Sistema de destinacão final ao ljxo com compactação εembolsamento
Campo técnico
O seguinte relatório descritivo da presente aplicação de invenção serefere ao desenvolvimento de um sistema de destinação final ao lixo comcompactação e embolsamento, compreendendo um conjunto de operaçõesempregadas para se determinar a melhor forma de se destinar resíduos em geral(lixo), valendo-se de sistema com ou sem reciclagem, e utilizando altacompactação para redução dos vazios provenientes desse processo e existentesno lixo, objetivando o seu posterior embolsamento para acondicionamento edestinação final em locais apropriados.Estado da arte
Considera-se resíduo ou lixo a qualquer material dito inútil, supérfluo,e/ou sem valor, gerado pela atividade humana, e a qual precisa ser eliminada. Équalquer material cujo proprietário elimina, deseja eliminar, ou necessita eliminar.
O termo lixo aplica-se geralmente para materiais no estado sólido.Líquidos ou gases considerados inúteis ou supérfluos, são, enquanto isto,geralmente chamados de resíduos (líquidos ou gasosos). Porém, os termos lixo eresíduos também podem ser utilizados para descrever respectivamente fluidos esólidos.
Existem diversos tipos de resíduos que podem ser classificados porcomposição, por exemplo:
- Resíduo orgânico, cujo principal componente é o lixo humano que podeser altamente perigoso, uma vez que pode abrigar e transmitir com facilidade umagrande variedade de vermes, bactérias, fungos e vírus causadores de doenças. Olixo orgânico pode ser seletivizado e usado como adubo (a partir da compostagem)ou utilizado para a produção de certos combustíveis como biogás, que é rico emmetano (a partir da biogasificação).
- Resíduo inorgânico, que inclui todo material que não possui origembiológica, ou que foi produzida através de meios humanos, como plásticos, metaise ligas, vidro, etc.
Muito do lixo inorgânico possui um grande problema: quando jogadodiretamente no meio ambiente, sem tratamento prévio, demora muito tempo paraser decomposto. O plástico, por exemplo, é constituído por uma complexa estruturade moléculas fortemente ligadas entre si, o que torna difícil a sua degradação eposterior digestão por agentes decompositores (primariamente bactérias). Parasolucionar este problema, diversos produtos inorgânicos são biodegradáveis.
- Resíduos tóxicos, que inclui pilhas e baterias, que contém ácidos emetais pesados em sua composição, certos tipos de tinta (como aquela usada nasimpressoras), além de rejeitos industriais.
- Resíduos altamente tóxico, composto pelo lixo nuclear e hospitalar
- Resíduo doméstico, formado pelos resíduos sólidos produzidos pelasatividades residenciais e apresenta em torno de 60% de composição orgânica e orestante formado por embalagens plásticas, latas, vidros, papéis, etc.
- Resíduo sólido urbano, que inclui o resíduo doméstico assim como oresíduo produzido em instalações públicas (parques, por exemplo), em instalaçõescomerciais, bem como restos de construções e demolições.
- Resíduo industrial, gerado pelas indústrias, e é geralmente altamentedestrutiva ao meio ambiente ou à saúde humana.
São conhecidos diversos tipos de destinação dada ao lixo, por exemplo:
- Aterros sanitários são considerados uma maneira prática, barata de destinar osresíduos urbanos e industriais, além de esgoto não tratado. Por isso, são aforma mais utilizada para tratamento de resíduos. Utilizam grandes áreas deterra, onde o lixo é depositado. Porém, inutilizam vários materiais que poderiamser reciclados, além de ser uma fonte de poluição do solo, de rios e lagos e doar. A poluição se deve ao processo de decomposição da matéria orgânica quegera enormes quantidades de biogás, que contém metano e outroscomponentes tóxicos, e de chorume, líquido contendo componentes tóxicos queflue do lixo para o solo e corpos d'água (como rios e lagos) da região.
- Incineradores literalmente incineram o lixo, reduzindo-o a cinzas. São altamentepoluidores, gerando enormes quantidades de poluentes, como gases quecontribuem ao agravamento do efeito estufa. É o método utilizado para adestruição de lixo hospitalar, que pode conter agentes causadores de doençaspotencialmente fatais.
- Compostagem é um tratamento aeróbico, através do qual a matéria orgânica sedecompõe em adubo ou composto.
