Desenvolvimento Sustentável - aterro sanitário e biogás

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extrao de biogs do aterro sanitrio santa tecla RS

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<ul><li><p>ANLISE DOS IMPACTOS AMBIENTAIS DO USO DO BIOGS DEATERROS SANITRIOS PARA A GERAO DE ENERGIA ELTRICA:</p><p>APLICAO NO ATERRO METROPOLITANO SANTA TECLA</p><p>Emerson Vanzin1</p><p>Marcele Salles Martins2</p><p>Adalberto Pandolfo1</p><p>Larcio Stolfo Maculan1</p><p>Andria Saugo3</p><p>Renata Gheno4</p><p>Luciana Marcondes Pandolfo1</p><p>RESUMO</p><p>Este artigo objetiva apresentar procedimento para a anlise de viabilidade ambientalrelacionado gerao de energia eltrica, com a utilizao do biogs, provenienteda decomposio anaerbica de resduos em aterros sanitrios com aplicao noAterro Sanitrio Metropolitano Santa Tecla, localizado em Gravata - RS. O trabalhodetermina o potencial de gerao de gs metano, sua capacidade de gerao deenergia eltrica e a avaliao ambiental. Sendo a avaliao dividida em trs fases:pr-anlise, anlise e ps-anlise. Para a obteno dos impactos ambientais, foramutilizadas as metodologias MECAIA e LCA. Os impactos mais nocivos ao meioambiente so gerados pelos resduos e efluentes, chamando ateno s emisses,especialmente, a etapa de queima do biogs. A instalao da usina de gerao deenergia eltrica beneficia financeiramente os proprietrios do aterro, em virtude dacomercializao do biogs, nesse caso as prefeituras municipais. Tambm pode serestendido comunidade, com a diminuio da taxa de limpeza urbana e da taxa deiluminao pblica pela energia eltrica gerada; alm de contribuir para o supervitda balana comercial pela venda de crditos de carbono. O sistema eltrico seriabeneficiado pela diversificao da matriz energtica.Palavras-chave: impacto ambiental, aterro sanitrio, biogs</p><p>1 Universidade de Passo Fundo (UPF).</p><p>2 Universidade Comunitria da Regio de Chapec (UNOCHAPEC). Curso de Arquitetura e Urbanismo.</p><p>E-mail para correspondncia: marcelesalles@yahoo.com.br3 Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Programa de Ps-Graduao em Arquitetura e Urbanismo.4 Universidade FEEVALE.</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 27 a 48, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>ABSTRACT</p><p>Analysis of environmental impacts of the use of biogas landfill for electric powergeneration: application in metropolitan landfill Santa Tecla. This paper aims topresent procedures for the analysis of environmental feasibility related to thegeneration of electricity with the use of biogas, from the anaerobic decompositionof waste in landfills with application in Santa Tecla Metropolitan Sanitary Landfill,located in Gravata/RS. The work provides the potential to generate methane gas,its ability to generate electric energy and environmental assessment. The assessmentis divided into three phases: pre-testing, analysis and post analysis. To obtain theenvironmental impacts were used methodologies MECAIA and LCA. The mostharmful impacts to the environment are generated by waste and effluents, callingattention to issues, particularly the step of burning the biogas. The installation of theplant to generate electricity benefits financially the owners of the landfill, due to themarketing of biogas, in this case the municipal governments. It can also be extendedto the community with a decrease in the rate of urban cleaning and the rate of publiclighting by electricity generated, in addition to contributing to the surplus of tradebalance for the sale of carbon credits. The electrical system would benefit bydiversifying the energy matrix.Key words: environmental impact, landfill, biogas</p><p>INTRODUO</p><p>O desenvolvimento econmico e o estilo de vida da sociedade moderna soprocessos complexos que compartilham um denominador comum: a disponibilidadede um abastecimento adequado e confivel de energia. Contudo, a preocupao como meio ambiente instiga questes relacionadas com o aquecimento global, a chuvacida e a disposio dos resduos, que esto estritamente ligados forma como usada a energia. De acordo com Hinrichs e Kleinbach (2003), a energia um dosprincipais constituintes da sociedade moderna, indispensvel para criar bens a partirde recursos naturais e fornecerem muitos dos servios.