Processo de
Biodigestão Anaeróbia no Brasil:
Da Redução de Resíduos Sólidos à Produção de Biogás
CORREA, Edmar Henrique
, Acadêmico. Curso de Ciências Biológicas – Universidade
Castelo Branco (UCB), Campus Realengo, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. Email: edmar_13g@hotmail.com
PANTOJA, Sonia Cristina de Souza
Resumo
O
destino incerto e indevido dos resíduos sólidos traz diversos fatores
prejudiciais tanto para o homem, quanto para o meio ambiente. O presente
trabalho teve como objetivo apontar a biodigestão como uma solução sustentável
para reduzir o acúmulo de lixo, reaproveitando-o para produção de biogás. Como
metodologia, foi feito levantamento de dados realizado com base em revisão
bibliográfica de trabalhos acadêmicos. O Brasil produz cerca de 220 mil
toneladas de lixo por dia sendo 90% depositado a céu aberto. Em boa parte do
mundo, o problema do lixo se transformou em solução energética. No Brasil, a
exploração energética do lixo tem sido possível a partir da queima do gás do
lixo, também chamado de biogás. São Paulo largou na frente instalando a
primeira usina de biogás do país no aterro Bandeirantes seguido do Rio de
Janeiro com a Usina de Gás Verde, maior do mundo em crédito de carbono em
aterro sanitário com aprovação da ONU, com estimativa de obter 10 milhões de
créditos de carbono em 15 anos de atividade. A biodigestão anaeróbia é uma
alternativa sustentável para o tratamento dos resíduos sólidos. Num país onde a
grande produção de lixo gera graves impactos sociais e ambientais, a geração de
energia elétrica a partir do tratamento desses resíduos é uma idéia que merece
atenção.
Palavras-chave:
Biodigestão,
Energia Renovável, Biofertilizante, Biogás
Introdução
A
problemática dos resíduos sólidos e a Biodigestão
O lixo
urbano resulta da atividade diária do homem e se constitui em um dos principais
problemas nos dias atuais. (NETO, J. T. P., FILHO, S. S. e CARDOSO, I. M.,
1997)
Uma
vez acondicionados em aterros, os resíduos sólidos podem comprometer a
qualidade do solo, da água e do ar, por serem fontes de compostos orgânicos
voláteis, pesticidas, solventes e metais pesados, entre outros. A decomposição
de matéria orgânica presente no lixo resulta na formação do chorume, que pode
contaminar o solo e as águas subterrâneas. Também podem se formar gases
tóxicos, asfixiantes e explosivos, que se acumulam no subsolo ou são
lançados na atmosfera. (GOUVEIA, N. e PRADO, R. R. 2010).
Os
gases gerados nos aterros sanitários são compostos essencialmente de metano e
gás carbônico. O gás metano (CH4) é um dos responsáveis pelo efeito estufa,
apresentando maior potencial de aquecimento global do que o gás carbônico
(CO2). Os aterros sanitários são responsáveis por até 20% das emissões de
metano geradas pelas atividades antrópicas (SILVA, T. N. et al apude de
USEPA, 1998 et al).
Segundo
CASTRO, R. C. de (2013) a biodigestão traz benefícios para o saneamento básico
da região, pois o tratamento dos dejetos humanos de forma correta ajuda a
combater doenças além de contribuir com a preservação dos leitos dos rios e
lençóis freáticos. Além disso, beneficia o meio ambiente na redução da emissão
de gases causadores do efeito estufa.
A
biodigestão e seus subprodutos
A
biodigestão, segundo SILVA e CEZAR (2013) é um processo que ocorre na
ausência de oxigênio, transformando compostos orgânicos complexos e outras
substâncias mais simples em dois excelentes subprodutos: biogás, uma mistura de
gases, principalmente metano e gás carbônico e biofertilizante. Segundo AMARAL,
M. C. S. 2008, a biodigestão requer a presença de diversos microrganismos
(AMARAL, M. C. S. et al, 2008).
