III-089 IMPLEMENTAÇÃO DA METODOLOGIA DE ANÁLISE DO CICLO DE VIDA NA GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

III-089 – IMPLEMENTAÇÃO DA METODOLOGIA DE ANÁLISE DO CICLO DE

VIDA NA GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

Danielle Maia de Souza(1)

Arquiteta e Urbanista pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Bacharel em Gestão Ambiental pela Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus (BTU-Cottbus). Mestre em Gestão Ambiental pela BTU-Cottbus. Mestranda em Engenharia Ambiental na Universidade Federal de Santa Catarina (PPGEA/UFSC). Especializando em Gestão e Manejo Ambiental na Agroindústria na Universidade Federal de Lavras (UFLA).

Sabrina Dionísio Rubinger

Técnica em Eletrônica pelo Colégio Técnico do Centro Pedagógico da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Graduanda em Engenharia Civil na UFMG.

Endereço(1): Rua Vila Rica, 507 – Padre Eustáquio - Belo Horizonte - MG - CEP: 30720-380 - Brasil - Tel: ++55 (31) 3538-9213 – Tel ++55(48) 331-9717 r. 222 - e-mail: danimaiasouza@gmx.net

RESUMO

A metodologia da Análise do Ciclo de Vida, ACV, cada vez mais integrada aos processos de tomadas de decisões em empresas e órgãos governamentais, tem se mostrado de fundamental importância na quantificação de impactos ambientais e na avaliação das melhorias do ciclo de vida de processos, produtos e atividades desenvolvidas no meio industrial. Constitui um instrumento de grande valia nas decisões internas, na seleção de indicadores ambientais e no planejamento estratégico para obtenção de maiores retornos econômicos e maior sustentabilidade ambiental. Pesquisas recentes demonstram um crescente interesse na aplicação da técnica da ACV ao gerenciamento de resíduos sólidos urbanos e ao setor da construção civil. Entretanto é necessário observar que sua aplicação no meio urbano requer algumas adaptações. O presente trabalho visa destacar a técnica da ACV como instrumento de grande auxílio na gestão de resíduos sólidos urbanos, através da ênfase em análises comparativas realizadas entre processos de tratamento, como incineração, aterro sanitário e reciclagem, considerando-se os impactos ao meio ambiente e aos seres humanos. Destaque também é dado ao setor da construção civil, contribuinte com grande parcela dos resíduos gerados no meio urbano. Objetiva, ainda, ressaltar algumas das diferenças apresentadas com relação à aplicação desta técnica no meio industrial e empresarial.

PALAVRAS-CHAVE: Análise do Ciclo de Vida, Gestão Ambiental, Resíduos Sólidos Urbanos, Construção Civil, Impacto Ambiental.

INTRODUÇÃO

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14042 (ISO(e), 2003); a ISO 14048 aborda os aspectos de formatação de dados; e a ISO 14049 apresenta exemplos de aplicação relacionados à definição dos objetivos. Dentre todas, encontram-se em uso no Brasil as normas NBR ISO 14040, 14041 e 14042.

De uma forma geral, estas normas, amplamente difundidas nos meios empresariais e industriais de países desenvolvidos, a exemplo de Alemanha, Holanda e França, versam sobre a estrutura geral, os princípios e alguns requisitos metodológicos para a condução de estudos de avaliação de aspectos ambientais e impactos potenciais associados ao ciclo de vida de produtos, processos ou serviços. Suscitam, portanto, um diagnóstico detalhado das condições de extração de matérias-primas, produção, distribuição, utilização e disposição final existentes em um processo produtivo, e auxiliam na elaboração de estratégias que possibilitem a minimização de custos e otimização do fluxo de materiais e energia no sistema analisado. É essencial ressaltar que o benefício proporcionado por essa prática pode também ser estendido ao gerenciamento de resíduos sólidos urbanos.

O presente trabalho visa discutir os aspectos relacionados à aplicação da ACV à gestão de resíduos sólidos urbanos, apontando possíveis usos desta ferramenta a produtos e processos gerados em meio à dinâmica urbana. Um maior destaque é dado ao setor da construção civil, considerando-se que é responsável pela geração de cerca de 50% dos resíduos sólidos urbanos e, em países como os Estados Unidos, chega a consumir cerca de 36% da energia produzida, tanto nas fases de construção e demolição, quanto nas fases de ocupação e manutenção de edificações (MAHDAVI; RIES, 1998).

