Gestão de Resíduos Sólidos Municipais Identificação de Lacunas e Desenvolvimento de Um Mapa Conceitual

XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística e Operações” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS MUNICIPAIS: IDENTIFICAÇÃO DE LACUNAS E DESENVOLVIMENTO DE UM MAPA CONCEITUAL Maximilian Espuny (FEG - Guaratingueta ) maximilian.espuny01@etec.sp.gov.br José Salvador da Motta Reis (FEG - Guaratingueta ) motta_reis@outlook.com Weslei Jardim Batista (FEG - Guaratingueta ) wesleibatista.adm@gmail.com sergio tenorio santos neto (FEG- Guaratingueta ) sergio.santos@fatecguaratingueta.edu.br Otávio José de Oliveira (FEG - Guaratingueta ) otaviodeoliveira@uol.com.br Este trabalho de pesquisa teve por objetivo identificar as lacunas de pesquisa sobre a temática “Gestão de Resíduos Sólidos Municipais”, a partir da análise de artigos indexados na base de dados SCOPUS. Para que esse objetivo fosse atingidoo, foi realizada Palavras-chave: Gestão de resíduos sólidos municipais. Resíduos sólidos. Lacunas. XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. 1. Introdução Os resíduos sólidos são tratados a partir de um fluxo heterogêneo (SOLTANI et al., 2015) e podem ser classificados como resíduos alimentares, plásticos, papel, papelão, polietileno tereftalato (PET), vidros, têxteis, metais, madeiras, couros, fraldas, cinzas, dentre outros (TOZLU; ÖZAHI; ABUŞOĞLU, 2016). Destaca-se que os resíduos sólidos são descartados em áreas residenciais, comerciais e institucionais (TAN et al., 2015). Diante do crescimento intensificado do fluxo de resíduos e da necessidade de reutilização de recursos não renováveis, torna-se fundamental uma reflexão e atuação ativa dos atores públicos e privados, bem como dos ambientes comunitários, profissional e acadêmico, de forma que a perspectiva de irreversibilidade da contaminação advinda dos resíduos sólidos possa ser estancada(BING et al., 2016). Ressalta-se que pesquisadores têm desenvolvido estudos a partir dos impactos dos resíduos sólidos amparados em ferramentas de tecnologia e gestão com o objetivo de consumar um tratamento de resíduos sólidos municipais eficiente (GUPTA; YADAV; KUMAR, 2015; BING et al., 2016; FEI et al. 2016). Assim como há o envolvimento do Estado, em seus vários níveis governamentais e os agentes privados, representados desde pequenos empreendedores até grandes organizações (TOZLU; ÖZAHI; ABUŞOĞLU, 2016). Nesse contexto, surge o seguinte questionamento: quais seriam, à luz da teoria científica, as principais ferramentas utilizadas pelo meio acadêmico para solucionar o problema da Gestão de Resíduos Sólidos? Com o intuito de solucionar essa problemática, essa investigação tem por objetivo identificar as lacunas de pesquisa sobre a temática “Gestão de Resíduos Sólidos Municipais”, a partir da análise de artigos indexados na base de dados SCOPUS. Segundo os estudos do Instituto de Pesquisa Econômica Avançada (IPEA), divulgados em janeiro de 2017, apenas 13% dos resíduos sólidos urbanos são utilizados para reciclagem no Brasil (SILVA, 2017). Destaca-se que estudos realizados pelo IBGE (2013), evidenciam que apenas 33,5% dos municípios cumpriram os procedimentos de integração junto ao Programa Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Nesse ínterim, Gupta, Yadav e Kumar (2015) apontam que há um baixo percentual de participação dos municípios no que tange às políticas nacionais de resíduos, o que ocasiona a dificuldade de governança do poder público com 2 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. relação às questões da gestão ambiental. Ressalta-se que, após a realização de pesquisa na base de dados SCOPUS não foram identificados trabalhos indexados que realizassem a análise de lacunas referentes à temática em pauta, o que indica a relevância desta investigação. A pesquisa encontra-se organizada, além dessa introdução (primeira), em mais quatro seções. Na segunda seção é apresentado o arcabouço teórico referente à temática em estudo. Na terceira seção são apresentados os procedimentos metodológicos adotados durante a realização deste trabalho de pesquisa. Na quarta seção são apresentados e discutidos os resultados obtidos a partir da coleta na base de dados SCOPUS. Finalizando essa investigação, na quinta seção são apresentadas as conclusões sobre o objeto de estudo. 