Dimensionamento de aterros sanitários

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Dimensionamento de aterros sanitários

  1. 1. Prof. Dr. A. E. GiansantePROPOSIÇÃO DIDÁTICA DE DIMENSIONAMENTO DE ATERROSSANITÁRIOS.Engº. Dr. Antonio Eduardo Giansante.1. INTRODUÇÃO.Os ATERROS SANITÁRIOS constituem uma solução simples para municípios demédio e pequeno porte. Este artigo tem por objetivo apresentar de uma forma didática,todo o processo de dimensionamento de um aterro sanitário, de maneira que se esperaque facilite a aprendizagem do método.Além das diretrizes para os aterros, aqui também se apresentam de uma maneirageral, uma conceituação sobre os resíduos sólidos e as etapas para a solução dessegrande problema sanitário e ambiental.Na elaboração deste artigo houve a contribuição de estudantes, sugestão deprofissionais e foram ainda utilizadas apostilas em versões anteriores, aos quais seagradece e se referencia.2. OBJETIVOS.A solução do problema do lixo urbano tem os seguintes objetivos:- evitar danos à saúde pública ao evitar o acesso da população aos resíduos e aproliferação de vetores que causam doenças;- reduzir os impactos ambientais que o lixo mal disposto provoca como poluição doar, água e solo.
  2. 2. Prof. Dr. A. E. Giansante3. RESÍDUOS SÓLIDOS.O lixo é o conjunto de resíduos sólidos resultantes da atividade humana, sendoconstituído de substâncias putrescíveis, combustíveis e inertes. O problema do lixo tempropriedades comuns aos outros serviços de saneamento e mais uma de ordem subjetiva:o efeito da limpeza da comunidade sobre o povo e a necessidade de educação, bastantedestacada, para que a limpeza pública efetivamente funcione. O lixo tem que ser bemacondicionado para facilitar sua remoção. Enquanto a parte inorgânica ou seca do lixodestina-se para a possível reutilização, a orgânica segue para o processo decompostagem. Às vezes, a parte orgânica do lixo é triturada e lançada na rede de esgoto.Se isso facilita a remoção do lixo e sua possível coleta seletiva, também representa maisuma carga para o sistema de esgotos, porém assimilável desde que prevista.Trata-se de questão extremamente importante cuja solução contribui para mantera saúde pública, recuperar o ambiente e beneficiar a qualidade de vida. A dimensão doproblema é a seguinte:- Geração diária “per capita”: 0,7 kg/hab.dia ou 3,7 l/hab.dia.- Degradabilidade: 85%. Parcela não degradável: 15%.- Reaproveitamento:- 50% do total dentro das técnicas usuais, considerando a compostagem queé a estabilização da matéria orgânica presente no lixo, bem como a triagem depapéis, vidros, plásticos e metais;- 10% do total, somente com a triagem de papéis, vidros, plásticos e metais.No Brasil a maior parte dos resíduos sólidos é disposta de forma inadequada noambiente. De acordo com pesquisa do IBGE (1989):• 75,5% são lançados a céu aberto (lixão);• 0,6% em áreas alagadas;• 12,5% em aterros controlados;• 9,3% em aterros sanitários e• 2,1% passam por unidades de tratamento.3.1. Definições.São várias encontradas, desde a mais simples às técnicas.Todo e qualquer resto proveniente das atividades humanas, semvalor de uso para o seu proprietário ou gerador, de maneira que querdescartá-lo o quanto antes.Já segundo a ABNT (NBR-10.004): são resíduos no estado sólido e semi-sólidoresultando de atividades da comunidade de origem: industrial, doméstica, hospitalar,comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodosprovenientes de sistemas de tratamento de água, gerados em equipamentos einstalações de controle de poluição e determinados líquidos cujas particularidades torneminviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos d’água ou exijamsoluções técnicas e economicamente inviáveis face à melhor tecnologia disponível.
  3. 3. Prof. Dr. A. E. Giansante3.2. Tipologia.A origem é o principal elemento para a caracterização de um resíduo sólido, tem-se:• Residencial ou domiciliar.• Hospitalar ou de fontes especiais.• Comercial.• Industrial.• Público (incluindo cadáveres de animais e objetos abandonados).• Radioativo e• Originado em portos e aeroportos.Fig. 1: tipologia de resíduos sólidos.