O
biogás é um combustível gasoso com um conteúdo energético elevado semelhante ao
gás natural, composto principalmente, por hidorcarbonetos de cadeia curta e
linear, (BIODIESELBR.COM), como o Dióxido de Carbono (CO2) e o gás Metano
(CH4). Como os outros combustíveis, este também é inflamável quando colocado
sob pressão. Pode ser usado para a geração de energias elétrica, térmica e
mecânica. A principal intenção no uso do biogás é substituir os gases de origem
mineral como o GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), usado como gás de cozinha, GN
(Gás Natural) usado em equipamentos domésticos e GNV (Gás Natural Veicular).
(ROYA, B., FREITAS, E., BARROS, E. et al, 2011)
Além
de poder ser usado em caldeiras e veículos, o biogás pode ser aproveitado
em motogeradores instalados nos aterros sanitários para geração de energia
elétrica e o calor rejeitado pelos motores pode ser usado pelo aterro para
realizar a evaporação do chorume. Existe também uma tecnologia que permite usar
esse gás para iluminar e aquecer áreas urbanas e rurais, em que se combina
utilização do gás como matéria-prima principal. (FOGAÇA,
J. 2012)
Os
biofertilizantes são obtidos, através da metabolização da matéria orgânica
dentro dos biodigestores. Pode ser usado como fertilizante agrícola de
excelente qualidade. Essa garantia de qualidade é dada em especial pela redução
do teor de gás carbônico (CO2), que gera um aumento da presença de Nitrogênio e
demais nutrientes. Alguns nutrientes deste tipo de fertilizante ficam mais
solúveis e são absorvidos pelo solo de forma mais integral. (ROYA, B., FREITAS,
E., BARROS, E. et al, 2011)
Objetivos
Objetivo
Geral
Encontrar
no tratamento anaeróbio, uma forma sustentável de reduzir o acúmulo de lixo
reaproveitando-o para produção de biogás e bioferilizante, visando a melhoria
da qualidade vida.
Objetivos
Específicos
Demonstrar
como a biodigestão pode contribuir com a preservação do meio ambiente e a
melhoria da qualidade de vida.
Apontar
vantagens e desvantagens do tratamento de lixo orgânico por meio da fermentação
anaeróbia;
Metodologia
O
estudo consiste em um levantamento de dados realizado com base em revisão
bibliográfica de artigos, dissertações e teses realizados entre os anos 1983 e
2013, em conjunto com notícias em sites na internet.
Resultados
e Discussão
O
Brasil produz cerca de 220 mil toneladas de lixo por dia sendo 90% depositado a
céu aberto. (IMBELLONI, 2007). O tratamento inadequado de resíduos sólidos no
país é grave ameaça à saúde e à qualidade de vida das populações, pelos sérios
danos que provocam ao meio ambiente como por exemplo, poluição das águas, do
solo, do ar e proliferação de vetores de transmissão de doenças, como ratos e
insetos. A questão é agravada pela rápida concentração e crescimento da
população urbana e dos polos industriais (USINAVERDE)..
Em
boa parte do mundo, o problema do lixo se transformou em solução energética.
Existem hoje 1.483 usinas térmicas no mundo que queimam resíduos para produzir
energia. O Japão lidera o ranking com 800 usinas, seguido da Europa, com 452,
China com 100, e Estados Unidos com 86 usinas (TRIGUEIRO, 2013).
No
Brasil, a exploração energética do lixo tem sido possível a partir da queima do
gás do lixo, também chamado de biogás. A matéria orgânica descartada como lixo
(especialmente restos de comida, podas de árvore e restos de animais e
vegetais) leva aproximadamente seis meses para se transformar em metano, um gás
combustível que agrava o efeito estufa. A simples queima do metano, sem nenhum
aproveitamento energético, já assegura um benefício ambiental por transformar
CH4 (metano) em CO2 (dióxido de carbono) (O GLOBO, 2013).
Mais
do que produzir energia, o grande beneficio da Usina Verde é transformar lixo
em cinzas. Para cada tonelada de resíduo que entra no forno, saem 120 kg de
material carbonizado. É menos volume e menos peso(SANTOS, 2013).