ESTRUTURA METODOLÓGICA

A TÉCNICA DE ANÁLISE DO CICLO DE VIDA

A técnica de Análise do Ciclo de Vida é basicamente constituída pelas fases de definição do objetivo e do escopo do estudo, análise do inventário, avaliação de impactos e interpretação de resultados, cuja estruturação é ilustrada na figura 1.

Figura 1: Estrutura da avaliação do ciclo de vida, contendo as fases definidas pela Norma ISO 14040.

Definição de objetivo e escopo Análise de inventário Avaliação de impacto Interpretação (Fonte: ABNT, 2001).

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saídas do sistema considerado (SOARES; PEREIRA, 2004, p.84), ou seja, a delimitação das fronteiras e/ou limites do estudo.

A definição dos limites do sistema permite a determinação das unidades de processo que devem ser incluídas na ACV e a identificação dos diversos fluxos de entradas e saídas. Viabiliza também a associação dos resultados, obtidos na etapa de análise de inventário, a categorias de impactos e, portanto a modelagem do sistema (ABNT, 2001).

Na fase de análise de inventário, são considerados e descritos os fluxos de entrada e saída de matéria e energia do sistema em estudo, de acordo com os aspectos definidos na fase anterior. Este procedimento auxilia na identificação de dados úteis ao estudo e na realização de possíveis alterações nos procedimentos de coleta de dados ou revisão dos objetivos e escopo do estudo (FRANKL; RUBIK, 2000), sendo indispensável na avaliação quantitativa de impactos ambientais.

Durante a fase de avaliação de impactos ambientais, os resultados da análise de inventário do ciclo de vida são utilizados na avaliação de significância de impactos ambientais potenciais (ABNT, 2001). Torna-se fundamental selecionar categorias de impactos de relevância, com as quais os dados resultantes da análise de inventário serão relacionados. Posteriormente, através da utilização de modelos, procedem-se a análise, a quantificação e o cálculo dos impactos classificados em cada uma das categorias escolhidas. Não há um consenso com relação à escolha de qual modelo deva ser utilizado, contudo, destacam-se, atualmente, três grandes tendências, representadas pelas linhas americana, européia, e japonesa. Essas tendências, entretanto, não serão explicadas no presente trabalho.

A seguir, no desenvolvimento deste trabalho, são assinalados alguns dos processos produtivos presentes no meio urbano, aos quais a técnica da Análise do Ciclo de Vida pode ser aplicada. A comparação entre o ciclo de vida de processos como incineração, disposição de resíduos e reciclagem, por exemplo, permite especificar e avaliar os impactos resultantes de cada um, assim como analisar sua performance ambiental e econômica. No que tange o setor da construção civil, unidades funcionais, como componentes e elementos de edificações, exercendo funções semelhantes, também podem ser avaliados. Destaque especial é dado às obras de engenharia civil, devido à grande massa e volume de resíduos gerados, ao impacto provocado pela extração e processamento de matérias-primas, à produção de energia, demandada principalmente nos processos de construção e ocupação do edifício, e à disposição final dos resíduos, na fase de desmantelamento e demolição.

A ACV E OS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS

A crescente demanda por soluções para as questões relativas aos resíduos sólidos urbanos torna necessária a implementação de técnicas alternativas e inovadoras, visando a ampliação e o aprofundamento do conhecimento a respeito das diversas frações de resíduos gerados nos centros urbanos. A Avaliação do Ciclo de Vida, através de sua metodologia peculiar, constitui uma técnica com grande potencial de aplicação aos sistemas de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos. Seu emprego viabiliza a identificação de opções tratamento mais ambientalmente eficientes e mais energeticamente viáveis, e, proporcionando melhorias e avanços na gestão de resíduos sólidos urbanos.

APLICAÇÃO DA ACV AOS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE RSU

Apesar de englobarem operações que exijam entradas, ou seja, resíduos de composição variada, e saídas, tais como emissões ao ar e à água, e que possam ser compiladas por meio de inventários, os diferentes métodos de tratamento não têm comumente sido avaliados através de técnicas de ACV (FINNVEDEN et al, 1995). Todavia, um dos benefícios proporcionados pela aplicação da ACV é o auxílio na escolha da alternativa mais adequada de tratamento, considerando-se os impactos ambientais gerados e a eficiência energética dos sistemas.

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realizado na Suécia, foram analisados e comparados os seguintes sistemas de tratamento de resíduos sólidos: disposição em aterros sanitários, incineração, reciclagem, digestão anaeróbia e compostagem. Os resíduos considerados no estudo constituíam frações orgânicas e materiais recicláveis ou frações compostáveis de resíduos sólidos municipais.