  4. 4. Prof. Dr. A. E. Giansante3.3. Importância.Divide-se em três aspectos.A. Sanitária.Causa indireta de doenças, pois é abrigo e alimento de vetores:• Mosca: febre tifóide, salmoneloses e disenterias.• Mosquitos: febre amarela e malária.• Barata: febre tifóide, cólera, amebíase e giardíase.• Roedores: tifo murino, leptospirose, diarréia, disenterias e triquinose.B. Socioeconômica.Reuso de materiais como:• Papéis, plásticos, metais, vidros e outros; e• Matéria orgânica: produção do composto.C. Ambiente.• Bem-estar da população em função do seu conforto e aspecto quando maldisposto.• Degradação ambiental causada pela má disposição. Esta situação gera riscos àsaúde pública e degrada o ambiente natural. As vias de degradação do ambiente naturalseriam:1. Os gases gerados (CH4, NH3, CO2, H2S e outros) pela degradaçãobiológica dos resíduos ou pela combustão espontânea são emitidos para aatmosfera.2. O percolado (chorume) gerado pela degradação biológica da matériaorgânica e lixiviação causada pela passagem da água através do lixo atingindoos corpos hídricos superficiais.3. O chorume infiltrado no solo contamina as águas subterrâneas.
  5. 5. Prof. Dr. A. E. GiansanteFotos 1 e 2: lixões típicos.
  6. 6. Prof. Dr. A. E. GiansanteFig. 2: vetores de doenças.
  7. 7. Prof. Dr. A. E. Giansante3.4. Geração de Resíduos Sólidos.A produção de lixo em uma localidade aumenta em função de:• crescimento da população;• elevação do nível econômico; e• modernização de costumes.A produção “per capita” de lixo é variável. Em locais mais desenvolvidos, cadapessoa produz entre 0,5 – 1, 5 Kg por dia. Nos menos desenvolvidos, é menor. Exemplo:• São Paulo – 1976 – 0,52 kg/ hab. dia.– 1992 – 0,99 kg/ hab. dia.• Brasília – 1976 – 0,514 kg/ hab.dia.• Índia - 1971 a 1973 – 0,1 a 0,25 kg/ hab.dia.3.5. Classificação de Resíduos Sólidos.Existem normas específicas para classificação dos resíduos industriais, resíduosde construção civil e resíduos de serviços de saúde, a saber:• NBR 10.004/ 2004: Resíduos Sólidos. Classificação:• I – perigoso por possuir uma ou mais destas propriedades: patogênico,reativo, inflamável, tóxico ou corrosivo;• IIa (antigo II) – não inerte; e• IIb (antigo III) – comum, como o gerado nos domicílios residenciais.• NBR 12.808: Resíduos de Serviços de Saúde. Classificação:• A: infectante ou séptico.• B: especiais: Químico, Farmacêutico ou Radioativo.• C: comum.• NBR 15.113: Resíduos da Construção Civil e Inertes.• A: reutilizáveis, como os agregados.• B: recicláveis, como plásticos, papel, papelão etc.• C: aqueles que não possuem ainda tecnologias economicamenteaplicáveis, como o gesso.• D: perigosos como tintas, solventes e outros contaminados.3.6. Acondicionamento e Coleta de Resíduos Sólidos.O sistema de coleta deve ter periodicidade regular, intervalos curtos, e a coletanoturna ainda é a melhor, apesar dos ruídos para as grandes áreas urbanas.A coleta classifica-se em comum, onde todo o material é misturado, ou seletiva,quando há separação dos materiais potencialmente reutilizáveis. Os postos de entrega devoluntária – PEV por parte da população têm sido uma política eficiente, desde queexistam cooperativas de catadores responsáveis por estes pontos. Experiências emmunicípios brasileiros mostram que é possível garantir o sustento de muitas pessoas,desde organizadas em cooperativas.• Responsabilidades:1. Resíduo Industrial: Agente gerador em todas as etapas comoacondicionamento, coleta, transporte, tratamento ou destino final.2. Resíduo Domiciliar Residencial: o acondicionamento é de responsabilidade dogerador e as etapas sucessivas da prefeitura.
  8. 8. Prof. Dr. A. E. GiansanteFig. 3: limpeza pública e responsabilidades.
