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Título: Análise do desempenho ambiental de rotas alternativas de aproveitamento de resíduos sólidos urbanos e agrossilvopastoris
Autor(es): Ribeiro, Yves Henrique Marques
Orientador(es): Silveira, Edgar Amaral
Assunto: Distrito Federal (DF)
Energia elétrica - geração
Resíduos sólidos
Data de publicação: 10-Jul-2024
Referência: RIBEIRO, Yves Henrique Marques. Análise do desempenho ambiental de rotas alternativas de aproveitamento de resíduos sólidos urbanos e agrossilvopastoris. 2023. 109 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.
Resumo: O principal objetivo deste estudo é avaliar de forma ambiental a utilização dos resíduos do Distrito Federal para a geração de energia, utilizando como ferramenta uma Avaliação de Ciclo de Vida. A unidade funcional é 1 tonelada de resíduo tratado. Os resíduos avaliados são o Resíduo Sólido Urbano e o Resíduo Agrossilvopastoril, ambos no escopo do Distrito Federal. Para o RASP, avalia-se os cenários de não utilização do resíduo, com decomposição no local de produção e colheita, cenário 1, o cenário de coleta do resíduo e digestão anaeróbia em usinas descentralizada, cenário 2, e o cenário de coleta e transporte, cenário 3, com digestão anaeróbia em uma usina central. Para a avaliação do RASP, o maior volume de resíduos foi estimado conforme a produção agrossilvopastoril do DF, a qual foi geolocalizada conforme o cadastro de unidades rurais do IBGE. A produção também foi avaliada conforme a sazonalidade e razão de produção de resíduos, baseada em literatura. Foi modelado um processo de coleta, que também definiu a razão ótima de retirada de resíduos. Além disso, foi feita roteirização do transporte de RASP, usando QGIS, caracterização média dos resíduos conforme a literatura, com base nos produtos agrossilvopastoris, e foi utilizado um modelo simples de digestão anaeróbia, com base na caracterização obtida. Avalia-se o RSU em dois cenários, o atual método de destinação, cenário 4, para um aterro sanitário, e a incineração do resíduo com recuperação energética, cenário 5. Analisou-se as rotas programadas para a coleta e transporte de resíduos, bem como a quantidade, gravimetria, e a sazonalidade da geração. Com base na gravimetria média, caracterizou-se o RSU em sua composição elementar e utilizouse inventários de literatura, adequados aos valores da composição elementar, tanto para o cenário 4 como para o cenário 5. A modelagem de cada cenário foi feita no software GaBi através dos inventários construídos. Os cenários foram avaliados em 7 categorias de impacto: potenciais de aquecimento global, acidificação, eutrofização, ecotoxicidade aquática, ecotoxicidade terrestre, toxicidade humana e depleção abiótica. Para os cenário 1, a literatura defende um impacto neutro, que foi comparado com os cenários 2 e 3. Para ambos os cenários 2 e 3, nas categorias de GWP, AP e EP, há um maior dano ao meio ambiente em relação ao cenário 1. Por outro lado, TETP, HTP, FAETP e ADP contam com mitigação dos danos apresentados nos cenários 2 e 3. Para o RSU, o cenário de incineração performa melhor nas categorias de TETP, ADP e FAETP. Porém, o aterro sanitário é melhor nas categorias de HTP, GWP, EP e AP. Em suma, os resultados obtidos indicam um desempenho ambiental inferior para o cenário de incineração de RSU e potencialidade de mitigação de danos ambientais para a digestão anaeróbia de RASP, a depender de ajustes no modelo utilizado e produtos do processo.
Abstract: The main objective of this study is to evaluate the environmental impact of using waste from Distrito Federal, Brazil, to generate energy, using Life Cycle Assessment (LCA) as a tool. The functional unit is 1 ton of treated waste. The waste evaluated are Urban Solid Waste (MSW) and Agro-silvopastoral Waste (RASP), both within the scope of the Distrito Federal. For RASP, the scenarios evaluated are non-use of the waste, with decomposition at the production and harvest site, scenario 1, the scenario of collection of the waste and anaerobic digestion in decentralized plants, scenario 2, and the scenario of collection and transportation, scenario 3, with anaerobic digestion in a central plant. For the evaluation of RASP, the largest volume of waste was estimated according to the agro-silvopastoral production of the DF, which was geolocated according to the IBGE rural units database. The production was also evaluated according to the seasonality and waste production ratio, based on literature. A collection process was modeled, which also defined the optimal waste removal ratio. In addition, RASP transportation routing was performed using QGIS, average waste characterization was performed according to the literature, based on agro-silvopastoral products, and a simple anaerobic digestion model was used, based on the characterization obtained. MSW is evaluated in two scenarios: the current disposal method, scenario 4, to a sanitary landfill, and incineration of the waste with energy recovery, scenario 5. The programmed routes for collection and transportation of waste were analyzed, as well as the quantity, gravimetric, and the seasonality of generation. Based on the average gravimetric, MSW was characterized in its elemental composition and literature inventories were used, adapted for the elemental composition values, for both scenario 4 and scenario 5. The modeling of each scenario was performed in the GaBi software through the built inventories. The scenarios were evaluated in 7 impact categories: global warming potential, acidification, eutrophication, aquatic ecotoxicity, terrestrial ecotoxicity, human toxicity, and abiotic depletion. For scenario 1, the literature supports a neutral impact, which was compared to scenarios 2 and 3. For both scenarios 2 and 3, in the categories of GWP, AP, and EP, there is greater environmental damage compared to scenario 1. On the other hand, TETP, HTP, FAETP, and ADP have mitigation of the damages presented in scenarios 2 and 3. For MSW, the incineration scenario performs better in the categories of TETP, ADP, and FAETP. However, the sanitary landfill is better in the categories of HTP, GWP, EP, and AP. In summary, the results obtained indicate an inferior environmental performance for the incineration scenario of MSW and the potential for mitigation of environmental damages for anaerobic digestion of RASP, depending on adjustments in the model used and process products.
Unidade Acadêmica: Faculdade de Tecnologia (FT)
Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)
Informações adicionais: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2023.
Programa de pós-graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).
Aparece nas coleções:Teses, dissertações e produtos pós-doutorado

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