2. Referencial Teórico Os grupos de resíduos sólidos comumente identificados são: domésticos, comerciais, industriais (em detrimento da construção civil), agrícolas, institucionais, entre outros, e existem muitas variáveis incidentes na composição e na quantidade de resíduos, como aspectos sociais e de renda. Esses resíduos são produzidos nas atividades humanas, tanto nas residências quanto nas organizações, e exige o manuseio, armazenagem, coleta e eliminação. Este processo em toda a sua completude deixa o meio-ambiente e a população vulneráveis às potenciais toxicidades (GUPTA; YADAV; KUMAR, 2015), sem perder de vista que a característica heterogênea dos resíduos dificulta o retorno dos itens descartados em forma de matéria-prima (MIEZAH et al., 2015). A estimativa mundial de produção de resíduos sólidos anuais é de 190 milhões de toneladas (BOATENG; LEE; MENSAH, 2013). Os métodos mais comuns de gestão de resíduos sólidos são: tratamento biológico, o tratamento térmico e os aterros, cujas finalidades são proteger o meio ambiente e conservar os recursos naturais (MIR et al., 2016). A sua importância é mais ampla do que a coleta de lixo, pois também envolveas atividades de “transporte, processamento, reciclagem, descarte e materiais residuais” (BELIËN; DE BOECK; VAN ACKERE, 2014). Ressalta-se que aDirectiva 75/442 proposta pela antiga Comunidade Econômica Europeia, apresentou a hierarquia de resíduos com a intenção de estabelecer as prioridades nas políticas públicas a serem adotadas pelos países europeus (CUCCHIELLA; D’ADAMO, GASTALDI, 2014) e que diversas nações instituíram legislações semelhantes 3 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. com o objetivo de regulamentar e uniformizar os processos de gestão de resíduos, com previsões sobre o modus operandi a ser implementado e as definições protetivas que os Estados devem prezar (RAJAEIFAR et al., 2015). Um dos primeiros procedimentos a serem cumpridos na gestão de resíduos sólidos municipal, é a identificação para os locais mais apropriados para o descarte. A partir da escolha do local depositário de resíduos, possibilita-se que as etapas de alocação encontrem lastro em rotas de transporte eficiente (LIU et al., 2014). Embora seja difícil a população perceber o ciclo completo destes serviços urbanos, a gestão municipal de resíduos sólidos abrange “todas as atividades, desde a geração até o descarte final”, e tem a sua definição como o “controle, geração, armazenamento, coleta, transferência e transporte, processamento e disposição de resíduos sólidos” (JOHARI et al., 2014). A heterogeneidadeda quantidade de lixo cresce pelo aumento do consumo, assim como pelas mudanças de hábito, reverberando em complexos desafios para os municípios lidarem com os seus respectivos resíduos sólidos (PELESARAEI et al., 2017). A compostagem é a decomposição de matéria orgânica por micro-organismo em ambiente com umidade, de características aeróbicas e anaeróbicas. As ferramentas mais utilizadas para a realização da gestão de resíduos sólidos municipais são os aterros sanitários (GUPTA; YADAV; KUMAR, 2015), os incineradores de resíduos, considerado um tratamento de recuperação ao invés de descarte (CUCCHIELLA; D’ADAMO; GASTALDI, 2014). Para haver um impulso na eficiência de gestão de resíduos, inserindo as tecnologias que sejam mais viáveis para o meio-ambiente e população, necessita-se que o poder público adote metas locais e regionais, com a realização de planos para estas execuções, e não somente se concentrar nos procedimentos voltados às estratégias de tratamento e na localização dos estabelecimentos (SOLTANI et al, 2015). 3. Método de pesquisa A pesquisa em pauta pode ser classificada como aplicada, de natureza exploratória e da abordagem qualitativa. Como método e procedimentos técnicos foram adotados, respectivamente, a pesquisa bibliográfica e a revisão de literatura. Destaca-se que os dados foram coletados no mês de maio de 2018 na base de dados SCOPUS e que na busca foram 4 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. utilizadas como descritores as palavras “municipal solidwaste management”, sendo encontrados na pesquisa (título) 419 resultados. Para identificar os gaps de pesquisa foram utilizados os 30 artigos mais citados na base, considerando o recorte temporal de 2013 a 2018. Os dados foram tratados por meio do software Microsoft Excel® e os resultados obtidos serão apresentados e discutidos na próxima seção. 