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- Estudo para o desenvolvimento do sistema de recolha de biorresíduos no município de São João da Madeira: relatório finalPublication . Ferreira, Célia; Oliveira, Verónica; Vaz, João Miguel; Jacquinet, MarcO presente relatório foi realizado no âmbito do Programa de Apoio à Elaboração de Estudos Municipais para o Desenvolvimento de Sistemas de Recolha de Biorresíduos ou de Compostagem doméstica e comunitária, financiado pelo Fundo Ambiental, e tem como principal objetivo a definição de um plano de ação e de investimento para a operacionalização das melhores opções de gestão para os biorresíduos. O desenvolvimento deste estudo envolveu várias fases i) a caracterização da situação geográfica e sociodemográfica do município, ii) o levantamento da situação atual relativa à gestão de biorresíduos no município, iii) a análise comparativa de várias soluções de recolha e valorização de biorresíduos, iv) a análise detalhada da estratégia proposta. O município de São João da Madeira pertence ao distrito de Aveiro e está localizado na subregião da Área Metropolitana do Porto. Tem 8 km2 e é composto por 1 freguesia urbana. Tem 21 860 habitantes e uma densidade populacional de 2738 habitante/km2 e apresenta um índice de envelhecimento de 160 idosos por cada 100 jovens, o que evidencia uma população tendencialmente envelhecida, como no resto do país. Este fator deve ser tomado em consideração numa análise de produção de resíduos alimentares em lares e centros dia, que possivelmente terá tendência a aumentar. O município é bastante industrializado, o que gera muitos postos de trabalho, existindo também um movimento pendular (isto é, o balanço entre a população residente que saí e entra no concelho diariamente) relevante, que se deve a deslocações diárias para o trabalho e para a escola. Estas deslocações devem ser tomadas em consideração no âmbito do Plano de biorresíduos, aumentando a produção de resíduos alimentares em cantinas, refeitórios e restaurantes. Os resíduos urbanos indiferenciados produzidos no município de São João da Madeira são recolhidos pela SUMA S.A. (prestação de serviços) que assegura a sua recolha e posterior encaminhamento para a entidade gestora em alta, a ERSUC – Resíduos Sólidos do Centro S.A. O potencial de biorresíduos produzidos no município é estimado em 3 388 t anuais, das quais 2655 t são resíduos alimentares e 732 t são resíduos verdes (ano de referência: 2019). O município dispõe de um serviço de recolha dos resíduos verdes semanalmente, que é também efetuado pela SUMA S.A., e mediante marcação prévia. Atualmente está a ser implementado no município um projeto de recolha seletiva porta-a-porta de resíduos alimentares no setor doméstico e não doméstico. Este projeto visa a distribuição de 1600 baldes pelo setor doméstico e 219 contentores pelo setor não doméstico. Para além disto, o município também está a implementar gradualmente o sistema PAYT, que irá beneficiar os munícipes que separem os seus biorresíduos. Recentemente, o município também distribuiu gratuitamente 236 compostores pelo setor doméstico, como forma de promover a reciclagem dos biorresíduos através de compostagem. O composto produzido através da compostagem doméstica é utilizado como corretivo de solos na horta, canteiros e jardins dos próprios munícipes, enquanto o composto resultante do tratamento dos biorresíduos pela entidade em alta é utilizado como corretivo agrícola orgânico. Neste estudo foram desenvolvidos dois cenários para avaliar quais as melhores soluções técnicas a implementar em São João da Madeira para a recolha e valorização na origem de biorresíduos. Ambos os cenários contemplam soluções mistas de recolha seletiva porta-a-porta e reciclagem na origem de resíduos alimentares e resíduos verdes, através de compostagem doméstica e compostagem comunitária, e dão continuidade ao trabalho já iniciado pelo município na implementação de sistemas de recolha e valorização de biorresíduos. Os cenários caraterizam-se pela recolha seletiva porta-a-porta de resíduos alimentares aos utilizadores do sistema (domésticos e não domésticos). No cenário 1 prevê-se que 10% dos utilizadores domésticos irão aderir à compostagem doméstica (em moradias com jardim) ou comunitária (nos restantes casos) e no cenário 2 considera-se