📊 Relatório Técnico

Análise de Geração de Resíduos Sólidos Domésticos por Bacias Hidrográficas do Estado de Santa Catarina
👤 Autor: Ronan Armando Caetano
📅 Data: Outubro de 2025

📋 Resumo Executivo

Este relatório apresenta uma análise técnica detalhada sobre a geração de resíduos sólidos domésticos no estado de Santa Catarina, utilizando dados do Censo Demográfico 2022 do IBGE agregados por bacias hidrográficas. O estudo abrange 295 municípios catarinenses, distribuídos em 8 bacias hidrográficas principais, totalizando uma população de aproximadamente 7,6 milhões de habitantes.

7.610.361

População Total Analisada

295

Municípios Classificados

8

Bacias Hidrográficas

2.638.892

Toneladas/ano de Resíduos

🎯 Objetivos

Objetivo Geral

Realizar uma análise exploratória da geração de resíduos sólidos domésticos em Santa Catarina, utilizando o recorte territorial de bacias hidrográficas para subsidiar políticas públicas de gestão ambiental e planejamento territorial integrado.

Objetivos Específicos

🔬 Metodologia

1. Fonte de Dados

Os dados utilizados nesta análise são provenientes do Censo Demográfico 2022 realizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), especificamente da base de setores censitários de Santa Catarina.

📦 Arquivo Base: SC_setores_CD2022.gpkg
📍 Formato: GeoPackage (padrão OGC)
🗺️ Sistema de Coordenadas: SIRGAS 2000 / UTM Zone 22S (EPSG:31982)
📊 Registros: 16.831 setores censitários
📅 Ano de Referência: 2022

2. Classificação de Bacias Hidrográficas

Os municípios de Santa Catarina foram agrupados em 8 bacias hidrográficas principais, seguindo a classificação da Agência Nacional de Águas (ANA) e do Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH):

Bacia Hidrográfica População Resíduos (t/ano) % Estado
Outras Bacias 3.586.011 1.243.449 47,1%
Bacia Litorânea Central 1.129.756 391.743 14,8%
Bacia do Itajaí 859.149 297.910 11,3%
Bacia Litorânea Norte 714.274 247.675 9,4%
Bacia do Uruguai 468.550 162.470 6,2%
Bacia do Tubarão 455.538 157.958 6,0%
Bacia do Canoas 227.852 79.008 3,0%
Bacia do Rio do Peixe 169.231 58.681 2,2%

3. Cálculo de Geração de Resíduos

A estimativa de geração de resíduos sólidos domésticos foi realizada utilizando uma taxa per capita uniforme, baseada na média estadual de geração de resíduos domésticos em Santa Catarina.

Fórmula Aplicada: Resíduos Domésticos (t/ano) = População × Taxa per capita (kg/hab/dia) × 365 dias ÷ 1000 Parâmetros: - Taxa per capita: 0,95 kg/hab/dia - Taxa de reciclagem: 10% do total doméstico - Geração per capita anual: 346,75 kg/hab/ano
⚠️ Limitação Metodológica: A análise utiliza uma taxa uniforme de geração per capita (0,95 kg/hab/dia) aplicada a todo o estado. Isso significa que todas as bacias apresentam a mesma geração per capita de 346,75 kg/hab/ano. Esta simplificação não captura variações regionais reais relacionadas a fatores socioeconômicos, padrões de consumo urbano/rural, e níveis de desenvolvimento municipal. Estudos futuros devem incorporar dados primários de coleta municipal para refinar as estimativas.

4. Classificação de Risco Ambiental

Os municípios foram classificados em 4 níveis de risco ambiental baseado no volume anual de geração de resíduos domésticos:

Nível de Risco Critério (t/ano) Municípios Interpretação
🔴 CRÍTICO > 100.000 1 Requer infraestrutura de grande porte e gestão especializada
🟠 ALTO 50.000 - 100.000 2 Necessita de sistemas avançados de tratamento e destinação
🟡 MÉDIO 10.000 - 50.000 7 Requer planejamento de médio prazo para expansão
🟢 BAIXO < 10.000 285 Gestão simplificada, potencial para consórcios intermunicipais

5. Processamento Geoespacial

O processamento dos dados geoespaciais seguiu as seguintes etapas:

  1. Agregação de Setores Censitários: Os 16.831 setores censitários foram agregados por código municipal (CD_MUN) utilizando dissolução geométrica, gerando polígonos municipais completos;
  2. Dissolução por Bacia: Os polígonos municipais foram dissolvidos novamente pelo atributo 'bacia', criando geometrias únicas para cada bacia hidrográfica com bordas visíveis;
  3. Conversão de Coordenadas: As geometrias foram reprojetadas de UTM (EPSG:31982) para WGS84 (EPSG:4326) para compatibilidade com bibliotecas de mapeamento web;
  4. Geração de Mapas Interativos: Utilização da biblioteca Folium para criar mapas coropléticos com polígonos coloridos, tooltips informativos e popups com estatísticas detalhadas.
# Exemplo de código Python utilizado para dissolução de geometrias import geopandas as gpd # Dissolução por município muni_gdf = gdf.dissolve(by='CD_MUN_str', aggfunc='first') # Dissolução por bacia hidrográfica bacias_geom = muni_gdf.dissolve(by='bacia', aggfunc='sum') # Conversão para WGS84 bacias_geom = bacias_geom.to_crs(epsg=4326)

📊 Principais Resultados

1. Ranking de Bacias por Volume de Resíduos

A categoria "Outras Bacias" concentra 47,1% da população estadual e gera 1.243.449 toneladas/ano de resíduos, representando quase metade do total estadual. Esta categoria agrupa bacias menores e áreas de transição não classificadas nas 7 bacias principais.

2. Distribuição Populacional

A análise populacional revela forte concentração nas bacias litorâneas, refletindo o padrão histórico de ocupação do território catarinense. As três maiores bacias em população (Outras Bacias, Litorânea Central e Itajaí) concentram 72,8% dos habitantes do estado.

3. Análise de Risco Municipal

✅ Ponto Positivo: 96,6% dos municípios (285 de 295) foram classificados como BAIXO RISCO, indicando que a maioria possui volumes gerenciáveis de resíduos que podem ser tratados através de consórcios intermunicipais e soluções simplificadas.
⚠️ Atenção Especial: Os 3 municípios classificados como risco CRÍTICO ou ALTO (1 + 2) concentram grandes centros urbanos e requerem investimentos significativos em infraestrutura de tratamento, aterros sanitários modernos e programas robustos de coleta seletiva.

4. Correlação População vs Resíduos

Como esperado pela metodologia uniforme aplicada, existe uma correlação perfeita (R² ≈ 1,0) entre população e geração de resíduos. Cada habitante contribui com aproximadamente 346,75 kg/ano de resíduos domésticos, independente da bacia hidrográfica.

🛠️ Ferramentas e Tecnologias Utilizadas

Linguagens de Programação

Python 3.13

Bibliotecas Python para Análise de Dados

Bibliotecas Python para Geoespacial (GIS)

Bibliotecas Python para Visualização

Ferramentas de Desenvolvimento

Inteligência Artificial Assistiva

GitHub Copilot

Durante o desenvolvimento deste projeto, foram utilizados recursos de inteligência artificial através do GitHub Copilot para auxiliar nas seguintes atividades:

  • Desenvolvimento de Código: Sugestões de sintaxe, autocompletar funções e otimização de algoritmos Python;
  • Depuração: Identificação e correção de erros no processamento geoespacial e manipulação de DataFrames;
  • Documentação: Geração de docstrings, comentários e documentação técnica;
  • Otimização: Sugestões de melhorias de performance no processamento de 16.831 setores censitários;
  • Visualização: Criação de layouts responsivos e personalização de gráficos Plotly interativos.

Nota Ética: A IA foi utilizada como ferramenta assistiva para aumentar a produtividade e qualidade do código. Todas as decisões metodológicas, análises estatísticas e interpretações dos resultados foram realizadas pelo autor com responsabilidade técnica e científica.

📦 Produtos Gerados

1. Arquivos de Dados

2. Visualizações Interativas

3. Scripts Python

⚠️ Limitações do Estudo

  1. Taxa Per Capita Uniforme: A utilização de uma taxa única de 0,95 kg/hab/dia não captura variações regionais reais em padrões de consumo e geração de resíduos.
  2. Dados Estimados: Os valores de geração de resíduos são estimativas baseadas em população, não representando dados reais de coleta municipal.
  3. Agregação "Outras Bacias": Esta categoria agrupa múltiplas bacias menores, podendo mascarar particularidades regionais importantes.
  4. Ausência de Dados Temporais: A análise é estática (ano 2022) e não permite avaliação de tendências temporais ou projeções futuras.
  5. Foco em Resíduos Domésticos: Não contempla resíduos comerciais, industriais, de construção civil ou de serviços de saúde.

🎯 Conclusões

Este estudo apresentou uma análise exploratória robusta da geração de resíduos sólidos domésticos em Santa Catarina, utilizando o recorte inovador de bacias hidrográficas. Os principais achados incluem:

✅ Principais Contribuições:

  • Quantificação da geração de resíduos por bacia hidrográfica, revelando concentração nas áreas litorâneas;
  • Classificação de risco de 295 municípios, identificando apenas 3 em situação crítica/alta;
  • Criação de ferramentas de visualização interativa acessíveis para gestores públicos;
  • Documentação metodológica transparente com código aberto disponível no GitHub.