  9. 9. Prof. Dr. A. E. Giansante3.7. Tecnologias Utilizadas para o Tratamento ou Destino Final.O tratamento de um resíduo sólido tem os seguintes propósitos:a) redução de volume;b) redução da “complexidade”;c) aproveitamento de uma parcela do resíduo por meio de reutilização ereciclagem; ed) preservação da saúde pública e do meio ambiente.As formas mais usuais de tratamento são:a) trituração;b) compactação;c) compostagem;d) incineração;e) termovalorização eJá a destinação final tem por objetivos a disposição do resíduo no ambiente deforma sanitária e ambientalmente segura e não causar danos à saúde pública.As formas de destinação ou disposição final são:• aterro controlado;• aterro sanitário.Lixão não é solução, somente problema de saúde pública, ambiental e social porcausa dos catadores que lá vivem.3.7.1. Aterro Sanitário.Processo utilizado para a disposição de resíduos sólidos no solo fundamentadoem critérios de engenharia e normas operacionais específicas, permitindo umaconfirmação segura, em termo de controle de poluição ambiental à saúde pública. Éconstituído da compactação dos resíduos, e cobertura diária com camadas de terra.A. Aspectos Ambientais.O aterro deve evitar a poluição do solo e a contaminação das águas superficiais esubterrâneas.A constante lixiviação dos resíduos pelas águas de chuvas, e sua decomposição,forma do CHORUME (líquido de cor acentuada e odor desagradável).O chorume tem elevado teor de matéria orgânica biodegradável, e fonte potencialde microrganismos patogênicos, seus principais componentes são:a) umidade natural do lixo;b) água de chuva;c) água liberada na decomposição de determinados componentes do lixo;d) água gerada de decomposição biológica;e) substâncias orgânicas e inorgânicas solúveis; ef) substâncias orgânicas solubilizadas pela ação de microorganismos no processode decomposição.
  10. 10. Prof. Dr. A. E. GiansanteFig. 4: vista geral de um aterro sanitário.
  11. 11. Prof. Dr. A. E. GiansanteB. Medidas de Proteção Ambiental.1. altura mínima de 2m entre a parte inferior do aterro e o lençol freático;2. impermeabilização da parte inferior do aterro por camadas de argila;3. drenagem do líquido percolado;4. desvio de águas pluviais para fora da área do aterro, contribuindo para aredução do volume do chorume e operação do mesmo;5. tratamento do líquido percolado;6. cobertura do lixo; e7. isolamento da área.C. Escolha da Área.1. respeitar à legislação relativa ao uso do solo, áreas de proteção aosmananciais, localização em zonas rurais;2. evitar áreas com nascentes ou pequenos córregos; opção por áreas secas;3. observar a direção dos ventos dominantes; e4. desenvolver campanhas de esclarecimento junto à vizinhança.D. Formas de disposição.1. Técnica da trincheira, aplicada em áreas de topografia plana e suave:• escavação de trincheira de dimensões adequadas;• estocagem do material removido para uso futuro;• disposição do lixo diretamente na trincheira, confinado num de seus externos,formando células de 2 a 4m de altura, em camadas sucessivas; e• cobertura do lixo no fim do dia com o material escavado do fundo ou da lateral datrincheira.Preenchida a trincheira, novas camadas de células podem ser superpostas,utilizando-se a terra anteriormente escavada, para construção de diques de contenção,formando nova camada de lixo sobre a trincheira.2. Técnica de rampa, aplicada em áreas relativamente secas e planasapresentando disponibilidade de material de cobertura:• terraplanagem;• compactação do lixo junto a uma rampa, de baixo para cima; e• cobertura do lixo no fim do dia.As camadas de lixo poderão ser sobrepostas para um melhor aproveitamento daárea, desde que as camadas inferiores estejam bem compactadas (fig. 5).3. Técnica da área, aplicada em local onde o relevo é apropriado ao recebimentodo lixo sobre a superfície sem alteração de sua configuração natural.• descarregamento do lixo;• disposição e compactação; e• cobertura do lixo no fim do dia.
  12. 12. Prof. Dr. A. E. GiansanteFig. 5: aspectos técnicos de operação de um aterro sanitário.E. Forma de Operação.A compactação do lixo nos aterros sanitários, realizada à medida da formação dascélulas, tem por objetivo, além da redução do volume, possibilitar o tráfego dos veículosde coleta carregados e dos equipamentos utilizados na operação do aterro e reduzir orebaixamento futuro da massa aterrada.1. descarregamento de lixo no solo, formando rampas com inclinação 1 (v): 3 (h);2. amassamento e quebra de caixas, latas, garrafas, pelo peso do trator e dosistema de esteiras em sua traseira; e3. Compactação no sentido ascendente, repetida de 3 a 5 vezes sobre cadacamada de lixo.Obs.: Nos aterros onde o lixo é empurrado de cima de um barranco para baixo, aoperação de compactação é praticamente inexistente, pois o trator não realiza a funçãode amassamento e quebra.O efeito da compactação bem realizada pode ser observado no mesmo dia ou nodia seguinte, sendo possível trafegar sobre a célula com caminhões de coleta oubasculantes carregados com material de cobertura, sem prejuízo.
