Gerenciamento de resíduos sólidos urbanos de Feira de Santana: demanda energética e pegada de carbono / Management of solid urban waste in Feira de Santana: energy demand and carbon footprint

RESUMO O gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, com a disposição do material em aterro sanitário, é uma prática amplamente adotada no Brasil. A quantificação do desempenho ambiental do gerenciamento de resíduos sólidos urbanos apoia a proposição de práticas otimizadas. A avaliação do ciclo de vida foi aplicada para avaliar o gerenciamento de resíduos sólidos urbanos de 1 tonelada de material em Feira de Santana, estado da Bahia, Brasil. A fronteira do sistema do gerenciamento de resíduos sólidos urbanos deste estudo incluiu o material gerenciado nas etapas de coleta, transporte, tratamento, disposição e manejo do lixiviado. Foi avaliada a disposição do material em aterro sanitário no cenário base de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos e opções de recuperação de recurso para o aproveitamento de material (reciclagem e compostagem) e energia (aterro sanitário e digestão anaeróbia com coleta de biogás) nos cenários propostos de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos. O inventário de primeiro plano utilizou dados representativos para os cenários avaliados, enquanto o inventário de segundo plano utilizou a base de dados ecoinvent™ no software Simapro®, com os métodos de demanda de energia acumulada e Intergovernmental Panel On Climate Change 2013, com potencial de aquecimento global de cem anos. A demanda de energia acumulada foi 215 MJ·t-1 e as emissões de gases de efeito estufa foram 449 kg CO2eq·t-1 no cenário base. A maior contribuição da demanda de energia acumulada do cenário base foi oriunda da etapa de coleta e transporte, enquanto aquela de gases de efeito estufa foi oriunda do aterro sanitário. Os cenários propostos com a recuperação dos recursos apresentaram potenciais de redução da demanda de energia acumulada e das emissões de gases de efeito estufa do gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, assim como apoiam a transição para uma economia circular.

ABSTRACT Municipal Solid Waste Management with the material disposal in landfills is a widely adopted practice in Brazil. The environmental performance quantification in MSWM supports the proposition of optimized practices. The Life Cycle Assessment was applied to evaluate 1 ton of material in the Municipal Solid Waste Management of Feira de Santana, state of Bahia, Brazil. The system boundary of the Municipal Solid Waste Management in this study included the material managed in collection, transportation, treatment, disposal and leachate handling stages. The material disposal in sanitary landfill was evaluated in the base scenario of Municipal Solid Waste Management and the resource recovery options for material (recycling and composting) and energy (sanitary landfill and anaerobic digestion with biogas collection) in the proposed scenarios of Municipal Solid Waste Management. The foreground inventory used representative data for the evaluated scenarios, while the background inventory used the ecoinvent™ database in the Simapro® software with the Cumulative Energy Demand and Intergovernmental Panel on Climate Change 2013 with 100 years global warming potential methods. Cumulative Energy Demand was 215 MJ·t-1 and Greenhouse Gas emissions were 449 kg CO2eq·t-1 in the base scenario. The largest contribution in the base scenario was the collection and transportation stage in Cumulative Energy Demand and the sanitary landfill in Greenhouse Gas. The proposed scenarios with resource recovery showed a potential to reduce the Cumulative Energy Demand and Greenhouse Gas emissions in Municipal Solid Waste Management, along with supporting the transition to a circular economy.

Avaliação dos impactos ambientais de um processo industrial utilizando como matéria-prima policarbonatos virgem e reciclado / Evaluation of environmental impacts of an industrial process using virgin and recycled polycarbonate raw material

RESUMO Os impactos ambientais gerados por processos produtivos é um assunto em crescente evidência no mundo organizacional, e a análise comparativa de processos vem sendo utilizada pelas empresas para verificar os impactos ambientais e suas principais fontes de emissões. A análise dos impactos de um processo produtivo, com dois contextos distintos para a produção de hastes de óculos de policarbonato (PC), em uma indústria localizada no interior de São Paulo, foi realizada com a finalidade de comparar os impactos ambientais gerados. Para isso, foram definidos dois cenários: o 1 representa o processo de injeção que utiliza 100% de PC virgem como matéria-prima, enquanto o 2 usa apenas 20% de matéria-prima virgem, sendo o restante proveniente de resíduos de PC reciclados internamente. Dados quantitativos e qualitativos referentes aos cenários foram coletados e utilizados para identificar os impactos ambientais gerados com o auxílio da metodologia de avaliação do ciclo de vida (ACV). Com os resultados obtidos e a análise comparativa realizada, foi possível verificar os benefícios ambientais resultantes da reciclagem interna da matéria-prima. A redução dos impactos no cenário 2 em comparação com o 1 foi expressiva, principalmente, devido à diminuição da necessidade da produção de matéria-prima virgem. Em todas as categorias de impactos analisadas, ocorreram reduções - por exemplo, na categoria "mudanças climáticas", a redução foi superior a 70%.