que a compostagem doméstica irá ser realizada em todas as moradias com jardim, sendo retirada a recolha porta-a-porta nestes casos. A compostagem comunitária será também promovida, instalando módulos de compostagem comunitária em locais estratégicos do município, que servirão, além dos prédios, também pequenas hortas urbanas, IPSSs e escolas. Estes compostores comunitários serão acompanhados com regularidade por um técnico do município. A todos os utilizadores domésticos será distribuído um pequeno balde de 10L com tampa para deposição temporária dos resíduos alimentares, incentivando desde logo a separação na fonte dos resíduos alimentares. Para os verdes a solução é baseada na recolha porta-a-porta nas moradias que não praticam compostagem (usando big-bags) e na deposição em ecocentro para os moradores dos prédios e para o setor não doméstico. Estes resíduos verdes podem ainda ser colocados nos compostores comunitários. Em ambos os cenários estão previstas campanhas de sensibilização. A análise custo-eficácia dos dois cenários realizada através de indicadores de desempenho mostra que a emissão de dióxido de carbono é semelhante em ambos os cenários, mas que o cenário 1 é o mais vantajoso em termos técnicos e económicos, pelo que são as soluções que o constituem aquelas que são propostas na presente estratégia do Município de São João da Madeira. A quantidade potencial de biorresíduos no município diminui ligeiramente ao longo do tempo (2022-2030), fruto do decréscimo da população previsto para a região Norte do país, cifrando-se em 3342 t em 2030. A população abrangida e o número de produtores não domésticos servidos com recolha seletiva e/ou valorização de biorresíduos na origem atinge os 100% a partir de 2023. A solução proposta permitirá recolher/valorizar na origem cerca de 1958 t/ano de resíduos alimentares e 458 t/ano de resíduos verdes em 2030. Os biorresíduos desviados para a compostagem doméstica ou comunitária atingem 176 t/ano em 2030, dos quais cerca de dois terços são resíduos alimentares e um terço são resíduos verdes. No seu total, os biorresíduos recolhidos seletivamente ou reciclados na origem atingirão 2416 t/ano em 2030, o que representa uma taxa de captura de 72%. Este cenário contribui em 23% para a meta da taxa de preparação para reutilização e reciclagem em 2030. Os custos de investimento (CAPEX) associados à solução proposta poderão atingir os 844 530€. A maior fatia deste investimento (59%) será relativa à aquisição de contentores e compostores (498 261€), aproximadamente 30% para aquisição de viaturas e o restante será para aquisição de outros equipamentos. Os gastos de exploração poderão ascender aos 1 203 943€ (OPEX) no período em análise e dizem respeito a gastos com campanhas de sensibilização, com a contratação do serviço de recolha de biorresíduos em outsourcing, com outros custos (eletricidade, seguros, IUC, e manutenção) e com recursos humanos para o acompanhamento dos compostores comunitários. A partir de 2029 prevê-se que o investimento tenha sido recuperado, o que irá permitir ao município reduzir as tarifas aplicadas aos utilizadores do sistema que pratiquem compostagem doméstica ou comunitária, permitindo desta forma a implementação de instrumentos diferenciadores da tarifa aplicada aos utilizadores, como o PAYT (Pay As You Throw), em linha com o estabelecido no atual Regime Geral de Gestão de Resíduos. A implementação da estratégia proposta permite implementar, até 31 de dezembro de 2023, soluções de recolha seletiva ou reciclagem na origem de biorresíduos, dando assim cumprimento às obrigações impostas. No seu conjunto, a estratégia para os biorresíduos proposta irá levar a mudanças expectáveis de comportamento dos utilizadores do sistema no que respeita à produção e descarte de resíduos, promovendo novas práticas de separação na origem e de valorização local destes resíduos através de compostagem doméstica e comunitária. É expectável que a maior sensibilização para os resíduos em geral induza de uma forma mais generalizada a adoção de práticas de prevenção de resíduos e uma melhor separação na origem de outros fluxos, como os resíduos de embalagem, melhorando as taxas de captura e reciclabilidade destes, com impacto positivo na recuperação de materiais recicláveis (papel/cartão, embalagens e vidro).