</p><p>Segundo Ensinas (2003), a disposio final dos resduos slidos urbanos umdos graves problemas ambientais enfrentados pelos grandes centros urbanos em todoo planeta e tende a agravar-se com o aumento do consumo de bens descartveis.Uma das alternativas de tratamento dos resduos slidos so os aterros sanitrios,que tm como um dos subprodutos a emisso de gases provenientes da decomposiodo material orgnico. Os principais constituintes desses gases so o dixido de carbono</p><p>28 VANZIN, E. et al.</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 15 a 26, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>e o gs metano, sendo este ltimo um combustvel possvel de ser coletado e utilizadopara a gerao de energia.</p><p>De acordo com a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB(2008), a gerao de metano em depsitos de resduos slidos urbanos no Brasil de677 Gg, cuja densidade de 0,716 kg/m3, o que representa 945 milhes de metroscbicos por ano. Como o metano representa 55% do volume do biogs, tm-se 1.718milhes de metros cbicos anuais desse gs, com recuperao tpica de 90%, estariamdisponveis 1.546 Mm3 de biogs para gerao de energia eltrica. Multiplicando essevalor pelo poder calorfico do biogs, 5.800 kcal/m3 e o resultado por 4.180 J/kcal,obtm-se 3,7 x 1016 Joules, sendo que cada joule corresponde a 1 Watt-segundo.Dividindo esse valor pelo nmero de segundos em uma hora (3.600 s/h) e multiplicandoo resultado pela eficincia do motor, a combusto interna, normalmente usada nessesistema, na faixa de 20%, encontra-se a energia disponvel de 2,1 TWh, que alimentariauma cidade de 875 mil residncias com consumo mdio mensal de 200 KWh, o queequivale a uma cidade de aproximadamente 3,5 milhes de habitantes.</p><p>Segundo Miguel (2005), o consumo crescente e o impacto ambiental causadospelas fontes de energia tradicionais levam o governo e a sociedade a pensar emnovas alternativas para gerao de energia eltrica. Segundo o Balano EnergticoNacional ano base 2007 (BRASIL, 2008), 89% da matriz de oferta de energia eltricado Brasil renovvel, enquanto a mdia mundial em 2007 era de 18 %. No entanto,nesse mesmo ano de 2007, 77,3% da energia eltrica do pas era gerada em grandesusinas hidreltricas, o que provoca grande impacto ambiental, tais como o alagamentodessas reas e a consequente perda da biodiversidade local. Os problemas sociaisno so menores com a remoo de famlias das reas atingidas.</p><p>Para o mesmo autor, diante desse cenrio, as fontes alternativas de energiacomo elica, solar e biomassa, alm de causarem impactos ambientais menores,ainda evitam a emisso de toneladas de gs carbnico na atmosfera.</p><p>Para se avaliar os impactos ambientais, tm-se vrios modelos, dentre os quaiso Modelo Econmico de Controle e Avaliao de Impactos Ambientais MECAIA.Essa avaliao foi desenvolvida para suprir a necessidade de uma abordagem capazde avaliar, simultaneamente, impacto e custos ambientais em processos industriais(Amaral e Silva, 2006).</p><p>Kraemer (2002) coloca, a fim de facilitar a compreenso do MECAIA e deapresentar sua estrutura de forma didtica, que o mesmo foi subdividido em seisfases bsicas, como descrito a seguir: (a) Diagnstico estratgico preliminar; (b)Mapeamento dos processos e atividades empresariais; (c) Identificao dos aspectos</p><p>29ANLISE DOS IMPACTOS AMBIENTAIS DO USO DO BIOGS DE ATERROS SANITRIOS ...</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 27 a 48, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>e impactos ambientais; (d) Determinao do custo dos processos e atividadesempresariais, com nfase nos processos ambientais. (e) Estruturao das perspectivasambientais para a elaborao do BSC Ambiental; (f) Anlise estratgica ambientalde custo-benefcio e propostas de inovao e melhoria.