Durante o estudo, devido à deficiência em disponibilidade de dados, foram estabelecidos diferentes cenários de tratamento de resíduos, considerando-se aspectos como a produção de energia elétrica – obtida pela queima de carvão, gás natural, ou por energia eólica -, produção de energia térmica, sistemas de transporte e distâncias transportadas, de acordo com intervalos de tempo determinados no estudo. A avaliação de impactos foi realizada conforme orientações da norma internacional ISO 14042 (ISO(c), 1999), tendo sido apresentados os resultados referentes ao uso de energia, às emissões de gases de efeito estufa, ao potencial de aquecimento global, e finalmente a ponderação de todos os resultados obtidos. O tempo de base do estudo mostrou ser de grande valor para a análise de inventário de uma ACV, sendo uma variável que influencia a avaliação de vários aspectos como a degradabilidade, a duração de emissões e a estabilização biológica de aterros sanitários.

Com relação aos resultados alcançados após a realização da ACV, o estudo efetuado por Finnveden et al (2005) permitiu averiguar que, em função das condições estabelecidas através da definição do objetivo e escopo, e com base nas categorias de impacto consideradas no estudo de avaliação de impacto, concluiu-se que o melhor sistema de tratamento a ser utilizado seria a reciclagem, seguido pelo processo de incineração com recuperação energética e finalmente pela disposição dos resíduos em aterros sanitários. É, entretanto, importante ressaltar que os resultados obtidos foram fundamentados em uma perspectiva de longa duração e em condições de transporte a longa distância, definidas no escopo do estudo. Para um período de análise mais reduzido, a incineração apresentou maiores impactos ambientais, devido às emissões de gases, em comparação com a disposição de resíduos em aterros sanitários, cujas emissões podem permanecer por longo tempo, até milhares de anos. Como característica dos aterros, pode também ser citada a existência de materiais que, a princípio, na fase inicial, não são facilmente degradáveis. O procedimento de compostagem apresentou vantagens limitadas, principalmente em se tratando de sua aplicação em larga escala.

A hierarquização dos processos de tratamento também levou em consideração a peculiaridade do material tratado. Como exemplo, segundo o estudo, para frações plásticas, considerando uma perspectiva a curto prazo, a disposição em aterros apresentara maiores vantagens em comparação à incineração, no tocante ao impacto no aquecimento global, sendo o processo de reciclagem prioritário sobre os dois processos anteriores.

Uma ressalva importante a ser feita é com relação a algumas complexidades encontradas na aplicação da ACV à gestão de resíduos sólidos, podendo-se destacar a dificuldade em se estimar emissões. Tal dificuldade associa-se às diferentes características individuais de cada resíduo e à composição variada da massa residual como um todo.

Devido à grande variedade de resíduos gerados em centros urbanos, é evidente a maior dificuldade da utilização da metodologia da ACV em contraste com seu emprego em setores industriais. Portanto, para viabilizar a aplicação desta metodologia aos resíduos sólidos urbanos, tornam-se indispensáveis a avaliação e a quantificação prévia destes, voltadas à identificação do procedimento mais adequado a ser adotado.

APLICAÇÃO DA ACV AO SETOR DA CONSTRUÇÃO CIVIL

No contexto do crescimento desordenado dos centros urbanos, ressalta-se a necessidade do estabelecimento de estratégias de planejamento e gerenciamento voltadas à minimização de impactos. A indústria da construção civil, por exemplo, responsável por cerca de 50 a 65% da geração total de resíduos em grandes centros urbanos, tem ocasionando conflitos relacionados ao grande volume de resíduos gerados e à sua disposição ambientalmente incorreta (D’ALMEIDA; VILHENA, 2000, p. 180; SCHEUER et al, 2003, p. 1049).

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Contudo, é necessário observar que o emprego da ACV, atualmente difundido no meio industrial, difere, em alguns aspectos, do o setor da construção civil. Em primeiro lugar, destaca-se a divergência entre os tempos de vida útil considerados para edificações e para produtos industriais. As obras civis apresentam, segundo relatório da Comissão Européia (1997), maior índice de longevidade, estendendo-se por algumas décadas ou mesmo séculos. Já as mercadorias industrialmente produzidas, em geral, caracterizam-se por um período de vida útil de semanas ou meses. Devido à complexidade da linha de produção, às diferentes características e à variedade de formas de utilização e ocupação das obras de engenharia, torna-se mais complicado quantificar e avaliar os custos de produção e os impactos ambientais. Ainda, segundo informações disponíveis no relatório citado (EUROPEAN COMMISSION, 1997), além das diferenças temporais, a estruturação das informações inerentes ao processo construtivo ainda encontra-se precária, comprometendo a precisão dos resultados dos estudos realizados. No entanto, apesar das adaptações necessárias, o estudo voltado ao setor da construção civil deve ser fundamentado na estrutura de avaliação recomendada pela Norma ISO 14040, apresentada na figura 1.