- A novel approach for nutrients recovery from municipal waste as biofertilizers by combining electrodialytic and gas permeable membrane technologiesPublication . Oliveira, Verónica; Ferreira, Célia; González-García, Isabel; Labrincha, João; Horta, Carmo; García-González, María CruzThe recovery of valuable materials from waste fits the principle of circular economy and sustainable use of resources, but contaminants in the waste are still a major obstacle. This works proposes a novel approach to recover high-purity phosphorus (P) and nitrogen (N) from digestate of municipal solid waste based on the combination of two independent membrane processes: electrodialytic (ED) process to extract P, and gas permeable membranes (GPM) for N extraction. A laboratory ED cell was adapted to accommodate a GPM. The length of waste compartment (10 cm; 15 cm), current intensity (50 mA; 75 mA) and operation time (9 days; 12 days) were the variables tested. 81% of P in the waste was successfully extracted to the anolyte when an electric current of 75 mA was applied for 9 days, and 74% of NH4 + was extracted into an acid-trapping solution. The two purified nutrient solutions were subsequently used in the synthesis of a biofertilizer (secondary struvite) through precipitation, achieving an efficiency of 99.5%. The properties of the secondary struvite synthesized using N and P recovered from the waste were similar to secondary struvite formed using synthetic chemicals but the costs were higher due to the need to neutralize the acid-trapping solution, highlighting the need to further tune the process and make it economically more competitive. The high recycling rates of P and N achieved are encouraging and widen the possibility of replacing synthetic fertilizers, manufactured from finite sources, by secondary biofertilizers produced using nutrients extracted from wastes.
- Two-phase nutrient recovery from livestock wastewaters combining novel membrane technologiesPublication . González-García, Isabel; Oliveira, Verónica; Molinuevo-Salces, Beatriz; García-González, María Cruz; Ferreira, Célia; Riaño, BertaThe application of new technologies in the agro-industrial sector is needed to close the loop of the nutrient cycle in the food chain. The aim of this work is to study the feasibility of the combination of two nutrient recovery technologies. In a first step, the novel gas-permeable membrane technology recovers N from the wastewater as an ammonium sulfate solution (a bio-based fertilizer). Secondly, the electrodialytic process recovers P, as an electrolyte solution, from which P can then be precipitated as struvite (a slow-release fertilizer). The process was tested in two different livestock wastewaters: swine manure (SM) and anaerobically digested SM (digestate). Recovery efficiencies for N were 53% for SM and 92% for digestate; for P the efficiencies were 100% and 74% for SM and digestate, respectively. The results showed a great potential of combining these novel membrane technologies in livestock wastewaters, promoting the sustainability of the sector in the realm of the bioeconomy.