4. Resultados e discussões Os artigos utilizados nessa investigação foram hierarquizados de acordo com o índice de citações por título, o que pode ser identificado nas Figuras 1 e 2. Destaca-se, ainda, que as lacunas de estudo identificadas após a realização da revisão de literatura também se encontram discriminadas nas mesmas. Quadro1 - Identificação de lacunas de pesquisa dos artigos TOP 30 Autores Título Periódico (ISSN) Soutani et al. (2015) Multiple stakeholders in multicriteria decision-making in the context of Municipal Solid Waste Management: A review Waste Management (0956-053X) Tan et al. (2014) Optimal process network for municipal solid waste management in Iskandar Malaysia Journal of Cleaner Production (09596526) Tan et al. (2015) Yay (2015) Lohri et al. (2014) Mir et al. (2016) Ferri et al. (2015) Nava et al. (2014) Liu et al. (2014) Boateng et al. (2013) Energy, economic and environmental (3E) analysis of waste-to-energy (WTE) strategies for municipal solid waste (MSW) management in Malaysia Application of life cycle assessment (LCA) for municipal solid waste management: a case study of Sakarya Financial sustainability in municipal solid waste management – Costs and revenues in Bahir Dar, Ethiopia Application of TOPSIS and VIKOR improved versions in a multi criteria decision analysis to develop an optimized municipal solid waste management model Reverse logistics network for municipal solid waste management: The inclusion of waste pickers as a Brazilian legal requirement Life cycle assessment of different municipal solid waste management options: a case study of Asturias (Spain) Site selection in municipal solid waste management with extended VIKOR method under fuzzy environment The prospects of electricity generation from municipal solid waste (MSW) in Ghana: A better waste management option Lacunas Utilização das técnicas de MCDA para Gestão de Resíduos Sólidos Urbanos Aplicar o modelo da Teoria dos Jogos em Gestão de Resíduos Sólidos. Dificuldade em tomar decisão diante dos compromissos junto aos stakeholders distintos. Análise matemática da rede de processamento econômica para um GSU, aplicando o modelo MILP. Incluir os custos de área de terra para recuperação de LFG. Energy Conversion and Management (0196-8904) Análise "3E" sobre tecnologias WTE (incluindo LFGRS). Journal of Cleaner Production (09596526) Implementação da LCA para análise da política de gestão municipal de resíduos sólidos. Waste Management (0956-053X) Análise das políticas públicas locais e identificação de receitas/despesas advindas da gestão de resíduos sólidos. Journalof Environmental Management (03014797) Análise de cenários com aplicação de MCDA, LCA, VIKOR e TOPSIS. Waste Management (0956-053X) Análise de cenários e aplicação de modelo matemático para mensurar resultados financeiros de reciclagem. Propostas de instalação de unidades de recuperação de energia Journal of Cleaner Production (09596526) Aplicação de LCA (método Impact 2002) para análise de cenários (seis possibilidades). Environ Earth Sc (4179–4189) Aplicação do método VIKOR, associado com o MCDA baseado na teoria dos conjuntos Fuzzy. Fuel Processing Technology (03783820) Produção de energia (WTE) a partir de resíduos sólidos urbanos. 5 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. Gupta et al. (2015) Al-Salem et al.(2014) Herva et al. (2014) Rajaeifar et al. (2015) Margallo et al. (2015) Wang and Wang (2013) Miezah et al. (2015) NabaviPelesaraei et al. (2017) Vucijak et al.(2016) Bing et al. (2016) Beliën et al. (2014) Cucchiella et al. (2014) Habib et al. (2013) Tozlu et al. (2016) Ravindra et al. (2015) Johari et al. (2014) Fei et al. (2016) Yang et al. (2015) A review on current status of municipal solid waste management in India Life cycle assessment of alternative technologies for municipal solid waste and plastic solid waste management in the Greater London area Environmental assessment of the integrated municipal solid waste management system in Porto (Portugal) Comparative life cycle assessment of different municipal solid waste management scenarios in Iran Environmental sustainability assessment of the management of municipal solid waste incineration residues: a review of the current situation Municipal solid waste management in Beijing: characteristics and challenges Municipal solid waste characterization and quantification as a measure towards effective waste management in Ghana Modeling of energy consumption and environmental life cycle assessment for incineration and landfill systems of municipal solid waste management - A case study in Tehran Metropolis of Iran Multicriteria decision making in selecting best solid waste management scenario: a municipal case study from Bosnia and Herzegovina Research challenges in municipal solid waste logistics management Municipal Solid Waste Collection and Management Problems: A Literature Review Strategic municipal solid waste management: A quantitative model for Italian regions A historical perspective of Global Warming Potential from Municipal Solid Waste Management Waste to energy technologies for municipal solid waste management in Gaziantep System analysis of municipal solid waste management in Chandigarh and minimization practices for cleaner emissions Municipal Solid Waste Management and Potential Revenue from Recycling in Malaysia How to integrate the informal recycling system into municipal solid waste management in developing countries: Based on a China’s case in Suzhou urban area Eco-efficiency optimization for municipal solid waste management Journalof Environmental Sciences (10010742) Chemical Engineering Journal (1385-8947) Melhor compreensão na Gestão de Resíduos Sólidos Urbanos de países em desenvolvimento. Análise do Ciclo de Vida da gestão de resíduos sólidos urbanos Implementação de tecnologia, para aumentar a rentabilidade na energia renovável proveniente dos resíduos sólidos. Journal of Cleaner Production (09596526) Avaliação dos processos de tratamento de resíduos sólidos, sob a perspectiva da Análise de Fluxo de Energia e Material (EMFA) e da Pegada Ecológica (EF). Renewable and Sustainable Energy Reviews (13640321) Revisão e avaliação de diferentes cenários, sob as ferramentas LCA, LCI e LCIA. Clean Techn Environ Policy (1333–1353) Estabelecer uma legislação comum sobre o uso dos resíduos da reciclagem de cinzas. LCA sobre reciclagem e reutilização de cinzas na gestão de resíduos sólidos. Waste Management & Research (09170855) Análise físico-química a partir de amostragem recolhidas mensalmente, em estações planejadas. Waste Management (0956-053X) Ferramenta de gestão para padronizar práticas de descarte. Journal of Cleaner Production (09596526) Melhor entendimento sobre a capacidade dos aterros. Journal of Cleaner Production (09596526) Aplicação do MDCA, associadas com as ferramentas AHN e VIKOR para análise de cenários. Waste Management (0956-053X) Perspectivas estratégicas, táticas e operacionais com base no LCA, para soluções na gestão de resíduos sólidos urbanos. Transportation Science (1526-5447) Aplicação de modelo meta-heurístico para roteirização no transporte de resíduos sólidos urbanos. Energy Conversion and Management (0196-8904) Mensurar resultados dos impactos ambientais e financeiros, a partir de práticas de incineração, de aterro sanitário e de reciclagem. Waste Management (0956-053X) Evolução de procedimentos de reciclagem no decorrer de cinco décadas, com aplicações de LCA. Renewable and Sustainable Energy Reviews (13640321) Aplicação da tecnologia WTE através da conversão térmica, conversão bioquímica e de aterro. Journal of Cleaner Production (09596526) Gerenciamento de resíduos com altas taxas de recuperação, custo-efetividade e redução de emissões de carbono Modern Applied Science (1913-1844) Estimar o potencial econômico de resíduos sólidos urbanos recicláveis Resources, Conservation and Recycling (09213449) Estudos voltados à informalidade na gestão de resíduos Journal of Cleaner Production (09596526) Implementação de um modelo para avaliação de ecoeficiência 6 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. Khan and Samadder (2014) Itoiz et al. (2013) Municipal solid waste management using Geographical Information System aided methods: A mini review CO2ZW: Carbon footprint tool for municipal solid waste management for policy options in Europe. Inventory of Mediterranean countries Waste Management & Research (1049– 1062) Energy Policy (0301-4215) Aplicação do Sistema de Informação Geográfico associada a modelos matemáticos Quantificar as emissões de gases de efeito estufa em equivalentes de dióxido de carbono Fonte: Elaborado pelos autores com base na Scopus(2018). A partir da análise da Tabela 1, pode-se constatar que os gaps(lacunas) de pesquisa podem ser agrupados em oito categorias, a saber: avaliação do ciclo de vida na gestão de resíduos sólidos municipais (10 apontamentos); inventário de ciclo de vida na gestão de resíduos sólidos municipais (03apontamentos); ferramentas para a gestão de resíduos sólidos municipais (08 apontamentos); método VIKOR para a análise de sensibilidade na gestão de resíduos sólidos municipais (03apontamentos); gestão de resíduos sólidos municipais associada com outras metodologias (08 apontamentos); análise de decisão de multicritérios aplicada à gestão de resíduos sólidos municipais (05 apontamentos); recuperação de energia de materiais residuais (03apontamentos); e análise de cenários (07 apontamentos). Essas categorias, com os respectivos