Assessment of MSW management strategies for mid-sized metropolitan areas for developing countries

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dc.contributor.advisor1Gama, João Luiz Calmon Nogueira da
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3054-4784
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7619015734946549
dc.contributor.authorRamalho, José Carlos Martins
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4579-6009
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7380247155655477
dc.contributor.referee1Buarque, Diogo Costa
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/000000032698520X
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8616432679482558
dc.contributor.referee2Rosa, Rodrigo de Alvarenga
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-0841-514X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7706827408886021
dc.contributor.referee3Colvero, Diogo Appel
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-9079-3347
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8284961986109599
dc.contributor.referee4Bravo, Alencar Soares
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:05Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:05Z
dc.date.issued2023-06-27
dc.description.abstractThis goal of this thesis was to conduct an environmental and economic analysis of different MSW management strategies proposed for the municipalities of Great Vitória Metropolitan Region, in Espírito Santo State, Brazil. Even though the situation in this region is overall better than in the rest of the country, because the dumps were replaced by licensed landfills, the proposed diversion targets by the Brazilian Solid Waste Plan are a long way from being met. For that reason, the proposed technological road maps included options for biowaste treatments, namely open and closed composting, anaerobic digestion with energy recovery and biomethane production, and recycling. As for commingled waste disposal, incineration with energy recovery was put against landfilling. So, the first part of the study focused on the use of biomethane from anaerobic digestion by waste collection and transport vehicles compared to the current diesel counterparts. The results shown that using biomethane is a much better option, with about one tenth of environmental impacts of diesel. Conversely, both the second and third chapters analyzed the entire waste management system from an environmental and economic perspective, respectively. Overall, to abide the most ambitious diversion targets ensures the best results from both perspectives, i.e., to recycle and treat the biowaste as much as possible. As for the ways to achieve this, anaerobic digestion with biomethane production has the best environmental performance, even though it is more costly. However, if a social project instead of a profit-oriented one is foreseen, the service cost for the citizens increases only so slightly. The scenarios with incineration were penalized for their performance in toxicity impact categories, but were better than landfills regarding climate change. Additionally, the high investment costs may push investors away from incineration, since the current landfills are recent and one has energy recovery. Nonetheless, the service fees can actually decrease with incineration, again if no profit is sought in the investments. Finally, the focus of management should follow the waste hierarchy instead being sent directly to final disposal, because the fraction of biowaste represents half of the total municipal solid waste in the studies area, and recycling creates opportunities for including pickers in the materials recovery facilities.
dc.description.resumoO objetivo desta tese foi realizar uma análise ambiental e econômica de diferentes estratégias de gestão de RSU, propostas para os municípios da Região Metropolitana da Grande Vitória (ES, Brasil). Embora aqui a situação seja globalmente melhor do que no restante país, pois os aterros licenciados existentes já substituíram a disposição imprópria, as metas de desvio propostas pelo Plano Nacional de Resíduos Sólidos estão muito longe de ser atingidas. Por isso, os cenários propostos incluíram diferentes alternativas para o tratamento da fração biodegradável, nomeadamente compostagem aberta e fechada, digestão anaeróbica com recuperação de energia ou produção de biometano. Já para resíduos indiferenciados e rejeitos, a incineração com recuperação de energia foi comparada com a disposição em aterro. Assim, o primeiro capítulo do trabalho se centra na utilização do biometano da digestão anaeróbia em veículos de recolha e transporte de resíduos, em comparação com os atuais veículos a diesel. Os resultados mostraram que a utilização do biometano é uma opção significativamente melhor, com cerca de um décimo dos impactos ambientais do diesel. Diferentemente, o segundo e o terceiro capítulo analisam todo o sistema de gestão de resíduos de uma perspectiva ambiental e econômica, respetivamente. Em geral, atingir as metas de desvio mais ambiciosas garante os melhores resultados em ambas as perspectivas, ou seja, tratando o máximo de resíduos biodegradáveis e recicláveis. Quanto à estratégia para atingir essas metas, a digestão anaeróbica com produção de biometano teve o melhor desempenho ambiental, ainda que com mais custos. No entanto, se for previsto um projeto social em vez de se buscar o lucro, a taxa do serviço para os cidadãos aumenta apenas ligeiramente. Por outro lado, os cenários com incineração foram penalizados pelo seu desempenho inferior nas categorias de impacto tóxico, embora tenham ultrapassado os aterros em relação a alterações climáticas. Além disso, os elevados custos de investimento podem afastar os investidores da incineração, uma vez que os aterros atuais são recentes e têm recuperação de energia. No entanto, as taxas de serviço podem efetivamente diminuir com a incineração se o projeto não visar o lucro. Finalmente, o foco da gestão deve obedecer à hierarquia dos resíduos ao invés do envio direto para a disposição final, porque a fração de biorresíduos, com enorme potencial de aproveitamento, representa metade do total de resíduos sólidos urbanos na área estudada e a reciclagem cria oportunidades para incluir catadores na triagem.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17006
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectGestão de resíduos sólidos urbanos
dc.subjectAvaliação de ciclo de vida
dc.subjectAnálise econômica
dc.subjectVeículos de coleta a biometano
dc.subjectInclusão de catadores
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleAssessment of MSW management strategies for mid-sized metropolitan areas for developing countries
dc.title.alternativeAssessment of Municipal Solid Waste management strategies for mid-sized metropolitan areas of developing countries
dc.typedoctoralThesis
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