- Biogasificação ou metanização é um tratamento por decomposição anaeróbicaque gera biogás, que é formado por cerca de 50% de metano e que pode serqueimado ou utilizado como combustível. O resíduo sólido da biogasificaçãopode ser tratado aerobicamente para formar composto.
- Confinamento permanente é destino principalmente do lixo nuclear.
- Reciclagem é o processo de reaproveitamento de material orgânico e inorgânicodo lixo. É considerado o melhor método de tratamento de lixo, em relação aomeio ambiente, uma vez que diminui a quantidade de lixo enviado a aterrossanitários, e reduz a necessidade de extração de mais matéria-primadiretamente da natureza. Porém, muitos materiais não podem ser recicladoscontinuadamente (fibras, em especial). A reciclagem de certos materiais éviável, mas pouco ou não praticada por ser economicamente inviável. Algumasformas de lixo, em especial, lixo altamente tóxico, não pode ser reciclada, eprecisa ser descartado.
Em buscas efetuadas no estado da arte pertinente ao campo técnico dainvenção (B09B 3/00, B65F 9/00 e B65F 1/14) foram encontrados diversossistemas que tratam da reciclagem, tratamento, compostagem armazenamento edestino do lixo urbano, industrial etc.
O documento BRPI0.100.745 de ZULAF descreve um sistema de coletaseletiva, implantação de centro de reciclagem e destino de resíduos para triageme processamento de resíduos urbanos, rurais, comerciais, industriais e de serviços,inclusive de saúde e de aterros sanitários e industriais, unidades de reciclagem deentulho, unidades de enfardamento de materiais triados para reciclagem, unidadesde compostagem anaeróbia (opcional) e aeróbia, reciclagem de biogás e energiatermelétrica (opcional), além de cemitério de animais mortos, tratamento térmicode resíduos sólidos de serviços de saúde e instalações para pré-condicionamentode resíduos para processamento e disposição em aterros sanitários e tratamento(ou evaporação) de águas residuárias de processo e chorume.
Outro procedimento de reciclagem de lixo é revelado pelo BRPI9.402.243 de ULIANA, compreendida por uma área de descarga em uma área decatação manual do reciclável, uma área de lavagem, sendo que os caminhões decoleta de lixo descarregam o lixo nas costeiras horizontais da área de descarga,que encaminham dito lixo para um caixão alimentador que alimenta as esteirastransportadoras inclinadas que levam o lixo até um contêiner (9) que será desviadopara a área de catação, ou num contêiner de grande capacidade e próprio paratransporte racional até o aterro sanitário na área de catação, sendo o lixotransportado pela esteira de onde o pessoal responsável separa os materiaisrecicláveis.
Também serve como exemplário o BRPI 9.504.827 LIBARDI, onde o lixoorgânico é levados por caminhões para os aterros dos lixões, incineradores de lixoou usinas de compostagem e o lixo inorgânico é levado para um ou maisdepósitos, com esteira transportadora inclinada que o lança em moega e onde serálançado em esteira principal, com pluralidade de curtas esteiras transportadoraslaterais de recolhimento do lixo separado profissionais separadores, ditas esteirascom caçambas para recolhimento do lixo selecionado, sendo que o lixo nãoselecionado lançado em uma caçamba colocada na outra extremidade da esteiraprincipal.
Outro documento que trata processo de tratamento de lixo industrial,urbano e hospitalar por meio de triagem, reciclagem, compostagem e incineraçãoatravés de processo pirolítico é revelado pelo BRPI 9.816.124 de BENTO et alii,que apresenta como princípio a incineração do lixo pelo processo denominadopirólise, onde o próprio lixo é combustível dos incineradores empregados noprocesso, eliminando-se assim, a necessidade da criação de aterros sanitários.
Também se conhece a usina geradora de energia elétrica a partir datransformação de resíduos sólidos domiciliares, descrito no BRPI 0.204.673; e oBRPI 9.806.421 de MORTE, que descreve uma usina de processamento avançadade lixo.
Problemas da técnica
Como se pode analisar pelo estado da arte anteriormente revelado,todas as soluções conhecidas empregam a triagem, reciclagem, pirólise,compostagem e aterro, com algumas variações. No entanto, a pirólise gera umgrande impacto ambiental em decorrência da emissão de CO2 que só contribuipara o aumento do efeito estufa, e os demais processos terminam no indesejáveisaterros sanitários. Alguns processos revelados pela arte são danosos ao ambiente,como a queima do lixo ou os aterros sanitários. A compostagem é um tratamentoavançado e bem menos danoso ao ambiente, onde o gás metano residual daatividade anaeróbica das bactérias pode ser aproveitado. Entretanto, para se poderutilizar o biogás tem-se que construir estrutura de confinamento, gerando um custoadicional ao lixo.
