE RECEPÇÃO
1.3.1 Pátio de Armazenamento
1.3.1.1 Área Construída m² 1.000 648 648.000
1.3.1.2 Piso Estrutural m² 2.150 70 150.500
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CENTRO DE MASSA NA PRODUÇÃO
DE RESÍDUO SÓLIDO
Após a identificação dos
centros geométricos dos distritos,
foi possível localizar os centros de
massa de cada região (Figura 5).
Centro de Massa na Produção de
Resíduo Sólido
Após a identificação dos
centros geométricos dos distritos,
foi possível localizar os centros de
massa de cada região (Figura 5).
Observa-se uma grande
proximidade geográfica entre
os centros de massa da baixa e
alta temporada da mesma
região, principalmente na
região CO. Após, foram
calculadas as distâncias viárias
entre os centros de massa e as
instalações (estação de
transferência e aterro
sanitário). A distância média à
1.3.2 Silo de Descarga
1.3.2.1 Escavação m³ 1.040 3,9 4.056
1.3.2.2 Concreto Armado m³ 14 850 11.900
1.3.3 Equipamentos de Transferência
1.3.3.1 Prensa unid. 2 63.800 127.600
1.3.3.2 Pá-carregadeira unid. 1 55.000 55.000
1.4 CABINE DE CONTROLE
1.4.1 Área de cabine m² 25 864 21.600
1.4.2 Equipamentos da cabine unid. 1 50.000 50.000
1.5 GERADOR DE ENERGIA EMERGENCIAL
1.5.1 Motor gerador de 250kVA unid. 1 150.000 150.000
1.5.2 Área do motor gerador m² 25 130 3.250
1.6 OFICINA DE MANUTENÇÃO
1.6.1 Área m² 150 130 19.500
1.7 INSTALAÇÕES DE APOIO
1.7.1 Cercamento
1.7.1.1 Cercamento com tela de alambrado m² 700 13 9.100
1.7.1.2 Mourões de concreto unid. 90 15 1.350
1.7.2 Cortinamento vegetal
1.7.2.1 Árv. peq. porte unid. 49 4,5 221
1.7.2.2 Árv. médio porte unid. 35 6,5 228
1.7.2.3 Árv. grande porte unid. 24 8,0 192
1.7.3 Comunicação
1.7.3.1 Comunicadores unid. 3 300 900
1.7.3.2 Semáforos unid. 6 1.500 9.000
1.7.4 Controle de contaminação
1.7.4.1 Hidrantes unid. 2 1.000 2.000
1.7.4.2 Reservatório de água da chuva unid. 2 800 1.600
1.7.4.3 Cisternas unid. 2 3.650 7.300
1.7.4.4 Extratores de ar e filtros unid. 2 300 600
1.7.5 Instalações Sanitárias
1.7.5.1 Área construída m² 36 1.080 38.880
1.7.6 Escritório
1.7.6.1 Área Construída m² 120 1.080 129.600
1.7.6.2 Equipamentos de infor. e mobiliário unid. 1 50.000 50.000
1.7.7 Estacionamento m² 120 300 36.000
1.7.8 Instala. contra incêndios e raios unid. 25 100 2.500
TOTAL 2.329.899
TOTAL (acrescido de fator de segurança de 10%) 2.562.889
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Centro de massa na produção de
resíduo sólido
Após a identificação dos
centros geométricos dos distritos,
foi possível localizar os centros de
massa de cada região (Figura 5).
Observa-se uma grande proximidade
geográfica entre os centros de
massa da baixa e alta temporada da
mesma região, principalmente na
região CO. Após, foram calculadas as
distâncias viárias entre os centros de
massa e as instalações (estação de
transferência e aterro sanitário). A
distância média do CM da região
NT/ND até a ET atual é de 21 km e
até o aterro sanitário fica em 70 km.
Também foram identificados os
centros de massa do município de
Florianópolis, para a alta e baixa
temporada e para o ano de 2010 e
2025 (Figura 6). Nota-se que a ET
atual está bem localizada, visto que
se encontra na região CN, mesma
região em que estão inseridos todos
os centros de massa do município.