- Caracterização físico-química de solos e de água de rega em explorações agropecuárias do Baixo-Mondego, Portugal. Projeto SYMBIOSISPublication . Rocha, Joana; Oliveira, Verónica; Ferreira, CéliaEste relatório teve como objetivo caracterizar os solos e as águas de rega das explorações agropecuárias mais representativas da região Centro de Portugal. Os resultados apresentados neste relatório estão incluídos na tarefa 2 da Atividade 1.2 Estudo diagnóstico e auditorias personalizadas do projeto Symbiosis. Sete explorações agropecuárias, que cooperaram no desenvolvimento desta tarefa, foram caracterizadas de uma forma breve para apresentar o contexto do sector na zona do BaixoMondego (Região Centro Litoral - Portugal). Durante segundo semestre de 2018 e o ano de 2019 foram recolhidas uma amostra composta de solo e uma amostra de água de rega em cada exploração agropecuária participante. As amostras de solos foram analisadas no laboratório de solos da Escola Superior Agrária de Coimbra (ESAC) quanto aos parâmetros físico-químicos tais como a classe de textura, concentração de macronutrientes, concentração de metais pesados, entre outros. Quanto às amostras de água de rega, os parâmetros físico-químicos analisados foram o pH, condutividade elétrica, concentração de azoto, fósforo, metais pesados, entre outros. De um modo geral, podemos concluir que as explorações agropecuárias apresentam solos com uma classe de fertilidade baixa e teores muito variáveis de matéria orgânica que refletem o impacte das práticas de gestão de solos. As águas de rega recolhidas em todas as explorações apresentam uma boa qualidade, estando todos os parâmetros analisados estão abaixo dos limites impostos pelo DL n°236/98, de 1 agosto no anexo XVI.
- Caracterização físico-química de resíduos orgânicos em explorações agropecuárias do Baixo-Mondego, Portugal. Projeto SYMBIOSISPublication . Rocha, Joana; Oliveira, Verónica; Ferreira, CéliaEste relatório teve como objetivo caracterizar os resíduos orgânicos das explorações agropecuárias mais representativas da região Centro de Portugal. Os resultados apresentados neste relatório estão incluídos na tarefa 1 da Atividade 1.2 Estudo diagnóstico e auditorias personalizadas do projeto Symbiosis. Sete explorações agropecuárias, que cooperaram no desenvolvimento desta tarefa, foram caracterizadas de uma forma breve para apresentar o contexto do sector na zona do BaixoMondego (Região Centro Litoral - Portugal). Durante o segundo semestre do ano de 2018 e o ano de 2019 foi recolhida uma amostra de resíduos orgânicos sólidos e líquidos em cada exploração agropecuária participante. Adicionalmente foi analisada uma amostra de digerido de uma exploração de suínos da região de Castilha e León em Espanha. As amostras de resíduos orgânicos sólidos foram analisadas no laboratório da Escola Agrária de Coimbra (ESAC) quanto aos parâmetros físico-químicos tais como a humidade, matéria orgânica, azoto kjeldhal e amoniacal e fósforo total. Quanto às amostras de resíduos orgânicos líquidos, os parâmetros físico-químicos analisados foram o pH, condutividade elétrica, concentração de azoto kjeldahl e amoniacal e fósforo total. Os resíduos orgânicos sólidos apresentam um teor de matéria orgânica (13-38%) essencial ao melhoramento da qualidade dos solos analisado na primeira parte (caracterização físico-química de solos e água de rega) desta mesma atividade. Com os resultados da caracterização físicoquímica dos resíduos agropecuários podemos observar que nesta área de estudo os planos de gestão de resíduos a nível de exploração influenciam a composição final dos resíduos. Adicionalmente a composição dos resíduos é semelhante entre planos de gestão semelhantes.