ABSTRACT The environmental impacts generated by production processes is a subject that is increasingly evident in the organizational world and the comparative analysis of processes is an effective method used by companies to verify their environmental impacts and main emission sources. The analysis of environmental impacts for a process with two different scenarios to produce Polycarbonate (PC) glasses temples, in an industry located in the region of São Paulo, was performed in order to compare the environmental impacts generated by both scenarios. Thus, two scenarios were defined: scenario 1 represents the injection process that uses 100% of virgin PC as raw material; while scenario 2 uses only 20% of virgin raw material, the remainder PC waste being internally recycled. Quantitative and qualitative data related to the scenarios were collected and used to identify the impacts generated using the life cycle assessment (LCA) methodology. With the results obtained and the comparative analysis performed, it was possible to verify the environmental benefits of using the internal recycling of raw material. The impact reduction in scenario 2, compared to scenario 1, was significant, mainly due to the decrease of the need to produce virgin raw material. There were no reductions in all impact categories analyzed; for example, reduction was over 70% in the "climate change" category.

Avaliação do ciclo de vida do Sistema Municipal de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil da Região Metropolitana de Campinas / Life cycle assessment of Municipal Construction and Demolition Waste Management System of Campinas Metropolitan Region

RESUMO A ausência ou ineficiência de Sistemas Municipais de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil (SMGRCCs) pode ocasionar impactos ambientais, os quais precisam ser avaliados sistematicamente, levando em consideração a realidade local. Existem poucos estudos sobre a quantificação dos impactos ambientais relacionados ao gerenciamento de resíduos da construção civil (RCCs) e, portanto, neste trabalho foi avaliado o desempenho ambiental dos SMGRCCs dos municípios da Região Metropolitana de Campinas (RMC), a partir da metodologia de avaliação do ciclo de vida (ACV). O estudo de ACV foi modelado no software SimaPro 8.2.0; para a avaliação dos impactos ambientais, foi utilizado o método CML baseline 2000, considerando as categorias aquecimento global, toxicidade humana, oxidação fotoquímica, acidificação e eutrofização. Ao comparar o desempenho ambiental atual com o cenário que inclui 70% de reciclagem dos RCCs classe A (meta prevista no Plano de Resíduos Sólidos do Estado de São Paulo), verificou-se redução de 22% dos impactos ambientais. Entretanto, ao analisar os cenários individualmente, por causa das distâncias de transporte, alguns municípios não apresentaram benefícios ambientais resultantes da reciclagem. Esses resultados evidenciam que a reciclagem não deve ser vista como a primeira opção nos SMGRCCs, e que é premente a necessidade de adoção de práticas de redução na fonte e reutilização de resíduos no gerenciamento de RCCs. Esses resultados podem dar suporte ao processo de tomada de decisão, visto que muitos municípios brasileiros estão planejando a implantação de usinas de reciclagem de RCCs.

ABSTRACT The absence or inefficiency of Municipal Construction and Demolition Waste Management Systems (MCDWMS) may cause environmental impacts, which need a systematic evaluation, considering the local reality. There are few studies on the environmental impacts' quantification of construction and demolition waste (CDW) management. Thus, in this work, MCDWMS' environmental performance of the municipalities in the metropolitan region of Campinas was evaluated based on the life cycle assessment (LCA) methodology. The LCA study was modeled using the SimaPro 8.2.0, and the environmental impacts were evaluated by the CML baseline 2000 method, considering the categories of global warming, human toxicity, photochemical oxidation, acidification and eutrophication. When comparing the current environmental performance with the scenario that includes a recycling rate of 70% of CDW Class A (goal established in the Solid Waste Plan of São Paulo State), the environmental impacts were reduced in 22%. However, when analyzing the scenarios individually for each municipality, it was verified that due to the transport distances, some municipalities did not present environmental benefits resulting from recycling. These results demonstrate that recycling should not be the first option in the MCDWMS, and that the adoption of source reduction and reuse of waste within the scope of CDW management is urgent. These results may support the decision-making process in CDW management systems, as currently many Brazilian municipalities are planning the implementation of recycling facilities.