No primeiro ano de análise, a
distância viária do CM da BT à atual
ET é de 850 m, aumentando para 4,6
km na AT. Já no ano de 2025, a
distância viária do CM da BT até a ET
passa para 1,8 km, aumentando
para 5,3 km na AT. Essa tendência,
do CM se deslocar mais ao norte do
município, segue a projeção
realizada.
Viabilidade de implantação da
estação de transferência
Através de dados fornecidos
pela COMCAP, identificou-se que o
custo do percurso interno da coleta
convencional é em torno de R$
230/ton, já o custo do percurso
externo da mesma coleta é de
R$23/ton. Os caminhões que
realizam o percurso interno
possuem diferentes capacidades de
carga, assim, foi verificado que a
capacidade média desses caminhões
é de 4,75 ton/caminhão. Já os
caminhões que realizam o percurso
externo têm capacidade de
28ton/caminhão. Considerando a
distância percorrida no percurso
interno (LPI) na situação atual
(Tabela 7), identifica-se que a região
correspondente a maior distância é
a NT/ND. Na AT, no ano de 2010, a
distância percorrida dessa região é
quase igual ao total percorrido pelas
outras regiões. Já em 2025, na AT, a
distância percorrida por essa região
passa da metade do total do
município.
Comparando a situação atual
e Proposta, do que diz respeito à
distância percorrida no percurso
interno, tem-se que com a ET na
região NT/ND, ocorre uma redução
nessa distância, na ordem de 35%
(ano de 2010 na BT) a 50% (ano de
2025 na AT). Examinando o percurso
interno e externo na situação atual,
nota-se uma redução média de 40%
do percurso interno para o externo
Figura 6-CMAT e CMBT das regiões do município,
para os anos de 2010 e 2015.
Figura 5-CM do município de Florianópolis,
anos 2010 e 2025.
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(LPE). Já analisando a distância
percorrida no percurso externo na
situação proposta, percebe-se que a
participação da região NT/ND na
distância percorrida do percurso
externo também aumenta de 2010
para 2025, passando de em média
30 para 40% do total percorrido pelo
município. Após a utilização das
equações apresentadas na
metodologia, foi possível identificar
em cada caso: distância percorrida
total, correspondente a abcissa do
gráfico (km/dia); o custo/ton total,
representado pela ordenada do
gráfico (ton/dia) e; equação da reta
(Tabela 8).
Como apresentado na Tabela
8, para todos os casos analisados, a
situação proposta apresentou
coeficiente angular da reta menor
do que a situação atual, isso indica
uma possível viabilidade da ET na
região NT/ND. Dessa forma, foi
analisado através da comparação do
gráfico entre as duas situações, se
mesmo com o custo para a
implantação e operação da
instalação foi verificada a sua
viabilidade. O primeiro resultado
apresentado é a comparação entre
os sistemas na BT no ano de 2010.
Tabela 8-Distância percorrida no percurso interno na situação atual, somente ida
Região 2010 2025
BT (km/dia) AT (km/dia) BT (km/dia) AT (km/dia)
LE 47 106 76 134
NT/ND 325 689 590 1.025
CN 18 42 25 35
CO 308 317 410 346
SL 222 310 363 492
Total 920 1.463 1.465 2.032
Tabela 7-Equação da reta para a situação atual e Proposta na região NT/ND.
Ano Temporada Situação atual Situação proposta
2010 BT y= 0,093*x y=23+ 0,073*x
AT y=0,065* x y=23+ 0,051*x
2025 BT y=0,061*x y=23+ 0,048*x
AT y=0,051*x y=23+ 0,041*x
Figura 8-Viabilidade da ET proposta na região NT/ND na BT em 2010.