- Estudo para o desenvolvimento do sistema de recolha e de valorização na origem de biorresíduos no municipo de Arganil: relatório finalPublication . Oliveira, Verónica; Ferreira, Célia; Valente, SusanaO presente relatório preliminar foi realizado no âmbito do estudo para o desenvolvimento de sistemas de recolha e valorização na origem de biorresíduos no município de Arganil, financiado pelo Fundo Ambiental, e tem como principal objetivo a definição de um plano de ação e de investimento para a operacionalização das melhores opções de gestão para os biorresíduos. O desenvolvimento deste estudo envolveu várias fases i) caracterização da situação geográfica e sociodemográfica do município, ii) levantamento da situação atual relativa à gestão de biorresíduos no município, iii) análise comparativa de várias soluções de recolha e valorização de biorresíduos, iv) análise detalhada da(s) estratégia(s) propostas. O município de Arganil localiza-se no distrito de Coimbra e está integrado na sub-região do Pinhal Norte Interior. Tem 332 km2 e é composto por 14 freguesias/uniões de freguesia (1 medianamente urbana e 13 predominante rurais). Tem 11014 habitantes e uma densidade populacional de 33 hab/km2 , apresenta uma taxa de variação populacional de cerca de -10% e um índice de envelhecimento de 279 idosos por cada 100 jovens, o que evidencia uma estrutura demográfica envelhecida. A gestão dos resíduos urbanos indiferenciados produzidos no município de Arganil é da responsabilidade do município, que assegura a sua recolha e posterior encaminhamento para a entidade gestora em alta, a ERSUC. Atualmente está já em andamento no município a implementação de um projeto de compostagem doméstica e comunitária que irá abranger um total de cerca de 2 000 pessoas (incluindo escolas, e IPSS’s). O potencial de biorresíduos produzidos no município estima-se em 1 784 t anuais, das quais 1 308 t são resíduos alimentares (33%) e 476 t resíduos verdes (12%; ano de referência: 2019). Calculou-se que 24% do potencial de resíduos alimentares é proveniente do setor não doméstico, sendo as Instituições Particulares de Solidariedade Social (IPSS’s), restaurantes cafetarias/snackbar e as escolas os maiores contribuidores para essa produção. Para os resíduos verdes cerca de 18% do potencial provem do setor não doméstico (incluindo as juntas de freguesias). Estes resultados foram obtidos através da realização de 117 inquéritos às entidades do setor não doméstico e 14 inquéritos às juntas de freguesias. Neste estudo foram desenvolvidos dois cenários para avaliar quais as melhores soluções técnicas a implementar em Arganil para a recolha e valorização na origem de biorresíduos. O cenário I contempla exclusivamente soluções de valorização de biorresíduos na origem através de compostagem doméstica e compostagem comunitária em 100% do município. Serão distribuídos kits de compostagem doméstica e instalados módulos de compostagem comunitária em locais estratégicos do município, que servirão o setor doméstico e não doméstico. Estes compostores comunitários serão acompanhados com regularidade por técnicos do município. A todos os utilizadores será distribuído um pequeno balde de com tampa para deposição temporária dos resíduos alimentares, incentivando desde logo a separação na fonte dos resíduos alimentares. No cenário II, a compostagem doméstica e comunitária prevista no cenário I mantém-se, mas apenas para 15% dos utilizadores, sendo os restantes servido pela recolha seletiva de biorresíduos. Este cenário proporciona uma alternativa à compostagem e a deposição de biorresíduos no fluxo dos indiferenciados. O modelo de recolha seletiva neste cenário II consiste numa recolha de proximidade ao setor doméstico e uma recolha porta-a-porta ao setor não doméstico (escolas, IPSS’s, horeca, mercearias, mercados e feiras). Quer a recolha de proximidade quer a porta-a-porta serão de substituição, ou seja, parte dos circuitos semanais de recolha de indiferenciados será substituída pela recolha de biorresíduos. Em ambos os cenários estão previstas campanhas de sensibilização. A análise comparativa entre os dois cenários mostrou que o cenário II, que inclui tanto valorização na origem como recolha seletiva é o mais equilibrado em termos de desempenho técnico, com taxas de captura mais altas. Contudo, Arganil tinha sido previamente assinalado no estudo prévio como um município onde a recolha seletiva é inviável, o que à luz dos concursos que estão a ser abertos atualmente, coloca o município como