Biogás
Biogás e Aterros Sanitários

 

Biogás de Aterros Sanitários: o potencial energético dos resíduos

É 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.

É hora de aproveitar o potencial energético encontrado nos aterros sanitários sabendo que, tudo aquilo que se joga na lixeira não serve para mais nada. 

No planeta não existe “jogar fora”, na realidade o que ocorre é a movimentação dos resíduos de local para local, com a expectativa de dar ao lixo um destino final, estável, inerte.

Em 2010 foi sancionada e regulamentada a Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS ((Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010), que reúne diretrizes e ações a serem adotadas visando a gestão integrada e o gerenciamento adequado dos resíduos sólidos.

A PNRS  trouxe ao país uma série de inovações para a gestão e o gerenciamento de resíduos sólidos.

A PNRS traz alguns conceitos importantes, como a diferença entre resíduos sólidos e rejeito.

Em resumo, 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 Dióxido de Carbono (CO₂) e Metano (CH₄) são os gases gerados em maiores quantidades, também famosos pela sua contribuição para aumento do Efeito Estufa.

Em 1997, o Protocolo de Kyoto, foi assinado um tratado internacional assinado por muitos países com a finalidade de alertar para o aumento do Efeito Estufa e do Aquecimento Global caracterizado, em grande parte, pelo volume de gases lançados na atmosfera, sendo o principal deles o Dióxido de Carbono (CO₂).

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.

Aterros Sanitários

O Aterro Sanitário é uma obra de engenharia projetada sob critérios técnicos, cuja finalidade é garantir a disposição correta dos resíduos sólidos urbanos que não puderam ser reciclados, de modo que os descartes não causem danos à saúde pública ou ao meio ambiente.

O Aterro Sanitário é considerado uma das técnicas mais eficientes e seguras de destinação de rejeitos.

O Rejeito é um tipo específico de Resíduo Sólido – quando todas as possibilidades de reaproveitamento ou reciclagem já tiverem sido esgotadas e não houver solução final para o item ou parte dele, trata-se de um rejeito. As únicas destinações plausíveis são encaminhá-lo para um aterro sanitário licenciado ambientalmente ou incineração.

O funcionamento de um Aterro Sanitário é basicamente:

1. a base do aterro é constituída por um sistema de drenagem de chorume;
2. a base deve estar em cima de uma camada impermeável de polietileno de alta densidade (PEAD), em cima de uma camada de solo compactado para evitar que haja vazamento de líquidos para o solo, evitando  contaminação do lençol freático;
3. no interior do aterro possui um sistema de drenagem de gases, possibilitando a coleta do biogás (constituído por metano e vapor de água) até a atmosfera. Este gás é queimado ou é aproveitado para geração de energia.
4. todos os resíduos são cobertos por camadas de argila e também é constituído por um sistema de drenagem de águas pluviais, protegendo de infiltrações de água de chuva no interior do aterro.

Além disso:

• o aterro deve estar a uma distância mínima de aproximadamente 200 metros de qualquer curso d’gua.
• o aterro sanitário deve ser monitorado;

Para seu funcionamento é necessário complementar com:

• todo o limite do aterro deve ser cercado, impedindo entrada de estranhos e animais;
• o aterro precisa possuir balança para controle da quantidade de resíduos que estão entrando;
• guarita;
• prédio administrativo;
• almoxarifado; 
• oficina;
• vestiário, sanitário e refeitório.

Resíduos e “Engenharias”

Vários segmentos da engenharia estão relacionadas à Gestão de Resíduos:

• ambiental,
• sanitária,
• civil,
• mecânica,
• química,
• produção,
• materiais.

Uma operação de engenharia importante é da mecânica na captura e armazenamento do metano – em um aterro sanitário há várias tubulações que captam o biogás e o direcionam para os “flares”, onde ocorre a queima.

A Flare é um dispositivo de combustão de gás que realiza queima controlada de resíduos

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.

Depois de todo o processo, 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:

• Microturbinas
• Motor Ciclo Otto / 4 Tempos
  I. admissão,
  II. compressão,
  III. explosão ou combustão, e
  IV. escape.

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.

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 preconiza, na seguinte ordem:

• não gerar (repensar e recusar),
• 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 fim, não só os resíduos sólidos, mas também os líquidos, como o esgoto, podem liberar biogás que pode ser utilizado para obtenção de energia.

Lixão – gás metano transformado em energia

A forma como o metano será transformado em energia dependerá de onde ele é produzido. 

Em aterros sanitários e lixões, por exemplo, o líquido escuro e viscoso produzido pela decomposição da matéria orgânica, mais conhecido como chorume, é uma importante fonte de liberação de gás metano. 

Para ser transformado em energia, esse gás é coletado por meio de drenos e conduzido para uma área de tratamento que o condensa e o refrigera. Após o beneficiamento do metano, o mesmo vira biogás e já pode ser enviado aos motores do aterro, que vão gerar energia. 

Em alguns aterros da região de São Paulo, esse tipo de energia sustentável chega a abastecer 700 mil habitantes. O Aterro Sanitário Bandeirantes fornece 2% da energia da cidade.

Já na pecuária, os responsáveis pela transformação do gás metano em fonte de energia são os biodigestores. São neles onde os dejetos de animais herbívoros e resíduos orgânicos serão processados por meio fermentação anaeróbica onde ocorrerá a liberação de gases que posteriormente serão usados para gerar energia.

A instalação desses biodigestores, além de ajudarem a reduzir os impactos ambientais gerados pela atividade agropecuária, pode resultar em economia e até mesmo lucro, uma vez que reduzem o custo de produção gerando uma fonte própria de energia limpa.

 

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Associação Brasileira do Biogás – ABiogas

A Associação Brasileira do Biogás (ABiogás) nasceu em 2013 pela união de pessoas e empresas que juntas buscam o aumento da participação do biogás na matriz energética brasileira.

Atua como um canal de interlocução com a sociedade civil, os Governos Federal e estaduais, as autarquias e os órgãos responsáveis pelo planejamento energético brasileiro.

A ABiogás tem como objetivo transformar a energia elétrica, combustível e térmica, geradas pelo biogás, em commodities energéticas amplamente utilizadas, com uma participação de 10% na matriz brasileira.

Atualmente, o Brasil apresenta o maior potencial energético do mundo 43,2 bilhões Nm³/ano entre:

• resíduos do setor Sucroenergético (48,9%),
• Proteína Animal (29,8%),  
• Produção Agrícola (15,3%), e
• Saneamento (6%).

Esse potencial tem capacidade de suprir quase 40% da demanda nacional de energia elétrica ou substituir 70% do consumo de brasileiro de diesel.

A ABiogás conta com empresas associadas que representam todos os setores da cadeia de produção, aproveitamento e beneficiamento do segmento de biogás.

Com responsabilidade na atuação junto aos órgãos competentes e o compromisso com a divulgação de informações relevantes, a ABiogás, seus associados e parceiros visam sempre alcançar os melhores e mais transformadores resultados para a sociedade brasileira.