</p><p>Outra ferramenta utilizada para embasar as decises a Avaliao do Ciclo deVida (Life Cycle Assessment LCA). Na etapa de definies, o grupo de apoiodetermina quais so os objetivos do estudo, a sua abrangncia e a unidade funcional,ou seja, uma referncia na qual so expressos os resultados da anlise. Essa refernciapode ser uma unidade de produto, um lote de produo, um quilograma de produto,sendo que a escolha depender do processo produtivo em questo.</p><p>O macroprocesso ambiental perpassa os limites empresariais; as empresasecoeficientes influenciam o meio que esto inseridas e, por outro lado, tambm soinfluenciadas. A busca por novos mercados e a melhoria da imagem das empresasfrente a esses mercados passa por uma atuao ambientalmente correta por toda acadeia produtiva ou, pelo menos, para os principais integrantes da cadeia.</p><p>O presente artigo objetiva apresentar procedimento para a anlise de viabilidadeambiental relacionado gerao de energia eltrica, com a utilizao do biogs,proveniente da decomposio anaerbica de resduos em aterros sanitrios comaplicao no Aterro Sanitrio Metropolitano Santa Tecla, localizado em Gravata RS. Para representar o processo produtivo do Aterro Santa Tecla e identificar asquestes ambientais, foi utilizado o Modelo Econmico de Controle e Avaliao deImpactos Ambientais MECAIA, que atende a essa viso complexa em que seconstata a amplitude dos macroprocessos ambientais, pois o meio ambiente estenvolvido em praticamente todo o processo produtivo.</p><p>MATERIAL E MTODOS</p><p>O Aterro Metropolitano Santa TeclaO Aterro Metropolitano Santa Tecla est localizado na Estrada Henrique Closs,</p><p>km 6, em Gravata, Estado do Rio Grande do Sul. Segundo DMLU (2005), at o anode 1999 a rea foi operada como lixo, quando se executaram as obras de remediaoe implantao do aterro sanitrio, com 10 hectares. O aterro do tipo rampa, comuma zona antiga fechada que contm 570 mil toneladas de resduos e uma zona ativamais recente, com capacidade de 2 milhes de toneladas. A profundidade mximados resduos, na rea mais antiga, de, aproximadamente, 25 metros e na rea maisrecente de 35 a 40 metros.</p><p>30 VANZIN, E. et al.</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 15 a 26, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>Determinao do Potencial de Gerao de Gs Metano e a Capacidade de Gera-o de Energia Eltrica</p><p>Para a determinao do potencial de gerao do gs metano, foi utilizado omtodo de inventrio das emisses de metano da USEPA (1991), com o MtodoDecaimento de Primeira Ordem, que considera o gs metano emitido por longosperodos de tempo tendo em vista vrios fatores que influenciam a taxa de geraodo mesmo. A determinao da emisso anual de CH4, para pases, regies ou casosindividuais, pode ser calculada pela Equao 1 a seguir:</p><p>Q= L0 R (e-kc e-kt) (1)</p><p>Sendo:Q: gerao de metano no ano (m3/ano);L0: potencial de gerao de metano dos resduos (m3/t de lixo);R: mdia anual de deposio dos resduos durante a vida til do aterro (t/ano);K: constante de decaimento (ano-1);c: tempo desde o fechamento do aterro (anos);t: tempo desde a abertura do aterro (anos).</p><p>Segundo a USEPA (1991), o fator L0 depende da composio dos resduos edas condies do aterro para o processo de metanizao, estando os valoresencontrados em bibliografia tcnica entre 6,2 e 270 m3 de metano por tonelada deresduos para aterros americanos. A constante de decaimento (k) est relacionadacom o tempo necessrio para a frao de carbono orgnico degradvel (COD) dolixo decair para metade de sua massa inicial, podendo ser obtida por processo iterativoquando so conhecidas as vazes do gs metano do aterro, o valor L0 e a quantidadee o tempo de deposio do lixo no local.