São
Paulo (a cidade mais populosa e com o maior volume concentrado de lixo do país)
largou na frente em 2004 instalando a primeira usina de biogás do país no
aterro Bandeirantes. Depois, instalou a segunda no Aterro São João. Juntos,
esses dois aterros (que já não recebem mais lixo) respondem por mais de 2% de
toda a energia elétrica consumida na maior cidade do país. Em três leilões,
foram vendidos mais de R$ 70 milhões de créditos de carbono, dos quais 50%, por
contrato, ficaram com a Prefeitura (Prefeitura de São Paulo, 2013).
Em
2013 foi lançada mais uma usina de biogás do Brasil. Está instalada no Aterro
de Gramacho, no estado do Rio de Janeiro, e tem capacidade de produzir
anualmente 70 milhões de metros cúbicos de gás verde – o equivalente ao
fornecimento de energia a todas as residências e pontos comerciais da capital.
Trata-se do maior projeto do mundo em crédito de carbono em aterro sanitário
com aprovação da ONU (LIMA, 2014).
Aterro
Sanitário Municipal Bandeirantes, em São Paulo:
A
Central Termelétrica Biogás do Aterro Sanitário Municipal Bandeirantes foi
inaugurada em janeiro de 2004, em São Paulo, possui 140 hectares e opera desde
1979, recebe diariamente 7 mil toneladas de lixo (NATURESA).
Trata-se
da primeira usina brasileira de geração de energia elétrica a gás bioquímico em
operação, cujos resultados posicionam o projeto como referência mundial em
termos de eficiência e cumprimento de metas de redução de gases de efeito
estufa (Agenda Sustentável).
Com
capacidade de 20MW, proporciona a gereção de mais de 170.000MWh de energia por
ano, o suficiente para abastecer uma cidade de 400 mil habitantes. É uma das
maiores usinas de biogás para geração de energia do mundo e primeira do Brasil.
A cada hora, mais de 12 mil metros cúbicos de biogás são encaminhados os 24
conjuntos de motogeradores da usina, que realizam queima do metano a 1000ºC. A
queima do gás produz energia térmica que movimenta os motores e a energia
mecânica é então transformada em energia elétrica. Cada tonelada de resíduo
depositado em aterros sanitários gera em média 200 metros cúbicos de biogás
(DaCultura).
O
investimento para a exploração do gás do Aterro Bandeirantes foi de mais de US$
45 milhões, sendo uma iniciativa conjunta das empresas Biogás Energia Ambiental
e do Unibanco – principal investidor do projeto. A eletricidade é distribuída
pela AES Eletropaulo, e beneficia cerca de 2200 famílias que vivem em sete
comunidades vizinhas ao aterro (NATURESA).
O
objetivo de gerar energia com menor custo e sem impacto ambiental é uma
importante vertente de sustentabilidade. Os créditos de carbono excedentes,
gerados na Usina a partir da transformação do metano, são comercializados com
países desenvolvidos, mobilizados em ajustar suas emissões de gases para
cumprir com o Protocolo de Kyoto(Premio Velor Social, 2006).
Segundo
o engenheiro Marco Aurélio Giordano, os impactos positivos deste projeto são
diversos e em variadas esferas: global, social, ambiental, local. A melhoria na
qualidade de vida da região é bem percebida. Com o tratamento do lixo e o
isolamento do metano, diminuíram os insetos, as moscas e as doenças e o odor
gerando uma contrapartida social e econômica (SENAC Setor3, 2007).
Usina de
Gás Verde Jardim Gramacho (Rio de Janeiro)
O
Rio de Janeiro inaugurou em junho de 2009, a usina de biogás do Aterro
Metropolitano de Gramacho, em Duque de Caxias, na Baixada Fluminense. A
iniciativa, transformará o lixo em energia limpa para suprir parte da energia
requerida da Refinaria Duque de Caxias (Reduc), da Petrobras (AGÊNCIA GESTÃO
CT&I, 2013).