entidade não elegível, e impossibilitando a obtenção de financiamento para a recolha. Optou-se assim por delinear uma estratégia em que o cenário II (recolha seletiva articulada com a reciclagem na origem) é o eleito, mas em que a sua implementação fica condicionada à possibilidade do município concorrer aos concursos que vierem a ser abertos nestas linhas de financiamento. Caso isso não aconteça o município seguirá a via alternativa e implementará o cenário I. A quantidade potencial de biorresíduos no município diminui ligeiramente ao longo do tempo (2022-2030), fruto do decréscimo da população previsto para a região Centro do país, cifrandose em 1809 t em 2030. A população abrangida e o número de produtores não domésticos servidos com recolha seletiva e/ou valorização de biorresíduos na origem atinge os 100% a partir de 2023, em ambos os cenários. A quantidade de biorresíduos a recolher seletivamente é zero no cenário I e no cenário II atinge as 867 t/ano em 2030, dos quais 699 t/ano são resíduos alimentares e 167 t/ano resíduos verdes. Os biorresíduos desviados para a compostagem doméstica ou comunitária atingem 945 t/ano no cenário I e 229 t/ano no cenário 2, em 2030. No seu total, os biorresíduos recolhidos seletivamente ou reciclados na origem atingirão 945 t/ano no cenário I e 1095 t/ano no cenário II, valores que representam taxas de captura de 52% e 61% e contributos para a meta da taxa de preparação para reutilização e reciclagem de 20% e 23%, respetivamente. Os custos de investimento (CAPEX) associados à solução proposta poderão atingir os 640 158€ no cenário I. A maior fatia do investimento (68%) é relativa à aquisição e compostores/contentores (435 400€), aproximadamente 18% para aquisição de duas viaturas que servirão para fazer o acompanhamento dos compostores comunitários, uma destroçadora para fazer estilha a partir de resíduos verdes e uma viatura de caixa basculante para o transporte dos resíduos verdes e da estilha e cerca de 14% para aquisição de baldes de apoio e forquilhas para apoio à compostagem. Os custos de investimento do cenário II serão mais baixos, no valor de 527 721 € dos quais 70% referem-se a contentores e à viatura de recolha, 17% destinam-se à aquisição de outros equipamentos e 13% é para aquisição de compostores. Os gastos operacionais decorrentes da exploração (OPEX) poderão ascender ao valor de 443 115€ no cenário I e 504 158€ no cenário II no período em análise. No cenário I os gastos operacionais e dizem respeito a gastos com campanhas de sensibilização, com outros custos (eletricidade, seguros, IUC e manutenção dos 2 veículos elétricos que irão ser utilizados pelos técnicos que irão fazer o acompanhamento dos compostores comunitários), com substituição de compostores domésticos danificados, e com recursos humanos para o acompanhamento dos compostores. No cenário II também estão previstos gastos com campanhas de sensibilização, outros custos e recursos humanos, mas para além destes também se preveem gastos com lavagem dos contentores da via pública e manutenção anual de software para a viatura de recolha seletiva. A partir de 2029 prevê-se que o investimento tenha sido recuperado no cenário I e a partir de 2030 no cenário II, o que irá permitir ao município reduzir as tarifas aplicadas aos utilizadores do sistema que pratiquem compostagem doméstica ou comunitária, permitindo desta forma a implementação de instrumentos diferenciadores da tarifa aplicada aos utilizadores, como o PAYT (Pay As You Throw), em linha com o estabelecido no atual Regime Geral de Gestão de Resíduos. A implementação da estratégia proposta permite implementar, até 31 de dezembro de 2023, soluções de recolha seletiva ou reciclagem na origem de biorresíduos, dando assim cumprimento às obrigações impostas. No seu conjunto, a estratégia para os biorresíduos proposta irá levar a mudanças expectáveis de comportamento dos utilizadores do sistema no que respeita à produção e descarte de resíduos, promovendo novas práticas de separação na origem e de valorização local destes resíduos através de compostagem doméstica e comunitária. É expectável que a maior sensibilização para os resíduos em geral induza de uma forma mais generalizada a adoção de práticas de prevenção de resíduos e uma melhor separação na origem de outros fluxos que não os biorresíduos, como os resíduos de embalagem, melhorando as taxas de captura e reciclabilidade destes, com impacto positivo na recuperação de materiais recicláveis (papel/cartão, embalagens e vidro).