O crescimento urbano acelerado e o aumento no volume de resíduos sólidos nas cidades brasileiras têm imposto sérios desafios à gestão pública, exigindo soluções inovadoras e sustentáveis. Nesse cenário, a aplicação de tecnologias emergentes, como a Inteligência Artificial (IA), tem se mostrado uma alternativa promissora para modernizar os sistemas de coleta de resíduos. Esta dissertação analisa o caso do município de Paulínia-SP, que implantou um sistema inteligente de coleta baseado em sensores volumétricos e plataformas digitais de gerenciamento. Por meio de uma abordagem metodológica mista — envolvendo análise documental, entrevistas com moradores, comerciantes e gestores públicos, além de observação direta —, buscou-se compreender os impactos dessa iniciativa nos aspectos operacionais, ambientais e sociais. Os resultados indicam ganhos expressivos na eficiência da coleta, na redução de emissões e no nível de aprovação da população. A pesquisa conclui que a adoção de tecnologias inteligentes pode transformar positivamente a gestão de resíduos no Brasil, desde que acompanhada de planejamento adequado, engajamento comunitário e capacidade técnica local para sua implementação e manutenção.