O uso de bacias hidrográficas como unidade de análise territorial representa uma abordagem integrada que facilita o planejamento de políticas ambientais, considerando os recursos hídricos como elementos estruturadores do território.

💡 Recomendações para Estudos Futuros

  1. Incorporar Dados Reais de Coleta: Estabelecer parceria com prefeituras e empresas de coleta para validar as estimativas com dados operacionais reais.
  2. Análise Temporal: Incluir séries históricas de censos anteriores (2010, 2000) para avaliar tendências e projetar cenários futuros.
  3. Variáveis Socioeconômicas: Incorporar índices de renda, escolaridade e PIB municipal para modelar a geração per capita de forma mais realista.
  4. Análise de Destinação Final: Mapear aterros sanitários, lixões e programas de coleta seletiva existentes para avaliar adequação da infraestrutura.
  5. Modelagem Preditiva: Desenvolver modelos de machine learning para prever a geração de resíduos baseado em múltiplas variáveis ambientais e socioeconômicas.
  6. Análise de Custo-Benefício: Estimar custos de coleta, transporte e destinação para subsidiar consórcios intermunicipais.

📚 Referências

Dados e Fontes Oficiais

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Censo Demográfico 2022: Base de Setores Censitários de Santa Catarina. Rio de Janeiro: IBGE, 2023. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/sociais/populacao/22827-censo-demografico-2022.html
ANA - Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. Divisão Hidrográfica Nacional. Brasília: ANA, 2023. Disponível em: https://www.gov.br/ana/pt-br

Software e Bibliotecas

Python Software Foundation. Python Programming Language, Version 3.13. Disponível em: https://www.python.org/
McKinney, W. pandas: powerful Python data analysis toolkit. Version 2.2. Disponível em: https://pandas.pydata.org/
Jordahl, K. et al. GeoPandas: Python tools for geographic data. Version 0.14. Disponível em: https://geopandas.org/
Gillies, S. et al. Shapely: manipulation and analysis of geometric objects. Version 2.0. Disponível em: https://shapely.readthedocs.io/
Gillies, S. et al. Fiona: Python wrapper for vector data access functions from the OGR library. Version 1.9. Disponível em: https://fiona.readthedocs.io/
Python Folium. Folium: Python Data, Leaflet.js Maps. Version 0.15. Disponível em: https://python-visualization.github.io/folium/
Plotly Technologies Inc. Plotly Python Graphing Library. Version 5.18. Disponível em: https://plotly.com/python/
Hunter, J. D. Matplotlib: A 2D graphics environment. Computing in Science & Engineering, v. 9, n. 3, p. 90-95, 2007. Disponível em: https://matplotlib.org/
Harris, C. R. et al. Array programming with NumPy. Nature, v. 585, p. 357-362, 2020. Disponível em: https://numpy.org/

Ferramentas de Desenvolvimento

Microsoft Corporation. Visual Studio Code. Version 1.x. Disponível em: https://code.visualstudio.com/
GitHub, Inc. GitHub: Where the world builds software. Disponível em: https://github.com/
GitHub, Inc. GitHub Pages: Websites for you and your projects. Disponível em: https://pages.github.com/

Inteligência Artificial

GitHub, Inc. GitHub Copilot: Your AI pair programmer. 2024. Disponível em: https://github.com/features/copilot
OpenAI. GPT-4 Technical Report. arXiv preprint arXiv:2303.08774, 2023. Nota: GitHub Copilot utiliza modelos baseados em GPT para assistência de código.

Normas e Legislação

BRASIL. Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos. Brasília: Diário Oficial da União, 2010.
BRASIL. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos Hídricos. Brasília: Diário Oficial da União, 1997.

Padrões Técnicos

OGC - Open Geospatial Consortium. GeoPackage Encoding Standard. Version 1.3. OGC Document 12-128r18, 2021. Disponível em: https://www.geopackage.org/
EPSG - European Petroleum Survey Group. EPSG Geodetic Parameter Dataset. Disponível em: https://epsg.org/

📧 Contato: Ronan Armando Caetano

🔗 GitHub: github.com/caetanoronan/portfolio-residuos-sc

📅 Última Atualização: Outubro de 2025

Este relatório foi gerado como parte do projeto de análise de resíduos sólidos de Santa Catarina.
Todos os dados, código-fonte e visualizações estão disponíveis publicamente no GitHub sob licença aberta.