O confinamento do lixo é realizado somente para resíduos nucleares ehospitalares, devido ao risco de contaminação nuclear e biológica. Apesar disso,esse confinamento é extremamente caro e é permanente.Solução proposta pela invenção
Assim, devido às considerações pertinente ao estado da arteanteriormente discutido é um dos objetivos da presente aplicação de invenção, odesenvolvimento de um sistema de destinação final ao lixo com compactação eembolsamento, onde emprega os meios de coleta e compactação descritos nosdocumentos Pl 0.206.617 (Recolhedor e compactado acoplado para coleta deresíduos domiciliares) e Pl 0.300.535 ( Recolhedor1 compactador e ensacadoracoplados para resíduos em geral), sendo que esses dois dispositivos de recolherresíduos empregam o embolsamento do lixo altamente compactado em adequadasbolsas plásticas de alta resistência. Estas bolsas plásticas, depois decompactadas a uma alta pressão, são despachadas para um aterro adequado.
Descrição das figuras
A caracterização do presente documento para patente de invenção oraproposta é feita por meio de desenhos representativos do sistema de destinaçãofinal ao lixo com compactação e embolsamento, de tal modo que o métodoproposto possa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindoplena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.
A partir das figuras elaboradas, que expressam a melhorforma ou formapreferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a partedescritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, ondeesta esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representaçãoadotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.
Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações,desde que não fujam do inicialmente pleiteado.
Neste caso tem-se que:-afigura 1 ilustra uma representação esquemática da planta do sistema dedestinação com compactação do lixo e embolsamento, sem aaplicação da reciclagem, composto por dois compactadoresalimentados por uma mesma moega (opcional, moegas individuais),com capacidade estimada para embolsar em até 100 T/dia. Umaoutra opção é empregar apenas um compactador com capacidadepara embolsar em até 50 T/dia;
A figura 2 ilustra uma vista superior esquemática do sistema revelado na figura 1;
A figura 3 apresenta um vista esquemática do sistema proposto, comcompactação e embolsamento, mas com processo de reciclagem;
A figura 4 mostra uma planta de um aterro para destinação das bolsas, após aetapa de compactação oriunda de uma das solução propostas acima;e
a figura 5 mostra em uma perspectiva a planta de instalação da compactadoraembolsadora de lixo, sem nenhum caminhão descarregando.
Descrição detalhada da forma preferencial de realização da invenção
O sistema proposto compreende duas soluções:
a) O sistema sem reciclagem é composto por:
- Uma rampa de concreto (1) para acesso do caminhão que recolheu olixo nos domicílios, sendo despejado por um portal de carga (11);
- Um recipiente metálico ou moega (2) que recebe o lixo do caminhãoprotegida por um gradil de chapa expandida (4) e uma coifa (6) que demanda omaterial da moega para o compactador;
- Compactador (3 e 3a) que recebe o lixo do recipiente, moega (2), faza compactação a alta pressão (10,00 Kg/cm2) reduzindo o volume inicial do lixo emmais de quatro vezes, através da placa compactadora (7) que por sua vez éacionada pelo cilindro hidráulico (8), sendo posteriormente embolsado em bolsasde polipropileno laminado e impermeáveis, com uma ou duas bolsas (5 e 5a) comdiâmetro e comprimento adequados, sendo fechada por meio de um sistema de
um sistema hidráulico (9) e a bolsa é demandada pela abertura posterior, cujo
acionamento é realizado por um outro sistema hidráulico (10).