  13. 13. Prof. Dr. A. E. GiansanteFig. 6: estruturas de drenagem de gases e de drenagem de chorume.F. Frentes para Dias de Chuva.Nas épocas das chuvas, uma frente de trabalho deve ser conservada emcondições de suportar o tráfego, e reservada exclusivamente para os períodos de chuvasprolongadas.
  14. 14. Prof. Dr. A. E. GiansanteAs cabeceiras destinadas às épocas de chuvas devem ser fechadas ao acessoregular. Deve ser mantido em estoque na área cascalho ou pedra britada, para aaplicação necessária nos acessos e na frente de trabalho.Esses cuidados visam evitar os encalhes de caminhões coletores e danos para oschassis, não desorganizando os serviços de coleta e aterro nos períodos de chuva.G. Partes de um Aterro Sanitário:• cercas com vegetação natural;• portaria;• balança;• acessos internos;• pátios de estocagem;• galpão;• alojamentos;• tubos de drenagem de gases;• sistema de drenagem de águas pluviais; e• iluminação.H. Equipamentos.1. trator empurrador de esteiras com a possibilidade de adaptação de lâminaespecial para lixo, conhecida como lâmina “BALDERSON”.2. equipamentos de rodas adaptados para trabalho com lixo.3. rolo compactador articulado, dotado de 4 (quatro) rodas e 1 (um) rolo na partedianteira e duas rodas traseiras, providas de pés de carneiro -–equipamento importado,apropriado para aterros recebendo grandes volumes (mais de 1000 t/dia) de lixo.
  15. 15. Prof. Dr. A. E. GiansanteFotos 3 e 4: vistas do aterro bandeirantes.
  16. 16. Prof. Dr. A. E. Giansante3.7.2. Usinas de triagem e compostagem.Muitas vezes a solução combinando usina de compostagem com o aterro sanitárioé a mais adequada, pois cerca de 50% do material chegando numa usina pode serconsiderado como rejeito, não podendo ser reaproveitado. restando, enterrá-lo. A usinade triagem permitiria recuperar parte do material que seria simplesmente enterrado.Fig. 8: usina de triagem e compostagem.
  17. 17. Prof. Dr. A. E. Giansante3.7.3. Incineração.Fig. 9: incineração.
  18. 18. Prof. Dr. A. E. Giansante3.8. Minimização de Resíduos Sólidos.Tecnologia desenvolvida nas décadas de 70 e 80 para solucionar problemas deresíduos perigosos, porém aplicada aos demais resíduos. Objetiva:a) redução do volume, preferivelmente sem aumento da toxidade; eb) redução da toxidade, por outros métodos sem a diluição.Menor volume gerado implica menos material a buscar uma solução adequadaquanto a sua disposição ou tratamento.Fig. 10: esquema de minimização de geração de resíduos sólidos.
  19. 19. Prof. Dr. A. E. Giansante3.9. NIMBY.Mesmo se conhecendo a necessidade de se buscada uma solução adequada parao problema do lixo, ninguém deseja estar esta situada nas proximidades de sua moradia.Por isso essa situação é conhecida como NIMBY “never in my backyard”. Mesmo quandoutilizada a melhor técnica disponível, a população tende a rejeitar a localização do aterro,usina ou incinerador, constituindo o maior problema no licenciamento ambiental destasunidades.Fig. 11: nimby.
