ABSTRACT
RESUMO A previsão da geração dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é fundamental para escolha e dimensionamento das operações e dos processos envolvidos na cadeia de gerenciamento em âmbito municipal. O desafio da sustentabilidade financeira desse gerenciamento passa pela criação de indicadores que permitam a cobrança individualizada e proporcional da geração per capita de cada munícipe. Buscou-se, então, desenvolver equações para estimar a taxa de geração per capita (TGP) de RSU nos municípios do estado de São Paulo. Adotou-se a premissa de que as variáveis população (P), renda per capita diária (RPC) e consumo per capita diário de energia elétrica (Ce) nos municípios eram intervenientes na TGP. A série de dados envolveu 238 municípios que rotineiramente pesaram seus resíduos no ano-base de 2013. Diversas funções foram testadas com o intuito de ajustar as TGPs observadas às calculadas pelo método dos mínimos quadrados. A qualidade dos ajustes foi avaliada por meio da comparação dos valores previstos e observados com a reta bissetriz do primeiro quadrante, dos coeficientes de correlação de Pearson (r) e de determinação (R2), das raízes quadradas dos erros médios ao quadrado (RMSEs) e dos erros percentuais médios (Ep). A equação que melhor representou o conjunto de dados forneceu r de 0,49, R2 de 0,24, RMSE de 0,217 kg.hab-1.d-1 e Ep de -14,1%. Apesar de R2 relativamente baixo, foi demonstrado, pelo teste de t de Student, que a equação proposta foi capaz de representar valores médios e resultar em mesma variância com probabilidade acima de 99%, fato que permitiu considerar a equação adequada para prever as TGPs nos municípios paulistas.
ABSTRACT Forecasting municipal solid waste (MSW) generation is fundamental in choosing and scaling the operations and processes involved in municipal management. The challenge for the financial sustainability of this management is to create indicators that enable municipal solid waste fees to be charged in proportion to the amount of MSW generated by each resident. To this end, we sought to develop equations to estimate the per capita waste generation rate (TGP) in the municipalities of the state of São Paulo, Brazil. It was assumed that the variables of population (P), daily per capita income (RPC) and daily per capita consumption of electric energy (Ce) in the municipalities were determining factors of the TGP. The dataset involved 238 municipalities that routinely weighed their solid wastes in the baseline year of 2013. Several functions were tested in order to adjust the observed TGP to those calculated by the least squares method. The quality of the adjustments was evaluated by comparing the expected and observed values with the bisector of the first quadrant, as well as by the Pearson (r) and determination (R2) coefficients, root-mean-square error (RMSE), and mean percentage error (Ep) values. The equation that best represented the dataset had an r of 0.49, R2 of 0.24, RMSE of 0.217 kg.person-1.d-1 and Ep of -14.1%. Despite the relatively low R2, it was demonstrated by Student's t-test that the proposed equation was able to represent mean values and result in the same variance with probability higher than 99%. This fact allows to consider the equation adequate for predicting the TGP in the municipalities of the state of São Paulo.
ABSTRACT
A Norma Técnica CETESB P2.111/2007 foi tomada como base para avaliar a desinfecção de resíduos de serviços de saúde (RSS) por micro-ondas, através da comparação dos resultados provenientes da utilização da norma, ou seja, com endósporos de Bacillus atropheus em suspensão no interior de ampolas introduzidas nos RSS, com os obtidos nos endósporos dispersos na superfície das partículas. Os resultados foram ajustados à cinética de primeira ordem e à Lei de Arrhenius para obtenção das energias de ativação (Ea) e dos fatores pré-exponenciais (k0). A Ea obtida nos endósporos em suspensão nas ampolas (99-45 J.mol-1) foram sensivelmente menores quando comparadas com as Ea (9.203-5.782 J.mol-1) provenientes da inativação dos endósporos dispersos sobre os RSS, para k0 praticamente constantes (0,26 e 0,23 min-1, respectivamente). Portanto, a resistência à inativação dos endósporos foi bastante afetada pelo meio suporte utilizado, tendo sido mais sensíveis à exposição a micro-ondas no meio líquido do que no meio sólido.
The Technical Standard CETESB P2.111/2007 was tested to evaluate the microwave healthcare waste disinfection, by comparing the results obtained using the standard procedure, i.e. Bacillus atropheus spores in suspension inside vials distributed in the waste, with those obtained with spores dispersed on the particles surface. The experimental results were adjusted based on first-order kinetic model and Arrhenius Law to determine the activation energies (Ea) and the pre-exponential factors (k0). The Ea in spores suspension inside vials (99-45 J.mol-1) were significantly lower when compared with Ea (9,203-5,782 J.mol-1) from the inactivation of dispersed spores in the waste to k0 practically constant (0.26 and 0.23 min-1, respectively). Therefore, spore resistance to inactivation was greatly affected by the support medium used, since the spores were more susceptible to microwave exposition in liquid medium than in the solid one.
ABSTRACT
Resíduos de serviços de saúde da cidade de Ribeirão Preto - SP, previamente esterilizados em autoclave, foram inoculados com microrganismos da espécie P. aeruginosa na forma vegetativa para o processamento com microondas em escala de laboratório. Analisou-se a influência do tempo de exposição à radiação (25, 30, 35 e 40 min.) e da potência por unidade de massa de resíduo (60, 80 e 100 W/kg) no percentual de inativação dos microrganismos para a umidade de entrada do resíduo de 50 por cento em base úmida. Os resultados experimentais foram ajustados com base na cinética de primeira ordem para determinação da energia de ativação (no intervalo de 13,9 a 14,1 kJ/mol) e do fator pré-exponencial da lei de Ahrrenius (10,7 min-1) pelo método dos mínimos quadrados. As equações propostas permitiram obter por simulação a constante cinética e estimar o tempo de processamento necessário para fornecer diferentes níveis de inativação. Por exemplo, o tempo de exposição à radiação de 117 min foi requerido para se obter o nível de inativação 6.Log 10 para os resíduos processados à 100 W/kg e à temperatura de 100ºC.
Public healthcare wastes from the city of Ribeirão Preto-SP, pre-sterilised in an autoclave, were inoculated with microrganisms of the species P. aeruginosa in vegetative form for microwave processing on a laboratory scale. An analysis was made of the influence of radiation exposure time (15, 25, 30 and 40 min) and power per waste mass unit (60, 80 and 100 W/kg) on the percentage of inactivation of the microrganisms at an incoming waste moisture level of 50 percent (wet basis). The experimental results were adjusted based on first-order kinetic model. The activation energies (in the range of 13.9 to 14.1 kJ/mol) and the Arrhenius pre-exponential factors (10.7 min-1) were determined by the least squares method. The kinetic parameters obtained allow one to predict by simulation the first-order kinetic constant achieved with P. aeruginosa in typical healthcare waste, based on the radiation exposure time and temperature for some levels of inactivation. For example, the waste disinfection time required for the inactivation level equivalent to 6.Log10 was estimated to 117 min for wastes processed at 100 W/kg and at temperatures of 100ºC.