Figura 7-Viabilidade da ET proposta na região NT/ND
AT 2025
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Ao comparar os gráficos desses
sistemas, identificou-se a viabilidade
da instalação na região NT/ND na BT
(Figura 7). A distância percorrida até
interseção das duas retas, ou seja,
até o ponto de virada, é de 1.150 km
e o custo de R$107/ton. Nota-se
que, utilizando a situação proposta,
o custo reduziu R$ 27/ton, ou seja,
em torno de 19%.
Resultados similares foram
observados ao comparar os sistemas
na alta temporada no ano de 2010 e
na baixa temporada em 2025.
Mesmo com o custo para a
implantação e operação da estação
pôde-se observar uma redução de
R$ 38/ton no primeiro caso e de R$
31/ton no segundo. Em ambas as
situações, a redução percentual
ficou em torno de 25%. A Figura 8
mostra a viabilidade da estação de
transferência na AT em 2025. A
distância percorrida até o ponto de
virada é de 2.300 km e o custo
R$117/ton. O custo passou de
R$158/ton para R$115/ton,
reduzindo R$ 43/ton, ou seja, em
torno de 27% de redução no custo
total do sistema. Por fim, para
melhor elucidar a aplicação da
metodologia proposta para futuros
trabalhos que visem identificar a
viabilidade de estação de
transferência em sistemas de
resíduos sólidos urbanos, apresenta-
se o fluxograma (Figura 9) que
mostra de forma detalhada as
etapas dessa pesquisa.
Figura 9-Fluxograma detalhado com etapas da metodologia proposta.
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CONCLUSÕES
Baseado nos resultados,
através da metodologia proposta,
para a identificação da viabilidade
de implantação de estação de
transferência tornou-se possível:
Determinar qual a região mais
apta do município a ter uma
estação de transferência para
atender a sua geração de
resíduos sólidos, com o uso da
projeção na produção de
resíduos sólidos (utilizando
regressão linear);
Apontar, com o uso da
tecnologia SIG, o local ideal para
a estação de transferência após
a identificação do centro de
massa de geração de resíduos
sólidos da região mais apta a ter
instalação;
Definir, com o auxílio do
software Google Earth, as
distâncias viárias entre os
centros de massa de geração de
resíduos e as instalações (aterro
sanitário e estação de
transferência) por meio da
localização dos centros de
massa de todas as regiões, na
alta e baixa temporada (se for o
caso), para início e fim de
projeto;
Identificar a viabilidade de
implantação da estação de
transferência na comparação
entre a distância percorrida
versus custo/ton da situação
atual e da proposta.
Verificar no município de
Florianópolis uma redução
média de 24% nos custos com
coleta e transporte dos resíduos
sólidos com a implantação de
uma estação de transferência
na região mais apta a tê-la.
Constatar que os principais
parâmetros que interferem na
implantação de uma estação de
transferência são: custo/ton
para a operação da estação de
transferência; produção de
resíduos sólidos e distância
viária percorrida referentes a
região em que está sendo
proposta a instalação.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem o
apoio financeiro proveniente
Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e
Tecnológico (CNPq) e agradecem o
apoio na disponibilização de dados
proveniente da Companhia de
Melhoramentos da Capital
(COMCAP).
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PEREIRA, C.D. Metodologia para
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Recebido em: fev/2013
Aprovado em: out/2013
http://www.snis.gov.br/
Materia 7a
Implantação de Estação de Transferência de Resíduos Sólidos Urbanos utilizando Tecnologia SIG
Materia 7b
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS
MATERIAIS E MÉTODOS
Descrição da área de estudo
METODOLOGIA
Equações e hipóteses consideradas
Coleta de dados e análise da consistência dos dados
Definição das regiões de coleta e projeção na geração de resíduo sólido
Pré-dimensionamento da estação de transferência
Identificação dos centros geométricos dos distritos, dos centros de massa das regiões e das distâncias percorridas
RESULTADOS E DISCUSSÕES
CENTRO DE MASSA NA PRODUÇÃO DE RESÍDUO SÓLIDO
Centro de Massa na Produção de Resíduo Sólido
Centro de massa na produção de resíduo sólido
Viabilidade de implantação da estação de transferência
CONCLUSÕES
AGRADECIMENTOS