Avaliação comparativa da pegada de carbono de margarina e manteiga produzidas no Sul do Brasil / Comparative evaluation of the carbon footprint from margarine and butter production in southern Brazil

RESUMO A avaliação de ciclo de vida (ACV) é uma técnica de estimativa de impactos ambientais, como emissão de gases de efeito estufa (CO2eq), para geração de produto ou realização de processo. O objetivo deste estudo foi estabelecer a pegada de carbono para a produção da margarina e da manteiga com uso das normas ISO e PAS aplicadas a uma empresa de alimentos localizada na região Sul do Brasil desde a etapa do campo até a sua forma embalada com unidade funcional de 500 g para distribuição. Três cenários foram abordados para a margarina (óleos de soja provenientes do Sul e do Centro-Oeste com e sem desmatamento por queimada) e dois para manteiga (com alocação por massa e econômica). A modelagem foi realizada com dados primários de produção agrícola e da empresa e secundários do ecoinvent ® . A pegada da manteiga com alocação econômica (2,91 kg de CO2eq) foi maior do que a da margarina produzida com soja da mesma região (1,32 kg de CO2eq). Entretanto, esse coproduto autônomo da indústria de laticínio requer alocação mássica para evitar supervalorização, sendo de fato a menor pegada (0,63 kg de CO2eq). A utilização de grãos de soja do Centro-Oeste aumentou a pegada da margarina (1,58 kg de CO2eq), tendo sido muito intensificado quando empregado desmatamento por queimada (2,69 kg de CO2eq). A produção de leite foi o fator deletério preponderante para a manteiga. Para a margarina, houve duas situações distintas, sua fabricação quando se usa soja da mesma região ou a produção do grão quando este for proveniente de região distante desmatada por queimada.

ABSTRACT Life Cycle Assessment is a technique for estimating environmental impacts, such as the emission of greenhouse gases (CO2eq), for manufacturing product or process realization. The objective of this study was to establish the carbon footprint for the production of margarine and butter using ISO and PAS standards applied to a food company, located in the southern region of Brazil, from the field stage to its packed form with a functional unit of 500 g for distribution. Three scenarios were addressed for margarine (soybean oil from the South and the Midwest with and without burned deforestation) and two for butter (with mass and economic allocation). The modeling was performed with primary data from the agricultural and industrial production, and secondary data from ecoinvent ® . The economically allocated butter footprint (2.91 kg CO2eq) was higher than that of margarine produced with soybeans from the same region (1.32 kg CO2eq). However, this autonomous co-product of the dairy industry requires mass allocation to avoid overvaluation, being in fact the smallest footprint (0.63 kg CO2eq). The use of soybeans from the Midwest increased margarine' footprint (1.58 kg CO2eq) and was greatly intensified with burned deforestation (2.69 kg CO2eq). Milk production was the predominant deleterious factor for butter. For margarine there were two other distinct occasions, which were the manufacture when soy from the same region is used or the production with soybeans from a distant region deforested by burning.

Desempenho ambiental da produção de ração para frango de corte no Piauí / Environmental performance of feed production for broiler in Piauí state, Brazil

RESUMO Este trabalho teve como objetivos identificar e avaliar os potenciais impactos da produção de ração para frango de corte com a metodologia de avaliação do ciclo de vida. A coleta de dados primários foi realizada em uma cooperativa de avicultores de Teresina (PI) e envolveu a identificação das matérias-primas, além de sua origem e quantidade, e de etapas do processo produtivo. Também, foram utilizados dados secundários do banco de dados Ecoinvent, disponível no software SimaPro, com o qual foi executada a modelagem do processo, pela qual identificamos as entradas e saídas do sistema. O método de avaliação usado foi o ReCiPe Midpoind (H). A caracterização da avaliação de impacto mostrou que os impactos mais significativos estão relacionados à utilização de ingredientes com maior teor de energia e proteína, como milho e soja. Isso se dá em razão dos impactos ambientais negativos associados à produção agrícola desses materiais (dados do Ecoinvent), além do seu transporte entre as fazendas (Uruçuí e Sebastião Leal, região sul do Piauí) e a fábrica de ração (a aproximadamente 520 km de distância de Teresina). Desse modo, são impactos ligados às atividades que ocorrem fora dos limites da cooperativa. Além disso, a utilização da farinha feita com carne e ossos, subproduto oriundo de abatedouros, determinou o aparecimento de impactos ambientais positivos em todas as categorias do método utilizado, com destaque para: eutrofização de corpos de água doce, ecotoxicidade marinha e depleção da camada de ozônio. O reaproveitamento desses subprodutos (farinha feita com carne e ossos) é ambientalmente vantajoso.