b) O sistema com reciclagem é composto por:
- Uma rampa de concreto (12) para acesso do caminhão que recolheu o lixo nosdomicílios;
- Uma primeira moega (13) que recebe o lixo do caminhão;
- Uma esteira (14) que recebe o lixo da primeira moega e o transfere para umasegunda esteira;
- Uma segunda esteira (15) montada sobre uma plataforma metálica (16), deonde os catadores separam o sólido com valor agregado em carrinhosespecíficos (20);
- Uma segunda moega/trituradora (17) que recebe o lixo da segunda esteira (lixoorgânico);
- Um compactador (18) para até 50 T/dia ou dois compactadores para até 100T/dia, que recebe (m) o lixo em recipientes (segunda moega/trituradora) e faza compactação a alta pressão (10,00 Kg/cm2) reduzindo o volume inicial do lixoem mais de quatro vezes e posteriormente embolsando em bolsas depoliplopileno laminado (19) impermeáveis e com diâmetro e comprimentoadequados. O fechamento da bolsa é realizado por meio de um sistemahidráulico (9) e a bolsa é demandada pela abertura da porta posterior, cujoacionamento é realizado por um outro sistema hidráulico (10).
Sistema de embolsamento
As bolsas (5 e 5a) são produzidas em compactadores estacionários (3,3a ou 18) que recebem o material orgânico (sem valor econômico) das esteiras detriagem (15) e moega (17). O lixo é compactado a alta pressão e embolsado nabolsas impermeáveis de polipropileno laminado (19), cuja gramatura do tecidopode variar de 120, 160 até 180g/cm2, dependendo do tipo de lixo que se vaiembolsar.
O lixo embolsado não tem contato com o ar o que evita a disseminaçãodos odores desagradáveis, proliferação de insetos e de bactérias que produzemdiversas doenças. Também não fica em contado com a chuva, evitando aformação do chorume e a conseqüente contaminação do lençol freático.
O compactador é dotado de um dispositivo hidráulico que permite aelaboração e reposição do próprio refil das bolsas, permitindo em cada refil a
elaboração de diversas bolsas.
As bolsas podem variar o seu peso (com predomínio do lixo orgânico)que podem superar as 4,5 toneladas, porém com muito lixo seco misturado, poderá
chegar de 3,5 a 4,0 toneladas.
As bolsas completamente cheias armazenam 5m3 de lixo compactado,por tal motivo, podem absorver até 20 m3 de lixo em estado natural, já que sua
compactação pode chegar a 4 para 1.
Segundo dados do fabricante do tecido da bolsa, se estas estiveremcobertas (sem contato com os raios ultravioletas), é de 200 anos. Porém expostasao sol, sua duração é de 6 meses, Caso se necessite de maior tempo de exposiçãoao sol, pode-se proteger o tecido com camadas de anti-U.V.
As bolsas podem ser movimentadas e/ou transportadas de forma práticae segura, com o auxílio de dispositivo especialmente desenvolvido para suamovimentação, acoplado a uma grua veicular ou afins.
FnRMA nF niSPOSIÇÃO DAS BOLSAS LIXO LIMPO E CAPACIDADE DE ARMAZENAMENTO PORHECTARE
O aterro em bolsas pode ser realizado de três formas distintas:
- Negativo. Quando as camadas de bolsas estão abaixo do nível do sol, ou seja,totalmente enterradas.
- Positivo. Quando as camadas de bolsas são colocadas do solo para cima, ouseja, nenhuma bolsa enterrada.
- Semi-positivo. Quando parte das bolsas estão enterradas, e parte acima do solo.Ex: em três camadas de bolsas, a primeira camada fica abaixo do solo e asoutras duas acima do solo.
Para efeito de cálculo, vamos considerar um aterro positivo, onde asbolsas serão dispostas lado a lado, com uma distância máxima entre bolsas de0,15 metros. Estamos projetando, acima da base, mais duas alturas de bolsas,dispostas de forma piramidal, num total de aproximadamente 5 metros de altura.Desta forma, em um hectare poderemos armazenar 6.318 bolsas ou 31.590toneladas.
Considerando a primeira camada de bolsa com 56 bolsas em um sentido(com folga) e 39 bolsas em outro sentido (com folga), depositamos um total de2.184bolsas.
Da mesma forma, consideramos a segunda camada, formando umapirâmide, 54 χ 39 = 2.106 bolsas.Terceira camada, 52 χ 39 = 2.028 bolsas.Total de bolsas depositadas em um hectare = 6.318 bolsas. Destaforma, em um hectare se pode armazenar aproximadamente 31.590 toneladas delixo compactado.
Também é usual se cavar uma vala com a profundidade de 0,80 metros,que eqüivale à metade do diâmetro da bolsa (1,60 metros). A terra proveniente davala é utilizada posteriormente para a cobertura das bolsas da última camada,evitando assim o transporte de terra de cobertura.
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