  20. 20. Prof. Dr. A. E. Giansante3.10. Exemplo didático.Dimensionamento e localização do aterro sanitário e usina de reciclagem/compostagem proposta para o município de Cabreúva.a. Considerações de cálculo:i. Índice de atendimento da população urbana: Ia = 100%.ii. Geração volumétrica “per capita”: Gvpc = 4 l/hab.dia.iii. Geração de massa “per capita”: Gmpc = 1 Kg/hab.dia.iv. Coeficiente de compressibilidade (redução de volume): 50%.v. População de início de plano (2004): 38.122 habitantes.vi. População de final de plano: (2014): 68.270 habitantes.Obs.: foi adotado um horizonte de projeto de 10 anos. Poderia ser 20 anos.Quadro de resíduos gerados:Ano PopulaçãoVolumediário(l/dia)Volumeanual(m3/ano)Massadiária(Kg/dia)Massaanual(ton/ano)2004 38.122 152.488 55.659 38.122 13.8702014 68.270 273.080 99.675 68.270 24.820vii. Volume de resíduos gerados em 10 (dez anos): Vt = [(55.659+99.675)/2] X 10,onde o resultado é Vt= 776.670 m3em 10 anos.viii. Massa de resíduos gerados em 10 (dez anos): Mt = [(13.870+24.820)/2] X 10,onde o resultado é Mt= 193.450 ton em 10 anos.ix. Para o dimensionamento do aterro sanitário, considera-se que 50% do volume éreduzido devido à compactação pelos equipamentos mecânicos, como ostratores. O volume do solo utilizado na cobertura da área e no fechamento final daárea é de 20% do volume total. Portanto, 70% do volume total do lixo é que seráenterrado com todos os critérios adequados na disposição final, o aterro. A saber:Vaterro = 0,70.Vt = 0,70 x 776.670 = 543.669 m3.x. Em geral, se adota uma trincheira por ano. Adotando dimensões iguais parafacilitar os cálculos, cada trincheira teria um volume de 54.367 m3.xi. Devido à localização de área mais adequada para implantar o aterro, identificadaem planta 1:10.000, foi utilizado o critério de 1 trincheira por ano, logo serão 10trincheiras de 240 m de comprimento, 5 m de profundidade e 45,3 m de largura.xii. A área disponível deverá suportar as áreas das trincheiras, considerando 6 m deespaço entre estas, mais área restante para a implantação dos acessos,balanças, administração, vestiários, refeitório, centro ambiental, usina dereciclagem e compostagem, pátios de manobra/ carga/ descarga, depósito decomposto, guarita e estacionamentos. A saber:- área de cada trincheira sem faixa lateral: Atr = 240 x 40,3 = 10.873,4 m2;- área total de 10 trincheiras: 108.734 m2;- área lateral a cada trincheira: supôs-se 3 m a mais em cada trincheira, seja nalargura, seja no comprimento. Assim, cada trincheira passaria a ter: 243 x 48,3 m2.Logo: Atrfl = área de trincheira mais faixa lateral = 243 x 48,3 = 11.736,9 m2;
  21. 21. Prof. Dr. A. E. Giansante- área total de 10 trincheiras mais faixa lateral: 117.369 m2;- área restante: admite-se 30% a mais, 0,30 x 117.369 = 35.210,70 m2.A área total para a implantação do aterro será igual a: 152.529,7 m2.xiii. No caso de admitir triagem e reaproveitamento de materiais presentes no lixo, dos776.670 m3 produzidos em 10 anos, 388.335 m3 são potencialmentereaproveitáveis e os outros 388.335 m3 seriam destinados ao aterro sanitário.Para chegar às novas dimensões da área total, devem-se refazer os cálculos. Aárea da usina de triagem estaria nos 30% adicionais admitidos para balança etc.b. Considerações gerais para a implantação do aterro sanitário:i. Não colocá-lo próximo a cursos d’ água e nem em topo de morro, em respeito àlegislação ambiental. Afastar cerca de 50 m o aterro de qualquer curso d’água.ii. Localizá-lo afastado da área urbana, no mínimo 1 km, mas de preferência junto aalguma estrada para facilitar o acesso.iii. Atender a melhor condição do sentido e direção dos ventos, i.é, situá-lo anoroeste da cidade, caso exista terreno disponível.BIBLIOGRAFIA.CAMPOS, J.Q, GIANSANTE, A.E. et alli Ambientalismo e Educação Ambiental EditoraJotace, São Paulo, 2004.CETESB Inventário Estadual de Resíduos Sólidos Domiciliares São Paulo, 2003.CETESB Coleta Seletiva – Apostilas Ambientais São Paulo, 1997.Manual de Gerenciamento Integrado de Resíduos Sólidos Brasília, 1992FUNDAÇÃO SESP, Manual de Saneamento. Rio de Janeiro, 1992DACACH, N. G., Saneamento Básico, Salvador, 1979.GIANSANTE, A.E. Notas de aula, 2005.ORTN,M.H.A.; Takeda, Aterros Sanitários CETESB - São Paulo,1998.POVINELLI, J.I. BIDONE, F.R. Conceitos Básicos de Resíduos Sólidos EESC USP - SãoCarlos,1999.
  22. 22. Prof. Dr. A. E. GiansanteEsquema de um aterro sanitário.

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