ABSTRACT This study aimed to identify and evaluate the potential impacts of feed production for broiler poultry, using the life cycle assessment methodology. Primary data collection was conducted in a poultry cooperative of Teresina, Piauí state, Brazil, and involved the identification of raw materials, as well as their origin and quantity, and the stages of the production process. In addition, we used secondary data from the Ecoinvent database, available in SimaPro software, in which the modeling was performed. The ReCiPe Midpoint (H) was used as the evaluation method. The characterization of the impact assessment showed that the greatest impacts are related to the use of ingredients with high energy and protein content, such as maize and soybeans. This is due to the negative environmental impacts associated with the agricultural production of these materials (Ecoinvent data), as well as the transport between the farms (Uruçuí and Sebastião Leal, Southern Piauí) and the feed factory (approximately 520 km away from Teresina). Thus, these impacts are associated with activities outside the cooperative boundaries. Furthermore, the use of meat and bone meal, a by-product originated from abattoirs, determined the appearance of positive environmental impacts in all categories of the used method, especially: eutrophication of freshwater bodies, marine ecotoxicity and ozone layer depletion. The reuse of these by-products (meat and bone meal) is environmentally advantageous.

Avaliação energética de um sistema integrado de abastecimento de água / Energy evaluation of an integrated water supply system

RESUMO Os encargos energéticos decorrentes do Sistema Integrado de Abastecimento de Água de Feira de Santana (SIAA-FSA) foram analisados utilizando o método de avaliação do ciclo de vida. Foram identificadas, na cadeia de abastecimento de água, as etapas do sistema com maiores encargos energéticos, e propostos cenários de melhoria. Cadeias de produção dos insumos químicos, transporte dos insumos, energia elétrica e substituição dos tubos na rede para a manutenção do SIAA-FSA foram consideradas. A demanda energética acumulada do SIAA-FSA foi de 3,51 kWh.m-3 de água consumida. As etapas de captação e distribuição de água apresentaram os maiores consumos energéticos, e a eletricidade do bombeamento representou 86% da demanda energética acumulada. Os cenários propostos para o SIAA-FSA apresentaram melhorias significativas em relação ao cenário atual, com usos mais racionais de insumos químicos, eletricidade e água.

ABSTRACT The energy burdens of the Feira de Santana Integrated Water Supply System (SIAA-FSA) were analyzed using the life cycle assessment method. The higher energy burdens in the water supply chain were identified and scenarios for improvement were proposed. The supply chain of chemicals, transportation, electricity and replacement of pipes were considered for SIAA-FSA. The cumulative energy demand of SIAA-FSA was 3.51 kWh.m-3 of consumed water. The water uptake and distribution steps presented the highest energy demands, and the electricity for pumping represented 86% of the cumulative energy demand. The SIAA-FSA proposed scenarios showed significant improvements over the current one, with rational use of chemicals, electricity and water.

Comparação de cenários de tratamento de resíduos sólidos urbanos por meio da técnica da Avaliação do Ciclo de Vida: o caso do município de Garibaldi, RS / Comparison of municipal solid waste treatment scenarios through the technique of Life Cycle Assessment: the case of the city of Garibaldi, RS, Brazil

RESUMO A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) vem sendo utilizada como apoio à tomada de decisão para avaliação e escolha de sistemas de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU). O objetivo desta pesquisa foi analisar cenários de gerenciamento de resíduos para o município de Garibaldi, Rio Grande do Sul, por meio da técnica da ACV. Cinco cenários foram simulados integrando processos de reciclagem, compostagem, digestão anaeróbia e incineração, para os quais foi elaborado o Inventário do Ciclo de Vida, utilizando o programa computacional IWM-2, que calcula os subprodutos das tecnologias de tratamento avaliadas e seus respectivos inventários do ciclo de vida, em termos de consumo de energia, emissões à água, ao ar, e ao solo. Para a Avaliação do Impacto do Ciclo de Vida, foram aplicados cálculos atribuídos às categorias de impacto ambiental: mudanças climáticas, formação de foto-oxidantes, acidificação, eutrofização, toxicidade humana e aos indicadores uso de energia e disposição de resíduos sólidos secos e orgânicos em aterro. Os cenários que contemplaram a reciclagem associada à compostagem, a reciclagem associada à digestão anaeróbia seguida por compostagem e a reciclagem associada à compostagem com a incineração de rejeitos e com recuperação de energia apresentaram o melhor desempenho ambiental, de modo que são indicados como possíveis soluções de tratamento dos RSU para o município estudado.