autores, podem ser melhor observadas na Figura 1. Figura 1 - Mapa conceitual para estudos de gestão de resíduos sólidos municipais- TOP 30 (SCOPUS) 7 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. Fonte: Elaborado pelos autores com base na Scopus(2018). Da análise da Figura 1, percebe-se que as duas categorias que apresentaram o maior número de gaps de pesquisa referentes à temática foram: avaliação do ciclo de vida (10 apontamentos) e ferramentas para a gestão de resíduos sólidos municipais (08 apontamentos). Destaca-se, ainda, que a categoria “gestão de resíduos sólidos municipais associada com outras metodologias” ocupa a segunda posição, juntamente com “ferramentas para a gestão de resíduos sólidos municipais”, com um totalde 08 apontamentos.Vale ressaltar, portanto, que essas lacunasindicam a carência de estudos nas áreas destacadas e apontam a relevância da temática para o âmbito acadêmico. 5. Conclusão Este trabalho de pesquisa teve por objetivo identificar as lacunas de pesquisa sobre a temática “Gestão de Resíduos Sólidos Municipais”, a partir da análise de artigos indexados na base de dados SCOPUS. Para que esse objetivo fosse atingido, foi realizada uma pesquisa aplicada, de natureza exploratória e da abordagem qualitativa. Destaca-se que, como método e procedimentos técnicos foram adotados, respectivamente, a pesquisa bibliográfica e a revisão de literatura. 8 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. Os dados utilizados na análise foram obtidos na base SCOPUS (trinta artigos) no mês de maio de 2018 e tratados a partir da utilização do software Microsoft Excel®. Destaca-se que como critério de seleção, foram analisados os trabalhos indexados nessa base que apresentaram o maior número de citações. Como principais resultadosdestaca-se que as lacunas identificadas podem ser agrupadas em oito categorias: avaliação do ciclo de vida na gestão de resíduos sólidos municipais (10 apontamentos); inventário de ciclo de vida na gestão de resíduos sólidos municipais (03 apontamentos); ferramentas para a gestão de resíduos sólidos municipais (08 apontamentos); método VIKOR para a análise de sensibilidade na gestão de resíduos sólidos municipais (03 apontamentos); gestão de resíduos sólidos municipais associada com outras metodologias (08 apontamentos); análise de decisão de multicritérios aplicada à gestão de resíduos sólidos municipais (05 apontamentos); recuperação de energia de materiais residuais (03 apontamentos); e análise de cenários (07 apontamentos). Dentre as categorias analisadas, pode-se destacar a avaliação do ciclo de vida (10 apontamentos) e ferramentas para a gestão de resíduos sólidos municipais (08 apontamentos). Destaca-se, ainda, que a categoria “gestão de resíduos sólidos municipais associada com outras metodologias” ocupa a segunda posição, juntamente com “ferramentas para a gestão de resíduos sólidos municipais”, com um totalde 08 apontamentos,indicando a carência de estudos nas áreas destacadas e apontam a relevância da temática para o âmbito acadêmico. Como contribuição oriunda dessa pesquisa, aponta-se a visão holística de oportunidades para a realização de novas investigações sobre a temática em pauta, o que pode ser observado a partir da análise da Tabela 1. Como limitação desse estudo, pode-se apontaro número de artigos utilizados para a realização dessa análise (amostra de 30 artigos), sendo que a utilização de um número maior de trabalhos pode apontar discrepâncias nos resultados obtidos com a investigação. Como sugestão de trabalho futuro, indica-se a realização de uma revisão sistemática de literatura sobre o tema, a fim de aprofundar o conhecimento sobre esse determinado campo de estudo. Agradecimentos Os autores agradecem aoCNPq PQ Proc. 312894/2017-1 pelo apoio financeiro. 9 XXXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO “Os desafios da engenharia de produção para uma gestão inovadora da Logística” Santos, São Paulo, Brasil, 15 a 18 de outubro de 2019. REFERÊNCIAS BELIËN, J.; DE BOECK, L.; VAN ACKERE, J. Municipal Solid Waste Collection and Management Problems: A Literature Review. Transportation Science, 48, pp. 78–102, 2014. BING, X.; BLOEMHOF, J. M.; RAMOS, T. R. P.; POVOA, A. P. B.; WONG, C. Y.; VAN DER VORST, J. G.A.J. Research challenges in municipal solid waste logistics management. Waste Management, 48, 584–592, 2016. BOATENG, C. O.; LEE, K. T.; MENSAH, M. The prospects of electricity generation from municipal solid waste (MSW) in Ghana: A better waste management option. 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