</p><p>Avaliao AmbientalAtravs da utilizao do Modelo Econmico de Controle e Avaliao de</p><p>Impactos Ambientais MECAIA e do uso da Avaliao do Ciclo de Vida (Life CycleAssessment LCA), procedeu-se o detalhamento e a listagem de todos os processosenvolvidos no beneficiamento do biogs e a partir dele a gerao de energia eltrica.O modelo MECAIA apresenta seis fases para sua aplicao. No presente trabalho,avaliou-se as questes ambientais para tanto, foram trabalhadas as trs fases iniciais,descritas a seguir.</p><p>31ANLISE DOS IMPACTOS AMBIENTAIS DO USO DO BIOGS DE ATERROS SANITRIOS ...</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 27 a 48, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>Fase 1 - Diagnstico estratgico preliminarFoi verificado o enquadramento do aterro sanitrio Santa Tecla nas premissas</p><p>bsicas necessrias implantao do modelo e focado somente as questes ambientais.</p><p>Fase 2 - Mapeamento dos processos e atividades</p><p>a) Etapa 1 - Mapeamento dos macroprocessosOs macroprocessos empresariais referem-se aos diferentes focos de atuao</p><p>de cada rea: o macroprocesso tcnico, financeiro, administrativo e RH/Qualidade.Esse trabalho enfoca o macroprocesso tcnico e administrativo.</p><p>b) Etapa 2 - Mapeamento dos processos e atividades empresariaisVisa inicialmente a conhecer a organizao do processo de produo e preencher</p><p>o Questionrio de Pr-Anlise (QPA) para posteriormente traar o panoramaambiental.</p><p>c) Etapa 3 - Consolidao dos processos mapeadosNessa etapa, obtm-se a quantidade de processos que envolve o aterro desde a</p><p>recepo at a produo da energia eltrica.</p><p>Fase 3 - Identificao dos aspectos e impactos ambientais</p><p>a) Etapa 1 - Determinao dos aspectos ambientaisA identificao dos pontos de origem e a disposio dos rejeitos oriundos das</p><p>atividades empresariais e a identificao dos impactos ambientais.</p><p>b) Etapa 2 - Determinao dos impactos ambientaisCom base nas respostas obtidas, pode-se traar um panorama da organizao,</p><p>verificando quais so as suas principais matrias-primas e produtos, tipos de rejeitosproduzidos no processo.</p><p>Fase 4 - Ps-anlise</p><p>Nessa fase final, so gerados cenrios de melhoria para as operaes crticasdo processo, buscando minimizar os impactos ambientais identificados. Para tanto,</p><p>32 VANZIN, E. et al.</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 15 a 26, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>ser empregado, como embasamento terico, a metodologia de Avaliao do Ciclode Vida (Life Cycle Assessment LCA), conforme segue abaixo:</p><p>a) o que deve ser feito (What?) - quais so os aspectos e os impactos ambientaisque sero tratados;</p><p>b) quando ser feito (When?), isto , os prazos para a execuo de cada atividadeplanejada;</p><p>c) onde sero executadas as aes programadas (Where?) - em qual operaode processamento;</p><p>d) por que essas aes sero executadas (Why?), isto , que requisitos legaisou corporativos determinam a realizao dessas atividades;</p><p>e) quem tem a responsabilidade de realizar a ao (Who?);f) como ser realizada a ao necessria para atingir a meta proposta (How?);g) em termos de custos ambientais, o que esta ao ir acarretar para a empresa</p><p>(How much?).</p><p>RESULTADOS</p><p>Aterro Metropolitano Santa TeclaDe acordo com o DMLU, o aterro recebeu at maio de 2005 as quantidades de</p><p>resduos slidos apresentadas na Tabela 1.</p><p>Tabela 1 - Quantidade de resduos depositados no Aterro Santa Tecla.</p><p>Ano de operao do aterro Quantidade (t)At 1999 380.000,00</p><p>1999 232.671,142000 266.632,762001 361.812,472002 375.787,432003 219.532,282004 134.746,81</p><p>2005 (at maio) 72.025,36Total 2.043.208,24</p><p>Fonte: DMLU (2005).</p><p>33ANLISE DOS IMPACTOS AMBIENTAIS DO USO DO BIOGS DE ATERROS SANITRIOS ...</p><p>REVISTA DE CINCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.3, n.2, p. 27 a 48, 2009 / ISSN 1981-8858</p></li><li><p>Curva de Gerao do Biogs no AterroCom a utilizao do software Landfill Gas Emissions, Version 2.0, inserindo a</p><p>quantidade mdia de resduos slidos dispostos no aterro sanitrio Santa Tecla (T...</p></li></ul>