ABSTRACT The Life Cycle Assessment (LCA) has emerged as an effective technique to evaluate municipal solid waste management systems (MSW), serving as support for decision making of the best model to be adopted. The objective of this research was to analyze scenarios through the LCA technique in the city of Garibaldi, Rio Grande do Sul, Brazil, comparing different alternatives of treatment and final disposal of MSW under the environmental aspect, and contribute to decision making, based on the study of the city of Garibaldi (RS). Five scenarios were simulated integrating processes such as recycling, composting, anaerobic digestion and incineration, for which the Life Cycle Inventory was prepared by means of the IWM-2 software, which calculates the evaluated treatment technologies by products and their respective life cycle inventories, in terms of energy consumption, emissions to water, air, and soil. For the Life Cycle Impact Assessment, calculations were applied to the categories of environmental impact, namely climate change, photo-oxidants formation, acidification, eutrophication and human toxicity, and indicators of energy use and recyclable and organic waste disposal into landfills. The scenarios that contemplated recycling associated with composting, recycling associated with anaerobic digestion followed by composting, and recycling associated with composting with incineration of waste and with energy recovery presented the best environmental performance, so they are indicated as possible treatment solutions for municipal solid waste in the case that was analyzed.

Avaliação do ciclo de vida e apoio à decisão em gerenciamento integrado e sustentável de resíduos sólidos urbanos / Life cycle assessment and decision making support in integrated and sustainable municipal solid waste management

O estudo da participação de diferentes atores sociais por meio de técnicas estruturadas de apoio à decisão na montagem de cenários ou alternativas futuras de coleta e tratamento de resíduos sólidos urbanos foi aplicado ao município de Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Utilizando a ferramenta de avaliação de ciclo de vida foram avaliados oito cenários distintos, montados com a participação dos atores sociais e técnicos municipais. Diferentes alternativas de coleta (seletiva e conteinerizada) e de tratamento (reciclagem, compostagem, digestão anaeróbia, processos térmicos e disposição em aterro) foram consideradas. Conclui-se que a aplicação da avaliação de ciclo de vida facilita o apoio à decisão em sistemas municipais de gestão de resíduos sólidos urbanos, sendo que, no caso em estudo, o cenário mais sustentável foi construído pelos atores vinculados diretamente ao órgão municipal de gestão de resíduos.

The study of the participation of different stakeholders through structured techniques to support decision making in building future alternatives or scenarios for the collection and treatment of municipal solid waste was applied to the city of Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Using the life cycle assessment tool, eight different scenarios, constructed with the participation of social stakeholders and municipal technicians, were evaluated. Different collection alternatives (selective and containerized) and treatment (recycling, composting, anaerobic digestion, thermal processes and landfill disposal) were considered. We conclude that the application of the life cycle assessment tool facilitates decision-making support systems in municipal solid waste management. In our case study, the most sustainable scenario was built by municipal waste management stakeholders.

Emissão de gases de efeito estufa no ciclo de vida do etanol: estimativa nas fases de agricultura e industrialização em Minas Gerais / Greenhouse gas emissions in the life cycle of ethanol: estimation in agriculture and industrialization stages in Minas Gerais, Brazil

O presente estudo apresenta uma estimativa da emissão de gases de efeito estufa (CO2, CH4 e N2O) nas etapas de agricultura e industrialização de cana-de-açúcar para produção de etanol em usinas localizadas no Estado de Minas Gerais. Princípios de Avaliação do Ciclo de Vida foram considerados na quantificação das emissões. Consideraram-se as emissões no consumo de combustíveis, utilização de insumos da agricultura, liberação de N2O no solo, emissões na queima da cana-de-açúcar e utilização de produtos químicos em 11 destilarias. Os resultados mostram uma emissão total de 1.539,60 kg CO2eq/ha·ano, com maior proporção para as emissões decorrentes da queima de cana-de-açúcar e consumo de combustíveis, os quais, em conjunto, representam mais de 50 por cento do total de emissões.

This research presents an estimate of greenhouse gas emissions (CO2, CH4 e N2O) in the stages of agriculture and sugarcane industrialization for the production of ethanol in mills located in the state of Minas Gerais, Brazil. Life Cycle Assessment principles were considered in the quantification of emissions. The use of fuels, agricultural inputs, N2O emissions on soil, sugarcane burning emissions and use of chemical products of 11 mills were considered in this study. The results show a total emission of 1,539.60 kg CO2eq/ha·year, considering as the main key sources: sugarcane burning and use of fuels, which account for more than 50 percent of the total emissions.