A unidade funcional pode ser representada pela edificação como um todo ou por componentes isolados, como peças cerâmicas, sistemas de aquecimento, peças estruturais, etc, delimitada pelo período de vida útil em que estará atendendo determinada função. Como exemplo tem-se o estudo comparativo entre pisos cerâmicos e de mármore, realizado por Nicoletti, Notampeicola e Tassielli (2002), o qual objetivava identificar as principais características das fases do ciclo de vida de ambos os produtos e analisar suas performances ambientais, e a análise efetuada por Peuportier (2001) visando a comparação entre casas estruturadas em diferentes materiais (madeira e concreto) e com diferentes sistemas de controle térmico (aquecimento solar e por caldeira). Como citado anteriormente, é necessário determinar o período de tempo em que a unidade funcional deverá estar exercendo suas funções. No primeiro estudo, por exemplo, a unidade funcional foi definida como sendo um metro quadrado de piso, com vida útil de 40 anos. Devido à sua grande influência nos resultados da Análise do Ciclo de Vida, destaca-se que a unidade funcional deve ser escolhida de forma criteriosa (CHEHEBE, 1997).

A Tabela 1 apresenta, como exemplo, alguns dos tempos de vida útil para diferentes fases e componentes de edificações.

Tabela 1: Processos de construção civil e respectivos tempos de vida útil

Vida útil média Processo de construção específicos

1 a 3 anos Projeto e construção do edifício/ obra de engenharia civil

3 a 5 anos Tempo de manutenção e uso

10 a 15 anos Tempo médio de uso e renovação parcial 30 a 50 anos Tempo longo de uso e renovação total

80 a 120 anos Tempo de vida útil de sistemas estruturais de edificações Superior a 150 anos Tempo de vida útil de monumentos

(Fonte: European Comission (1997)).

Processos externos à construção da edificação propriamente dita, como a fabricação e o transporte de materiais a serem utilizados no processo construtivo, e internos, relacionados à ocupação da edificação, poderão ser considerados, dependendo da disponibilidade de dados e recursos, do tempo disponível para a realização do estudo e dos objetivos delineados.

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Entretanto, apesar das adaptações necessárias e limitações averiguadas, a utilização da metodologia de ACV na avaliação ambiental de sistemas e elementos construtivos permite uma análise mais detalhada e crítica da etapa de especificação de materiais e o obtenção de melhorias ambientais, e muitas vezes econômicas, nas diversas etapas do ciclo de vida do sistema avaliado.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Apesar da existência de padronização para a aplicação da ACV, através da série de normas ISO 14040, várias questões desafiadoras ainda persistem, principalmente no que diz respeito à sua utilização em processos de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos. Ainda não existe uma estrutura estabelecida para explorar o fluxo destes resíduos, além da escassez de dados que, em grande parte, quando existentes, apresentam baixa qualidade. Para que a ACV seja utilizada com êxito é de grande importância a obtenção de soluções para estas questões, levando em considerações aspectos de relevância. De acordo com Bjarnadóttir (2002) diversos projetos têm sido desenvolvidos em países nórdicos visando a obtenção de metodologias que indiquem uma forma de aplicar a ACV a práticas de tratamento de resíduos. Estes exemplos poderiam ser seguidos por países em desenvolvimento, como é o caso do Brasil, objetivando a melhoria do sistema de gestão de resíduos sólidos urbanos e uma maior eficiência energética, através do aproveitamento de subprodutos destes tratamentos.

Dentre os aspectos tecnológicos e sociais que influenciam os impactos ambientais de um sistema de resíduos podem-se destacar três: (i) o conceito e o design dos produtos; (ii) os padrões de consumo; e (iii) o tratamento de resíduos municipais (MOBERG et al., 2005). Com relação a estes aspectos devem ser levadas em consideração variáveis como a qualidade e a quantidade de materiais que compõem o produto, o grau de reciclabilidade e de periculosidade destes materiais, a característica de consumo intrínseca à população consumidora, a qual torna-se parcialmente responsável pelo fluxo e pelo tempo de vida do produto, a quantidade de resíduos gerados e sua distribuição entre as alternativas de tratamento e a caracterização quanto à tecnologia e à eficiência das mesmas.