Além
de evitar o impacto na atmosfera, o tratamento do chorume presente no lixo,
transforma parte do resíduo em água que retorna a um mangue ao lado de
Gramacho. O restante de material contaminado volta para a usina sem contato com
o ambiente. (LISAN)
O
projeto da Novo Gramacho é o maior do mundo em crédito de carbono em aterro
sanitário com aprovação da ONU, com estimativa de obter 10 milhões de créditos
de carbono em 15 anos de atividade. Dos ganhos com crédito de carbono 36% serão
destinados, em partes iguais, a companhia de limpeza urbana (Comlurb) e à
Prefeitura de Caxias. (DURÃo, 2009.) Segundo Paulo Tupinambá, presidente do
Grupo Synthesis, a atividade da Usina, além de atender à demanda de biogás para
o consumo industrial, também irá gerar a venda de créditos de carbono aos
países ricos, comprometidos com a redução de emissões de gases de efeito
estufa”.
É
produzido cerca de 70 milhões de metros cúbicos de biogás por ano. (Gás Verde
Energia Limpa). O volume anual de biogás a ser coletado no Aterro de Gramacho é
equivalente à metade de todo o gás natural consumido no estado do Rio de
Janeiro para fins residenciais e comerciais. Este sistema evitará que cerca de
75 milhões de metros cúbicos de metano por ano, sejam liberados para a
atmosfera, durante um período de 15 anos, o que contribuirá para minimizar o
aquecimento global do planeta (WERNECK, 2011).
O
biogás é retirado com a ajuda de 300 poços que bombeam o combustível até uma
estação de tratamento construída no próprio aterro. Ali o gás é limpo, seco e
bombeado através de um gasoduto de 6 km de extensão até a refinaria (pelo menos
1,2 km de tubulações passarão debaixo de áreas de mangue e rios) (TRIGUEIRO,
2013). O gás verde passa por seis quilômetros de dutos até chegar ao seu
destino final, sendo o único gasoduto que liga um ex-lixão a uma refinaria de
petróleo, suprindo 10% da demanda energética da Reduc (LISAN).
Apesar
da energia produzida estar reservada para a usina da estatal brasileira, no
futuro, a intenção é estender o uso do biogás para o consumo residencial,
comercial e veicular (AGÊNCIA GESTÃO CT&I, 2013).
Conclusão
A
biodigestão contribui significativamente como a preservação do meio ambiente.
Com o tratamento, o chorume não entra em contato com rios, lagos e lençóis
freáticos, portanto não há contaminação. Além disso não há liberação de metano
e gás carbônico na atmosfera, gases que contribuem com o efeito estufa. Ao
reduzir a quantidade de lixo despejado em locais impróprios, a qualidade de
vida melhora pois não há mais contato do homem com o chorume, nem infestações
por ratos e insetos que tornan-se vetores de doenças como a dengue e a
leptospirose.
O
processo de aproveitamento do biogás proveniente de aterros sanitários, além de
reduzir em significativamente o volume dos resíduos, não utiliza novos recursos
naturais, trazendo grandes vantagens tanto para o homem, quanto para o meio
ambiente. Como produto final, a biodigestão promove a produção de biogás,
utilizado como energia elétrica, combustível veícular e até mesmo como gás de
cozinha. Após a queima dos resíduos, os cinzas podem ser utilizadas na
construção civil, como no uso de asfalto por exemplo. Há ainda, a produção de
biofertilizantes através dos restos dos residuos, sendo utilizado na
agricultura. Ou seja, todo o resíduo é aproveitado.
O
processo de biodigestão traz diversas vantagens como: o aproveitamento do
biogás para produção de energia; a utilização dos restos dos resíduos na
contrução civil (em forma de cinzas) e na agricultura como biofertilizantes; a
melhorias do ambiente em torno do aterro, uma vez que os componentes vestigiais
dos resíduos são destruidos durante o tratamento; risco de explosão minimizado,
pois o gás metano – aumentamente inflamável – deixa de ser liberado na
atmosfera; Mas traz também desvantagens, por exemplo, a quantidade de energia
gerada não é constante e os investimentos necessários são muito elevados.
A
biodigestão anaeróbia é uma alternativa sustentável para o tratamento dos
resíduos sólidos. Num país onde a grande produção de lixo gera graves impactos
sociais e ambientais, a geração de energia elétrica a partir do tratamento
desses resíduos é uma idéia que merece atenção.
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