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Biogás de aterros sanitários: o potencial energético dos resíduos

Engenharia 360

24/12/2014

POR Larissa Fereguetti 24/12/2014

  • aterro sanitário
  • biogás de aterros sanitários
  • Gás metano
  • Geração de Energia
  • GEstão de resíduos
  • PNRS
  • Resíduos sólidos

Ultimamente vemos a crescente busca pela obtenção de energia de várias fontes alternativas. Basta uma crise de água para que o Brasil, grande dependente de hidrelétricas, comece se preocupar. Bom, então é hora de aproveitar também o potencial energético encontrado nos aterros sanitários, certo? E você aí achando que tudo aquilo que jogava na lixeira não servia para mais nada.

Imagem: OniraBR

Imagem: OniraBR



Antes, vamos ressaltar que, em 2010, foi sancionada e regulamentada a Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS, que reúne diretrizes e ações a serem adotadas visando a gestão integrada e o gerenciamento adequado dos resíduos sólidos. A PNRS traz alguns conceitos importantes, como a diferença entre resíduos sólidos e rejeito. Resumindo, rejeito é todo aquele resíduo sólido que não tem mais a possibilidade de tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis, sendo a única saída a disposição final adequada, como aterros sanitários. Mas, sabemos que os resíduos sólidos também vão parar no aterro (não deveriam!), então vou utilizar o termo resíduos sólidos de maneira geral.
Uma pilha de resíduos sólidos pode ser considerada semelhante a um reator biológico em que as principais entradas são os resíduos e a água e as principais saídas são os gases e o chorume. A decomposição da matéria orgânica ocorre de maneira aeróbia no princípio e anaeróbia após um tempo. O metano e o dióxido de carbono são os gases gerados em maiores quantidades, também famosos pela sua contribuição para aumento do efeito estufa.
Imagem: Jornal A Folha de São Paulo

Imagem: Jornal A Folha de São Paulo


Embora a principal aplicação do metano seja como combustível em um motor de combustão interna a gás, que movimenta um gerador de energia elétrica, ele pode ser direcionado também para outros fins, como a produção de calor de processo, secagem de grãos em propriedades rurais, secagem de lodo em Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), queima em caldeiras, aquecimento de granjas, iluminação a gás e tratamento de chorume.
Se você quer saber cadê a engenharia no processo, senta que lá vem a história. Sabemos que várias engenharias estão relacionadas à gestão dos resíduos: ambiental, sanitária, civil, química, produção, materiais e por aí vai, mas é hora de falar da engenhoca que capta o metano, abrangendo também outras engenharias, como a mecânica. Em um aterro sanitário há várias tubulações que captam o biogás e o direcionam para os flares, onde ocorre a queima. Essas tubulações também podem direcionar para o reaproveitamento energético. A força motriz para a extração do biogás é a pressão negativa gerada por um soprador interligado à linha principal. Na linha de entrada do sistema há uma válvula borboleta que controla a vazão e há um inversor de frequência acoplado ao motor do soprador, acionado através de um transmissor de pressão, instalado na linha de sucção. O inversor de frequência regula o ponto de operação do motor do soprador em função da pressão, de maneira que a vazão seja constante. No tratamento, primeiramente, o biogás passar por um filtro para remoção de material particulado. A montante e a jusante dos filtros há medidores de pressão que possibilitam monitorar o aumento da perda de carga, permitindo identificar o momento de troca do elemento filtrante. Após passar pelo filtro o biogás vai para o desumidificador.
Imagem: PNRS

Imagem: PNRS


 
Depois de todo o processo (ufa!), o biogás passa pelo soprador e vai para a queima no flare ou para outros sistemas de aproveitamento energético. Mesmo encaminhado para o aproveitamento, é importante que o flare esteja ali caso haja algum problema, evitando a liberação de metano na atmosfera, visto que o metano contribui mais para o efeito estufa que o dióxido de carbono. Para converter o biogás em energia são utilizados motores de combustão interna: Ciclo Otto e microturbinas. O motor ciclo Otto é o mais utilizado para queima do biogás por possuir maior rendimento elétrico e menor custo quando comparado às outras tecnologias. E não para por aí, é possível gerar energia térmica a partir do ciclo a vapor Rankine e também utilizar como combustível veicular e iluminação a gás.
biogás-de-aterro-sanitário4-blog-da-engenharia
Embora seja ótimo obter energia dos aterros sanitários, visto que é aproveitado um potencial do local, não podemos esquecer o quão ruim é enviar os resíduos sólidos para lá. São necessárias áreas cada vez maiores para comportar o resultado do nosso consumo e descarte. A hierarquia de ações no manejo de resíduos sólidos prega a seguinte ordem: não gerar, reduzir, reutilizar, reciclar, tratar e dispor adequadamente. Antes que você questione sobre a incineração, ela poderia solucionar parte do problema relacionado ao espaço, mas resulta em diversos problemas, como a liberação de dioxinas, que fazem com que já seja abolida em países desenvolvidos. Por último, não só os resíduos sólidos, mas também os líquidos, como o esgoto, podem liberar biogás que pode ser utilizado para obtenção de energia.
 
Referências:
Política Nacional de Resíduos Sólidos  – PNRS, 2010; Manual para aproveitamento do biogásMinistério do Meio Ambiente – Aproveitamento energético do biogás de aterro sanitário.

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Larissa Fereguetti

Engenheira Sanitarista e Ambiental. Mestre e doutoranda em Modelagem Matemática e Computacional. Fascinada por tecnologia, curiosidades sem sentido e cultura (in)útil. Viciada em livros, filmes, séries e chocolate. Acredita que o conhecimento é precioso e que o bom humor é uma ferramenta indispensável para a sobrevivência.

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