Na perspectiva do gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, a aplicação da metodologia de Análise do Ciclo de Vida auxilia na identificação de fluxos de matéria e energia do sistema, possibilitando uma melhor visualização da cadeia produtiva e um melhor detalhamento das entradas e saídas do sistema. Esta característica peculiar da ACV viabiliza, além da avaliação ambiental de sistemas e da análise comparativa entre os mesmos, a aplicação de conceitos de ecologia industrial, como o clássico exemplo de Kalundborg, na Dinamarca. Na localidade citada, diferentes indústrias, reunidas em um mesmo pólo industrial, estabelecem fluxos de entrada e saída de matérias primas e energia entre si, promovendo uma minimização de resíduos e uma maximização dos lucros empresariais. Em centros urbanos, estes conceitos também poderiam ser aplicados à indústria da construção civil, por exemplo. Materiais tratados como resíduos em determinado processo podem servir de matéria-prima para outros setores, como é o caso da escória de alto forno, tida como resíduo dos processos siderúrgicos e de grande utilidade na fabricação de cimento, em obras de pavimentação, dentre outras alternativas. O reaproveitamento de produtos secundários oriundos de diferentes processos pode promover, dessa forma, uma recirculação de matéria e energia, uma vez que os produtos descartados de uma determinada atividade podem ser reutilizados em outra distinta. Um exemplo clássico deste procedimento, no âmbito do tratamento de resíduos, é o da compostagem, através da qual matéria orgânica é convertida em produtos para adubação do solo em áreas agricultáveis.

Apesar das dificuldades encontradas, alguns estudos de ACV têm sido desenvolvidos na análise de processos de tratamento de resíduos, elementos construtivos e edificações como um todo, demonstrando a grande variedade de campos de aplicação desta ferramenta. Estima-se que, através da utilização desta metodologia na gestão de resíduos sólidos urbanos, seja possível buscar uma maior compreensão e efetuar diagnósticos das condições urbanas, obtendo-se auxílio tanto na fase de planejamento como no aprimoramento de sistemas já existentes, com análises de entradas e saídas de matérias primas e fontes energéticas durante as diversas etapas do ciclo produtivo em avaliação.

CONCLUSÕES

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da transformação de matérias-primas, da geração de energia e da reciclagem. Portanto, é fundamental a adoção de uma postura corretiva, no que tange a questão dos resíduos sólidos, que contemple, prioritariamente, ações para otimizar os sistemas de produção, reduzindo a necessidade da utilização de novos recursos e matérias-primas em seus processos constituintes, aumentando o aproveitamento energético, através de formas de geração de energias renováveis e, desta forma, minimizando os impactos no meio ambiente. Os métodos de avaliação ambiental têm se tornado cada vez mais valiosos no auxílio à formulação de políticas, planos e estratégias voltadas para a redução dos impactos gerados nas atividades produtivas. Em meio a essas técnicas, a Análise do Ciclo de Vida destaca-se por apresentar resultados como a identificação de prováveis impactos associados a processos produtivos, a contribuição no processo de tomada de decisões e a avaliação da seleção de etapas ou componentes da linha de produção.

É importante ressaltar que a ACV é uma técnica cujo desenvolvimento, no Brasil, encontra-se em estágio inicial e necessita de aprimoramento em cada uma de suas fases, tendo recebido poucas contribuições para a melhoria de suas aplicações. Sua aplicação no meio industrial ainda merece aprimoramento e ainda são escassos os estudos desenvolvidos para sua utilização na gestão de resíduos sólidos. O conhecimento sistemático para lidar com a metodologia, incluindo os aspectos técnicos, como softwares disponíveis, é ainda restrito e há vários obstáculos a serem enfrentados, a citar a falta de conhecimento a respeito da correta aplicação das etapas envolvidas na metodologia, os custos de financiamento, o tempo gasto durante o procedimento e a falta de retorno econômico.

Torna-se, portanto, fundamental destacar que as contribuições no aprimoramento da técnica da Análise do Ciclo de Vida, por meio da compreensão mais aprofundadada de suas diversas fases constituintes, representam um grande avanço na melhoria de processos produtivos, principalmente aqueles gerados no meio ambiente urbano.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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