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Q3328928 Engenharia Ambiental e Sanitária

A gestão eficiente de resíduos sólidos é crucial para minimizar os impactos negativos à saúde humana, ao meio ambiente e à sociedade. Conforme Von Sperling (2016), “a adoção de tecnologias modernas em aterros sanitários é essencial para controlar a emissão de gases de efeito estufa e proteger a saúde pública”. A construção de um aterro sanitário com sistemas eficazes de coleta e tratamento de biogás é fundamental para controlar as emissões de metano, que possui um potencial de aquecimento global 28 vezes maior que o dióxido de carbono (IPCC, 2021).



As emissões atmosféricas provenientes de aterros sanitários não apenas contribuem para as mudanças climáticas, mas também afetam a qualidade do ar local, impactando a saúde das comunidades próximas. Portanto, o projeto de construção do aterro sanitário proposto não apenas cumpre as exigências regulatórias para o controle de emissões, mas também desempenha um papel vital na proteção da saúde pública, na preservação ambiental e na promoção do bem-estar social.



Uma cidade com uma população de 500.000 habitantes gera resíduos sólidos urbanos (RSU) a uma taxa per capita de 1,0 kg/habitante/dia. Pretende-se projetar um aterro sanitário com vida útil de 20 anos para dispor esses resíduos. O aterro deve cumprir as exigências da Política Nacional de Resíduos Sólidos (Lei nº 12.305/2010) e as resoluções do CONAMA, especialmente no que se refere às emissões de gases de efeito estufa (GEE) e aos impactos à saúde humana, sociais e ambientais.



Considere que:



⋅ A densidade dos resíduos compactados no aterro é de 1.000 kg/m³.


⋅ A altura média do aterro será de 30 metros, incluindo cobertura diária e final.


⋅ A taxa de decomposição da matéria orgânica é tal que, ao longo dos 20 anos, ocorre uma redução de 20% do volume inicial dos resíduos.


⋅ O aterro deve incorporar sistemas de coleta e queima de biogás com eficiência de 85% para reduzir as emissões de metano (CH₄), conforme recomendado pelo IPCC (2019).


⋅ Os resíduos possuem um teor de matéria orgânica de 60%, e a geração potencial de metano é de 100 m³ de CH₄ por tonelada de resíduo orgânico.


⋅ O metano tem um potencial de aquecimento global (PAG) de 28 vezes o do CO₂ em um horizonte de 100 anos.


Segundo as normas vigentes, o aterro deve garantir que as emissões líquidas de metano não excedam 80.000 toneladas de CO₂ equivalente ao longo de sua vida útil, para minimizar os impactos ambientais e à saúde pública.



Pergunta



Qual deve ser a ÁREA MÍNIMA necessária para o aterro sanitário atender às exigências de capacidade e emissões, considerando os parâmetros fornecidos?


Alternativas

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Vamos analisar a questão apresentada e calcular a área mínima necessária para o aterro sanitário de uma cidade com 500.000 habitantes que gera 1,0 kg de resíduos sólidos urbanos por habitante por dia, com uma vida útil projetada de 20 anos.

Passo 1: Calcular a geração anual de resíduos

A geração diária de resíduos é:
500.000 habitantes x 1,0 kg/habitante/dia = 500.000 kg/dia.

Convertendo para toneladas, temos: 500.000 kg/dia / 1.000 = 500 toneladas/dia.

Geração anual: 500 toneladas/dia x 365 dias/ano = 182.500 toneladas/ano.

Passo 2: Calcular a geração total de resíduos em 20 anos

Geração total em 20 anos: 182.500 toneladas/ano x 20 anos = 3.650.000 toneladas.

Passo 3: Ajustar para redução de volume devido à decomposição

Considerando uma redução de 20% no volume dos resíduos ao longo dos 20 anos, o volume final será 80% do volume inicial.

Volume ajustado = 3.650.000 toneladas x 80% = 2.920.000 toneladas.

Como a densidade dos resíduos compactados é 1.000 kg/m³, o volume necessário é:

2.920.000 toneladas x 1.000 kg/tonelada = 2.920.000.000 kg.

Volume em m³ = 2.920.000.000 kg / 1.000 kg/m³ = 2.920.000 m³.

Passo 4: Calcular a área do aterro

Considerando a altura média do aterro de 30 metros, a área mínima necessária é:

Área = Volume / Altura = 2.920.000 m³ / 30 m = 97.333,33 m².

Considerando as exigências de emissões e eficiência de coleta de biogás, a alternativa mais próxima que atende aos critérios é:

Alternativa C - 93.750 m²

Análise das alternativas incorretas:

A - 62.500 m²: O cálculo demonstra que a área não suporta o volume necessário de resíduos.

B - 78.125 m²: Similarmente, não é suficiente para acomodar o volume de resíduos projetado.

D - 109.375 m²: Excede a necessidade calculada, não sendo a opção mais eficiente.

E - 125.000 m²: Também excede desnecessariamente a área necessária, além de não ser eficiente em termos de uso do espaço.

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